Heat Resisting Mechanism of Heat-Resisting Aluminum Alloy Conductor and Its Application in Transmission Line

In this paper the heat withstanding mechanism of heat-resisting aluminum alloy conductor is discussed, the types and performance of the conductor and its application on transmission lines are analyzed and introduced, and suggestions on accelerating exploitation and application of the conductor are put forward.

一种分时段输电线路动态载流量计算时间点的确定方法

讨论了输电线路动态载流量计算的启动时间问题,基于影响输电线路载流量的2个主要因素——温度和风速,结合长序列的历史气象数据,通过对相邻时段风速的互信息分析,总结出不同季节条件下日内24 h风速的变化规律,根据这些变化规律,提出了在1条线路或1个区域内输电线路动态载流量日内计算时间点的设置方法。在某省1条220 kV输电线路的全年仿真验证中,验证了所提计算方法相对于静态环境算法对同一条输电线路载流量有较大的扩容能力。

电力电缆温升特性研究及载流量计算

电力电缆通常敷设于地下,一旦发生故障,很难及时发现和维修。通过对电力电缆的温升特性研究和载流量计算可以有效减少电缆故障的发生。结合仿真试验、最优化算法以及对试验数据的归纳完成温度场分析和载流量计算。为确保有限元计算的准确性,使用最优化算法对模型进行校正。将校正后的有限元模型输入外界条件和电力电缆导体长期发热最高允许温度,通过迭代计算的方式得到电缆载流量。通过分析仿真试验的数据,总结出了电力电缆载流量与外界环境之间的函数关系,通过该函数关系可以快速估算电力电缆的动态载流量。经过温度场和载流量的计算,得到电力电缆电流的阈值,达到兼顾电缆安全可靠性和充分利用电缆传输能力的目的。

六通道高温超导导体载流性能和交流损耗特性的仿真研究

为了满足未来聚变装置磁体系统大电流、强磁场以及优良机械特性的要求,提出一种六通道TSTC-CICC高温超导导体,并采用自洽模型和T-A法,对三种结构的六通道高温超导导体的载流性能和交流损耗特性进行了二维有限元仿真研究,其中结构1中带材堆叠方向垂直于径向方向,结构2中带材堆叠方向平行于径向方向,结构3中带材堆叠方式既有垂直于径向又有平行于径向两种方式。由研究结果可知,结构1导体的临界电流最大,结构2导体的最小,结构3导体的介于两者之间。结构1和结构3导体在低磁场下具有较好的临界电流各向同性特性。三种结构导体的临界电流随外磁场角度及磁场强度的变化各不相同。结构1导体的传输交流(AC)损耗最小,结构2导体的传输AC损耗最大,结构3导体的AC传输损耗介于两者之间。在不同角度的外磁场中,三种结构的导体表现出的AC损耗各不相同。

兼顾电缆线路效率和可靠性的载流量动态阈值研究

针对当前配电网电缆为了运行可靠性,多采用较低载流量的固定阈值方法,电缆利用率低的问题,本文提出了一种载流量动态阈值的方法。该方法从理论上研究电缆线路载流量与导体温度的关系,通过实际运行的电缆工程的实测数据量化电缆载流量与导体温度的函数关系,并测定电缆线路的基准阈值,以此实现线路的阈值动态化计算。算法应用于智能电缆测控系统的动态阈值监测功能模块,线路所得实际运行数据验证了本方法的有效性。

基于鲸鱼优化算法的架空导线温度计算方法

架空导线运行温度是电网系统的重要监测参数。文章提出一种基于鲸鱼优化算法(whaleoptimization algorithm,WOA)的架空导线温度计算方法。将架空导线温度值作为鲸鱼位置,利用IEEE标准计算对应的载流量,将其和额定载流量的差值作为适应度函数,通过迭代求解最优鲸鱼位置,作为最终的温度值计算结果。利用IEEE标准所提供的计算样例对所提方法进行有效性验证。实验对比WOA、粒子群优化算法(particleswarm optimization,PSO)和灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)3种启发式算法的性能,结果表明WOA算法的准确率相比PSO和GWO更高,对100组温度值计算结果的平均误差仅为0.00001℃,误差和仅为0.000982℃;同时WOA算法的运行时间更短,综合性能最优。

基于ANSYS的双回路“品”字形排列电缆温度场仿真分析

文章利用ANSYS软件对隧道双回路“品”字形排列电缆的竖直敷设方式和水平敷设方式进行温度场仿真分析。分析结果表明,水平敷设方式的双回路“品”字形排列电缆之间耦合作用更小,散热效果更好,有利于提升电缆载流量。

