复杂环境地埋电缆群暂态温升热路模型适应性仿真验证研究

简易可行、快速准确地评估电缆实时温升,是释放潜在输送能力,提高运行效率的基础。目前,评估电缆线芯温升的方法主要有测量方法与计算方法,借鉴热电比拟的方法,提出了引入平衡热阻与平衡热感的电缆群暂态温升热路模型。然而实际运行中,电缆的运行环境更为复杂,电缆回数多少、负荷波动程度等因素也可能影响模型的准确性。为充分验证热路模型的适应性,文中通过构建一个复杂环境、工况条件下的电缆群暂态温升有限元算例,并与热路模型结果进行比较。验证结果表明,针对不同影响因素,原有热路模型可进行灵活调整扩展,参数求解方法不变,模型的便捷性与准确性不受影响;电缆回数数量、介质均匀性、负荷波动程度、日照与环温变化幅度均不明显降低模型的准确性。研究成果不仅验证了模型的适应性,而且可为类似模型的检验方法提供重要参考。

跨境电商发展路径与创新研究

近几年,跨境电子商务迅猛崛起,国家对其发展的扶持力度不断加大,其发展势头已蔚然成形,尤以“互联网+”的提出为显著标志,表明国家正积极推动传统产业与互联网深度融合,实现转型升级。文章旨在探讨传统跨境贸易向现代跨境贸易转变的路径选择,即供应链整合、数据共享与协同、服务融合,以期助力传统外贸行业突破瓶颈,发掘新的增长动力。

基于多维特征与优化SVM在高压断路器故障分类中的应用

针对利用电流信号进行高压断路器故障分类过程中,采集电流信号原始特征提取种类单一,故障识别率低和分类性能退化的问题,提出一种基于多维特征与支持向量机(support vector machine,SVM)相结合的故障分类方法。首先,提取分闸电流信号关键时间、电流幅值作为局部特征,提取电流信号的全局特征组成多维特征向量,构建断路器操作过程的电流联合原始特征集;其次,为消除冗余特征信息,使用主成分分析法(principal component analysis,PCA)降维后构建最终特征向量集合;最后,使用粒子群算法(particle swarm algorithm,PSO)优化支持向量机参数设置问题,对断路器进行故障分类。试验结果表明,采用本文提出的方法识别准确率较高,具有实际工程应用价值。

地下电缆群稳态温度场和载流量计算新方法

根据地表对流和深层土壤温度不变的原则,将地下电缆群开域温度场等效为闭域温度场,应用有限元分析了给定电缆负荷电流的地下电缆群闭域温度场分布。采用热路法将电缆金属套损耗归算到电缆导体,应用调和平均法对电缆导体外的薄层进行处理,最终将电缆等效为导体和外护两层结构,减少了剖分节点数,提高了计算精度和收敛速度。采用弦截法计算了地下电缆群载流量。试验和计算结果表明,利用有限元计算地下电缆群温度场和载流量满足工程实际需求。

利用模拟热荷法计算地下电缆稳态温度场

根据电场和温度场的相似性,提出了用于计算地下电缆群稳态温度场的模拟热荷法。利用热路的方法将电缆金属套损耗和铠装层损耗归算到电缆导体。利用调和平均法对电缆导体外的多层介质进行处理,最终将电缆等效为导体和外护层的2层结构。根据换热量相等的原则,将地表空气对流换热系数等效为一定厚度的土壤。在电缆线芯和空气中用模拟热荷代替原来的线芯损耗和空气对土壤温度场的影响。然后根据镜像法,按照地表空气等温、导体等温以及外护层和土壤边界温度梯度相同列出约束方程组。利用高斯法求解方程组,求得地下电缆群稳态温度场的分布。试验和有限元仿真验证了模拟热荷法在地下电缆群稳态温度场计算中的有效性。

有限元法计算交联电缆涡流损耗

电力电缆的导体交流损耗和金属屏蔽层涡流损耗是影响电缆群温度场分布和电缆载流量确定的重要因素。为确定电缆运行中的损耗,在考虑趋肤效应和邻近效应的基础上,利用有限元法对电缆群不同排列方式和接地方式下的导体交流损耗和金属屏蔽层涡流损耗进行了计算。计算结果表明,导体交流损耗随回路数增多、电缆间距减小而增大,金属屏蔽层损耗随回路数增多而增大,与电缆间距的关系与接地方式有关,单端接地时,金属屏蔽层损耗随间距增大而减小,双端接地时,金属屏蔽层损耗随间距增大而增大。

