[發明專利]基于轉移矩陣的排管敷設三相電纜群溫升快速獲取方法

有效

• 申請號: 201711007287.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107944079B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 傅晨釗;司文榮;李紅雷;姚周飛;賀林;包海龍;黃華煒
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/16;G06F119/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

1.一種基于轉移矩陣的排管敷設三相電纜群溫升快速獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構建排管敷設三相電纜群熱路模型，并將其簡化為忽略相間溫度差異的單相電纜模型；

2)建立排管敷設三相電纜群溫升的計算模型，并確定三相電纜暫態溫升計算模型中的轉移矩陣參數，排管敷設三相電纜群溫升的計算模型為：

A*T_s＝Q_c

T_s＝[t_s1 t_s2 … t_si]^T

Q_c＝[q_c1 q_c2 … q_ci]^T

其中，A為表征電纜排管斷面穩態熱學特征的轉移矩陣，其為對稱陣，對角線參數a_i,i為第i根電纜的自熱導，a_i-1,i為第i根電纜與第i-1根電纜之間的互熱導，T_s為電纜護套溫升矩陣，其中，t_si為第i根電纜的護套溫升，Q_c為電纜總熱流量矩陣，其中，q_ci為第i根電纜總熱流量；

3)采用簡化后的排管敷設三相電纜群熱路模型以及三相電纜暫態溫升計算模型通過迭代計算三相電纜群的穩態溫升，具體包括以下步驟：

31)將環境溫度設為各條電纜迭代第一步的初始線芯溫度，并根據各條電纜的電纜電流獲取各條電纜迭代第一步的初始熱流量，在初始熱流量條件下，根據確定參數后的排管敷設三相電纜群溫升的計算模型獲取各條電纜第一步的護套溫度，并根據第一步的護套溫度和初始熱流量計算各條電纜第一步的線芯溫度，并且根據第一步的線芯溫度和電纜電流計算各條電纜下一步的總熱流量Q_i；

32)若在當前迭代步中，當前步的線芯溫度與上一步的線芯溫度最大差值大于0.1K，則將當前步中的線芯溫度作為下一步的線芯溫度，并且更新下一步的總熱流量；

33)重復步驟32)，直至兩次迭代步的線芯溫度間的最大差值小于0.1K，則判定此時的線芯溫度即為穩態溫升；

每步迭代中，各條電纜的線芯溫度T_c的計算式為：

T_c-T_s＝Q_c*R_c

Q_c＝Q_r+Q_s+Q_d

Q_r＝I²*R_r*(1+kT_c)*k1

Q_s＝I²*R_s/[(1+kT_c)*k1]

其中，R_c為電纜線芯與金屬護套、鎧裝層間的總熱阻，Q_r為線芯導體損耗，Q_s為金屬護套和鎧裝層渦流損耗，Q_d為絕緣介質損耗，為一常值，I為電纜的電流量，R_r為電纜在0℃的線芯直流電阻，R_s為電纜在0℃的外護套直流電阻，k為電阻的溫度系數，k1為考慮渦流損耗的折算系數。

2.根據權利要求1所述的一種基于轉移矩陣的排管敷設三相電纜群溫升快速獲取方法，其特征在于，所述的步驟1)中，排管敷設三相電纜群熱路模型的簡化條件包括：

線芯導體、金屬護套和鎧裝層的導熱系數遠大于排管與周圍土壤的導熱系數；

運行中三相電流基本一致。