[發明專利]高壓電纜金屬護套環流模型及模型建立方法

在審

• 申請號: 201810260233.3
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108469562A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 楊晶晶;欒國軍;許子濤;馬金亮;徐克政;馬建生;曹華明;王敬海;林騫;金阿龍;黃明潔;馮樹輝;張陽;王娟娟
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司濰坊供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

1.一種高壓電纜金屬護套環流模型及模型建立方法，其特征在于：其步驟是：

①根據對電纜護套接地電流的理論，建立電纜金屬護套交叉互聯的一個換位段回路的等值電路；根據電力系統基礎知識，將實際工程中的分布式參數簡化為集中參數，忽略對理論計算影響較小的現場因素，構建出與實際系統等效的等值電路；

②I_SA、I_SB、I_SC分別為A、B、C三相高壓電纜金屬護套上流過的電流值；I_SE為經過大地回流的電流值；R_d為大地回路的等效電阻；R_d1、R_d2分別為金屬護套首末端接地處的接地電阻；Z_O1、Z_O2、Z_O3分別為3段電纜金屬護套的自阻抗；E_SAi、E_SBi、E_SCi(i＝1、2、3)分別為第i段A、B、C相電纜上由本相電纜線芯電流所引起的感應電壓；E_TAi、E_TBi、E_TCi(i＝1、2、3)分別為第i段A、B、C相電纜上由其他相金屬護套中的電流所引起的感應電壓；其中，大地回路電阻R_d、電纜護套接地電阻R_d1和R_d2均由經驗公式計算得到；電纜自阻抗Z_O1、Z_O2、Z_O3、由電纜線芯電流引起的護套感應電壓E_SAi、E_SBi、E_SCi以及由電纜護套中電流和大地回流引起的護套感應電壓E_TAi、E_TBi、E_TCi均根據電磁感應定律的計算公式計算得到；

③根據電路原理，利用回路電壓法，等值電路列寫方程組如下式：

又根據基爾霍夫電流定律可得I_SA+I_SB+I_SC＝I_SE (2)

將高壓電纜金屬護套交叉互聯段等值電路中的各個參數代入到式(1)、式(2)中得到如下矩陣方程：

將矩陣方程中各個參數的實部和虛部分離，得到六元線性方程組的矩陣形式，如下式所示。

公式(4)中，

R’＝R_d×(L₁+L₂+L₃)+R_d1+R_d2；

R′₁＝R×(L₁+L₂+L₃)；

X’＝X×(L₁+L₂+L₃)；

(Ω)為電纜護套的自感抗；

X′₁₂＝X₁₂×L₁+X₂₃×L₂+X₁₃×L₃；

(Ω)為電纜A相和B相護套的互感抗；

X′₁₃＝X₁₃×L₁+X₁₂×L₂+X₂₃×L₃；

(Ω)為電纜B相和C相護套的互感抗；

X′₂₃＝X₂₃×L₁+X₁₃×L₂+X₁₂×L₃；

(Ω)為電纜A相和C相護套的互感抗；

最左端的系數矩陣可根據電纜參數求出，右端的感應電壓可根據已知的電纜線芯電流求得；利用Gauss消元法對式(4)所示的矩陣進行求解，即可分別求出三相電纜護套接地電流的實部I'_SA、I'_SB、I'_SC和虛部I_SA、I_SB、I_SC，最終求得金屬護套各相接地電流I_SA、I_SB、I_SC的大小。