排管敷设电缆群温度场和载流量数值计算

为充分利用电力电缆线路的传输容量,提高电缆的利用率,准确计算电缆线路的温度场分布,建立了地下排管敷设电缆群的热传导、热对流、热辐射微分方程,给出了2维共轭温度场的求解域和边界条件,利用涡量-流函数和伽略金法给出了自然对流的变分方程,利用迭代和耦合算法对方程进行了有限元分析和计算。给出了给定电缆负荷的温度场分布图,迭代计算了单回路和多回路交联聚乙烯电缆系统的载流量。排管内带绝缘发热管的试验和计算的对比,验证了计算模型的有效性。

三维有限元法在局部穿管直埋电缆温度场和载流量计算中的应用

保护管改变了局部穿管直埋电缆的温度场分布,且保护管部分往往是全线最热点,影响了电缆的载流量。保护管内壁和电缆外壁间包含了1个空气层,空气层内的传热是自然对流、热传导和电缆外表面和保护管内壁间热辐射的多种传热方式的耦合过程,且保护管外和电缆本体又属于固体传热,因此,局部穿管线路的散热是1个流固耦合的过程。为此,电缆本体和保护管外土壤可用热传导方程描述,保护管内空气层的传热需要求解流体的动量方程、能量方程和连续性方程,流体和固体间可以通过边界条件连续性利用迭代法求解。采用三维有限元和涡量-流函数耦合求解了上述流固耦合散热过程,从而求得局部穿管直埋电缆的温度场分布,找出其中的最热点,并利用迭代的方法计算出电缆的载流量。计算实例表明,局部穿管电缆的载流量比全程直埋电缆的载流量要低。

排管敷设电缆群暂态温度场和短时载流量数值计算

地下排管敷设已经成为电缆敷设的主要形式,准确计算地下排管敷设电缆群的暂态温度场和短时载流量对合理调配电缆线路短时负荷具有重要的意义。为此,利用有限差分法将地下排管敷设电缆群暂态温度场计算过程分为离散的时间步,在每一个时间步内,利用有限元法计算地下排管敷设电缆群的温度场分布,最后给出了整个时间域内地下排管敷设电缆群的温度变化过程和最终暂态温度场分布,在此基础上,利用迭代法计算不超过绝缘短时耐受温度极限的地下排管敷设电缆群的短时载流量。利用地下穿管的发热管试验和仿真来模拟地下排管敷设电缆,试验结果与仿真计算结果基本相符,证明了利用有限差分法和有限元法计算地下排管敷设电缆群暂态温度场和短时载流量具有较高的精度,为工程实际提供了一种新的短时载流量计算方法。

基于FEM的直埋电缆载流量与外部环境关系的计算

利用有限元法对有外部热源的直埋电缆区域进行剖分,计算了给定电缆负荷的温度场。利用对分法计算了导体温度等于绝缘长期耐受温度时的电缆负荷,确定了有外部热源和地表空气温度变化时的直埋电缆的载流量。计算结果给出了电缆载流量随电缆与外部热源间距的变化规律,以及电缆载流量随地表空气温度的变化规律,为工程实际提供了参考依据。

地下电缆群暂态温度场和短时载流量数值计算方法

利用有限差分法将地下电缆群暂态过程分为离散的时间步,然后利用有限元法分析每一时间步的地下电缆群温度场分布,给出了土壤直埋电缆群的暂态温度场分布。在此基础上,利用牛顿迭代法计算了土壤直埋电缆群的短时载流量。试验和计算结果表明,利用有限差分和有限元计算地下电缆群暂态温度场和短时载流量为工程实际提供了一种新的计算方法。

沟槽电缆温度场和载流量的数值计算

沟槽敷设方式下电缆附近的温度场同时受到周围空气、周围土壤和地表空气的影响,对其温度场的分析有助于准确确定沟槽电缆的载流量。该温度场中的热传递过程是流固耦合的,固体区域用热传导微分方程描述,沟槽内空气采用动量方程、能量方程和连续性方程与热辐射方程描述,流体和固体间热传递采用迭代法求解。采用三维有限元和涡量-流函数耦合求解上述热扩散方程,求得整个场域的温度场分布图和沟槽内空气层的流动方程,然后利用迭代法计算沟槽内电缆的载流量,直到导体温度为363K。计算结果显示,沟槽内存在较强的空气自然对流散热,沟槽内单根400mm2 YJV22XLPE电力电缆的载流量为825A,比直埋载流量提高了30%,比排管敷设载流量提高了51.9%。研究结果表明利用有限元和涡量-流函数,可以准确计算沟槽敷设电缆群的流场和温度场分布,从而准确计算沟槽敷设电缆的载流量。

土壤直埋电缆群额定载流量的计算

当多根电缆埋地敷设时,电缆之间热的相互影响使每根电缆的载流量不同程度的降低。每根电缆的载流量由IEC60287给定公式计算,其环境温度由土壤环境温度和其他电缆在该点的温升迭加所决定。其他电缆在该点的温升可以采用镜像法计算。这样,每一根电缆额定载流量将由其他电缆决定,用高斯-赛德尔迭代法对以额定载流量为变量的方程组进行求解,计算了电缆群等负荷、不等负荷以及环境因素对载流量的影响。试验结果表明,计算结果符合工程实际要求。

