交流500 kV海底电缆登陆段载流能力提升 被引量：20

1

作者 胡列翔 欧阳本红 +3 位作者 刘宗喜 翟浩琪 李特 程睿 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3421-3428,共8页

为比较500 kV海底电缆登陆段载流能力不同提升方案的效果,建立了海底电缆登陆段连同电缆沟在内的3维电–热耦合物理和数学模型,分析了电缆沟内电缆周围介质的流速(流体介质)、导热系数、冷却介质的温度和海缆的布置方式等因素对载流能... 为比较500 kV海底电缆登陆段载流能力不同提升方案的效果,建立了海底电缆登陆段连同电缆沟在内的3维电–热耦合物理和数学模型,分析了电缆沟内电缆周围介质的流速(流体介质)、导热系数、冷却介质的温度和海缆的布置方式等因素对载流能力提升的影响,比较了冷水管循环冷却、回填特殊土壤和充满海水3种方法对海缆登陆段载流量的提升效果。结果表明:电缆沟内的流体介质沿电缆径向强迫流动,能充分发挥电缆沟内冷却系统的吸热作用;海底电缆周围介质的导热系数越大,海缆导体中产生的焦耳热可越快地消散,从而有效降低电缆导体温升,有利于提升海缆载流量。研究结果对海底电缆的选型和工程设计具有指导意义。 展开更多

关键词 海底电缆登陆段 载流能力 冷却水管 回填土壤 充水电缆沟

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采用充水电缆沟敷设方案的海缆登陆段载流量计算 被引量：11

2

作者 游磊 王健 +2 位作者 刘刚 刘毅刚 郑明 《广东电力》 2017年第10期11-16,共6页

为了检验近海风电场海缆登陆段由土壤直埋改为充水电缆沟敷设的载流量提升效果,建立了充水电缆沟内二维流–热耦合求解的数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件对某条置于充水电缆沟的海缆载流量进行计算,得到沟内流场和温度场分布,验... 为了检验近海风电场海缆登陆段由土壤直埋改为充水电缆沟敷设的载流量提升效果,建立了充水电缆沟内二维流–热耦合求解的数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件对某条置于充水电缆沟的海缆载流量进行计算,得到沟内流场和温度场分布,验证了模型的正确性。由于水的自然对流可有效地改善电缆的散热条件,与直埋时相比,采用充水电缆沟敷设方案的海缆载流量提升了43.8%。基于该模型仿真分析了不同因素对充水电缆沟内海缆载流量的影响规律:电缆沟高度或宽度增大时,载流量均会增大,但增大宽度比增大高度能带来更明显的载流量提升效果;海缆在沟内的放置高度变化对载流量基本无影响。 展开更多

关键词 海底电缆 登陆段 充水电缆沟 载流量 流–热耦合模型 自然对流 有限元法

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直流±250 kV海底电缆J型管段载流量提升研究 被引量：7

3

作者 崔戎舰 肖湃 +3 位作者 吴高波 李健 杜志叶 郝兆扬 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期61-69,共9页

J型管作为新型电力系统中新能源海上风电送出系统海底电缆的保护装置,其存在会阻碍海缆对外散热,制约整条风电送出线路的载流量。为了提高J型管段海缆载流量,文中建立了典型J型管段流体—温度耦合数值模型,仿真分析了环境风速、太阳辐... J型管作为新型电力系统中新能源海上风电送出系统海底电缆的保护装置,其存在会阻碍海缆对外散热,制约整条风电送出线路的载流量。为了提高J型管段海缆载流量,文中建立了典型J型管段流体—温度耦合数值模型,仿真分析了环境风速、太阳辐射、环境温度对直流±250 kV海底电缆封闭J型管系统温度场的影响规律,确定J型管载流量瓶颈位置,提出了一种J型管外壁开孔配合平台开孔引入外界风的J型管载流量提升方法,验证了仿真模型与算法的正确性。结果表明与全封闭J型管系统相比,J型管外壁开孔配合平台开孔能有效降低海缆温度,环境风速较低为1 m/s时载流量可有效提升13.98%。研究结果为指导J型管设计提升J型管段海缆载流量提供了新的解决方案。 展开更多

关键词 海底电缆 J型管 温度场 载流量

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110kV海底电缆接地方式对载流量和环流的影响 被引量：7

