【技术实现步骤摘要】
海洋生物附着下海底电缆的载流量计算修正方法及系统
[0001]本专利技术涉及一种海洋生物附着下三芯海底电缆的载流量计算修正方法及系统，属于电缆
技术介绍
[0002]随着经济的快速发展，以及城市化发展的不断深入，对用电量的需求日益增加，跨海输电的需求也日益迫切。三芯海底电缆输电工程是跨海域联网工程建设的重要组成部分，在实现电网国际化、区域电网互联进程中，具有重要意义。海上输电方式主要依靠三芯海底电缆进行配送，海上风电的配电结构由升压站平台开始，经过J形管段、海底段、滩涂段、登入段最后进入陆上终端站。J形管立在平台与海底之间，作为三芯海底电缆的通道，在浅海处受到较高的高低潮位差和海浪影响，会在浪溅区到低潮位线区域产生海洋生物附着，因潮汐影响会长时间暴露在空气中，影响电缆的散热导致电缆过热。海缆的寿命一般在30年，30年后J形管上的海洋生物会附着达到一定的厚度。海缆造价高，海洋环境检修困难，维修海缆周期长，一旦发生故障会使海上风电这条输电瘫痪，会造成严重的经济损失。因此研究海洋生物会附着对J形段的载流量大小的影响对整段电缆的输电都具有重要意义，可以降低输电故障发生的概率，提高输电的稳定性，利于在工程设计阶段从安全的角度选择合理的电缆截面。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提出一种海洋生物附着下三芯海底电缆的载流量计算修正方法及系统，对IEC 60287系列标准载流量计算公式进行重新修正，使得到J形管段的载流量大小更加精准。
[0004]本专利技术的技术方案是，一种海洋生物附着...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种海洋生物附着下海底电缆的载流量计算修正方法，其特征在于，步骤如下：步骤S1：获取海底电缆现场地形的环境信息和海底电缆的结构数据；利用有限元仿真软件建立海底电缆三维模型；步骤S2：给海底电缆三维模型添加相应的材料以及其对应的参数，添加磁场和电流，在磁场中添加三个线圈，给每个线圈施加激励电流并给金属屏蔽和铠装添加安培定律；在电流中给金属屏蔽和铠装添加电流守恒，将底部的金属屏蔽和铠装进行接地；步骤S3：利用有限元软件对海底电缆三维模型进行仿真，在三维频域求解麦克斯韦
‑
安培方程，得到三相导体损耗；步骤S4：根据三相导体损耗计算无附着条件下的载流量大小，并与基于IEC 60287系列标准计算的无附着条件下的载流量大小进行对比，验证海底电缆三维模型的正确性，调节海底电缆三维模型的参数条件，直到仿真计算所得载流量大小与基于IEC 60287系列标准计算结果在误差范围内；步骤S5：在验证海底电缆三维模型正确的基础上，改变附着材料的厚度模拟不同海洋生物附着厚度对载流量大小的影响，在海洋生物附着厚度下对海底电缆三维模型进行仿真计算，得到其对应的三相导体损耗，根据三相导体损耗计算得到的载流量大小；步骤S6：分析不同海洋生物附着厚度下所的载流量量大小，求出不同海洋生物附着厚度下载流量大小的平均值，与无海洋生物附着下计算出的载流量对比计算出修正系数；步骤S7：利用修正系数对基于IEC 60287系列标准计算的载流量计算公式进行修正，然后进行附着海洋生物下海底电缆的载流量计算。2.根据权利要求1所述的海洋生物附着下海底电缆的载流量计算修正方法，其特征在于，所述修正系数为：式中，α为海洋生物附着对载流量影响的修正系数；I
i
为第i种海洋生物附着厚度下仿真得到的单根导体内通过的载流量大小；I0为无附着条件下仿真得到的单根导体内通过的载流量大小。3.根据权利要求2所述的海洋生物附着下海底电缆的载流量计算修正方法，其特征在于，利用修正系数进行附着海洋生物下海底电缆的载流量计算的公式如下：式中，I
′
为经过修正后载流量大小；Δθ为高于环境温度的导体温升；R为最高工作温度下导体单位长度的交流电阻；W
d
为单位长度的导体绝缘的介质损耗；T1为一根导体和金属管之间的单位长度热阻；T2为金属屏蔽和铠装之间内衬层单位长度热阻；T3为电缆外护层单位长度热阻；为考虑到日光照射时的空气中电缆外部热阻修正值；n为电缆中载有负荷的导体数；λ1为电缆金属套损耗相对于所有导体总损耗比率；λ2为电缆铠装损耗相对于所有导体总损耗比率；为电缆...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵戎，余金祥，刘新杰，邹丹旦，黄宸希，熊坤，宋浩宇，
申请(专利权)人：中国电建集团江西省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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