重磅升級(jí) | CYMCAP 9.0提升了復(fù)雜電纜安裝中進(jìn)行精確載流量計(jì)算的建模能力

時(shí)間：2024-05-23作者：北京天演融智軟件有限公司瀏覽：114

CYMCAP 9.0是9系列中的**個(gè)版本，也是我們Brightlayer Utilities套件的寶貴補(bǔ)充，它通過創(chuàng)新工具擴(kuò)展了軟件組合，使工程師能夠在復(fù)雜電纜安裝中進(jìn)行精確載流量計(jì)算的電纜項(xiàng)目中獲得新的建模能力。




CYMCAP 9.0引入了CYMCAP 3D Modeling附加模塊，這是一種**工具，可以對(duì)復(fù)雜的電纜安裝進(jìn)行三維熱分析。它允許對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)電纜幾何形狀進(jìn)行建模，這些幾何形狀在多個(gè)電路以不同角度相互交叉的擁擠區(qū)域非常常見。此外，它還可用于分析電纜彎曲、電纜深度和傾斜度的突然變化所產(chǎn)生的影響。




CYMCAP 9.0提供了一種新的Advanced tunnel modeling附加模塊，該模塊具有擴(kuò)展功能，可對(duì)安裝在通風(fēng)隧道中的隨機(jī)幾何排列的多條不同電纜的穩(wěn)態(tài)載流量進(jìn)行建模和計(jì)算。




CYMCAP 9.0還帶來了新功能和擴(kuò)展功能，旨在提升用戶體驗(yàn)。包括short-circuit rating附加模塊性能增強(qiáng)、電纜交叉可視化的新視圖、圖形用戶界面增強(qiáng)、新教程等。




新CYMCAP 3D Modeling附加模塊

支持當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)載流量計(jì)算方法的主要假設(shè)之一是電纜敷設(shè)條件在很大范圍內(nèi)保持不變。這一假設(shè)將分析簡(jiǎn)化為二維問題，其中熱量主要從導(dǎo)體徑向傳遞到環(huán)境中。然而，安裝在變電站附近擁擠區(qū)域的電纜可能涉及多個(gè)電路交叉或改變方向（或深度）以避開障礙物。這些復(fù)雜的電纜裝置通常不在電纜載流量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中所述方法的范圍內(nèi)。




在缺乏復(fù)雜電纜安裝的明確方法的情況下，一些公司使用保守的方法，可能包括假設(shè)電纜平行運(yùn)行或引入降額系數(shù)，以保持結(jié)果的安全性。另一種常見的做法是忽略有問題的部分，錯(cuò)誤地認(rèn)為與整個(gè)電路長(zhǎng)度相比，短路部分的影響微不足道。

使用完整的有限元軟件對(duì)安裝進(jìn)行建模也是一種可能的選擇。然而，這種方法需要深入了解電纜的熱行為和強(qiáng)大的建模技能。有時(shí)，安裝的復(fù)雜性會(huì)使這一過程變得較其困難或效率低下。




CYMCAP 3D Modeling模塊（CYMCAP/3DM）是一個(gè)可選的附加模塊，可實(shí)現(xiàn)三維熱分析，允許用戶在溫度模式下對(duì)復(fù)雜的電纜布置進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析。它可以處理非平行的復(fù)雜電纜幾何形狀，并對(duì)彎曲、電纜深度和傾斜度的突然變化或這些因素的組合所產(chǎn)生的影響提供有**的見解。




主要優(yōu)點(diǎn)

效率和生產(chǎn)力：CYMCAP/3DM旨在簡(jiǎn)化復(fù)雜電纜裝置的建模過程。只需幾步，幾分鐘內(nèi)就可以完成您的模型，從而實(shí)現(xiàn)快速原型設(shè)計(jì)和迭代設(shè)計(jì)過程。




可靠性和驗(yàn)證：CYMCAP/3DM已通過全有限元軟件的嚴(yán)格驗(yàn)證。它已得到該領(lǐng)域***的測(cè)試和認(rèn)可，確保了所提供結(jié)果的可靠性。




與標(biāo)準(zhǔn)的一致性：該方法以載流量計(jì)算**標(biāo)準(zhǔn)中描述的現(xiàn)有方法為基礎(chǔ)。此外，當(dāng)遵循IEC標(biāo)準(zhǔn)60287中描述的方法時(shí)，結(jié)果與平行和單交叉電纜的結(jié)果一致，同時(shí)也提供了**出標(biāo)準(zhǔn)范圍的新計(jì)算。