4

作者 张畅生 刘龙春 陈隽 《广东电力》 2017年第8期122-127,共6页

针对长距离敷设海底电缆中间无法进行交叉互联、容易导致环流过大从而引起海缆接地系统故障的问题,以110 kV湾金线海底电缆为例,研究接地方式对电缆环流和载流量的影响,分析故障情况,提出一种金属护套接地方式的改造方案,计算改造前后... 针对长距离敷设海底电缆中间无法进行交叉互联、容易导致环流过大从而引起海缆接地系统故障的问题,以110 kV湾金线海底电缆为例,研究接地方式对电缆环流和载流量的影响,分析故障情况,提出一种金属护套接地方式的改造方案,计算改造前后电缆线路的环流、感应电势和载流量,所得结果表明,改造后的方案能有效限制金属护套的感应电压和环流,显著提高海底电缆的输送电流。接地方式、位置与电缆环流和载流量有一定关联性,对电缆接地方式进行改造可有效解决环流问题,大大提高海底电缆载流量。 展开更多

关键词 海底电缆 接地方式 电缆环流 感应电势 载流量

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基于护套、铠装环流分配对载流量影响的海缆结构优化研究 被引量：6

5

作者 王恩德 张晓颖 +2 位作者 刘颢 马学良 仇天骄 《电网与清洁能源》 北大核心 2021年第3期92-98,共7页

海缆损耗发热是制约海缆载流量的关键因素,减小海缆损耗提高海缆载流量对提高海缆的可靠性和经济性意义重大。相对于陆缆,海缆多了一层铠装层,结构更加复杂,建立合理的分析模型至关重要。该文对比分析了几种电力电缆建模方式,考虑到海... 海缆损耗发热是制约海缆载流量的关键因素,减小海缆损耗提高海缆载流量对提高海缆的可靠性和经济性意义重大。相对于陆缆,海缆多了一层铠装层,结构更加复杂,建立合理的分析模型至关重要。该文对比分析了几种电力电缆建模方式,考虑到海缆结构相对复杂的特点,建立了基于ATP-EMTP的海缆仿真模型。基于此模型,详细分析了铠装层材质对海缆环流的影响,并提出了镀锌钢丝+铜丝的优化方案,分析结果显示,此方案可有效减小涡流损耗的同时大大降低环流损耗,从而提高了海缆的载流量。另外,基于所得到的环流分流特性,提出并验证了进一步减小环流损耗的思路,探讨了可能出现的问题和改善措施。 展开更多

关键词 ATP-EMTP 海缆 仿真模型 载流量

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不同敷设环境下高压交流海底电缆导体温度和载流量的计算分析 被引量：2

6

作者 李娜 杨昊 +1 位作者 李凯 李永健 《电力科学与工程》 2023年第1期17-27,共11页

为了提高海底电缆容量利用率、安全性、可靠性,针对传统的导体温度与载流量计算方法仅适用于特定敷设条件的缺陷,以某风电项目的三芯220 kV光纤复合海缆为研究对象,使用COMSOL有限元软件,建立了海缆及其敷设环境的二维有限元模型。对电... 为了提高海底电缆容量利用率、安全性、可靠性,针对传统的导体温度与载流量计算方法仅适用于特定敷设条件的缺陷,以某风电项目的三芯220 kV光纤复合海缆为研究对象,使用COMSOL有限元软件,建立了海缆及其敷设环境的二维有限元模型。对电磁–热–流多物理场耦合进行了仿真分析,研究了海水温度、海水流速、埋设深度和载流量对海缆导体温度的影响,并通过拟合仿真结果推导了导体温度和载流量的经验公式。结果显示,在工程领域常用的传统模型和IEC解析公式的默认流速和埋深条件下,该仿真模型及经验公式的载流量计算结果与传统模型和IEC解析公式的相对误差都在7%以内;仿真模型与经验公式之间的误差在5%以内。该结果表明,利用所提仿真模型及经验公式可以分析不同敷设环境下的载流量变化规律。 展开更多

关键词 海底海缆 温度场 电磁–热–流耦合 有限元 载流量

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降低220kV高压送出海缆的投资成本研究

7

作者 何远康 黄平华 +3 位作者 梁宝文 梁征 陈晓宾 王芳 《红水河》 2023年第2期58-65,共8页

为了推动海上风电平价项目的建设,争取早日实现“双碳”目标。笔者就如何降低220 kV高压送出海缆的投资成本进行了研究。通过分析影响高压送出海缆投资的原因,找出主要原因,并针对主要原因,制定对策;从海缆载流量计算、瓶颈处载流量提... 为了推动海上风电平价项目的建设,争取早日实现“双碳”目标。笔者就如何降低220 kV高压送出海缆的投资成本进行了研究。通过分析影响高压送出海缆投资的原因,找出主要原因,并针对主要原因,制定对策;从海缆载流量计算、瓶颈处载流量提升、海缆敷设方案、出力与环境温度的关系、海缆长度计量方法五个方面展开研究,找到降低220 kV高压送出海缆投资成本的可行方案,最终实现节约投资12.5%,共节约了9277.00万元。可见,如何选择海上风电的高压送出方式,对投资成本影响较大,应该审慎对比研究确定。 展开更多

