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。     

变电站电缆沟探火管灭火装置性能测试

电缆沟是变电站与外界进行能源交换的重要地下通道[1].由于对电缆沟火灾研究起步较晚,针对电缆沟潜在的安全隐患认识不足,在较早设计中,变电站内电缆沟往往超容量敷设,高压电缆、低压电缆和通信电缆同沟敷设,一旦电缆沟失火,将大面积延燃,造成严重的供电事故[2].例如,2016年6月18日,西安南郊一变电站电缆沟失火,导致周边供电区域大面积长时间停电[3].     

基于多场耦合模型的海底电缆载流量和温度场计算研究

海底电缆将电能输送至陆上升压站过程中,各路径段敷设方式下其载流量和温升都对其输送稳定性有着重要影响,电缆载流量和温度场的准确计算对提升电能输送的可靠性与经济性都有着重要意义。文章结合电缆敷设条件,利用COMSOL有限元分析软件建立了基于电磁场、流体场和传热场的多物理场耦合模型,分析了电缆沟内敷设电缆的温度场变化,研究了不同敷设方式对电缆载流量大小的影响。数据表明,电缆敷设的位置和回路数会对电缆载流量产生影响,不规范的敷设位置和密集的回路数都会降低载流量值。因此在工程中应严格按照规范敷设电缆,同时确定适当的回路数以提升运行经济性。     

电缆不同敷设方式下温度场与载流量的仿真计算

电缆广泛应用于现代城市配电网中,其运行可靠性与电缆的载流量与温升关系密切,精确计算电缆的载流量和温度场分布对于电网的可靠、经济运行具有重要意义。文章结合电缆的损耗对电缆沟的生热、散热过程进行了分析。采用COMSOL有限元多物理场分析软件,运用有限元分析方法模拟了8.7/15 k V YJV 1析软件,的XLPE三回路电力电缆沟正常敷设与不规则敷设情况下的载流量与温度场分布。数据证明,电缆敷设的位置与密集程度影响着电缆的载流量,密集程度越高,载流量越低。因此,按照规程要求分层敷设电缆束才能降低电缆的工作温度及延长寿命,电缆集群不宜集中敷设于底部。     

10kV城网电缆沟敷设方式与载流量数值计算

电缆广泛应用于现代城市配电网中,其运行可靠性与电缆的载流量与温升关系密切,精确计算电缆的载流量和温度场分布对于电网的可靠、经济运行具有重要意义。本文结合电缆的损耗对电缆沟的生热、散热过程进行了分析。采用COMSOL有限元多物理场分析软件,模拟了8.7/15 k V YJV 1×400的XLPE三回路电力电缆沟正常敷设与不规则敷设情况下的载流量与温度场分布。数据证明,电缆敷设的位置与密集程度影响着电缆的载流量,密集程度越高,载流量越低。因此,电缆集群不宜集中敷设于底部,按照规程要求分层敷设电缆束才能降低电缆的工作温度及延长寿命。     

基于顶棚温度分布的变电站高压电缆沟道着火点辨识

变电站高电压电缆沟道环境的封闭性强，难以从沟道外判断电缆火灾早期发展状况。为了探测沟道内电缆火灾，研究火灾早期顶棚温度分布与电缆着火点位置之间的关系，以变电站高压电缆沟道为模型，开展电缆火灾燃烧实验，测量电缆沟道内温度的分布变化，分析顶棚温度距离着火点位置变化的拟合关系，验证了着火点辨识方法的准确性。研究结果表明，顶棚最大温升比例系数α的平均值为17.71,1∶1高压电缆沟道实验平台的温度测量结果准确；在纵向方向上，顶棚温度由着火点位置向两侧递减，温度变化曲线具有明显的阶段特点；在长度为5 m的着火点辨识范围内，实验1和实验3的顶棚温度变化拟合函数拟合度分别为0.90和0.83，计算结果与着火点实际位置误差最大值分别为0.371 m和0.165 m，辨识准确率平均值分别为92.6%和96.9%。在变电站电缆沟道火灾早期，基于顶棚温度分布的变电站高压电缆沟道两点测温着火点辨识方法，有效辨识了着火点在沿电缆沟道纵向方向上的位置。     

330 kV变电站非典型电缆沟截面优化设计研究

新能源送出工程的升压站需汇集大量的35 kV电力电缆,升压站内35 kV配电装置和无功补偿区域的电缆沟内电力电缆数量众多,同时为了匹配主变容量及满足接入可靠的要求,存在电力电缆相互交叉敷设的情况。采用大截面电缆廊道不仅挤占站内有效空间,影响地下管道的布置,还会增加混凝土和钢筋用量,更会延长施工工期,因此新能源送出升压站中电缆敷设的优化设计已成为一项新的课题。以HQ1#330 kV变电站为工程案例,结合实际施工中的具体问题,以合理规划布置电缆通道、减少沟型数量为目的,优化330 kV变电站非典型电缆沟截面。     

