基于电缆暂态载流量的新能源电站电力电缆截面优化

实际工程中,一般把最大负载电流作为持续电流来进行电力电缆截面选择。但对于风电、光伏等新能源电站,负载存在周期性波动,电力电缆按照最大负载电流选择存在很大的浪费。本文提出了一种基于电缆暂态载流量的任意形状波动负载电缆载流量迭代计算方法,输入参数少,计算过程简单,有利于优化风电、光伏等新能源电站电缆截面从而避免资源的浪费。

基于载流量降额因子的高压电力电缆热评估

提出了一种基于载流量降额因子的铠装高压电力电缆热评估方法,该降额因子考虑了导体的集肤效应、邻近效应及相邻电缆的热效应。首先,采用有限元模拟计算了电缆在基波和谐波电流条件下的交直流电阻比,确定了稳态负荷条件下电缆降额系因子计算方法。然后,根据国际电工委员会(IEC)标准对日循环负荷和谐波电流下的瞬态温度进行计算,并采用IEC方法和瞬态温度方法计算了循环额定系数。最后,采用有限元模拟计算了不同截面积的高压电缆在稳态负荷和日循环负荷下的电缆寿命、故障率和降额因子,计算结果验证了所提方法的优越性。

基于负荷电流的综合管廊电缆发热量计算

综合管廊属于密闭型地下构筑物,廊内敷设的电缆是主要的发热源。准确估计入廊电缆的发热量有助于通风设备的合理选择和工艺的科学设计,避免造成资源和成本的浪费。本文提出了基于负荷电流的电缆发热量计算方法,通过对出变电站母线段电缆进行分析,得到了更为精确的电缆负荷电流。通过计算可知,使用负荷电流进行电缆发热量计算得到的结果比使用载流量进行电缆发热量计算的结果更为准确,且明显减小,可以实现在满足规范要求和功能需要的前提下降低能耗、节约成本。

电力电缆周期性负荷载流量计算方法综述

介绍了电力电缆周期性载流量计算解析法的发展历程,并根据电缆的敷设方式、运行条件、周围环境的不同,对周期性负荷因数计算进行了分类概述。由于阶跃函数电流持续时间长短不同,因此分别建立长时及短时电缆绝缘暂态热路模型,对高压电缆本体暂态温升进行了研究;并对电缆表面至外界环境温升与敷设条件的关系进行了分析;最后对不同运行状态下电力电缆周期性负荷因数的影响因素进行了分类与定性分析;同时还指出了周期性载流量计算的不足之处,并针对实际问题提出了建议。

光伏发电系统中直埋敷设中压电缆的周期性负荷载流量计算研究

针对光伏发电系统周期性负荷的特性,采用电缆载流量计算软件CYMCAP,基于电缆的周期性负荷载流量分析方法,对直埋敷设的中压电缆的长期载流量及不同周期性负荷曲线波形下的周期性负荷载流量进行了对比和分析,并分析了土壤环境温度、土壤热阻系数、同沟敷设电缆的回路间距及并联回路数量、电缆敷设深度、电缆截面规格及导体材料等对周期性负荷因数的影响。研究结果表明:相对于长期恒定负荷,周期性负荷下的周期性负荷因数可达1.2~1.8。周期性负荷因数对不同影响因素的敏感度排序为:土壤环境温度或导体材料<电缆截面规格<同沟敷设电缆的回路间距或电缆敷设深度<土壤热阻系数或同沟敷设电缆的并联回路数量。期望研究结果可为后续光伏发电系统的中压电缆选型提供参考。

地下直埋电力电缆周期载流量的数值计算

电力电缆载流量是电缆运行中的一个重要参数,其值是在电缆电流恒定的条件下得到的。但电力系统实际运行时,负荷电流一般是周期性变化的。IEC 60853给出了均匀土壤中直埋电缆日周期性负荷因数的计算方法。本文基于有限差分法,编制了电力电缆暂态温度场数值计算程序,并采用该程序计算了均匀土壤和不均匀土壤中直埋电缆的日周期性负荷因数。计算结果表明:以数值计算方法为依据可进一步提高电缆的输送能力。

电力电缆在线测温及载流量监测的研究进展与应用

介绍了国内外在电力电缆在线测温及载流量监测方面的研究进展，并对以电缆表面或绝缘表面温度折算线芯温度的相关理论及技术手段作了简要分析。国外应用实例的介绍显示了对电力电缆，尤其是高压，超高压电缆进行在线温度监测，以实时掌握电缆运行情况，保证安全运行，并在此基础上进行合理的负荷调度的重要性，也为国内运行部门提供了成功的运行经验。

电力电缆在线载流量预测报警系统的开发研究

为了在线预测电力电缆载流量,依据载流量的计算原理,应用MCS-51单片机和VB开发了温度在线监测采集板,并阐述了硬件结构、软件设计。实验证明,该系统运行良好、精度高,能满足电力系统运行的需要。

基于三维热流耦合仿真的登杆电缆载流量计算

为分析由于外部环境突变导致的轴向传热对登杆电缆载流能力的影响,基于COMSOL Multiphysics软件建立包括裸露段、保护管段和直埋段3个区段的登杆电缆三维热流耦合仿真模型,并通过与现有模型计算结果的对比来验证所建立模型的有效性。基于该仿真模型进行分析,得到不同保护管段长度下电缆导体的轴向温度分布差异。计算结果表明:登杆电缆不同区段的导体存在较大的轴向温差,散热最好的裸露段与散热最差的保护管段稳态温差接近40℃;保护管长度对登杆电缆峰值温度和载流量影响较大,当保护管段较长时(大于7 m)在保护管段将形成温升平台,保护管长度越小峰值温度越低;所建立的模型充分考虑了不同区段间轴向传热的影响,且保护管长度越小模型的计算准确度越高,当保护管段长度为2 m时,该模型计算结果与现有模型相比最高温度降低14%。