关键词 海缆 载流量 投资成本 海上风电

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基于解析法和有限元法的海底电缆温度场分析 被引量：4

8

作者 张巍伟 《船电技术》 2020年第10期40-44,共5页

海底电缆作为高压电力的输送管缆,在运行期间会产生大量的热,海缆的温度场分析需重点关注。本文以海底交联聚乙烯(XLPE)三芯海缆为例,介绍了计算温度场和载流量的方法。基于IEC60287标准建立热路模型,推导了三芯海缆导体和外表面的温度... 海底电缆作为高压电力的输送管缆,在运行期间会产生大量的热,海缆的温度场分析需重点关注。本文以海底交联聚乙烯(XLPE)三芯海缆为例,介绍了计算温度场和载流量的方法。基于IEC60287标准建立热路模型,推导了三芯海缆导体和外表面的温度差和载流量计算公式。利用COMSOL Multiphysics软件建立二维海缆模型。模拟温度场分布并与解析计算结果进行对比,结果表明导体温度在两种情况下计算的误差在1%内,且随着载流的增大,导体温度增加的幅度逐渐增大;而载流量在两种情况下计算的误差在1.5%左右,但随着环境温度的增大,载流量降低的幅度基本不变。 展开更多

关键词 海底电缆 热路模型 有限元 温度场 载流量

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复合海缆载流量计算方法研究与对比 被引量：4

9

作者 苏锦媚 唐永卫 陈元林 《现代计算机》 2018年第16期26-31,共6页

针对复合海缆载流量计算问题,对目前主流的载流量算法进行研究分析。介绍IEC60287标准、有限元法以及国际载流量计算软件CAMCAP三种方法的原理及求解过程。以某海上采油平台的三芯复合海缆项目为例,分别用三种方法求解海缆的载流量,并... 针对复合海缆载流量计算问题,对目前主流的载流量算法进行研究分析。介绍IEC60287标准、有限元法以及国际载流量计算软件CAMCAP三种方法的原理及求解过程。以某海上采油平台的三芯复合海缆项目为例,分别用三种方法求解海缆的载流量,并对结果进行相对误差分析。实验结果表明,三种算法的计算精度良好,均能被工程应用所接受。进一步结合算法本身的特点及其实现的成本指出,IEC60287适用于简单的电力系统,有限元法适用于复杂的电力系统,而CYMCAP可作为载流量学习与研究的参考工具。实际工程项目可依据电力系统的复杂度,选取最优的载流量计算方案。 展开更多

关键词 复合海缆 载流量 IEC60287 有限元 ANSYS CYMCAP

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交流送出海上风电场无功配置方案 被引量：1

10

作者 刘虹 《电气应用》 2022年第7期103-110,共8页

长距离高电压交流海缆送出的风电场接入系统,巨大的海缆充电功率可能导致海缆沿线电压电流波动较大,造成海缆电压越限和过载。在建立海上风电场等值模型的基础上,依据计算海上风电场送出系统在各种工况下无功需求,确定高压电抗器和SVG... 长距离高电压交流海缆送出的风电场接入系统,巨大的海缆充电功率可能导致海缆沿线电压电流波动较大,造成海缆电压越限和过载。在建立海上风电场等值模型的基础上,依据计算海上风电场送出系统在各种工况下无功需求,确定高压电抗器和SVG补偿容量。然后依据并网点电压波动,以并网点无功交换为零为约束条件,计算高压海缆沿线电流分布。鉴于海缆允许的载流量随海缆的敷设方式和敷设环境条件变化,提出依据高压海缆沿线的电流最佳分布确定高压电抗器容量在海上升压站和岸基集控中心分配的方法。文案法应用于某海上风电场的规划设计中,该风电场现已投入使用,其运行情况良好,实践说明提出的无功配置方法是可行有效的。 展开更多

