电力谐波引发电缆燃烧机理研究

摘要

随着电力电缆的普及应用,电缆故障所引发的火灾事故逐渐引起人们的关注。电力谐波作为电网环境污染的危害之一,成为国内外学者研究电缆故障的焦点。本文以电缆为研究对象,具体研究了电力谐波引发电缆热击穿的发生机理过程。首先,研究分析了在电力网络中谐波对电缆线路的危害,建立了电缆谐波阻抗模型,深入研究了电缆线路谐波放大的机理,应用实例分析了矿用 XLPE电缆6kV等级的最大载流量。其次,利用Matlab仿真了谐波电流在电缆线路中的放大,谐波放大不但会增加线路阻抗致使电能损耗增加,同时也会导致电缆线路负荷电流增大。为研究谐波电流造成的线路损耗所导致的电缆温升问题,本文采用有限元分析的方法,利用AutoCAD、MagNet与ThermNet建立了有限元分析电缆模型,并仿真了电缆线路中存在谐波电流下的温度变化情况。仿真结果表明,谐波含量的增加将会导致线路温升,且谐波频率越高温升越大。从谐波含量来看,同频率谐波含量的增加会导致电缆线路绝缘层内温度上升;从频率大小来看,不同频率下的谐波,会随谐波频率的增加,电缆内温度将会增大。

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1 绪论

1.1 选题依据

1.2 国内外研究现状

1.3 研究电缆燃烧故障的意义

1.4 本文主要研究内容

1.5 本章小结

2 电力系统谐波概述

2.1 谐波基本理论

2.2 谐波对电缆线路的影响

2.3 本章小结

3 电缆线路中谐波电流放大分析

3.1 引言

3.2 电缆漏电容对谐波电流放大分析

3.3 漏电容下的谐波电流放大

3.4 电容器造成电缆线路中谐波电流放大分析

3.5 本章小结

4 谐波电流引发电缆线路温升分析

4.1 引言

4.2 电缆线路载流量的分析计算

4.3 电缆线路损耗分析

4.4 本章小结

5 有限元分析谐波放大对电缆温升危害

5.1 引言

5.2 有限元电缆模型的建立

5.3 电缆截面网格剖分

5.4 仿真参数设置

5.5 谐波下电缆温度场仿真

5.6 XLPE电缆的温度特性分析

5.7 仿真结果分析

5.8 本章小结

6 总结与展望

参考文献

附录一

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