Т. 325, № 4 : Техника и технологии в энергетике

Математическое моделирование тепловых и электромагнитных процессов при определении допустимых токовых нагрузок кабельных линий

Обеспечение работоспособности и повышение надежности работы высоковольтных кабельных линий, проложенных в кабельных каналах под землей, при их проектировании и эксплуатации в условиях ограниченного теплообмена с окружающей средой невозможно без глубокого понимания процессов тепломассопереноса в кабельном канале с учетом реализующегося в кабельных линиях переменного электромагнитного поля и индуцированных токов в металлических экранах. Данное исследование посвящено решению совместной задачи процессов тепломассобмена и электромагнитодинамики, возникающих в кабельных линиях, проложенных в подземном кабельном канале, в условиях естественной конвекции с учетом энергии излучения и индуцированных электромагнитных полей. Цель исследования: разработка двумерных стационарных математических моделей процессов тепломассобмена в условиях естественной конвекции с учетом процессов электро- и магнитодинамики, протекающих в кабельных каналах, для определения рациональной величины токовой нагрузки и обеспечения безопасной эксплуатации силовых кабелей. Методы исследования: Для решения совместной задачи использовалась теория тепломассопереноса и электромагнитодинамики, методы математического моделирования. Численное моделирование проводилось с помощью метода конечных элементов в современных инженерных пакетах. Результаты: Решена совместная задача тепломассобмена и электродинамики. Определены поля температур с учетом дополнительных тепловыделений в металлических экранах силовых кабелей, возникающих за счет индуцированных токов. Оцененвклад тепловых потерь за счет индуцированных токов в экранах кабелях в общий тепловой баланс нагруженных кабельных линий. Приведены рекомендации по величине пропускной способности кабельных линий в зависимости от температуры окружающей среды.

Ключевые слова:

электронный ресурс, математическое моделирование, кабельные линии, тепломассоперенос, охлаждение, электромагнитные поля, кабели, тепловые потери, токовые нагрузки, индуцированные токи, экраны,

Авторы:

Навалихина Екатерина Юрьевна

Труфанова Наталия Михайловна

Скачать PDF