关键词 海上风电送出系统 海上风电场 无功配置 海缆载流量

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陆海段不等径海缆匹配方案与载流能力提升研究 被引量：1

11

作者 孙璐 乐彦杰 +2 位作者 阮天余 张磊 刘宗喜 《浙江电力》 2022年第8期80-86,共7页

提升海底电缆(简称“海缆”)登陆段载流量的常规方法会增加海缆制造成本和运维投入。为此,通过引入不等径电缆接头技术,校核分析了220 kV海缆登陆段与海中段的实际载流能力,提出差异化的不等径海缆登陆段与海中段导体截面匹配原则,评价... 提升海底电缆(简称“海缆”)登陆段载流量的常规方法会增加海缆制造成本和运维投入。为此,通过引入不等径电缆接头技术,校核分析了220 kV海缆登陆段与海中段的实际载流能力,提出差异化的不等径海缆登陆段与海中段导体截面匹配原则,评价了不等径海缆匹配方案的经济性。研究结果表明:海缆导体截面越大,登陆段载流能力下降越大;不等径匹配方法中单芯或铜丝铠装的海中段海缆所需导体截面较小;海缆线路全部为单芯铜丝铠装时可获得最大的输送能力,全部为单芯钢丝铠装时可兼顾海缆线路较大输送容量和最优单位容量成本。 展开更多

关键词 海底电缆 不等径 载流量 截面匹配 经济性

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基于BOTDA的分布式光纤在线温度监控技术研究 被引量：2

12

作者 李世强 郑新龙 敬强 《华中电力》 2011年第6期14-17,共4页

主要介绍基于BOTDA(Brilouin Optical Time-Domain Analysis)的分布式光纤测温系统应用于高压输电海缆温度在线监控的可行性,简要介绍了该技术的基本原理和特点。应用分布式光纤测温系统对110kV光电复合海缆进行测试,考察了仪器的测温... 主要介绍基于BOTDA(Brilouin Optical Time-Domain Analysis)的分布式光纤测温系统应用于高压输电海缆温度在线监控的可行性,简要介绍了该技术的基本原理和特点。应用分布式光纤测温系统对110kV光电复合海缆进行测试,考察了仪器的测温精度、响应时间及运行可靠性等性能,试验结果说明该技术温度误差小、响应时间短、运行可靠且能实现长距离大范围测温,可有效应用于电缆温度在线监控,为实现导体温度的预警和实时计算在安全温度条件下(交联聚乙烯一般90℃)的载流量提供依据。 展开更多

关键词 分布式光纤测温系统 BOTDA 海底电缆温度 布里渊光散射 载流量

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基于有限元法集束动态海底电缆载流量仿真计算

13

作者 祝茂宇 李居跃 +2 位作者 于治雨 孙亚峰 袁振钦 《光纤与电缆及其应用技术》 2022年第5期27-30,44,共5页

集束动态海底电缆(海缆)具有多芯、多次成缆、多层次结构的特点,其在运行过程中的温度效应极为明显。基于COMSOL Multiphysics有限元分析软件,给出了包含集束动态海缆及其敷设环境的电、磁、热场等多物理场耦合分析模型的建立方法和海... 集束动态海底电缆(海缆)具有多芯、多次成缆、多层次结构的特点,其在运行过程中的温度效应极为明显。基于COMSOL Multiphysics有限元分析软件,给出了包含集束动态海缆及其敷设环境的电、磁、热场等多物理场耦合分析模型的建立方法和海缆载流量确定方法。通过试验验证了载流量仿真计算结果可靠性以及海缆截面设计可满足传输容量要求。研究结果表明,集束动态海缆损耗主要为导体电阻引起的欧姆损耗,不同的外部环境对海缆的温度分布影响明显。 展开更多

关键词 集束动态海底电缆 有限元法 温度场分布 载流量 仿真计算

原文传递

铠装材料和结构参数对500kV交流海缆载流量影响分析

14

作者 肖世杰 刘松华 +1 位作者 邓显波 刘红武 《电力系统装备》 2019年第23期144-145,共2页

本文结合500 kV交流海缆工程,分析了圆铜丝、镀锌钢丝和不锈钢丝3种不同的铠装层材料和铠装单丝直径变化对海缆线路载流量的影响,在计算范围内,采用铜丝铠装时海缆载流量最高,镀锌钢丝铠装海缆次之,不锈钢丝铠装海缆载流量最低。当铠装... 本文结合500 kV交流海缆工程,分析了圆铜丝、镀锌钢丝和不锈钢丝3种不同的铠装层材料和铠装单丝直径变化对海缆线路载流量的影响,在计算范围内,采用铜丝铠装时海缆载流量最高,镀锌钢丝铠装海缆次之,不锈钢丝铠装海缆载流量最低。当铠装单丝直径增大时,采用不同铠装材料的海底电缆载流量都呈现上升的趋势。 展开更多

关键词 交流海底电缆 载流量 损耗 铠装材料

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