变电站电缆沟水灾监测预警系统的研究与应用

本文通过对变电站电缆沟水灾监测预警系统的研究,在变电站设置水位传感器、无线传输设备和开发应用软件等,实时监测电缆沟积水,及时发送预警信息给值班人员,为变电站排水提供决策支持,确保电缆沟内各种电缆的安全运行。     

电缆沟多回敷设中电力电缆多物理场耦合场及载流量数值计算

研究了电缆沟电缆集群敷设条件下温度场的分布规律和载流量。根据电缆结构参数及敷设工况的物性参数,建立了单芯四回路电缆规则排布多物理耦合场的计算模型,计算、分析了电缆沟中温度场的分布规律,在此基础上提出了计算电缆载流量的弦截法。此外,进一步分析了电缆不规则敷设工况下电缆排列杂乱程度与载流量的关系。计算结果表明,不规则排列下电缆载流量减小、电缆芯温度升高。该计算结果可为进一步提高电缆运行的经济性和可靠性提供参考。     

电缆沟敷设方式下电缆温度场计算模型

针对电缆沟敷设方式下电力电缆的广泛应用以及传统方法载流量计算参数较难确定的不足,根据传热学的基本原理,利用有限单元自动划分法,建立了一种基于有限元法的电缆载流量计算模型,能够按照实际敷设情况的变化对模型参数进行修改。根据电缆的结构参数和周围敷设区域的物性参数分析了电缆沟中电缆区域温度场分布情况,并提出了一种基于二分法来计算电缆载流量的方法。可为优化电缆敷设方案提供理论依据。     

电力电缆运行温度场变化及在线监测技术研究

电力电缆在高压和大电流状态下长期运行,由于各种故障引起的温度升高会导致电缆过热或绝缘性能下降。文中在分析电缆结构和温度场的基础上,建立了电缆温度场有限元模型,完成了电缆沟敷设和电缆中间接头的热分析,通过热分析确定其过热位置,为温度传感器的布置提供理论支持。完成了电缆沟温度在线监测系统设计方案,能够实时采集电缆沟温度数据。该研究为电力电缆智能化监测的发展提供了参考和借鉴。     

变电站电缆立体交叉排列敷设方法

随着电力工业自动化程度的提高,变电站中的电缆连接数量大幅增多,电缆、光纤、数据线等敷设混乱、可追溯性差,电气二次设备运行后,电缆任何一芯的可靠性要求都很高,检修、扩建、故障影响面很大,电缆敷设之前的科学排列是目前变电站施工急待解决的质量技术瓶颈之一.西宁750kv变电站创新采用电缆"节点立体交叉"排列敷设方法,提高电缆敷设施工效率、质量,达到全站电缆沟、涵洞、路基内无交叉,合理布置电缆密集敷设时电缆的载流能力,避免电缆密集敷设时温度过高,提高电缆敷设工艺观感,电缆敷设达到科学合理布置,电缆敷设一次性施工完毕,使电缆敷设施工周期缩短,电缆施工完毕后可追溯性强;电缆敷设在检修、扩建施工中方便简捷,确保变电站安全经济运行.     

电缆夹层在±800kV特高压 换流站控制楼的应用

为了解决特高压换流站主(辅)控制楼内一层电气设备房间采用电缆沟道敷设电缆困难,以及防止换流站在运行多年后,由于地基不均匀沉降导致屏柜及基础发生倾斜的问题,提出在主(辅)控制楼一层电气设备房间设计中采用全地下电缆夹层设计方案,并将电缆夹层与电缆沟道方案进行技术经济比较,得出采用电缆夹层方案比采用电缆沟道方案增加投资35.2×104元。电缆夹层结构型式已经在哈密南、灵州、酒泉±800kV换流站主(辅)控制楼一层得到应用,研究结果表面:主(辅)控制楼采用电缆夹层方案安装操作空间大,敷设电缆方便,提高了电缆敷设的安装进度,节约了施工工期。     