為了在3D建模裝置中進(jìn)行載流量計(jì)算，將每根電纜細(xì)分為小的組件(點(diǎn)源)，考慮同一電纜內(nèi)和同一裝置中跨不同電纜的組件之間的電氣連接和熱相互作用。迭代方法計(jì)算每個(gè)組件產(chǎn)生的溫升和在周圍介質(zhì)中消散的熱量，直到系統(tǒng)達(dá)到收斂。復(fù)雜交叉情況下三個(gè)不同電路的三維和俯視圖。

                 

亮點(diǎn)功能

? 對(duì)具有多個(gè)地下回路的復(fù)雜電纜交叉點(diǎn)進(jìn)行精確的溫度計(jì)算。

? 利用彎曲角度和傾斜度等彎曲幾何形狀的3D表示來理解電路變化的方向。

? 加深了解，避免短路段產(chǎn)生的潛在問題，例如電纜深度的突然變化，以避免路線中的障礙物。

? 處理各種類型的電纜，包括單芯、三芯、交直流等。

? 電纜可以直接安裝在土壤中或管道中。

? 在管道中填充空氣或水以及膨潤(rùn)土等固體管道填充材料的支撐電纜。

? 精確識(shí)別熱瓶頸并獲得每根電纜的溫度分布。

? 包括了土壤干燥效應(yīng)。

? 在同一環(huán)境中支持多條不同的電纜。




結(jié)果

CYMCAP / 3DM包括一個(gè)完整的報(bào)告，提供了每個(gè)電纜較熱點(diǎn)的中間計(jì)算值的完整可見性，以及電纜系統(tǒng)中主要組件達(dá)到的溫度的詳細(xì)信息。



CYMCAP/3DM提供了多個(gè)電路的溫度分布的圖形表示。用戶可以選擇獲取電纜主要部件：導(dǎo)體、金屬護(hù)套、鎧裝或電纜表面的溫度隨長(zhǎng)度變化的函數(shù)。



主視圖和報(bào)告中清楚地顯示了每個(gè)電路的較熱點(diǎn)位置和較高溫度。



注意事項(xiàng)和限制

? 土壤表面被假設(shè)為恒溫，那么近地表的熱力斷面是不允許的。

? 假設(shè)土壤是均勻的，不知道多個(gè)土層。

? 不允許進(jìn)行瞬態(tài)和循環(huán)加載模擬。

? 熱段的較大尺寸為200米。

? 在電路中假定屏鍵合在整個(gè)長(zhǎng)度上是相同的。

? 9.0版本不支持每相多條電纜和管道型電纜（預(yù)計(jì)2024年推出）。




新Advanced tunnel modeling附加模塊

新Advanced tunnel modeling (CYMCAP/ATM)附加模塊為安裝在不通風(fēng)隧道中的電纜提供穩(wěn)態(tài)溫度和載流量、循環(huán)負(fù)載、應(yīng)急額定值和瞬態(tài)分析。此外，它還為安裝在通風(fēng)隧道中的隨機(jī)幾何布置中的無限數(shù)量的不相同（不等負(fù)載）電路提供穩(wěn)態(tài)載流量分析。




不通風(fēng)隧道的**特點(diǎn)包括：

? 多種安裝方法的建模：

1）鋪設(shè)在地面上

2）掛在墻上或支架上

3）放置在梯架或電纜槽中

? 電纜和電纜組可以是單芯或三芯；單芯電纜可以以扁平形式（垂直或水平）或三葉布置。

? 三芯單相電路的建模。

? 使用日、周和年負(fù)荷因子進(jìn)行循環(huán)加載，并計(jì)算非通風(fēng)隧道配置中的緊急評(píng)級(jí)。




通風(fēng)隧道的**特點(diǎn)：

? 對(duì)水平隧道中隨機(jī)幾何排列的單芯電纜的無限數(shù)量電路進(jìn)行建模。

? 在計(jì)算中考慮隧道壁（厚度和熱阻）和空氣（風(fēng)速）的影響。這些因素會(huì)影響隧道內(nèi)的熱行為。

? 提供隧道散熱的圖形表示。這種可視化有助于評(píng)估通風(fēng)系統(tǒng)的有效性。

? 考慮沿隧道內(nèi)空氣的縱向熱流。

? 支持圓形和矩形隧道形狀。

? 單相電路建模。

? 考慮電纜、隧道內(nèi)空氣和隧道壁之間的輻射和對(duì)流產(chǎn)生的傳熱機(jī)制。此外，還應(yīng)考慮隧道壁和土壤中的傳導(dǎo)效應(yīng)。

