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土壤直埋电力电缆实时动态载流量评估系统设计

发布时间:2018-01-13 17:04

  本文关键词:土壤直埋电力电缆实时动态载流量评估系统设计 出处:《河北科技大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:土壤直埋敷设方式是目前电力电缆主要的敷设方式之一。电力电缆的载流量是其设计、运行的重要参数,如果载流量过大,将会降低电缆的使用寿命;如果过小,则会造成电力资产的浪费。电力电缆载流量与其敷设环境密切相关,而环境参数又是实时动态变化的。因此,实时动态载流量的准确评估变得十分重要。由于电力电缆载流量受实时环境参数的影响,本文对电力电缆实时载流量的评估方法和实时环境因子监测这两方面做了研究,搭建了土壤直埋电力电缆实时动态载流量评估系统,实现了对环境参数的实时监测、传输和显示,并结合软件完成了载流量的计算,为电力部门提高电力资产利用率和可靠性提供了有效的指导。具体研究内容如下:1)利用Bessel函数建立了土壤直埋电力电缆电磁损耗计算模型并计算了缆芯和金属护套的电磁损耗。2)利用GPRS模块、STM32F4开发板和传感器,基于C语言设计了环境因子实时监测系统,实现了对温度、湿度、风速、光照强度的实时采集和传输功能。3)通过对比发热管试验和有限元计算结果,证明了有限元在土壤直埋电力电缆群温度场计算中的有效性。4)利用环境因子实时监测系统,结合有限元和迭代法完成了实时载流量的评估方案,为整个评估系统提供了理论上的支持。5)利用VB及有限元仿真软件ANSYS,设计了一套实时动态载流量评估的软件,实现了对环境参数的接收、显示和载流量计算的功能。通过分析地表空气温度、回填土、排列方式和接地方式、回路数、土壤热阻系数、埋深、回路间距对土壤直埋电力电缆载流量的影响,总结出了各因素对载流量的影响规律,其结论为电力部门提高电力电缆的利用率和保证电力电缆长期安全稳定的运行提供了指导性的建议。
[Abstract]:Direct soil laying is one of the main laying methods of power cable at present. The load capacity of power cable is an important parameter in its design and operation. If the load current is too large, the service life of power cable will be reduced. If it is too small, it will lead to the waste of power assets. The load capacity of power cable is closely related to its laying environment, and the environmental parameters are dynamic and real-time. It is very important to accurately estimate the real-time dynamic load current, which is influenced by the real time environmental parameters. In this paper, the real-time power cable load assessment method and real-time monitoring of environmental factors are studied, and a real-time dynamic load assessment system for directly buried soil power cable is built. The real-time monitoring, transmission and display of the environmental parameters are realized, and the calculation of the load flow is completed with the software. It provides effective guidance for the power sector to improve the utilization and reliability of power assets. The specific research contents are as follows: 1). The calculation model of electromagnetic loss of directly buried soil power cable is established by using Bessel function, and the electromagnetic loss of cable core and metal sheath is calculated. 2) GPRS module is used. STM32F4 development board and sensor, based on C language design of real-time monitoring system of environmental factors, to achieve the temperature, humidity, wind speed. The real-time collection and transmission function of light intensity. 3) by comparing the results of heat pipe test and finite element calculation. It is proved that the finite element method is effective in the calculation of temperature field of directly buried power cable group in soil. 4) using the real-time monitoring system of environmental factors and combining the finite element method and iterative method, the evaluation scheme of real-time load flow is completed. Provide theoretical support for the whole evaluation system. 5) using VB and finite element simulation software ANSYSdesigned a set of real-time dynamic load flow evaluation software to realize the acceptance of environmental parameters. Display and load calculation function. Through analysis of surface air temperature, backfill, arrangement and grounding mode, number of loops, soil thermal resistance coefficient, buried depth. The influence of loop spacing on the load capacity of directly buried soil power cable is summarized. The conclusion provides guidance suggestions for the power sector to improve the utilization rate of power cables and to ensure the long-term safe and stable operation of power cables.
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM75

【参考文献】

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本文编号:1419724

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