基于FEM的同相并联大截面三相电缆电流分布的研究

利用有限元法计算了单芯大截面电缆用于同相两根并联电缆运行时的载流量分配和不平衡系数。并利用电磁场理论和ANSOFT,计算了6种同相两根并联电缆排列方式下的载流量分配和不平衡系数的比较,给出了3种能够减小载流量分配不均和降低不平衡系数的同相两根大截面电缆线路并联运行的优化排列方式。

同步整流反激逆变器研究

研究了由两路双向反激直流变换器输入并联输出串联构成的反激逆变器。在连续工作模式的反激逆变器的基础上,提出同步整流控制方案,即输出功率较大时实现同步整流,较小时实现零电压开通,大大简化了传统电流源高频链逆变器的控制方案,从而有效地降低了整流二极管导通损耗,将整机效率提高到85.8%。研究内容包括工作模式、控制策略、关键参数设计准则、同步整流或零电压开通的实现和边界问题。原理试验样机验证了该逆变器及其控制策略的正确性和先进性,证实其适合于低压大电流变换场合。

反激逆变器研究

该文提出一种新颖的反激逆变器,详细阐述了其工作原理、控制方案和设计方法。该逆变器工作于断续模式,是由两路双向反激直流变换器输入并联输出串联组成的一种单级隔离逆变器。反激逆变器占空比可以在0到0.8之间变化,从而得到较宽范围的输出电压;负载电流流过副边常通开关管,从而减小了导通损耗。实验结果表明该逆变器具有以下优点:双向功率传输、拓扑结构简单、使用器件少、控制方案简单、可靠性高以及良好的动态响应。

一种双闭环控制隔离Boost变换器起动控制策略

隔离Boost变换器起动期间,由于低输出电压导致过冲电流,对变换器造成损坏。提出一种新的隔离Boost变换器软起动控制策略,研究双闭环控制下具有起动电路隔离Boost变换器的起动过程。在提出的控制策略作用下,具有起动电路的隔离Boost变换器起动过程分为Flyback、Hybrid、Boost工作3个工作阶段。详细讨论该起动控制方法及其各个阶段的特点。在峰值电流控制方法下,输出电压在Flyback工作阶段从零开始建立。引入Hybrid工作阶段,同时实现了占空比平滑变化和输出电压平滑建立,该控制策略有效地抑制了起动电流过冲。实验结果验证了理论分析的正确性。

电缆群邻近效应的计算和优化排列

在计算电缆群载流量时,交流电阻是一个重要的参数,其中邻近效应是计算交流电阻的一部分。IEC-60287和JB/T10181-2000仅给出了单回路情况下的邻近效应计算公式,且有一定的限制条件。本文利用电磁场理论和贝塞尔函数计算任意电缆群的邻近效应,给出了不同相位排列方式下的结果,并给出了电缆邻近效应最小时的相位排列方式。

开放式实训教学管理系统的开发

针对工程训练中心实训教学的需求,设计开发了开放式实训教学管理系统。实训教学管理系统内容包括实训教学预习系统、信息查询系统、网络预约系统、仿真教学系统、跨专业毕业设计、问卷调查系统和考核量化系统。为了适应信息化教学管理要求,该管理系统增加了自动排课系统、网上考试系统、成绩管理系统和打卡管理系统等特色内容。该教学管理系统大大提高了网络教学的优势和教学资源的利用率,将教学和管理融为一体,取得了很好的实训教学效果。

造血重建对异基因造血干细胞移植患者早期生活质量的影响

目的探讨造血重建对异基因造血干细胞移植(HSCT)患者早期生活质量的影响,为针对性干预提供参考。方法将122例患者以出净化病房时血小板是否重建分为造血重建组(88例)和造血延迟组(34例),采用癌症治疗功能评价系统-骨髓移植生命质量测评量表(FACT-BMT)测评患者在入净化病房前、移植后1、3、6个月生活质量。结果 122例患者不同时间点生活质量得分差异有统计学意义,其中移植后1个月得分最低,6个月时得到显著改善(P<0.05,P<0.01);造血重建组前3个时间点生活质量得分显著高于造血延迟组(均P<0.05)。多元回归分析结果显示早期造血重建与否是HSCT患者生活质量的主要影响因素,其次为移植物抗缩主病及性别(均P<0.05)。结论早期造血重建可作为HSCT患者术后生活质量的预测因素,护理人员应特别注重对造血延迟患者的针对性护理,以助HSCT患者在术后早期获得较好的生活质量。