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基于热电类比的车载牵引变压器绕组区域暂态热响应特性研究 被引量:1
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作者 周利军 朱秋月 +3 位作者 王东阳 袁帅 蔡丰林 王路伽 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期30-39,共10页
高速铁路动车组频繁穿梭于不同自然环境区域,且频繁“牵引-惰行-制动”状态切换,导致车载牵引变压器内部热场显著波动。为此,开展车载牵引变压器绕组区域暂态热响应相关研究:从车载牵引变压器绕组结构特性出发,基于热电类比提出停滞油... 高速铁路动车组频繁穿梭于不同自然环境区域,且频繁“牵引-惰行-制动”状态切换,导致车载牵引变压器内部热场显著波动。为此,开展车载牵引变压器绕组区域暂态热响应相关研究:从车载牵引变压器绕组结构特性出发,基于热电类比提出停滞油热阻以考虑油流速度边界的影响,对热特性独立的单个冷却通道建立分布式暂态热网络模型,通过程序化编写实现可变结构参数的暂态热响应快速计算;基于已发表文献数据和计算流体动力学方法验证所提模型有效性;通过冷却通道时间常数、最热点温升稳定值定量分析绕组区域的暂态热响应特性及影响因素。结果表明:与CFD仿真相比,所提方法节省了99%以上的时间,平均相对误差为1.1%~3.1%,且适用范围不受结构参数限制;冷却通道时间常数与入口流速呈负相关,最热点温升稳定值与突变程度呈正相关、与入口流速呈负相关。 展开更多
关键词 车载牵引变压器 暂态热模型 点温度
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基于有限元法的电缆变压器绕组的暂态热路模型研究 被引量:17
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作者 傅晨钊 汲胜昌 +1 位作者 王世山 李彦明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期77-82,共6页
对一个电缆变压器的绕组 ,通过求解有限元方程 ,得到其稳态条件下温度场和流场的分布。在此基础上 ,建立绕组以单匝电缆为单位的暂态热路模型 ,利用该模型可求解暂态条件下绕组各处的温升变化。
关键词 电缆变压器 绕组 暂态模型 有限元法 干式电力变压器
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高压电缆暂态热路中绝缘层最佳分层数的确定方法 被引量:11
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作者 韩卓展 刘刚 +2 位作者 王鹏宇 徐涛 刘毅刚 《广东电力》 2017年第10期28-34,共7页
为提高电缆载流量的计算精度,针对性地研究影响电缆传热的重要部分——绝缘层,给出确定暂态热路中绝缘层最佳分层数的方法。首先,从理论上分析集中参数模型给计算带来的误差,提出减小误差的方法——绝缘分层。然后构建绝缘层按等厚度分... 为提高电缆载流量的计算精度,针对性地研究影响电缆传热的重要部分——绝缘层,给出确定暂态热路中绝缘层最佳分层数的方法。首先,从理论上分析集中参数模型给计算带来的误差,提出减小误差的方法——绝缘分层。然后构建绝缘层按等厚度分层的暂态热路模型并确定其参数,通过MATLAB程序实现绝缘任意分层数下导体温度的计算,并与实测导体温度进行对比分析,计算不同分层数下的相对误差以及相对误差随分层数的变化率。最后,根据实际应用的需要,给出一个相对误差变化率设定值,随着分层数的增加,当相对误差变化率刚好小于设定值时,此时的分层数即为需要的最佳分层数。以YJLW03 64/110 kV电力电缆为例对该方法进行了验证,在相对误差变化率设定值取0.01时,绝缘分层取15层为最佳。 展开更多
关键词 电力电缆 电缆载流量 暂态模型 绝缘层 最佳分层数 优化模型
