220 kV交联海缆的低频载流能力及温度场分布仿真研究

• 作者: 吴冰洁 丁苒苒 陈晨 王耀港 王哲铭 卢武
• 来源期刊: 绝缘材料
• 关键词: 海底电缆 低频输电 有限元仿真 载流量 温度场
• 年，卷（期）: 2024,（12）
• 页码范围: 34-42
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2023.12.005

摘要

柔性低频输电系统在提升输电容量、减小线路充电无功、改善输电通道末端电压质量等方面具有优越性，可以有效满足中、远距离海上风电高效汇集送出等迫切需求。为研究海底电缆在低频条件下的运行特性，本文搭建了考虑外界敷设环境影响下的220 kV交联聚乙烯电-磁-热-流多物理场耦合有限元仿真模型，分析了不同敷设段中50 Hz和20 Hz频率下运行的海底电缆稳态载流量和温度场分布情况，并基于IEC 60287:1995建立的海底电缆稳态热路模型和低频海缆发热仿真的典型案例，对有限元仿真进行验证。结果表明：在陆地段、入海段和海底段等不同敷设环境下，仿真模型的载流量和温度场分布计算结果与IEC解析公式的相对误差都在3%以内，表明本文提出的220 kV交联电缆温度场仿真模型具有较好的准确性和有效性；频率降低可以减小线芯交流电阻值、改善电缆导体中的电流分布、减小电缆各部分的运行损耗，从而降低电缆的整体运行温度，有利提升电缆的传输容量。