基于热路解析模型的海底电缆动态温度场计算与短时允许载流量评估

准确计算海底电缆动态温度场和短时允许载流量对保障海缆安全运行具有重要意义。针对现有的解析方法无法精确求解海底电缆动态温度场和短时允许载流量的问题,提出一种最优热路解析模型,将海底电缆的本体和埋设环境进行分层建模,推导出可以计算海底电缆外部环境等效热阻、热容的公式;然后采用热电类比法构建海底电缆本体和埋设环境的热路解析模型,并应用控制变量法确定热路解析模型的最优分层数和最优传热半径。最后,以某500 kV型号的交流海底电缆为例,对所提最优热路解析模型进行分析验证。计算结果表明:该最优热路解析模型具有较好的准确性和高效性;基于该模型对海底电缆的短时允许载流量进行评估,计算发现海底电缆短时允许最大载流量与海底电缆的初始稳态电流和过载时间有关。

基于电磁热多场耦合的直埋电缆导体温度与载流量计算

为研究地下电缆导体温度和载流量以及设计合理的电缆敷设方式,结合传热学理论、利用有限元分析法,建立了埋在地下电力电缆的电磁热耦合计算模型,基于该模型载流量的计算结果与基于IEC 60287标准的计算结果进行对比验证。探讨了电缆敷设深度、相间距离、热回填及相序的变化对电力电缆导体温度和载流量的影响,通过多元线性回归分析了不同因素对电缆导体温度及载流量影响的强弱程度。研究结果表明,电缆的敷设方式较大地影响着电缆导体温度及载流量:敷设深度越大,相间距离越小,热回填导热系数越小,电缆导体温度越高,载流量越低;其中,热回填导热系数对电缆导体温度及载流量的影响最为显著,相序影响最小。因此在直埋电缆敷设工程中,应配合高导热系数的热回填,增强电缆散热效果,从而保障电缆安全经济运行。