海上风电送出J型管段海底电缆载流量计算模型研究

海上风电场送出线路从升压站穿出首先需经过散热环境较差的J型管段,目前针对该区段海底电缆载流量的计算主要采用数值模拟法,而三维流体仿真计算非常耗时,因此难以推广使用.该文基于基本热分析方法提出了J型管段海底电缆径向-轴向传热解析模型,考虑温度沿轴向分布的差异,实现J型管段海底电缆载流量的快速计算.在计及导体电阻率随温度变化情况下,利用数值仿真软件建立海底电缆 J 型管系统三维热-流耦合数值模型,并与径向-轴向传热解析模型进行了对比计算.最后基于两种方法分析了 J型管外径、太阳辐射强度和环境温度对 J型管段海底电缆缆芯最高温度的影响规律.结果表明,J 型管段海底电缆缆芯最高温度与太阳辐射强度和环境温度存在明显的线性关系,而 J型管外径与海水温度对 J型管段海底电缆缆芯最高温度影响较小,且解析法与数值仿真计算结果误差在 5%以内.该文所提出针对J型管段海底电缆载流量计算的解析法高效准确,具有较好的工程应用价值.