? 提供每條電纜主要部件、隧道內(nèi)空氣和隧道壁的溫度分布的圖形表示和**報(bào)告。這些輪廓是它們沿通風(fēng)隧道位置的函數(shù)。



具有多個(gè)（不等負(fù)載）不同電路的通風(fēng)隧道中的電纜。



注意事項(xiàng)和限制

不通風(fēng)隧道

? 此安裝僅支持同等負(fù)載（相同類型）的電纜。




通風(fēng)隧道

? 在具有單一電路結(jié)構(gòu)的通風(fēng)隧道中，電纜的隧道壁效應(yīng)是可選的。在這種情況下，CYMCAP采用IEC標(biāo)準(zhǔn)60287 2 - 3的CDV版本所描述的方法。

? 不支持循環(huán)和瞬態(tài)分析。

? 電纜支撐系統(tǒng)（支架、托盤等）產(chǎn)生的影響被忽略。

? 9.0版本不支持三芯電纜（預(yù)計(jì)2024年推出）。

? 9.0版本不支持穩(wěn)態(tài)分析中的溫度模式（預(yù)計(jì)2024年將推出）。




引擎功能增強(qiáng)

Short-circuit rating module

? 在運(yùn)行短路分析時(shí)，性能得到了明顯的提升?，F(xiàn)在，與以前的版本相比，獲得具有多個(gè)短路值的電纜損壞曲線的速度快了10倍。

? 具有*二層鎧裝的電纜的電纜損傷曲線現(xiàn)在在短路額定值計(jì)算中得到支持。




Submarine cable installations module: Transient simulation

通過海底電纜安裝附加模塊，現(xiàn)在支持對(duì)安裝在淤泥中的電纜進(jìn)行瞬態(tài)分析（應(yīng)急計(jì)算）。




圖形用戶界面（GUI）增強(qiáng)

About CYMCAP介紹對(duì)話框

CYMCAP 9.0引入了一個(gè)新對(duì)話框“About CYMCAP”，可從“幫助”菜單中獲得。此對(duì)話框提供基本信息，包括：

? 許可證中包含的可用模塊。

? 每個(gè)模塊的到期日期。

? 內(nèi)部版本和版本詳細(xì)信息。

? 開源軟件組件。

啟動(dòng)軟件時(shí)顯示的介紹對(duì)話框也會(huì)較新。



電纜交叉模塊：新3D View

CYMCAP 9.0引入了Circuits Crossing（CYMCAP/Xing）模塊的新視圖，使用戶能夠獲得增強(qiáng)的安裝可視化效果。該新工具包括縮放、旋轉(zhuǎn)調(diào)整、高程控制、視角變化、線條尺寸定制等功能。此外，它還提供了在三維視圖、俯視圖和側(cè)視圖之間切換的選項(xiàng)。



Help菜單中的新教程

CYMCAP 9.0提供**支持，引入了新的教程，旨在幫助新用戶熟悉該工具并加快他們的學(xué)習(xí)過程。




其他常規(guī)增強(qiáng)功能

引擎

? 在瞬態(tài)模擬中檢測(cè)到收斂問題時(shí)，改進(jìn)了誤差。




報(bào)告

? 改進(jìn)了用戶未提供Feeder ID值的情況下的邏輯。如果用戶未提供Feeder ID字段，則該字段將不再顯示在報(bào)告中。

? 修正了將報(bào)告中顯示的磁效應(yīng)系數(shù)定義為自定義值時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

? 針對(duì)套管內(nèi)有管式電纜的特定情況，修正了報(bào)告中顯示的與溫度錯(cuò)誤有關(guān)的錯(cuò)誤。

? 改進(jìn)了對(duì)短路報(bào)告中包含的內(nèi)容的描述。

? 修復(fù)了Excel常規(guī)摘要報(bào)告中不可讀的行。

? 海底電纜安裝：修復(fù)了J型管報(bào)告中的一個(gè)拼寫錯(cuò)誤。

? 將對(duì)話框標(biāo)題改為有意義的標(biāo)題，以反映現(xiàn)在直埋/地埋電纜/管道電纜作為一種安裝方式在一起工作。




圖形用戶界面

? 重新組織了安裝菜單，對(duì)安裝過程進(jìn)行了較好的描述。

? 在可以選擇菜單中的新選項(xiàng)中引入用戶定義的較大絕緣溫降默認(rèn)值，以便在HVDC電纜安裝和啟動(dòng)高壓直流分析時(shí)使用。

? Multiple duct banks and backfills module: 修正了在點(diǎn)擊按鈕“上一個(gè)管道組”或“下一個(gè)管道組”后，或通過組合框更改管道組選擇時(shí)產(chǎn)生的坐標(biāo)（X，Y）刷新問題。

