[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

本發明涉及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；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。與現有技術相比，本發明具有考慮外護套溫升與線芯溫升、擴展了模型的適用范圍、計算簡單快速易驗證等優點。

技術領域

本發明涉及電力電纜運行技術領域，尤其是涉及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。

背景技術

以北京、上海、廣州、深圳為代表的城市電網存在大量的電力電纜。110kV及以下的用電區域，特別是城區范圍內，土壤直埋、排管是主要的敷設方式。其中排管敷設的電纜群由于相互距離較近，熱量傳遞作用明顯，一般在規劃設計階段均采用相對保守的載流量選擇，且針對不同電壓、不同截面給出了定值，而較少考慮排管內其他電纜運行的實際狀況。由于電力電纜運行的特殊性，一般不可能通過直接測量去獲得電力電纜線芯溫度，因此技術人員提出了多種方法去計算電力電纜線芯溫度，均為基于數值解和試驗結果的工程公式或近似公式。如基于IEC60287標準是一種經典的計算電力電纜線芯溫度的計算方法、基于數值計算的載流量求解方法。然而類似研究多針對單回電纜，對于實際運行中的多回電纜多采用數值法求解，考慮到工況的復雜性，所需計算量巨大，具體實施中效率很低。從上述電纜穩態溫升計算分析的研究現狀可以看出，目前尚缺乏適應排管敷設的復雜電纜群溫升快速計算的有效方法。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供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不依賴表皮溫度排管敷設的三相電纜暫態溫升獲取方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

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，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；

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。

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。

所述的步驟2)中，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。