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基于优化包覆层结构的高压单芯电缆暂态热路建模方法 被引量:4
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作者 曾含 王健 +4 位作者 韩卓展 刘顺满 范星辉 聂阳阳 刘刚 《广东电力》 2022年第4期87-95,共9页
为准确计算高压单芯电缆线芯温度,提出将电缆中的绕包层、气隙层、皱纹铝护套层合并为包覆层进行优化热路建模的方法。首先对电缆实际结构进行分析,指出常规热路建模中电缆同心结构的不合理性,将包覆层分为3层建模引入的误差较大,会降... 为准确计算高压单芯电缆线芯温度,提出将电缆中的绕包层、气隙层、皱纹铝护套层合并为包覆层进行优化热路建模的方法。首先对电缆实际结构进行分析,指出常规热路建模中电缆同心结构的不合理性,将包覆层分为3层建模引入的误差较大,会降低计算精度;然后提出将3层复杂结构统一化的优化建模方法,其中的热容热阻参数通过实验的方法获取;最后通过暂态温升实验并结合有限元仿真,验证了优化建模方法的有效性。结果表明:在采用优化后的暂态热路模型以及计算出的包覆层热阻热容参数计算电缆导体温度时,绝对误差的最大值由16.4℃降至2.7℃,相对误差最大值由24.06%降至4.45%,显著提高了计算精度。 展开更多
关键词 高压单芯电缆 暂态模型 优化建模 有限元仿真 包覆层
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外皮温度监测的单芯电缆暂态温度计算与试验 被引量:58
5
作者 牛海清 周鑫 +4 位作者 王晓兵 张尧 汤毅 樊友兵 赵健康 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2138-2143,共6页
导体温度是反映电缆运行状态的关键因素,因而有必要实现对它的监控。实际中对运行电缆导体温度的直接测量难以实现,工程中常采用计算的方式来获取,而复杂多变的电缆外部因素使得对导体温度的精确计算也非常困难。为此,在电缆外皮温度监... 导体温度是反映电缆运行状态的关键因素,因而有必要实现对它的监控。实际中对运行电缆导体温度的直接测量难以实现,工程中常采用计算的方式来获取,而复杂多变的电缆外部因素使得对导体温度的精确计算也非常困难。为此,在电缆外皮温度监测的基础上,建立了单芯电缆暂态热路的数学模型;分别推导出只考虑电流变化和只考虑表皮温度变化两种情况下的暂态温升递推公式,进而推导出单芯电缆暂态温度的完整叠加公式;并采用经典4阶Runge-Kutta法求解微分方程组计算电缆本体温度。同时编制了电缆暂态计算软件,可根据电缆外皮温度的监测,计算电缆导体和金属护套暂态温度。为验证暂态模型和软件编制的正确性,在试验现场进行了单芯电缆暂态温升试验,并将计算结果与试验测得的温度数据进行了对比验证。结果表明,基于电缆外皮温度监测的单芯电缆暂态温度计算具有较高的精度,可用于单芯电缆实际运行中的温度控制、电缆状态监测及其故障预警等方面。 展开更多
关键词 单芯电缆 暂态模型 外皮温度监测 RUNGE-KUTTA法 暂态温度 计算 试验
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单芯电缆热时间常数的理论计算与试验研究 被引量:58
6
作者 张尧 周鑫 +4 位作者 牛海清 王晓兵 汤毅 赵健康 樊友兵 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2801-2806,共6页