不同敷设方式下±500 kV高压直流海缆稳态载流量仿真分析

稳态载流量是衡量高压直流海缆电能传输能力的重要指标。为此，采用COMSOL Multiphysics有限元分析软件建立了±500kV直流海缆电-热-流耦合模型，基于控制变量法研究了J型管、电缆沟和隧道3种典型敷设方式下的尺寸参数、材料热导率、排列方式等对海缆稳态载流量的影响。结果表明：在J型管敷设段，减小J型管管壁厚度和增大J型管外径均可有效提高海缆稳态载流量；在电缆沟敷设段，随着埋深的增加，稳态载流量逐渐降低，而空气域截面尺寸和电缆沟材料热导率的增大则可提高稳态载流量；在隧道敷设段，考虑到空气对流换热等因素，当电缆横向排列且间距为900mm时，稳态载流量达到最大值；稳态载流量最低的隧道段为瓶颈段，可通过增加通风设备提升瓶颈段稳态载流量。     

基于耦合场的通风电缆沟敷设电缆载流量计算及其影响因素分析

根据电缆沟通风系统内流体流动与传热的特点,建立电缆沟通风系统三维流体流动与传热耦合计算模型,给出求解域相应的边界条件和假设条件,采用有限元法对流体场和温度场方程进行耦合计算,得到电缆沟内流体速度分布和电缆表面温度分布特性,验证了耦合模型的正确性;并在求得电缆表面最高温度的基础上,利用电缆区域的等值热路法和数值迭代法计算了电缆允许载流量.此外,基于该模型通过实例仿真得出了不同影响因素对通风电缆沟敷设电缆允许载流量的影响规律:电缆载流量随着进风速度的增大而增大;进风温度每升高1K,电缆允许载流量相应下降约5.6 A;随着电缆隧道通风长度的增加,电缆允许载流量随之下降.     

特高压变电站电缆沟火灾预警系统设计

对变电站电缆沟火灾的原因和特征进行了分析，对主要火灾报警技术在电缆沟火灾预警应用中存在的问题进行了介绍，提出将云室型热解粒子式火灾探测器应用于电缆沟火灾早期预警，并对其建设应用方案进行研究。应用案例表明该技术适用于电缆沟环境，具有高灵敏性和可靠性的特点，可提供极早期电缆沟火灾预警信息，支撑变电站安全可靠运行。     

新型梳形电缆防火墙的应用

作为输送电能的主要工具被广泛应用于各行各业,但由于安装和使用方法不当,导致因电缆而引发的火灾屡见不鲜,因此电缆防火是一项重要的工作. 电缆防火一般都采用高效阻燃玻璃材料制成电缆防火槽盒,或采用布满预留孔洞的筛形耐火墙体.防火槽盒安装工艺复杂,散热条件差;筛形耐火墙体必须在使用前先安装好电缆,且电缆敷设需穿过筛孔易损伤.根据长期安装、使用和维护检修电缆防火墙的经验,笔者设计了一种梳形电缆防火墙,不仅适用于新电缆敷设,而且能解决已投运电缆沟、电缆走廊、电缆隧道等电缆敷设通道后期增加电缆防火墙的施工难题.     

变电站二次回路干扰源及电缆屏蔽措施分析

在高压乃至超高压环境的强磁场下,沿着户外电缆沟敷设的二次回路电缆受到的电磁干扰是一个非常大的干扰源。从电磁干扰来源、传输途径和干扰信号模式着手,对变电所二次回路电缆受到的干扰进行定性和定量分析,比较电磁干扰对各种屏蔽电缆在不同接地方式下的影响程度,有针对性地对屏蔽接地提出推荐方法。     

电缆的燃烧特性及在发电厂中防止火灾蔓延的方法

1980年10月国际大电网会议第23委员会第6工作组对一些国家发电厂的电缆型式、敷设情况、火灾检测、防火、灭火,防止火灾沿电缆蔓延的措施等情况进行了调查,调查的目的是从防火、防止火灾沿电缆蔓延的角度,如何选择电缆,如何敷设电缆,如何确定火灾沿电缆蔓延的特点,以及如何进行电缆防火试验。     

基于涡流损耗分析的金属顶管电缆沟优化仿真设计

高压电力电缆设计一直是电力设计的重要内容。随着电网建设水平的提升,电缆沟涡流损耗导致电能浪费并影响电缆寿命的问题越来越突出,因此文中以降低金属顶管电缆沟涡流损耗为优化设计目标,提出了一种新型的电缆沟设计。针对三相多回路的金属顶管电缆沟,分析研究发现:影响其涡流损耗的主要因素包括电缆相位的排列方式、顶管厚度和电缆距离。通过用Ansoft Maxwell进行仿真试验,在不同的电缆相位排列、顶管厚度及电缆距离条件下,模拟顶管涡流损耗的情况,再利用有限元法对电缆沟结构进行优化计算,获得新型电缆沟设计。试验结果证明了该设计能够有效降低涡流损耗。