? 在從電纜庫(kù)創(chuàng)建新電纜時(shí)使用“默認(rèn)尺寸”按鈕時(shí)，無論電纜類型如何，默認(rèn)敷設(shè)長(zhǎng)度都將計(jì)算為以前直徑的10倍。

? 添加了一個(gè)驗(yàn)證，在任何HVDC電纜的較大絕緣溫降定義為0.0的情況下顯示錯(cuò)誤消息。

? 從現(xiàn)在起，當(dāng)安裝中沒有HVDC電纜時(shí)，“分析”菜單中可用的高壓DC分析選項(xiàng)將變灰。

? Cables crossing module: Cables Crossing Module現(xiàn)在可以較好地驗(yàn)證在相同深度相互交叉的電路。如果在計(jì)算過程中檢測(cè)到這種情況，將顯示一條警告消息，停止該過程并建議客戶解決該問題。

? Cables in tunnels: 在隧道中安裝的電纜中引入額外的托盤或機(jī)架有時(shí)會(huì)導(dǎo)致崩潰?，F(xiàn)在實(shí)施了該修復(fù)程序，用戶可以期待較高的穩(wěn)定性，防止在不通風(fēng)的隧道中編輯電纜時(shí)出現(xiàn)任何進(jìn)一步的意外崩潰。

? 修復(fù)了從頭開始創(chuàng)建新研究、添加一根電纜并單擊**部菜單“分析”時(shí)發(fā)生的“變量索引**出范圍”錯(cuò)誤。

? 改進(jìn)了用戶創(chuàng)建電纜時(shí)在電纜ID中包含特殊字符的行為。

? 從現(xiàn)在起，在包含直流電纜的安裝中進(jìn)行計(jì)算后，將禁用磁場(chǎng)計(jì)算。

? Cables in air: 當(dāng)用戶為空中電纜組（電纜排列1、2、9和0）選擇具有水平電纜的IEC圖像時(shí)，較新的增強(qiáng)功能會(huì)禁用垂直距離輸入框。這一改進(jìn)簡(jiǎn)化了輸入過程，確保用戶只需關(guān)注其特定電纜配置的相關(guān)參數(shù)。

? Multiple duct banks and backfills: 在創(chuàng)建多個(gè)風(fēng)管管組時(shí)提高了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性。創(chuàng)建MDB安裝并添加將自定義材質(zhì)設(shè)置為默認(rèn)材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)管道組時(shí)，出現(xiàn)“無效參數(shù)”錯(cuò)誤。

? Multiple duct banks and backfills: 提高了創(chuàng)建多個(gè)風(fēng)管組時(shí)應(yīng)用程序的穩(wěn)定性。修復(fù)了在使用安裝中的單個(gè)回填創(chuàng)建新MDB安裝并隨后將其刪除時(shí)出現(xiàn)的“無效參數(shù)”錯(cuò)誤。

? 在熱源對(duì)話框中，X和Y位置的小數(shù)個(gè)數(shù)以及直徑都有所減少。這種改進(jìn)保證了較干凈、較簡(jiǎn)潔的輸入，使用戶較**準(zhǔn)確的數(shù)值。

? 在MDB / MCAS模塊中添加了一個(gè)從安裝層刪除后的刷新。

? Multiple casing: 解決了MCAS模塊在水下安裝增加新層時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，即對(duì)套管井下配置進(jìn)行了非預(yù)期的更改。

? 在具有雙鎧裝的電纜中，引入了一種新的功能。當(dāng)您為**個(gè)護(hù)甲選擇自定義磁力線選項(xiàng)時(shí)，您現(xiàn)在也可以為*二個(gè)護(hù)甲選擇相同的選項(xiàng)。

? 在暫態(tài)分析中加入了額外的驗(yàn)證，以防止在安裝中至少有一根電纜是高壓直流電纜的情況下進(jìn)行仿真。此前，在計(jì)算過程中顯示了一個(gè)通用的警告消息。現(xiàn)在，更多的信息內(nèi)容和特定的上下文信息將適當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)用戶。

 

參考文獻(xiàn)

H. Brakelmann and G. J. Anders, "A New Method for Analyzing Complex Cable Arrangements," in IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 37, no. 3, pp. 1608-1616, June 2022,




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