由于电缆热容的存在,当施加阶跃电流时,电缆温度随时间逐渐变化,经一段时间后达到热稳态,导体温度变化的速度一般用热时间常数来反映。为此,以单芯电缆为研究对象,介绍了电缆热时间常数;建立了电缆本体及周围介质的暂态热路模型并进行... 由于电缆热容的存在,当施加阶跃电流时,电缆温度随时间逐渐变化,经一段时间后达到热稳态,导体温度变化的速度一般用热时间常数来反映。为此,以单芯电缆为研究对象,介绍了电缆热时间常数;建立了电缆本体及周围介质的暂态热路模型并进行简化等效;计算了空气敷设和直埋敷设单芯电缆的热时间常数;并在试验现场进行了阶跃电流下的单芯电缆温升试验,通过对实测导体温度暂态过程的曲线拟合求得了电缆实际的热时间常数,验证了理论计算的正确性。电缆的热时间常数可用于估算阶跃电流作用下的导体暂态温度响应、以及到达最高允许温度所需要的升温时间,为电缆的运行状态监测及故障预警提供理论支持。 展开更多
关键词 导体温度 时间常数 单芯电缆 暂态模型 计算 试验 升温时间
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10kV三芯电缆应急时间计算模型与验证 被引量:4
7
作者 刘刚 王鹏 李文祥 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期81-88,共8页
以单根直埋敷设的10 k V三芯电缆为研究对象,建立了电缆暂态热路模型,并将其简化等效为一阶RC热路,根据所建立模型推导了应急时间与线芯温度的关系式。同时,设计了直埋敷设电缆加载不同应急负荷时的温升实验,实测了各组实验的应急时间... 以单根直埋敷设的10 k V三芯电缆为研究对象,建立了电缆暂态热路模型,并将其简化等效为一阶RC热路,根据所建立模型推导了应急时间与线芯温度的关系式。同时,设计了直埋敷设电缆加载不同应急负荷时的温升实验,实测了各组实验的应急时间。通过与应急时间计算值的对比,分析实验结果与误差,验证了理论计算的正确性,并得到不同应急负荷下的电缆应急时间变化规律,为电力部门指导电力电缆的运行提供理论支持. 展开更多
关键词 三芯电缆 直埋敷设 暂态模型 线芯温度 应急时间 应急负荷
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500 kV充油海底电缆过负荷能力分析 被引量:4
8
作者 陈玉 李涵之 +2 位作者 姚凯 贾峰 黄小卫 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2021年第10期1-9,共9页
当海底电缆发生故障时,在进行运维检修前,往往需要在一定时间内进行过载。海底运行环境较为复杂,海底电缆在不同的敷设环境下,其过负荷能力也不相同,有必要对具体敷设环境下海底电缆过负荷能力进行具体分析。本文以海南联网系统500 kV... 当海底电缆发生故障时,在进行运维检修前,往往需要在一定时间内进行过载。海底运行环境较为复杂,海底电缆在不同的敷设环境下,其过负荷能力也不相同,有必要对具体敷设环境下海底电缆过负荷能力进行具体分析。本文以海南联网系统500 kV充油海底电缆作为研究对象,构建了500 kV充油海底电缆暂态热路模型,实现了对不同敷设环境下的应急电流和应急时间计算与分析,给出了不同敷设环境下海底电缆过负荷能力的规律,进行了我国首次500 kV充油海底电缆加热实验,实验结果证明了本文建立的充油电缆过负荷分析模型及方法的有效性。本文给出的500 kV充油海底电缆的过负荷能力分析方法及结论,可为运行部门提供过负荷能力评估以及电力调度依据。 展开更多
关键词 充油海底电缆 暂态模型 敷设环境 过负荷能力 应急时间 应急电流
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基于有限元法对分布式光纤电力电缆载流量的分析计算 被引量:10
9
作者 马跃 吴文克 +1 位作者 李智 杨晓强 《陕西电力》 2017年第6期78-81,共4页
电缆载流量是电缆设计和运行中的一个重要参数,IEC标准给出了均匀土壤中电缆群载流量的计算方法。采用有限元法,提出了非均匀土壤中电缆群载流量的数值算法。建立地下直埋分布式光纤电缆温度场模型,分析了测温光纤对稳态载流量的影响。... 电缆载流量是电缆设计和运行中的一个重要参数,IEC标准给出了均匀土壤中电缆群载流量的计算方法。采用有限元法,提出了非均匀土壤中电缆群载流量的数值算法。建立地下直埋分布式光纤电缆温度场模型,分析了测温光纤对稳态载流量的影响。计算不同土壤热阻系数、回填土热阻系数、电缆回数、电缆截面积下的周期性载流量,并与IEC标准计算结果进行对比后给出电缆运行和敷设的有益建议。 展开更多
