[發明專利]基于正交試驗設計的降低電纜支架渦流損耗的優化方法

在審

• 申請號: 201711098084.7
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107862139A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 周蠡;彭迎;李靖;殷建剛;柯方超;周秋鵬;陳然;馬駿;張趙陽;董弘川;周英博;姜山;段志強;高曉晶;張宇嬌
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司經濟技術研究院;國網湖北省電力有限公司;武漢華宇力泰科技有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 武漢市首臻知識產權代理有限公司42229
• 代理人: 章輝

技術領域

本發明涉及渦流損耗領域，尤其涉及一種基于正交試驗設計的降低電纜支架渦流損耗的優化方法，主要適用于提高效率與準確性。

背景技術

在交流大電流作用下，電纜支架的導磁性會對電纜周圍的磁場產生不可忽視的影響，長期電纜運行經驗表明，普通鋼支架渦流損耗不能忽略。因此，對鋼制支架渦流損耗進行研究，有利于合理選擇電纜布置方式和電纜支架材料，減少損耗，提高電纜運行水平。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的效率低、準確性低的缺陷與問題，提供一種效率高、準確性高的基于正交試驗設計的降低電纜支架渦流損耗的優化方法。

為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：一種基于正交試驗設計的降低電纜支架渦流損耗的優化方法，該方法包括以下步驟：

a、設計影響因素水平表，并根據水平數和影響因素數計算生成正交試驗表；

b、根據正交試驗表進行仿真計算，得到各組仿真試驗中電纜支架上的渦流損耗值；

c、在正交試驗表中添加仿真結果，根據該仿真結果分別求出每個影響因素各水平的均值與極差，并繪制效應曲線圖；

d、根據效應曲線圖得到各種影響因素對電纜支架渦流損耗的主次順序，并通過正交試驗分析得到降低電纜支架渦流損耗的最優方案。

步驟a中，所述正交試驗表通過公式L_n(q^p)計算生成，其中，n表示行數，p表示列數，q表示水平數，行數n、列數p、水平數q相互間關系如下：

n＝q^k，k＝2，3，4…，p＝(n-1)/(q-1)。

步驟a中，所述影響因素是指影響電纜支架渦流損耗的因素，其包括電纜與支架表面的距離、三相電纜的排列方式、電纜支架材料的相對磁導率、電纜支架材料的電阻率；所述正交試驗表中列數p取4。

步驟a中，所述正交試驗表中水平數q取3，k取3；

所述電纜與支架表面的距離分別設置為20mm、30mm、40mm；

所述三相電纜的排列方式分別設置為品字放置于中相、水平放置于中相、豎直放置于中相；

所述電纜支架材料的相對磁導率分別設置為200、300、400；

所述電纜支架材料的電阻率分別設置為1×10^-7Ω·m，2×10^-7Ω·m，3×10^-7Ω·m。

步驟b中，先通過正交試驗表得到多組試驗數據，再根據各組試驗數據，利用有限元軟件建立多種電纜支架輸電線路模型，然后計算各種電纜支架輸電線路模型中電纜支架上的渦流損耗值。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明一種基于正交試驗設計的降低電纜支架渦流損耗的優化方法基于數學分析和仿真，能夠在大量減少試驗次數的情況下得到準確的試驗結果，節省了計算時間和大規模的數據處理，提高了降低電纜支架渦流損耗優化的效率和準確性。

附圖說明

圖1是本發明基于正交試驗設計的降低電纜支架渦流損耗的優化方法的流程圖。

圖2是本發明中電纜品字形放置于中相的結構示意圖。

圖3是本發明中電纜水平放置于中相的結構示意圖。

圖4是本發明中電纜豎直放置于中相的結構示意圖。

圖5是本發明中電纜與電纜支架之間的位置關系示意圖。

圖6是本發明中效應曲線圖。

圖中：電纜支架1、電纜2。

具體實施方式

以下結合附圖說明和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

參見圖1，一種基于正交試驗設計的降低電纜支架渦流損耗的優化方法，該方法包括以下步驟：

a、設計影響因素水平表，并根據水平數和影響因素數計算生成正交試驗表；

b、根據正交試驗表進行仿真計算，得到各組仿真試驗中電纜支架上的渦流損耗值；

c、在正交試驗表中添加仿真結果，根據該仿真結果分別求出每個影響因素各水平的均值與極差，并繪制效應曲線圖；

d、根據效應曲線圖得到各種影響因素對電纜支架渦流損耗的主次順序，并通過正交試驗分析得到降低電纜支架渦流損耗的最優方案。

步驟a中，所述正交試驗表通過公式L_n(q^p)計算生成，其中，n表示行數，p表示列數，q表示水平數，行數n、列數p、水平數q相互間關系如下：