本文關(guān)鍵詞：埋地電力電纜發(fā)熱機(jī)理與溫升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：如何使城市中的電力電纜,在不大量增加數(shù)量的前提下,提高整體輸電能力,不只是城市規(guī)劃的重要任務(wù),也是整個(gè)電力系統(tǒng)的研究與急需解決的重要議題。在沒有外力破壞的情況下,電力電纜的運(yùn)行壽命很大程度上取決于電纜日常運(yùn)行時(shí)的溫度。過高負(fù)荷運(yùn)行的電力電纜,處于較高的溫度下,不只對(duì)其運(yùn)行壽命有損傷,嚴(yán)重時(shí)更會(huì)出現(xiàn)爆炸等極端事故。論文從研究埋地電力電纜運(yùn)行時(shí),多種因素對(duì)其產(chǎn)熱與散熱兩方面影響的基礎(chǔ)上,研究了導(dǎo)致埋地電力電纜發(fā)熱的機(jī)理,并在研究的機(jī)理基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一款埋地電力電纜溫升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。首先,本文研究了關(guān)于計(jì)算電力電纜溫度與載流量的標(biāo)準(zhǔn)IEC60287。其關(guān)于電纜的導(dǎo)體損耗、絕緣介質(zhì)損耗、金屬護(hù)套損耗與鎧裝損耗的計(jì)算方法適用于本文對(duì)于電纜發(fā)熱的研究:上述電纜損耗可以作為電纜發(fā)熱的內(nèi)部熱源。通過一則算例,給出了針對(duì)某種型號(hào)電纜各種損耗的計(jì)算過程。其次,針對(duì)工程中較常見的兩種埋地電纜的敷設(shè)方式:土壤直埋與排管敷設(shè)進(jìn)行了有限元仿真建模。仿真中模型上施加的載荷為電纜的導(dǎo)體損耗、絕緣介質(zhì)損耗、金屬護(hù)套損耗與鎧裝損耗,對(duì)幾種影響電纜產(chǎn)熱與散熱的因素:電纜間距、電纜電流、埋地深度、土壤傳熱系數(shù)與空氣溫度分別進(jìn)行了分析,得到了各因素的作用機(jī)理。將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于電力電纜溫度的預(yù)測(cè),經(jīng)過隨機(jī)樣本的訓(xùn)練與測(cè)試,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度預(yù)測(cè)結(jié)果較好。最后,搭建了埋地電力電纜溫升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。采用了上海某公司的分布式光纖傳感測(cè)溫分析儀,利用分布式光纖溫度傳感器對(duì)電纜的溫度進(jìn)行測(cè)量并處理。埋地電纜溫升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)區(qū)別于以往的電纜溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),除了常規(guī)的電纜溫度的實(shí)時(shí)采集與顯示、歷史趨勢(shì)顯示等基本功能之外,附加了可以通過電纜電流值與當(dāng)前空氣溫度值對(duì)電纜溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)功能,報(bào)警短信提示功能。預(yù)測(cè)功能是基于對(duì)電纜溫度場(chǎng)仿真數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上,運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)未知溫度預(yù)測(cè)功能實(shí)現(xiàn)的。軟件部分采用力控組態(tài)軟件進(jìn)行搭建,并采用OPC通訊方式,使組態(tài)軟件力控與數(shù)據(jù)分析軟件MATLAB進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)電纜溫度的預(yù)測(cè)功能嵌入到了組態(tài)界面中。
【關(guān)鍵詞】：埋地電力電纜 有限元分析法 發(fā)熱機(jī)理 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：上海電力學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM75
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 電纜導(dǎo)體溫度計(jì)算11-12
• 1.2.2 電纜敷設(shè)周圍土壤參數(shù)變化12
• 1.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)溫度預(yù)測(cè)12
• 1.2.4 電纜溫度檢測(cè)技術(shù)12-13
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 2 電纜損耗與溫度場(chǎng)計(jì)算14-25
• 2.1 電纜的損耗計(jì)算14-19
• 2.1.1 電纜導(dǎo)體損耗14-15
• 2.1.2 電纜絕緣介質(zhì)損耗15-16
• 2.1.3 金屬護(hù)套損耗16-19
• 2.1.4 鎧裝損耗19
• 2.2 電纜溫度場(chǎng)有限元原理19-20
• 2.2.1 熱傳導(dǎo)19-20
• 2.2.2 熱輻射20
• 2.2.3 熱對(duì)流20
• 2.3 電纜溫度場(chǎng)邊界條件20-21
• 2.4 電纜溫度場(chǎng)導(dǎo)熱微分方程21-22
• 2.5 IEC60287電纜損耗算例22-24
• 2.5.1 線芯導(dǎo)體損耗22-23
• 2.5.2 電纜絕緣介質(zhì)損耗23
• 2.5.3 金屬護(hù)套損耗23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 3 電纜發(fā)熱機(jī)理研究25-51
• 3.1 電纜穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分析25-36
• 3.1.1 電力電纜有限元模型建立25-27
• 3.1.2 確定熱源27
• 3.1.3 土壤直埋電纜仿真分析27-35
• 3.1.4 排管敷設(shè)電纜仿真分析35-36
• 3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)溫度預(yù)測(cè)36-40
• 3.2.1 有限元仿真數(shù)據(jù)處理36-37
• 3.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述37-38
• 3.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)38-40
• 3.3 電纜暫態(tài)溫度場(chǎng)分析40-44
• 3.3.1 多回路排纜有限元模型40-41
• 3.3.2 確定熱源41-42
• 3.3.3 應(yīng)急性負(fù)荷下電纜溫度分析42-43
• 3.3.4 周期性負(fù)荷下電纜溫度分析43-44
• 3.4 電纜中間接頭電阻研究44-50
• 3.4.1 電纜中間接頭結(jié)構(gòu)45-46
• 3.4.2 接觸電阻46-47
• 3.4.3 電阻與溫度47
• 3.4.4 電接觸處應(yīng)力分析47-50
• 3.4.5 電阻比較50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 4 埋地電纜溫升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究51-68
• 4.1 電纜溫升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)軟件開發(fā)工具52-53
• 4.2 OPC服務(wù)配置53-58
• 4.2.1 力控配置OPC53-57
• 4.2.2 MATLAB配置OPC57-58
• 4.3 MATLAB進(jìn)行OPC數(shù)據(jù)讀寫58-59
• 4.3.1 MATLAB獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)58-59
• 4.3.2 MATLAB寫入力控?cái)?shù)據(jù)59
• 4.4 軟件界面設(shè)計(jì)59-67
• 4.4.1 登錄界面60-62
• 4.4.2 首頁62
• 4.4.4 運(yùn)行曲線62-64
• 4.4.5 報(bào)警與短信通知64-67
• 4.4.6 事件記錄67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 5 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 總結(jié)68
• 5.2 前景展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 附錄73-75
• 致謝75-76
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果76

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