110kV交联聚乙烯电力电缆载流量计算研究.pdf

电力建设
建与装饰
2014年11月
110kV交联聚乙烯电力电缆载流量计算研究
唐兴佳
(定州电力设计院广东广州510000
摘要:本文以 YJLWO3-Z64/110kV电缆为例,利用 CYMCAP软件建模进行载流量仿真计算,主要分析了环境温
度、土壤热阻系数、外部热源、电缆间距等外界环境因素对电缆载流量的影,总结出也缆载流量随这些参数变化而变化
的规律,为优化工程中电缆载流蚤提供了重要的理论依据。
关键词:交联聚乙烯电力电缆; CYMCAP;载流量计算;影响因素
中图分类号:TM247
文献标识码:A
文章编号:1673-0038(2014)48-0084-02
引言
CYMGRD(变电站站接地)、 CYMCAP(电缆载流量计算)、MARS
随着城市化进程的不断发,城市内的槊空线路越来越多地(复电策略、 PSAF(输电和工业系统分析)。
被埋地高压电缆所替代,由于交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆
CYMCAP是用于计算电力电缆载流量和温升的软件。它可
具有良好的绝缘性能,且热性能如,运输、施工和维护方使等「以解決稳态和瞬态热也缆的评级?这些沙及到温度的升高或载
优点,日前泛应用」电力系統各个电压等级的输电线路。特别「流量计算,使用内尔一麦格拉思法为基础的送代技术和IEC023
在城市电网中,为了减少占用上地资源、提高供电可靠性,要求「和IEC60853国际标准中描述的热分析技术。 CYMCAP的精确性
提高电货使用率,并广泛地采用交联乙烯地力电缴作为高压、「给已有的电力电缴升级、交装以及新的电设计很大的信心和
中输配电线路。
保障,有助于提高系统的可靠性和安装设备的正确使用,使得与
1电缆载流量
之相关的大量资本投资的效益最大化
根据IEC60287标准,载流量计算公式如式(1)所示:
CYMCAP内含管道组优化器模块、多管道组电缆的建模、隧
道电缆的建模、时温度的评级、交又电缆裁流量偏差的计算
△-W。0.5T1+m(T2+T3+T2
いVR?T,+mrR?(1+れ)?T,+r-R?(1+A+と)?(+r,(1)「电缆外完载流量温度的计算、电缆参数的评估等模块
式中:l为一根导体中流过的电流;△0为高于环境温度的导
体温升;R为最高工作温度下?体単位长度的交流电阻:W。为电
缆绝缘单位长度的介质损耗:n为电魏的心数:T1为一根电缆导
体和金属套之间单位长度的热阻:T2为内衬层与填料热阻:T2为
外护套单位长度热阻;T为电表面和周围媒质之间单位长度
热阻:A1为电缆金属套损耗相对于该电缆所有导体总损耗的比
卒;A2为电缆铠装损耗柑对于该电缆所有导体总损耗的比率
由式1可以看出,影响电缆载流量的因素有:D环境温度;②
导体电阻:3材料特性和结构尺小;④电缆的排列方式和金属护
套接地方式:5⑤电缆的敷设条什。本文以 YJLWO3-Z64/110kV交
?11
联聚乙烯电缆为例计算,电缆金属护套接地方式为交义工联
图1电缆载流量计算
端直接接地。电缆敷设方式为慒盒直埋方式。
2 CYMCAP( Cable Ampacity Calculation)软件介绍
cYME为一套专业电力程软件,它以个人计算机及微软窗
口( Microsoft Windows(R)操作平台,具便利性及亲和力,它结合
优异的分析能力与先进的外面技术,是当前多电力工程软件中,
被公认具有高质量及高信赖的电力工程软件,它被许多电力公
可、工业组识、顾问公司、研究机构及学校等选电力系统仿真之
000000
标准软件。
在电力网络中CYME软件的分析能力,方案規划和案例研
图2电缆模型
究,有助于准确地评估和证明系统现在或将来的状态,以使修改
和重渐置,从角对系统产生改进。CYME是成熱向义现代的牧3电缆载流量的影响因素
件,被证明是准确和可靠的。20多年来,CYME软什背后有成千
随着城市地下空间的不断开发利用,电览的敷设环境门益复
上万的世界各地的输电、配电和工业项的应用。它包含「杂,各种管线(如热水爷道、蒸汽道等)纵模交错,交叉排列,影
CYMDST(一次配电系统分析)、 CYMICC(保护设各协调)、「响电鏡载流量的因素也随之増多。本节以YLWo3-641kN
2014年11月
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电力建设
电缆为例,利用 CYMCAP软件建模进行载流量仿真计算,分析了漏度场产生影响:②外部热源产生的热最对土的导热性能产
环境温度、十埞热阻系数、外部热源、电缆问距等外界环境因素生影响,使得热源周围的土士壤温度升高,熱阻系数变大,散热性
对电缆载流量的影响,同时通过定量分析,总结出电缆载流量随「能相应变差,因此电缆载流量变小。
这些参数变化而变化的规律,为优化工程中电缆载流量提供了
重要的理论依据。
3.1环境温度
环境温度是影响电缆载流量的一个重要因素。对于直埋敷设
的电缆来说,环境温度主要是指电缆埋深处的地温,一般选取埋
已1200
深处的最热月平均地温。对」同一特性的土壤而言,温度越高,
壤中的水分含量就越少,导热性能越差,对于敷设其中的电
缆,产生的热量就不能得到很好的散发,从而使得其载流暈降
低。反之,土壤温度越低,其导热性能就越好,數设其中的电统载
流量就越大
电外部m
图5外部热源对载流量的影响
3.4电缆间距的影响
埋地敷设的电缆间距影响电统区域的温度场分布,从而对电
缆载流量产生影响。电缆载流量随着电缆间距的增大而增大,且
增大的幅值随着电缆间间距的增大而减小。
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图3环境温度对载流量的影响
3.2土壤拠阻系数
电缆敷设于土壤中,散热介质是土壤,土壤的散热性能对电
缆的温度场有较大的影响,而土壤的散热性能是由十壤热阻系
数决定的。土壊的热阻系数与土壤中的水分含量有关,土壤中含
水量越小,其热阻系数越大,反之越小。当十壤中水分含量较大
图6电缆间距对载流量的影响
け,上赛的热系数变小,导热系数大,相应的导热性能4小结
好,此时上嚷的散热性能也随之增强,热源或电缆中发出的热量
由上述分析可知,在实际工程中提高载流量的方法有
能够得到及时的散发,因此电裁流量会变大;上壤热阻系数越
(1)降低上壤热阻系数,可?填较低热阻系数的上壤;
小,土的导热性能越差,热源或电散发的热量就不易散发,
(2)敷改于环境温度较低的土壤中
电缆载流量相应的变小。
(3)远离热源
(4)增大电敷没间距
参考文献
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们]梁永春高压电力电缆载流量数值计算[M].国防工业出版社,2012.
2]陈仁刚.电缆载流量影响因素分析及數设式优化方法的研究[D].重庆大
3]华良伟.110 KV XLPE电缆载沇量计算结果的验证试验.电线电缆,
2008,10
4101221345
土图系Km
收稿日期:2014-11-12
图4土壤热阻系数对载流量的影响
作者简介:唐兴佳(1983-),男,汉族,电力工程师,顺上:研究生,
3.3外部热源的影响
主要从事电力设计工作
外部热源是指电敷设区琙中对电缆温度场产生影响的热
源,主要包括热水管道、天然气管道、蒸汽管道以及煤气管道等。