energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTUenergy-193Research ArticleЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКАELECTRICAL POWER ENGINEERINGМатематическая модель тепловых процессов одножильного силового кабеляMathematical Model for Thermal Processes of Single-Core Power CableЗализныйД. И.ZaliznyD. I.

Кандидат технических наук, доцент

energy@bntu.byПрохоренкоС. Н.ProhorenkoS. N.

Аспирант

energy@bntu.byГомельский государственный технический университет имени П. О. СухогоБеларусьPavel Sukhoi State Technical University of GomelBelarus201202102012052534Copyright © Зализный Д.И., Прохоренко С.Н., 20122012Зализный Д.И., Прохоренко С.Н.Zalizny D.I., Prohorenko S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/193

Предложена математическая модель тепловых процессов, позволяющая в режиме реального времени рассчитывать нестационарные тепловые процессы изоляции жилы и поверхности одножильного силового кабеля. В модели кабель представлен в виде четырех тепловых однородных тел: жилы, основной изоляции, защитной оболочки и внутренней окружающей среды. Тепловые процессы между однородными телами описываются системой из четырех дифференциальных уравнений. Предлагается решать эту систему уравнений с помощью тепловой схемы замещения и преобразования Лапласа. Даны все расчетные соотношения для тепловых параметров и алгоритмы расчета температуры изоляции жилы и температуры поверхности силового кабеля. Эти алгоритмы могут быть введены в программное обеспечение микропроцессорных устройств. Приведены результаты экспериментальных исследований и показано, что абсолютная погрешность математической модели не превышает 3ºС.

The paper proposes a mathematical model for thermal processes that permits to calculate non-stationary thermal processes of core insulation and surface of a single-core power cable in real-time mode. The model presents the cable as four thermal homogeneous bodies: core, basic insulation, protective sheath and internal environment. Thermal processes between homogeneous bodies are described by a system of four differential equations. The paper contains a proposal to solve this system of equations with the help of a thermal equivalent circuit and the Laplace transform. All design ratios for thermal parameters and algorithm for calculating temperature of core insulation and temperature of power cable surface. These algorithms can be added in the software of microprocessor devices. The paper contains results of experimental investigations and reveals that an absolute error of the mathematical model does not exceed 3ºС.

ReferencesМакаров, Е. Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4–35 кВ и 110–1150 кВ / Е. Ф. Макаров. – М. : Папирус ПРО, 2004. – Т. 3. – 674 с.Макаров, Е. Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4–35 кВ и 110–1150 кВ / Е. Ф. Макаров. – М. : Папирус ПРО, 2004. – Т. 3. – 674 с.Широков, О. Г. Тепловые схемы замещения электроэнергетических устройств / О. Г. Широков, Д. И. Зализный // Наукоемкие технологии. – 2008. – № 2. – С. 63–67.Широков, О. Г. Тепловые схемы замещения электроэнергетических устройств / О. Г. Широков, Д. И. Зализный // Наукоемкие технологии. – 2008. – № 2. – С. 63–67.Математическое моделирование тепловых процессов в силовых кабелях с пластмассовой изоляцией / Д. И. Зализный [и др.] // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. – 2009. – № 3. – С. 65–75.Математическое моделирование тепловых процессов в силовых кабелях с пластмассовой изоляцией / Д. И. Зализный [и др.] // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. – 2009. – № 3. – С. 65–75.Ларина, Э. Т. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии : учеб. для вузов / Э. Т. Ларина. – М. : Энергоатомиздат, 1996. – 464 с.Ларина, Э. Т. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии : учеб. для вузов / Э. Т. Ларина. – М. : Энергоатомиздат, 1996. – 464 с.Мышкис, А. Д. Математика для втузов: специальные курсы / А. Д. Мышкис. – М. : Наука, 1971. – 632 с.Мышкис, А. Д. Математика для втузов: специальные курсы / А. Д. Мышкис. – М. : Наука, 1971. – 632 с.Методика численного расчета нестационарных тепловых процессов в изоляции силового кабеля / Д. И. Зализный [и др.] // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. – 2010. – № 4. – С. 86–95.Методика численного расчета нестационарных тепловых процессов в изоляции силового кабеля / Д. И. Зализный [и др.] // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. – 2010. – № 4. – С. 86–95.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.