基于外皮溫度監(jiān)測(cè)的電纜周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù)估算方法研究
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【摘要】:近來(lái)年,隨著我國(guó)城市電網(wǎng)改造工作的不斷深入,電力電纜取代架空線路已成為趨勢(shì),而電纜的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必須要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一就是載流量計(jì)算的難題。電纜載流量的確定需要有準(zhǔn)確的周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù),因此,對(duì)電纜運(yùn)行過(guò)程中周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù)進(jìn)行估算具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文根據(jù)電纜系統(tǒng)熱路模型,提出了實(shí)時(shí)外皮溫度計(jì)算方法;采用粒子群算法尋優(yōu)周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù),使計(jì)算的外皮溫度與實(shí)測(cè)外皮溫度相匹配,從而達(dá)到估算周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù)的目的。在試驗(yàn)場(chǎng)開(kāi)展了空氣中階躍溫升試驗(yàn)、直埋敷設(shè)周期負(fù)荷溫升試驗(yàn),并基于COMSOL Multiphysics進(jìn)行了有限元仿真,驗(yàn)證外皮溫度計(jì)算方法以及周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù)估算方法的正確性。結(jié)果表明:采用粒子群算法與熱路法相結(jié)合的方法估算媒質(zhì)熱特性參數(shù),并將估算結(jié)果用于外皮溫度計(jì)算,計(jì)算得到的外皮溫度與實(shí)測(cè)的外皮溫度相吻合;將估算結(jié)果經(jīng)過(guò)換算后加載到有限元模型中的土壤區(qū)域,有限元模型計(jì)算的外皮溫度與實(shí)測(cè)的外皮溫度一致,由此驗(yàn)證了本文提出的外皮溫度計(jì)算方法以及電纜周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù)估算方法的正確性,且該媒質(zhì)熱特性參數(shù)估算方法無(wú)需考慮電纜敷設(shè)方式、周圍媒質(zhì)溫度、濕度,直接依靠監(jiān)測(cè)的外皮溫度對(duì)熱特性參數(shù)進(jìn)行估算,估算過(guò)程簡(jiǎn)單直觀,易于理解。本文提出的方法有助于電力部門了解電纜周圍實(shí)際環(huán)境條件,確定準(zhǔn)確的載流量。
【關(guān)鍵詞】:電力電纜 外皮溫度 電纜周圍媒質(zhì) 熱特性參數(shù) 估算方法
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【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
- Abstract6-9
- 第一章 緒論9-16
- 1.1 論文研究背景意義9-10
- 1.2 相關(guān)研究現(xiàn)狀10-14
- 1.2.1 電纜溫度場(chǎng)及載流量計(jì)算方法研究現(xiàn)狀10-14
- 1.2.2 電纜周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù)研究現(xiàn)狀14
- 1.3 論文研究?jī)?nèi)容14-16
- 第二章 電纜系統(tǒng)散熱的熱路模型16-27
- 2.1 電纜的暫態(tài)熱路模型16-21
- 2.1.1 建立熱路模型的基本假設(shè)17
- 2.1.2 絕緣層穩(wěn)態(tài)熱路模型推導(dǎo)17-20
- 2.1.3 電纜暫態(tài)熱路模型20-21
- 2.2 熱路模型的參數(shù)計(jì)算21-26
- 2.2.1 各層材料熱阻的計(jì)算21-22
- 2.2.2 各層材料熱容的計(jì)算22-23
- 2.2.3 損耗的計(jì)算23-26
- 2.3 本章小結(jié)26-27
- 第三章 基于外皮溫度監(jiān)測(cè)的電纜周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù)的粒子群算法研究27-40
- 3.1 電纜外皮溫度計(jì)算27-32
- 3.1.1 電纜外皮溫度的分析與研究27-29
- 3.1.2 電纜本體暫態(tài)熱路分析29-31
- 3.1.3 周圍媒質(zhì)暫態(tài)熱路分析31-32
- 3.2 外皮溫度計(jì)算精度分析32-33
- 3.3 基于粒子群算法的周圍媒質(zhì)熱阻熱容估算33-36
- 3.3.1 算法思路33
- 3.3.2 粒子群算法(PSO)基本原理33-34
- 3.3.3 基于粒子群算法的周圍媒質(zhì)熱阻熱容估算34-36
- 3.4 階躍電流溫升試驗(yàn)驗(yàn)證36-39
- 3.4.1 試驗(yàn)說(shuō)明37
- 3.4.2 基于粒子群算法的電纜周圍媒質(zhì)熱特性參數(shù)評(píng)估37-38
- 3.4.3 基于熱路法的電纜周圍媒質(zhì)熱阻估算38-39
- 3.4.4 方法驗(yàn)證39
- 3.5 本章小結(jié)39-40
- 第四章 周期負(fù)荷下電纜周圍媒質(zhì)熱特性的粒子群估算及有限元驗(yàn)證40-52
- 4.1 試驗(yàn)及周圍媒質(zhì)熱特性估算40-43
- 4.1.1 單回路周期負(fù)荷試驗(yàn)的周圍媒質(zhì)熱特性估算及其熱路分析40-42
- 4.1.2 多回路周期負(fù)荷試驗(yàn)的周圍媒質(zhì)熱特性估算及其熱路分析42-43
- 4.2 電纜溫度場(chǎng)有限元模型的建立43-46
- 4.2.1 有限元的理論基礎(chǔ)43-45
- 4.2.2 電纜瞬態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算模型建立45-46
- 4.3 結(jié)合周圍媒質(zhì)熱特性粒子群估算的電纜暫態(tài)溫度場(chǎng)有限元仿真分析46-51
- 4.3.1 單回路直埋瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元仿真46-48
- 4.3.2 多回路直埋瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元仿真48-51
- 4.4 本章小結(jié)51-52
- 結(jié)論與展望52-53
- 參考文獻(xiàn)53-57
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果57-58
- 致謝58-59
- 附件59
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1 楊翔翔;熱特性參數(shù)可變時(shí)雙曲線型截面環(huán)肋傳熱的最優(yōu)尺寸[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1988年01期
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,本文編號(hào):892419
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