[發明專利]一種電纜系統穩態等值熱路的熱阻參數優化方法

在審

• 申請號: 201710495779.2
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107368631A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 吳炬卓
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司珠海供電局
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及電纜參數優化技術領域，更具體地，涉及一種電纜系統穩態等值熱路的熱阻參數優化方法。

背景技術

載流量是電力電纜的一項重要參數，它指的是絕緣層所承受的長期工作溫度不超過額定值所對應的最大工作電流。載流量大小由絕緣材料的耐受溫度及敷設條件決定，其中敷設條件包括敷設方式以及環境溫度等。在電力傳輸時電纜線路的最大工作電流不能大于電纜的載流量，否則將對電纜壽命造成影響。進一步，實際負荷電流的大小影響著電纜絕緣層的溫度，負荷電流越大，絕緣層溫度越高；反之，絕緣層溫度越低。當負荷電流長期大于載流量時，將會加速絕緣材質的老化，縮短電纜的使用壽命。但是導體工作溫度達不到額定值時，電纜截面則得不到充分利用，造成資源的浪費。所以在保證電纜絕緣不受損壞的提前下，應當利用現有的條件對排管敷設配電電纜的載流量進行計算，以充分發揮電纜的載流能力，保證電力電纜在壽命周期內安全、可靠、穩定運行。

目前，廣泛應用于計算電纜載流量的方法為基于熱路模型的解析法。根據IEC標準中載流量的計算公式可知，電纜埋深、環境溫度、管道周圍媒質熱阻系數等都會對載流量造成影響，不同類型的載流量與它們之間的關系也有差別。由此可見，優化電纜熱阻參數可以提高電纜載流量計算精度。

發明內容

本發明的目的是提供一種電纜系統穩態等值熱路的熱阻參數優化方法，利用試驗數據和載流量計算公式，同時結合粒子群優化算法，得到優化后的電纜系統穩態等值熱路的熱阻參數，進而提高載流量的計算精度。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種電纜系統穩態等值熱路的熱阻參數優化方法，其特征在于，包含如下步驟：

步驟1：進行排管敷設三芯電纜持續性負荷單回路載流量試驗，當電纜導體溫度達到穩定時，記錄此時的電纜導體溫度值、電纜外皮溫度值以及電纜導體所施加的電流值；

步驟2：根據三芯電纜結構，基于傳熱學原理，搭建電纜系統的穩態等值熱路，并根據等值熱路推導持續性負荷載流量的計算公式；

步驟3：利用步驟1得到的試驗結果和步驟2得到的持續性負荷載流量計算公式，結合粒子群優化算法對電纜熱阻參數進行優化，得到優化后的電纜熱阻參數。

進一步的，所述的步驟1包括以下步驟：

步驟1.1：首先根據現場實際情況預先估算持續性負荷載流量，并根據預估的持續性負荷載流量給電纜加載試驗電流；

步驟1.2：在步驟1.1所述的試驗過程中，根據監測的電纜導體溫度值，適當調整試驗電流，以期電纜導體的溫度達到90℃；

步驟1.3：當試驗電纜導體溫度達到90℃(可允許在89-91℃之間)時，穩定一段時間，記錄穩定時電纜導體溫度、電纜外皮溫度和電纜導體所施加的電流，最后停止試驗。

進一步的，所述步驟2包含如下子步驟：

步驟2.1：根據三芯電纜結構，基于傳熱學原理，搭建電纜系統的穩態等值熱路；

步驟2.2：根據步驟2.1搭建的穩態等值熱路，推導電纜系統持續性負荷載流量的計算公式。

進一步的，所述步驟3包含如下子步驟：

步驟3.1：初始化粒子群，即為每一組熱阻賦以初值；根據持續性負荷載流量計算公式定義粒子群的適應度函數，計算各粒子的適應度；

步驟3.2：確定局部極值和全局極值；首先比較每一個粒子當前的適應度與先前的最佳適應度，則每個粒子當前的局部極值取二者中的較小值；在確定全局極值時，取所有粒子當前適應度中最小的一個；

步驟3.3：進行迭代計算，每次迭代中，利用步驟3.2得到的局部極值和全局極值，分別更新粒子的速度和位置；

步驟3.4：當算法滿足誤差精度或達到最大迭代次數時，退出粒子群優化算法。

本發明與現有技術相比，其有益效果是：

本發明使用現場試驗數據以及持續性負荷載流量計算公式定義粒子群優化算法的適應度函數，簡單可行。

本發明相比于目前使用的電纜參數計算方法，能夠得到更準確的電纜參數，進而提高電纜載流量的計算精度。

附圖說明

圖1為電纜系統的穩態等值熱路。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。附圖中描述位置關系僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。