ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Токонесущая способность кабеля

токонесущая способность подземного кабеля МЭК 60287, вычисление номинальной токовой нагрузки кабеля

Вычисление номинальной токовой нагрузки трехфазного кабеля расположенного под землей.

Тип задачи:
Плоско-параллельная мультифизичная задача магнитного поля переменных токов и теплопередачи.

Геометрия:
Токонесущая способность кабеля Вычисление номинальной токовой нагрузки трехфазного кабеля расположенного под землей. Изоляция Экран (алюминий) Оболочка Жила Поверхность земли Песок Грунт B A C

Дано
Кабельная система состоит из трех отдельных фазных кабелей, уложенных в треугольник. Длина кабельной линии 1 км. Экраны кабелей заземлены с обоих концов.
Номинальный ток I = 1 кА (действующее значение), частота f = 50 Гц.
Температура воздуха T0 = +20°C, коэффициент конвекции с поверхности земли α = 10 Вт/K*м².
underground cables sheath earhing

Задача:
Токи в элементах кабеля приводят к тепловым потерям, которые нагревают кабель. Токонесущая способность кабеля - это значение электрического тока, которое приводит к максимальной допустимой температуре проводника. Поэтому расчет пропускной способности кабеля требует моделирования потерь мощности и распределения температуры для заданного значения электрического тока.
В этом примере мы определяем потери и распределение температуры для данного тока. Затем, увеличивая или уменьшая значение тока, можно найти такой ток, который соответствует максимально допустимой температуре. Это и будет максимально допустимый ток.

Решение:
Это упрощенная версия примера рассмотренного в статье Comparison of Finite Element Analysis to IEC-60287 for Predicting Underground Cable Ampacity (Дубицкий С.Д., Грешняков Г.В., Коровкин Н.В), представленной на международной конференции ENERGYCON-2016 .

Сначала моделируется магнитная задача и вычисляется распределение плотности тока и потерь. Затем эти потери автоматически переносятся в задачу теплопередачи. Таким образом, для данного электрического тока в кабеле рассчитывается соответствующее распределение температуры.

О том, как учесть изменение электропроводности при нагреве, смотрите статью и Итерационное решение связанных задач магнитного поля переменных токов и теплопередачи.

О том, как моделировать транспозицию смотрите пример Транспозиция проводов воздушной линии электропередачи.

Результат:
Распределение магнитного поля и плотности тока в кабельных проводниках и экранах. Видно, что распределение плотности электрического тока (соответственно, и потерь) неравномерно.
токи в заземленных экранах кабеля

Распределение температуры в элементах кабеля при подземной прокладке.
температура подземного кабеля

  • Видео:

    Магнитная задача

  • Тепловая задача

    Дополнительные расчеты

  • Смотреть онлайн: магнитная задача, тепловая задача, дополнительные расчеты.
  • Скачать файлы задачи

    Ссылка: ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009. Кабели электрические. Вычисление номинальной токовой нагрузки.

    ELCUT включён в Государственный реестр Российского программного обеспечения


    Продукт
    Заказ
    Запросить пробную версию
    Модификации
    Функциональность, Состав
    Программирование
    Спецкурсы

    Применение
    Промышленность
    Образование
    Наука
    Типовые примеры
    Отзывы
    Пользователи

    Поддержка
    Онлайн семинары
    Виртуальный класс
    Вход для клиентов
    Словарь
    Тестирование

    Загрузить
    ELCUT Студенческий
    Руководство пользователя
    Библиотеки материалов
    Видео
    Бесплатные утилиты

    Новости
    Новые версии
    События
    Статьи
    Подписка

    Контакты
    О компании
    Как нас найти
    Консультации
    Поддержка онлайн
    Партнеры