电力需求的增长和系统容量的提升对输配电电缆的传输容量和运行可靠性提出了更高的要求,有效利用高压直流(high voltage direct current,HVDC)电缆线路的动态增容潜力对于实现电力资源优化配置具有重要意义。通过有限元分析(finite elem...电力需求的增长和系统容量的提升对输配电电缆的传输容量和运行可靠性提出了更高的要求,有效利用高压直流(high voltage direct current,HVDC)电缆线路的动态增容潜力对于实现电力资源优化配置具有重要意义。通过有限元分析(finite element analysis,FEA)方法建立了不同敷设环境中高压直流电缆线路的暂态热场及电场模型,仿真分析了电缆在多种典型动态负荷下的温度分布及绝缘电场特性,研究发现:相比于架空及土壤直埋敷设,隧道敷设的HVDC电缆系统热响应时间常数达到数百小时,因此具有更好的动态增容能力。论文以隧道中敷设为例,通过相应FEA模型反演计算了不同初始负荷与应急时长下直流电缆的允许最大过负荷电流,给出了针对HVDC电缆线路短时动态增容能力的评估方法,并对直流电缆线路动态增容过程中的暂态电热特性进行了分析。结果表明:初始负荷率高,应急持续时间长,绝缘电导率温度敏感性强的高压XLPE直流电缆在动态增容过程中场强变化幅度大,应予以特别关注;初始负荷率不超过50%的隧道敷设双极直流电缆线路,单级可在1.5倍额定电流下安全运行2 h。该结果可为工程中HVDC电缆线路动态增容与优化调度提供理论指导。展开更多
文摘电力需求的增长和系统容量的提升对输配电电缆的传输容量和运行可靠性提出了更高的要求,有效利用高压直流(high voltage direct current,HVDC)电缆线路的动态增容潜力对于实现电力资源优化配置具有重要意义。通过有限元分析(finite element analysis,FEA)方法建立了不同敷设环境中高压直流电缆线路的暂态热场及电场模型,仿真分析了电缆在多种典型动态负荷下的温度分布及绝缘电场特性,研究发现:相比于架空及土壤直埋敷设,隧道敷设的HVDC电缆系统热响应时间常数达到数百小时,因此具有更好的动态增容能力。论文以隧道中敷设为例,通过相应FEA模型反演计算了不同初始负荷与应急时长下直流电缆的允许最大过负荷电流,给出了针对HVDC电缆线路短时动态增容能力的评估方法,并对直流电缆线路动态增容过程中的暂态电热特性进行了分析。结果表明:初始负荷率高,应急持续时间长,绝缘电导率温度敏感性强的高压XLPE直流电缆在动态增容过程中场强变化幅度大,应予以特别关注;初始负荷率不超过50%的隧道敷设双极直流电缆线路,单级可在1.5倍额定电流下安全运行2 h。该结果可为工程中HVDC电缆线路动态增容与优化调度提供理论指导。
