电力电缆载流量与温度场计算软件设计

摘要

随着国民经济持续快速增长、国内海洋输电研究的展开、全社会对环境保护的日益重视，我国电力工程中越来越多地采用电力电缆作为输电装置。电力电缆在运行时线芯温度不能超过电缆绝缘的极限承受温度，因此电力电缆载流量的计算是电缆系统运行规划的核心。工程中电力电缆载流量的测算方法主要有解析计算法、数值计算法和试验法三种。目前国内对于电力电缆载流量计算软件的开发尚处于起步阶段，且已经存在的载流量计算软件大都基于解析法，使用数值算法求解电力电缆载流量的软件还很少，更没有一套成熟而专业的软件囊括载流量计算的各种主要方法。
　　本文旨在编制一套包含电力电缆载流量两种主要计算方法——等效热阻法和有限元法的载流量计算程序，即电力电缆载流量和温度场计算软件。本文首先简单介绍了电力电缆载流量计算的研究现状。之后本文选定等效热阻法和有限元法作为软件的核心算法，并对两种方法做了详细介绍。接下来本文阐述了软件的设计思路以及软件的构架，并据此基于Windows系统下的Visual Studio编译平台、采用C＃语言和面向对象技术完成了软件的开发工作，开发完成的软件具有以下功能:建立等效热路求解电缆载流量的功能、建立电缆有限元模型求解载流量的功能、有限元法求解电缆温度场的功能、温度场图形化显示和操作的功能。之后本文使用电缆厂商提供的技术数据对软件进行了测试，验证了软件的计算准确性和实用性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题目的与研究意义

1．2 课题研究现状

1．2．1 国内外电缆总体研究情况

1．2．2 国内外电力电缆载流量研究情况

1．2．3 国内外电缆载流量计算软件的开发现状

1．3 本文的主要工作

第二章 电力电缆载流量和温度场计算软件设计的理论依据

2．1 计算电力电缆载流量的等效热阻法

2．1．1 等效热阻法计算电缆载流量的步骤

2．1．2 电力电缆的等值热路模型

2．1．3 等效热阻法计算需要的电气参数

2．1．4 电力电缆的损耗

2．1．5 电缆各部分热阻计算方法

2．1．7 载流量计算公式

2．2 计算电力电缆载流量的有限元法

2．2．1 电力电缆的温度场

2．2．2 有限元法求解电力电缆的载流量的几点假设

2．2．3 有限元法求解电力电缆载流量的步骤

2．3 本章小结

第三章 电力电缆载流量和温度场计算软件的设计方法

3．1 软件总体设计

3．1．1 软件功能设计

3．1．2 软件构架

3．2 软件开发方法和环境

3．2．1 面向对象的软件设计思想

3．2．2 Visual C#语言及Windows演示基础

3．3 软件功能实现

3．3．1 软件视图层实现

3．3．2 软件控制层实现

3．3．3 软件模型层实现

3．3．4 软件三个模块功能的实现

3．4 软件功能展示

3．4．1 等效热阻法载流量计算模块

3．4．2 有限元法载流量计算模块

3．4．3 有限元法温度场计算模块

3．5 本章小结

第四章 电力电缆载流量和温度场计算软件测试

4．1 直流电缆算例测试

4．1．1 测试用参数

4．1．2 电缆生产商提供的载流量数据

4．1．3 软件等效热阻法计算模块的计算结果

4．1．4 软件有限元分析模块的计算结果

4．1．5 软件的温度场计算功能测试

4．2 交流电缆算例测试

4．2．1 基本条件

4．2．2 电缆生产商提供的载流量数据

4．2．3 软件等效热阻法模块的计算结果

4．2．4 软件有限元模块的计算结果

4．2．5 软件温度场计算功能测试

4．3 小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

作者简历

硕士期间发表论文及科研成果