[發明專利]電纜纜芯暫態溫度的監測方法和系統

有效

• 申請號: 201611025169.8
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106500874B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 詹清華;歐曉妹;劉益軍;陳道品;李國偉;曾永浩;陳邦發
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司佛山供電局
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 陳金普

技術領域

本發明涉及電力技術領域，特別是涉及一種電纜纜芯暫態溫度的監測方法和系統。

背景技術

電力電纜是電力傳輸的重要載體和保證電網運行的關鍵設備，在我國的使用范圍越來越廣泛。纜芯溫度是決定電纜使用壽命的重要參數，當電纜纜芯的運行溫度超過某一特定值時，將導致電纜老化加速，嚴重時可能導致電纜熱擊穿，從而引發觸電、火災等事故，這個特定值稱為電纜絕緣材料的長期允許最高工作溫度。但如果為了降低電纜纜芯的運行溫度，采取使電纜始終處于低負荷運行的策略，則電纜的工作性能無法得到充分利用。因此，對電纜纜芯溫度進行準確檢測以使纜芯溫度不超過長期允許最高工作溫度，不僅能確保電纜安全、穩定地運行，而且能提高電纜的容量利用率。

由于纜芯溫度難以直接測量，傳統技術主要采用基于暫態熱路模型的算法根據環境溫度反演計算纜芯溫度，基于暫態熱路模型的算法需要考慮電纜各層材料的熱容，而熱容的初始溫度往往設定為環境溫度，對于正在運行中的電纜而言，這一設定易造成初始溫度的誤差，從而將對纜芯的溫度反演產生直接影響，使得纜芯溫度監測誤差較大。

發明內容

基于此，本發明實施例提供一種電纜纜芯暫態溫度的監測方法，以降低監測誤差。

為實現上述目的，本發明實施例采用如下方案：

一種電纜纜芯暫態溫度的監測方法，包括如下步驟：

獲取電纜的歷史數據，并根據所述歷史數據確定第一歷史時刻所對應的環境溫度和電流；所述歷史數據包括在監測初始時刻之前各歷史時刻對應的所述電纜的電流以及所述電纜所處環境的環境溫度；

根據第一歷史時刻對應的環境溫度和電流，對所述電纜在所述監測初始時刻的溫度信息進行反演計算，獲得與第一歷史時刻相對應的第一電纜溫度信息；所述第一電纜溫度信息包括所述電纜各層的溫度值；

將所述第一電纜溫度信息與通過第二歷史時刻對應的環境溫度和電流計算出的第二電纜溫度信息進行比較，判斷所述第一電纜溫度信息中的纜芯溫度值與所述第二電纜溫度信息中的纜芯溫度值之差的絕對值是否小于設定值；所述第一歷史時刻在所述第二歷史時刻之前，且與所述第二歷史時刻相差一個時間單位值；

若是，則以所述第一電纜溫度信息為電纜溫度初始信息，確定所述電纜的纜芯暫態溫度。。

一種電纜纜芯暫態溫度的監測系統，包括：

歷史數據獲取模塊，用于獲取電纜的歷史數據，并根據所述歷史數據確定第一歷史時刻所對應的環境溫度和電流；所述歷史數據包括在所述監測初始時刻之前各歷史時刻對應的所述電纜的電流以及所述電纜所處環境的環境溫度；

反演計算模塊，用于根據第一歷史時刻對應的環境溫度和電流，對所述電纜在所述監測初始時刻的溫度信息進行反演計算，獲得與第一歷史時刻相對應的第一電纜溫度信息；所述第一電纜溫度信息包括所述電纜各層的溫度值；

判斷模塊，用于將所述第一電纜溫度信息與通過第二歷史時刻對應的環境溫度和電流計算出的第二電纜溫度信息進行比較，判斷所述第一電纜溫度信息中的纜芯溫度值與所述第二電纜溫度信息中的纜芯溫度值之差的絕對值是否小于設定值；所述第一歷史時刻在所述第二歷史時刻之前，且與所述第二歷史時刻相差一個時間單位值；

確定模塊，用于在所述第一電纜溫度信息中的纜芯溫度值與所述第二電纜溫度信息中的纜芯溫度值之差的絕對值小于設定值時，以所述第一電纜溫度信息為電纜溫度初始信息，確定所述電纜的纜芯暫態溫度。

本發明利用監測初始時刻之前的歷史數據作為計算條件，通過計算前后纜芯溫度值之差進行不斷修正，能夠準確地獲得電纜各層的初始溫度，并以電纜各層初始溫度作為初始條件，可以精確反演電纜纜芯暫態溫度，從而實現電纜纜芯溫度狀態的實時監測，為電纜絕緣狀態評估提供參考依據。

附圖說明

圖1是本發明的電纜纜芯暫態溫度的監測方法在一個實施例中的流程示意圖；

圖2為本發明實施例中時間軸的示意圖；

圖3為本發明實施例中對電纜在監測初始時刻的溫度信息進行反演計算的流程示意圖；

圖4為本發明實施例中電纜各層和土壤各層的結構參數、材料參數的示意圖；

圖5為本發明實施例中電纜各層和土壤各層的集總參數示意圖；

圖6為本發明實施例中電纜的一維暫態熱路模型；

圖7為本發明實施例中多階躍負荷電流函數的示意圖；

圖8為各種電纜纜芯暫態溫度監測方法的監測結果對比圖；

圖9是本發明的電纜纜芯暫態溫度的監測系統在一個實施例中的結構示意圖。

具體實施方式