考慮不同接頭影響下的海底電纜溫度場(chǎng)分析與載流量計(jì)算.pdf

1、隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可再生能源的重視，清潔能源發(fā)電得到了前所未有的發(fā)展，其中一個(gè)重要的方面便是海上風(fēng)力發(fā)電，我國(guó)風(fēng)力發(fā)展‘十三五’規(guī)劃提出要積極穩(wěn)妥推進(jìn)國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電建設(shè)。同時(shí)，為了增強(qiáng)離岸島嶼的供電可靠性，近年來我國(guó)興建了多項(xiàng)海底電纜輸電工程。在這些跨海輸電工程中，海底電纜作為連接兩端變電站或換流站的重要設(shè)備，起到了關(guān)鍵作用。海底電纜結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作工藝要求高，其使用環(huán)境特殊，深入海底，監(jiān)測(cè)與檢修也極為不方便，國(guó)內(nèi)外均沒有海底電纜載流量計(jì)

2、算的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。因此，為確保海底電纜安全可靠運(yùn)行，有必要開展海底電纜載流量分析計(jì)算。
　　論文構(gòu)建了海底電纜軟、硬接頭物理模型，建立了電纜電磁-熱耦合場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，采用有限元法進(jìn)行了海纜軟、硬接頭的溫度特性分析和不同敷設(shè)方式下海纜的載流量計(jì)算。具體研究?jī)?nèi)容主要包括：
　　①分析了海底電纜的不同敷設(shè)方式。以電磁場(chǎng)理論和溫度場(chǎng)傳熱學(xué)基本定律和方程為基礎(chǔ)，研究了電纜電磁-熱耦合場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，分析了海底電纜運(yùn)行過程中的電磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)之間

3、的相互作用耦合機(jī)理和求解步驟；通過理論計(jì)算和試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果的對(duì)比，導(dǎo)體損耗密度的誤差、海纜纜芯溫度的誤差均小于5％，驗(yàn)證了建立模型和仿真方法的有效性；
　　②利用 COMSOL-Multiphysics軟件建立了三維海底電纜接頭的電磁-熱耦合模型，對(duì)110kV海底電纜的軟、硬接頭分別進(jìn)行了溫度場(chǎng)分析與計(jì)算；研究了負(fù)荷電流對(duì)海纜軟接頭溫度特性的影響規(guī)律；考慮了海纜硬接頭壓縮金屬連接頭接觸電阻的影響，分析了海纜硬接頭不同接觸系