关键词 单芯电缆 暂态模型 光纤温度监测 暂态温度 试验
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计及电缆温度约束的配电网重构研究 被引量:4
10
作者 石泽轩 张旭东 +1 位作者 应展烽 陈汹 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期563-570,共8页
为克服传统配电网重构模型中将电缆载流量作为线路容量约束条件的不足,该文在电缆暂态热路模型基础上,分别以网损最小和维持供电的负荷量最大为目标,提出了计及电缆温度约束的配电网重构模型。该模型将线路容量约束改进为电缆运行温度约... 为克服传统配电网重构模型中将电缆载流量作为线路容量约束条件的不足,该文在电缆暂态热路模型基础上,分别以网损最小和维持供电的负荷量最大为目标,提出了计及电缆温度约束的配电网重构模型。该模型将线路容量约束改进为电缆运行温度约束,利用电缆温度裕量及其温升惯性过程充分挖掘线路供电能力,从而优化了配网重构决策,保证了配电网的节能与安全运行。 展开更多
关键词 电缆暂态模型 配电网重构 温度约束 线路容量
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空气敷设下10kV三芯电缆应急能力评估方法 被引量:4
11
作者 付明星 马宏忠 +2 位作者 黄春梅 王光明 储强 《智慧电力》 2017年第8期21-27,共7页
随着城市用电需求量不断上升,面对紧急供电而需施加应急负荷时,配电网电缆能否承受应急负荷,以及导体温度到达稳定限值90℃所需时间是电力调度部门急需解决的问题。综合有限元和解析法,提出10 kV三芯电缆应急能力评估方法。首先,采用有... 随着城市用电需求量不断上升,面对紧急供电而需施加应急负荷时,配电网电缆能否承受应急负荷,以及导体温度到达稳定限值90℃所需时间是电力调度部门急需解决的问题。综合有限元和解析法,提出10 kV三芯电缆应急能力评估方法。首先,采用有限元法建立三芯电缆稳态温度场分析模型。其次,根据三芯电缆暂态热路等效模型推导出应急温升特性表达式,并借助数据拟合方法得到应急时间的四阶计算式。最后,设计了三芯电缆应急温升试验。仿真与试验结果表明,所提方法可有效评估三芯电缆应急能力。 展开更多
关键词 三芯电缆 有限元法 暂态模型 应急能力 数据拟合
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配电系统三芯电缆应急时间计算方法 被引量:5
12
作者 付明星 马宏忠 +2 位作者 李盛翀 王光明 郭湘奇 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期232-237,244,共7页
当配电系统三芯电缆因其他线路故障或电力抢修而需施加较大的应急负荷时,其线芯温度达到最高限值前,允许过载的时间是电缆运行监测部门亟待解决的问题。文中以10 k V三芯电缆为研究对象,首先建立电缆暂态热路模型,并将应急负荷作用下电... 当配电系统三芯电缆因其他线路故障或电力抢修而需施加较大的应急负荷时,其线芯温度达到最高限值前,允许过载的时间是电缆运行监测部门亟待解决的问题。文中以10 k V三芯电缆为研究对象,首先建立电缆暂态热路模型,并将应急负荷作用下电缆暂态温升分为稳态分量和五个热时间常数不同的暂态分量。其次借助数据拟合的方法确定不同暂态分量的参数,得到应急负荷作用下电缆应急时间的计算表达式。最后设计了加载不同应急负荷时三芯电缆的暂态温升实验。实验结果表明,本方法能够准确地计算电缆的应急时间,为三芯电缆的应急能力评估和电力应急调度提供依据。 展开更多
关键词 三芯电缆 应急时间 数据拟合 暂态模型 时间常数
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