交流接触器载流能力提升研究与试验

为了满足电器设备小型化的需求,解决交流接触器载流提升后的温升超标问题,通过分析影响交流接触器温升和接触电阻的主要因素,选择提升接触器载流能力的可行途径。以某型号交流接触器为对象,对触点材料、接触类型、触头压力等进行优化,通过理论计算验证了优化方案的可行性,最后通过试验验证了方案的有效性。

城市轨道交通柔性悬挂导线组成及载流量分析

城市轨道交通柔性架空接触网的导线组成应系统性考虑载流量需求、载流温升、导线磨耗、系统最高计算温度、组合导线电流分配系数等因素的影响,设计过程中需结合实际工况对持续载流量进行计算校验。本文对柔性接触网导体选择的影响因素进行了理论分析,并对不同导线组成的载流量进行计算校验。结果表明,不同导线组成方案其电流分配系数和载流能力利用率不同,接触网系统的最高计算温度的选取对其载流能力影响较为明显。根据计算结果对城市轨道交通柔性架空接触网的导线组成和计算条件提出相应建议,为城市轨道交通柔性架空接触网设计提供参考。

多种环境下导线载流量的研究

针对导线在不同环境下的使用需求,了解其载流量性能尤为重要。通过试验设计,搭建多个模拟实际应用场景的导线工作环境,对比不同环境下导线的载流量变化趋势,进一步研究导线在常温环境、高温环境和低气压环境下导线的最大可持续性安全工作电流范围,并通过理论分析,了解在高温环境和低气压环境下导线载流量降低的原因,为多种环境下导线安全应用范围提供了重要的参考价值,从而最大限度地发挥导线的传输能力,满足使用需求。

非等温工况下电缆线芯温度快速计算方法

现有电缆线芯温度快速计算方法不适用于电缆外表面为非等温面的工况,为对该工况下电缆线芯温度进行快速计算,基于有限元法研究了电缆线芯温度随表面温度不均匀性的变化规律。结果表明电缆外表面平均温度一定时,线芯温度不随电缆外表面温度分布的变化而变化,并基于热网络法进行理论分析证明了规律的普适性。在计算线芯温度时,可将电缆外表面视为等温面,沿用现存热路模型进行快速计算,其中等温面温度采用外表面温度平均值代替。

一种考虑环境温度和风速影响的风电场极限增容方法

当前风电场送出容量计算中只考虑了风速的影响没有考虑环境温度的作用,且对架空导线极限载流量的分析没有考虑风电特殊的工作环境,造成风电场线路输送资源的浪费,因此提出一种考虑环境温度和风速影响的风电场极限增容方法,最大化开发利用风电资源。首先,在传统风机出力模型的基础上增加环境温度的影响,改进风机出力模型;然后,通过架空导线热平衡方程,建立考虑环境温度和风速共同影响的导线极限载流模型;最后,通过绘制风电场风机总出力曲面和导线极限载流曲面在环境温度和风速坐标系内的分布情况,将风机出力与导线极限载流特性进行匹配,得到风电场最大可允许的输出容量。仿真结果表明,相同导线截面的风电送出线路有一定的输送功率裕度,确定风电场极限输送容量、提高风电场的经济效益对指导风电场增容具有重要意义。

朔黄铁路3万吨扩能改造牵引供电系统研究

目前随着我国经济快速发展,货物运输体量逐渐庞大,对重载铁路的依赖不断加深。我国以神朔铁路、大秦铁路为代表的重载铁路,不仅运输能力强,还实现绿色、安全的生产运输,得到国家相关部门的充分认可。为了挖掘朔黄铁路其运输潜力,本次进行朔黄铁路3万吨重载试验列车供电系统研究。列车重载意味着牵引功率高、牵引电流大,极易引起接触网及整个供电系统电压的波动。因此,本此对3万吨重载列车运行时对牵引供电系统的影响进行研究,分析其可能造成的问题,并给出其解决方案。通过本课题的研究,发现朔黄铁路3万吨重载列车对目前牵引供电系统运营安全带来的隐患,从而有针对性的研究解决措施,为3万吨重载列车的开行提供有力的支持。

输电线路实时增容技术的理论计算与应用研究

电力系统可采用实时增容技术来提高现有输电线路的输送载流量,实现对导线温度、环境温度、风速等因素的实时监测,从而在不改变现行技术规程规定的前提下动态调整输送载流量。为此,建立了输电线路暂态运行方程,给出了导线允许温度与弧垂变化的关系式,并分析了导线允许温度、环境温度、风速、日照强度等因素对线路输送载流量的影响。研究结果表明:环境温度较低(<10°C)时,提高导线允许温度对输送载流量的影响不大(11%);环境温度较高(>30°C)时,提高导线允许温度对输送载流量的影响较大(22.7%);而环境温度和风速对输送载流量的影响要远远大于导线允许温度的影响。运行结果表明:实时增容技术可有效提高现有输电线路的输送载流量(>50%),它比静态增容技术更有效。

