Til hovedinnhold

140-7 Beregningsverktøy for høyspentkabel

140-7 Beregningsverktøy for høyspentkabel

Forsker

Beregningsverktøy for høyspentkablers belastningsevne

Eksempel på høyspentkabel lagt i rør der den skal krysse under en veg. En slik forlegning i rør kan utgjøre en termisk flaskehals som begrenser strømføringsevnen til kabelen.
Eksempel på høyspentkabel lagt i rør der den skal krysse under en veg. En slik forlegning i rør kan utgjøre en termisk flaskehals som begrenser strømføringsevnen til kabelen.

Bakgrunn
Det er i dag installert cirka 37.000 km kabel i det norske distribusjonsnettet, og dette utgjør en viktig del av infrastrukturen for å overføre elektrisk energi i Norge. Det er viktig å kjenne strømføringsevnen til kablene for å kunne utnytte disse optimalt, samt opprettholde god leveringssikkerhet. I fremtiden vil også krav om økt utnyttelse av distribusjonsnettet og innføring av distribuert generert energi fra vind og sol gi et tøffere lastmønster med høyere dynamikk og lengre tidsrom med maksimal last belastning.

I de fleste tilfeller er strømføringsevnen begrenset av temperaturøkningen som oppstår på grunn av elektriske tap i kabelen. Omgivelsenes (massene rundt kabelen) evne til å transportere den genererte varmen vekk fra kabelen er den viktigste enkeltfaktoren som bestemmer strømføringsevnen.

I dag er termiske beregninger for kabelforlegning basert på en internasjonal standard (IEC 60287). Denne standarden ble utviklet for mer enn 50 år siden, og en rekke forenklinger ble brukt i beregningene i mangel på tilstrekkelig datakraft og numeriske metoder. På grunn av dette har beregningene ofte betydelige sikkerhetsmarginer.

Sammen med en rekke norske nettselskaper, energiselskaper og industribedrifter arbeider SINTEF Energi med å utvikle verktøy som kan beregne strømføringsevnen til høyspenningskabler mer nøyaktig enn hva dagens normverk gjør. Bedre beregninger kan redusere sikkerhetsmarginene, slik at kapasiteten til eksisterende og nye kabler kan utnyttes bedre. Sommerjobben vil fokusere på å utvikle et regneverktøy som benytter seg av numerisk endelig element-metode (finite-element analysis), som skal implementere eksisterende og nye termiske modeller for kabelforlegninger.

Sommerjobben vil inngå som en del av prosjektet "Økning i belastningsevnen til jordkabler", som blant annet har blitt beskrevet på bloggen vår #SINTEFenergy.

Oppgaven består i

  • Å sette seg inn i problemstillingen
  • Utvikle beregningsverktøy for kabelforlegninger
  • Verifisere beregninger opp mot eksisterende modeller og målinger
  • Dokumentere arbeidet

Forutsetninger

  • Interesse for elkraft
  • Interesse for termiske beregninger
  • Interesse for programmering
  • Kjennskap til, eller evne til å sette seg inn i, beregninger gjort i COMSOL Multiphysics.

Medveiledere   Svein Magne Hellesø og Kristian Thinn Solheim