ВходРегистрация
Например: Перечень ВАК
О консорциуме Подписка Контакты
(812) 409 53 64 Некоммерческое партнерство
Санкт-Петербургский
университетский
консорциум

Статьи

Университетский научный журнал №10, 2014 (физико-математические, технические и биологические науки)

Тепловая процедура на основе МКЭ для проектирования энергоэффективных подземных кабельных линий

Д. Климента, Б. Перович, М. Евтич, И. Радосавлевич, Н. Арсич
Цена: 50 руб.

 В статье представлена тепловая процедура на основе метода конечных элементов (МКЭ) для определения длительно допустимых токовых нагрузок подземных кабельных линий на основе концепции эффективной передачи электрической энергии и устранения погрешностей, возникающих в результате неправильного выбора размера домена решения. Описанная процедура (i) представляет собой подробную инструкцию по правильному электрическому и тепловому моделированию элементов конструкции силовых кабелей, (ii) систематизирует существующие концепции для определения требуемых осевых расстояний между соседними кабелями в треугольниках и размерах слоя песчано-гравийной смеси, и (iii) включает в себя все знания, вытекающие из предыдущего опыта применения различных программных решений на основе МКЭ для теплового анализа подземных кабельных линий. При разработке концепции использовались стандарты IEC 60287 и технический отчет IEC TR 62095. Применение предложенной процедуры обсуждается на примере двухконтурной кабельной линии 110 кВ, построенной в Белграде, в Республике Сербии.

Ключевые слова: длительно допустимая токовая нагрузка, двухконтурная кабельная линия, метод конечных элементов, стационарный анализ, тепловое проектирование.

REFERENCES

1. Anders, G.J. Rating of electric power cables in unfavorable thermal environment.

2005, Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, pp. 165–210.

2. de León, F. Major factors affecting cable ampacity. In IEEE Power Engineering

Society General Meeting, 2006, Montreal, Quebec, Canada.

3. de León, F., & Anders, G.J. Effects of backfi lling on cable ampacity analyzed

with the fi nite element method. In IEEE Transactions on Power Delivery, 2009, Vol. 23,

Iss. 2, pp. 537–543.

4. Dudkin, S., Tadzhibaev, A.I., & Titkov, V.V. Thermal conditions in three-phase

cable lines of medium and high voltages, featuring plastic insulation. In 7th International

Scientifi c Symposium on Electric Power Engineering ELEKTROENERGETIKA 2013,

Stara Lesna, Slovakia, September 18–20, 2013, pp. 366–369.

5. E05046 fi nal project documentation — Part II — Section 2: Calculations for 110

kV double-circuit cable line TS Belgrade 1-TS Belgrade 28 (in Serbian). 2006, ABB,

EMG and ENERGOPROJEKT-ENTEL, Belgrade, Serbia, pp. 20–35.

6. Electric cables — Calculations for current ratings — Finite element method

(Tech. Rep. IEC 62095, 1st ed.). 2003, Switzerland: International Electrotechnical

Commission.

7. El-Kady, M.A. Optimization of power cable and thermal backfi ll confi gurations.

In IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1982, Vol. PAS-101, Iss. 12,

pp. 4681–4688.

8. Gouda, O.E., Amer, G.M., & El Dein, A.Z. (2009, June). Effect of dry zone

formation around underground power cables on their ratings. In 20th International

Conference on Electricity Distribution 2009, Session 1, Paper 0120, Prague, Czech

Republic.

9. Gouda, O.E., El Dein, A.Z., & Amer, G.M. Effect of the formation of the dry zone

around underground power cables on their ratings. IEEE Trans. on Power Delivery,

2010, 26 (2), 972–978.

10. Hays, D.F., & Curd, H.N. Heat conduction in solids: Temperature dependent

thermal conductivity. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1968, Vol. 11,

Iss. 2, pp. 285–295.

11. Heinhold, L. Power cables and their application — Part 1 (third revised ed.).

1991. Berlin and Munich: Siemens Aktiengesellschaft, pp. 322–333.

12. IEC 60287-1-1, Electric cables — Calculation of the current rating — Part 1:

Current rating equations (100% load factor) and calculation of losses — Section 1:

General (1st ed.). 1994, International Electrotechnical Commission.

13. IEC 60287-2-1, Electric cables — Calculation of the current rating — Part 2:

Thermal resistance — Section 1: Calculation of thermal resistance (1st ed.). 1994,

International Electrotechnical Commission.

14. IEC 60287-3-1, Electric cables — Calculation of the current rating — Part 3:

Sections on operating conditions — Section 1: Reference operating conditions and

selection of cable type (1st ed.). 1995, International Electrotechnical Commission.

15. IEC 60287-3-1, Electric cables — Calculation of the current rating — Part 3–1:

Sections on operating conditions — Reference operating conditions and selection of

cable type (ed. 1.1) 1999, International Electrotechnical Commission.

16. King, S.Y., & Halfter, N.A. Underground power cables (1-st ed.). 1982. London

and New York: Longman.

17. Klimenta, D., Nikolajević, S., & Sredojević, M. Controlling the thermal

environment in hot spots of buried power cables. European Transactions on Electrical

Power, 2007, Vol. 17, Iss. 5, 427–449.

18. Kocar, I., & Ertas, A. Thermal analysis for determination of current carrying

capacity of PE and XLPE insulated power cables using fi nite element method. In IEEE

MELECON, 2004, Dubrovnik, Croatia.

19. Mitchell, J.K., & Abdel-Hadi, O.N. Temperature distributions around buried

cables. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1979, Vol. PAS-98, Iss. 4,

pp. 1158–1166.

20. Morgan, V.T. Thermal Behaviour of Electrical Conductors. 1991, Taunton,

Somerset, England: Research Studies Press Ltd., pp. 598–613.

21. Müller, G. Engineering applications of ANSYS inside Siemens AG. 2002,

ANSYS.

22. Pourhashemi, S.A., Hao, O.J., & Chawla, R.C. An experimental and theoretical

study of the nonlinear heat conduction in dry porous media. International Journal of

Energy Research, 1999, Vol. 23, Iss. 5, pp. 389–401.

23. Sredojevic, M.R., Popovic, Dj.P., & Simic, M.D. Permissible current rating of

the investigated 110 kV underground cable line. In International Conference on Electric

Power Engineering, PowerTech 99, Budapest, Hungary.

24. Titkov, V.V. On the estimation of thermal regime of the three-phase XLPE-cable

line. Cable-News, 2009, No. 10, pp. 47–51.

25. Wang, Y., Chen, R., Lin, S., Tian, J., Li, J., & Chen, M. Calculation and analysis

of the current carrying capability of electric cable based on fi nite element method. In

IEEE Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, 2009, Virginia

Beach, VA, USA.

26. XLPE Land Cable Systems — User's Guide Rev. 5. 2010, Retrieved December

1, 2014, from http://www02.abb.com/global/gad/gad02181.nsf/0/a8a42f36692365dcc

1257a62003101ce/$fi le/XLPE+Land+Cable+Systems+-+User%C2%B4s+Guide.pdf.

Цена: 50 рублей
Заказать
• Этические принципы научных публикаций