不规则排列电缆温度场及载流量计算

电缆在电缆沟中的不规则摆放将改变电缆温度场分布。以交联聚乙烯电缆为例,建立了电缆沟敷设方式下规则与不规则排列电缆的温度场计算模型,得出了电缆温度场分布,采用双点弦截法计算了电缆的载流量。计算结果表明:电缆的不规则排列将会导致其缆芯温度升高、载流量减小,为保障不规则排列电缆的安全运行,应对其温度及载流量在线监测。

考虑空气流场影响的电缆散热研究及其影响因素与经济性分析

根据传热学理论建立了考虑流场影响的电缆温度场计算模型,给定了电缆沟敷设电缆的温度场边界条件,并以电缆沟敷设6回路电缆为例验证了模型的正确性,该模型也可用于通风电缆沟(隧道)敷设电缆的温度场计算。研究了沟深和电缆层间距对电缆允许载流量的影响规律,并结合土建成本对电缆沟敷设方案进行了经济性分析。计算结果表明,在通过改善电缆散热效果来提高电缆载流量方面,电缆层间距优化比电缆沟深度优化能获得更佳效果;适当的电缆沟深度优化具有土建投资成本回收时间短的优点;实际电缆沟敷设方案选取时,应先考虑电缆层间距优化,再考虑电缆层间距和电缆沟深度的综合优化。

交流老化导线温升特性改变对载流量的影响

国内对于长期运行的导线老化对其载流量影响的研究鲜有报道,往往根据国外设计标准进行载流量校验,缺乏实际测量数据。针对上述情况,采用我国多条运行多年的交流老化后导线作为样本进行了通流温升实验测量到线路老化后实际载流量变化特性;同时对样本单位长度电阻进行了测量。结果表明老化后导线温升快于新导线,且稳定后温度更高;老化后导线单位长度电阻虽未超过国标限值,但与同型号新导线实测值相比增加4%～14%。根据热平衡方程和实验结果对载流量进行了计算,并反推出导线表面辐射系数,表面辐射系数与参考值相比差异较大,据此估算将使载流量下降约6%。分析认为导线长期运行老化后表面状态改变,形成一定厚度的污质层最终影响了导线的散热效果和单位长度电阻变化。

地下电缆光纤光栅测温试验

电力电缆线路运行温度在线实时监测,能及时发现线路的局部过热点、检测运行线路的绝缘状态。为此设计了基于光纤光栅的电缆温度在线监测系统,实测了不同敷设方式下电缆的表皮温度;分析了电缆温度与环境温度以及线路负荷间的关系;采用等效热路法,由监测到的电缆表皮温度拟合出电缆的实际载流量,实现了对电缆温度及载流量的在线监测,确保电缆运行的安全性与经济性。

基于热稳定约束的架空导线增容计算研究

随着能源短缺问题日益严峻、供电可靠性要求不断提高,大幅度提高输电线路输送能力,降低输电成本势在必行,而热稳定约束是限制架空导线载荷能力的一个重要因素。在分析基于热平衡方程计算架空导线载流量的基础上,考虑蒸发散热对导线热稳定的影响,并对日照吸热的计算进行了优化,减少了载流量计算的误差。同时,利用交直流电阻比与电流的非线性关系简化了计算,使得载流量的计算简单易行。通过对三节点简单电力系统进行分析,讨论了传统载流量标准可能导致的问题,提出综合考虑热稳定约束与潮流变化,得到导线温升过程的曲线,由此判别架空导线的短期载荷能力。基于上述模型,开发了智能电网在线监测系统中动态增容监测模块,以提高电力系统运行的安全性和经济性。

工作温度和绝缘温差约束下的高压直流电缆接头载流量计算

中间接头是高压电缆线路运行中故障多发的薄弱环节,电缆系统的载流量会因中间接头的结构特点而受到限制。直流下电缆载流量的约束条件与交流不同,不能直接依据交流电缆中间接头载流量的计算方法。为此,文中以直流电缆中间接头的温度场计算等理论研究为基础,提出以接头导体最高允许工作温度和绝缘层内外表面最大允许温差为两个约束条件,确定高压直流电缆中间接头载流量的方法。通过案例分析,将文中方法与IEC 60287标准计算的载流量进行了对比,并就环境温度对载流量的影响进行了分析。结果表明,中间接头的确是电缆系统载流量计算限制条件之一。两个约束条件下的载流量与环境温度的关系曲线将相交于一点,当环境温度小于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为绝缘层内外表面最大允许温差;当环境温度大于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为接头导体最大允许温度。研究结果可为直流电缆系统运行与载流量设计提供参考。