基于电磁-热耦合场的架空输电线路载流量分析与计算.pdf

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1、第43卷第9期电力系统保护与控制Vl01．43NO．92015年5月1日PowerSystemProtectionandControlMay1，2015基于电磁一热耦合场的架空输电线路载流量分析与计算刘赞，俞集辉，程鹏(1．重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400030；2．重庆电力高等专科学校，重庆400053)摘要：架空输电线路的允许载流量是保证其安全运行的重要参数之一。根据架空输电线路产热和散热的特点，建立了架空导线的磁场一温度场耦合二维有限元分析模型，确定电磁．热耦合场分析的边界条件，求解得到了架

2、空输电导线内部电磁场分布。将得到的焦耳热损耗作为热源耦合至热场模型进行计算，并采用数值迭代法求解得到架空输电导线的允许载流量。此外，基于该仿真模型通过仿真分析得出了不同外部环境因素对架空输电线路载流量的影响规律。该研究成果可以为架空输电线路的热分析和载流量计算提供一定的参考。关键词：输电线路；电磁一热耦合场；载流量；有限元法；数值迭代法Analysisandcalculationontheampacityofoverheadtransmissionlinesbasedonelectromagnetic—thermalcouplingfie

3、ldsLIUYun一，YUJihui，CHENGPeng(1．StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment&SystemSecurityandNewTechnology，CollegeofElectricalEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China；2．ChongqingElectricPowerCollege，Chongqing400053，China)Abstract：Theampacityisoneofthemostim

4、portantparameterstoensurethesafeoperation0foverheadtransmissionlines．Accordingtothecharacteristicsofheatgenerationanddissipationoftheoverheadtransmissionlines，a2Dfiniteelementmodelofoverheadelectricalconductorconsideringthecouplingofelectromagneticfieldandthermalfieldises

5、tablished．Basedoncorrespondingelectromagnetic-thermalboundarycondkions，electromagneticfieldandtemperaturefielddistributionsofoverheadelectricalconductorareobtainedandtheJoule’SlOSS，asheatsource，calculatedinelectromagneticfieldanalysisiscoupledwithtemperaturefield．Thenumer

6、icaliterativemethodisappliedtocalculatetheampacityofoverheadtransmissionlines．MoreoveLtheinfluenceofdiferentenvironmentalfactorsonampacityofoverheadtransmissionlineisinvestigatedbasedonthissimulationmode1．Theresearchhassomereferencesignificancetothethermalanalysisandampac

7、itycalculationofoverheadtransmissionlines．Keywords：transmissionlines；electromagnetic-thermalcouplingfields；ampacity；finiteelementmethod；numericaliterativemethod中图分类号：TM726．3文献标识码：A文章编号：1674．3415(2015)09-0028—07法[9-14]，主要包括IEEE738标准、IEC1597．1995、0引言摩尔根公式法等；仅有少数研究是借用数值计算方输电

8、线路的输电能力常常受热载荷限制，因此法[15-161。然而解析法确定允许载流量的保守条件与开展输电线路热载荷能力的研究有重要的理论意义实际运行场景不符，且计算方法复杂，而数值法具和工程价值¨‘