相关谐波对电力电缆损耗的影响分析与计算方法

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1、第52卷第23期电测与仪表Vo1．52NO．232015年12月10日ElectricalMeasurement＆InstrumentationDec．10．2015谐波对电力电缆损耗的影响分析与计算方法水李琼林，李陈莹，庞博，崔雪，刘会金(1．国网河南省电力公司电力科学研究院，郑州450052；2．武汉大学电气工程学院，武汉430072；3．国网江苏省电力公司电力科学研究院，南京210000；4．天津市东丽供电公司，天津300300)摘要：文章分析电缆运行时，电磁场与损耗关联的机理。从电磁场理论出发，结合屏

2、蔽层感应电流的计算，基于bessel函数，推导出电缆在谐波下的电流密度分布。该过程，考虑临近效应、集肤效应对电流密度分布的影响，并推导出了相应的解析表达式。首先对两相电缆回路分析，再通过解析式的最终结构引入修正因子，将推导扩展到多相电缆情形下。其次分析缆芯损耗、金属屏蔽层损耗、绝缘损耗，并且通过多相电缆修正因子推导出电缆敷设修正因子。最终通过MATLAB软件仿真分析，将计算方法与IEC、IEEE标准进行对比，对谐波影响电缆损耗进行定性的分析，验证所提方案的正确性。关键词：电力电缆；谐波；损耗；MATLAB；电

3、流密度矢量；电流临近效应中图分类号：TM933文献标识码：B文章编号：1001．1390(2015)23—0034—09ImpactanalysisandcalculationmethodofharmoniconpowercablelossLiQionglin，LiChenying，PangBo，CuiXue，LiuHuijin(J．StateGridHAEPCElectricPowerResearchInstitute，Zhengzhou450052，China．2．SchoolofElectricalEn

4、gineering，WuhanUniversity，Wuhan430072，China．3．StateGridJiangsuElectricPowerCompanyResearchInstitute，Nanjing210000，China．4．StateGridTianjinDongliPowerCompany，Tianjin300300，China)Abstract：MechanismoftheelectromagneticfieldassociatedwithlOSSaboutrunningcableiS

5、firstlyanalyzediflthepaper．BasedontheelectromagneticfieldtheoryandBesselfunction，combiningwithcalculationofinducedcurrentoncableshield，curentdensitydistributionofcableshieldunderharmonicisdeduced．Approachingeffectandskineffectonthecurentdensitydistributioni

6、sconsideredandthecorrespondinganalyticalexpressionisdeducedduringthisprocess．Withpreviousanalysisoftwophasecablecircuit，andthenleadingintothecorectionfactor，theanalyt—icexpressionofthefinalstructureisextendedtomuhiphasecablecase．Thecoreloss，metalshieldingla

7、yerlossandinsulationlossareanalyzedafterthat．Multiphasecablelayingcorrectionfactorsarededucedbythecorectionfactorsabove．QualitativeanalysisresuhsoftheinfluenceoncableharmoniclossisobtainedonMATLABsimulationplatformandthecalculationmethodiscomparedwithIECand

8、IEEEstandardfurthermore．Keywords：powercable，harmonic，loss，MATLAB，currentdensityvector，curentapproachingeffect0引言环境下运行时，会产生大量的损耗、发热，从而影响电缆在电力系统中必不可少的元件，随电力电电缆使用寿命，严重时会对电网安全造成影响。子器件使用的增加，谐波对其影响越来越大。虽然国内外