电缆载流量校正系数简析

结合国内外标准提出影响电缆载流量的各类因素,对电缆载流量的校正系数加以阐述,给出具体计算方法及需要注意的地方。

对电线电缆与保护电器不匹配的浅见

当前低压配电系统中,存在不满足现行国家标准《低压配电设计规范》(GB50054-95)过流防护要求的情况。本文就此进行相关讨论,提出电气技术人员应及时跟踪标准的颁布,并对标准能够正确理解、合理应用。

民用建筑重要负荷供电电缆的选择分析

随着我国国民经济的飞速发展,国内民用建筑市场也越来越繁荣,本文结合建筑工程电气设计中重要的一环——供电线缆的选择及防火设计来分析在大型民用建筑工程中各种电缆的应用比较。

低压配电电缆截面的计算与校验

低压配电电缆截面的计算与校验,在工程设计时通常是对过负荷保护与电缆载流量、用电设备端电压损失、低压断路器灵敏度、短路电流热稳定等进行分析。长距离低压配电电缆的线路阻抗大,末端短路电流小,易出现不满足低压断路器灵敏度校验。本文结合具体的工程案例,深入分析了低压配电电缆截面的计算与校验。通过选择低压电气设备的配置功能,避免了增大低压配电电缆截面,以节约工程建设投资。

加装保护盒的高压电缆接头散热措施

针对高压电缆接头加装保护盒后的过热问题,对电缆接头的传热特征进行理论分析,根据散热路径的不同,提出在保护盒腔体内填充导热胶体和在电缆本体段增加风机的2种散热措施。应用有限元软件建立电缆接头的二维轴对称仿真模型,迭代计算接头及本体的导体温度,分析2种措施的散热改进效果。结果表明:相比于无散热措施的情况,2种不同原理的散热措施均能显著降低电缆接头的导体温度;但是,当填充介质的导热系数超过1 W/(m·K),或风速超过5 m/s时,电缆接头的散热改进效果几乎相同,线路载流量的提升增幅约为1%。

高压电缆接头保护盒结构设计与性能验证

电缆接头一直是电缆线路的薄弱环节,一旦发生故障,很容易发生爆炸甚至火灾事故,不仅造成本线路的停电,还可能对周边运行的电缆设备、电力设施及人员造成伤害。文章设计了一种使用铝镁合金的高压电缆接头防爆防火保护盒,当接头发生故障时,可有效阻止火势蔓延,大大降低电缆接头爆炸造成的危害。通过试验验证,该接头保护盒的防爆防火效果良好,安装防爆防火保护盒的接头载流量略有降低,但不影响运行,环保检测试验证明,铝镁合金保护盒壳体不会对环境造成危害。

单芯电缆金属护层保护器发热隐患分析及处理

近年来,35 kV单芯电力电缆以其载流量大、弯曲半径小、敷设路径灵活等优点得到了广泛应用,也给电力电缆的运维管理带来了很多新的问题和挑战。高压单芯电力电缆金属护层(金属屏蔽层)接地方式不规范或接地缺陷会使单芯电缆金属护层上感应出较高的电位,烧坏过电压保护器,或者产生较大的环流,导致金属护层持续发热,烧损、引燃电缆外护套,甚至发生电缆起火,接地短路跳闸失电事故,严重影响了电网的安全可靠运行,还危及人身安全。

高导热填充材料对高压电缆接头温度的影响

高压电缆接头是线路中的热点位置,限制着线路载流量的提升。为了探究加装保护盒以及保护盒内填充不同材料对电缆接头导体温度的影响,搭建了高压电缆接头的大电流温升试验平台,对比分析了电缆接头未装保护盒、加装保护盒、保护盒内填充传统密封胶,以及保护盒内填充高导热材料4种情况的试验数据。结果表明,相比于未装保护盒的情况,加装保护盒不会显著恶化电缆接头的散热环境。但是在保护盒内填充传统密封胶后严重阻碍电缆接头的散热,相比于未装保护盒时压接管的温度升高了8.1℃。保护盒内填充高导热材料后,压接管的温度显著下降。相比于未装保护盒的情况,其导体温度仅升高了2℃,大大增强了电缆接头的散热能力。

500kV海底电缆铠装损坏水下原位修复研究

本工作基于500 kV海底电缆铠装及周围护层存在损坏的情况,设计了水下原位修复方案代替传统打捞修复方案,保护未受损绝缘;设计了从半导电护套到铠装层的各护层修复方法,并使用钛合金夹具及弯曲限制器对修复部位进行保护;随后通过力学计算及试验,校核了机械连接和弯曲限制器的可靠性,结果符合要求;最后校核弯曲限制器部位的载流量,弯曲限制器部位海底电缆埋深应小于1500 mm。

埋地电力电缆的优化研究

为了解决以载流量为负荷电流上限运行方式导致电缆(尤其是集群敷设)负荷潜能不能充分发挥的问题,基于通用的行业标准(IEC标准),在单根电缆长期运行不超过最高温度的条件下,以实现缆群整体负荷最大化为目标,计算电缆群输送电流。通过提高外围电缆的运载电流和适当降低中间电缆的电流值,实现缆群整体缆芯温度趋于相当,降低缆芯平均温度与90℃的温差,从而达到提高电缆群体送电能力的目标。优化计算方法可使电缆群电流负荷潜能得到发掘,有效提高电缆的经济效益。