[發明專利]一種超導有芯電纜鄰近效應損耗的解析計算方法及系統

在審

• 申請號: 202010147938.1
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111324967A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 張宏杰;楊艷芳;劉家亮;丘明;姜寧;李振明;劉偉;張會明
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

1.一種雙層超導有芯電纜鄰近效應損耗的解析計算方法，其特征在于，所述方法包括：

實時采集流經待解析的超導有芯電纜的交流電流；并通過所述交流電流獲得超導帶材位置的磁場強度；

接收根據預設格式采集的待解析的超導有芯電纜的基本參數；所述基本參數包括扭轉節距；所述超導有芯電纜根據預設的扭轉節距在實心銅骨架上纏繞兩層超導帶材；

計算所述超導帶材在根據預設的扭轉節距扭轉后的第一層等效電阻率以及第二層等效電阻率；

根據所述磁場強度以及基本參數，計算第一層和第二層的超導帶材股線級別和束線級別的鄰近效應損耗；

根據所述雙層的超導帶材股線級別和束線級別的鄰近效應損耗，獲得所述雙層超導有芯電纜的鄰近效應損耗。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：通過所述交流電流獲得超導帶材位置的磁場強度，包括：

根據每一層超導帶材的扭轉節距以及通過的交流電流值，仿真計算該層超導帶材的磁場強度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述基本參數包括所述待解析超導有芯電纜的直徑和長度，以及超導帶材橫截面尺寸、導體電阻率、扭轉節距以及多層超導帶材每一層的導線長度。

4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述計算所述超導帶材在根據預設的扭轉節距扭轉后的第一層等效電阻率以及第二層等效電阻率的計算公式為：

當i＝1時，獲得第一層等效電阻率ρ_eff-1；當i＝2時，獲得第二層等效電阻率ρ_eff-2；

其中，ρ₀為超導帶材的電阻率，n_i為與第i層的超導帶材橫截面尺寸等效的以其橫截面寬度為直徑的圓導線的股數；l_litz為所述待解析超導有芯電纜的長度，l_i為第i層超導帶材的長度；d₀為超導有芯電纜的直徑，d_i為第i層超導帶材橫截面的寬度。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：

所述計算第i層的超導帶材股線級別的鄰近效應損耗的公式為：

所述計算第i層的超導帶材束線級別的鄰近效應損耗的公式為：

其中，μ₀為真空磁導率，H_xi(z)、H_yi(z)分別為每一層超導帶材對應的磁場強度沿著超導有芯纜線方向的x、y方向磁場分量；f為交流電流頻率。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述雙層超導有芯電纜的鄰近效應損耗為第一層股線級別的鄰近效應損耗、第二層股線級別的鄰近效應損耗、第一層束線級別的鄰近效應損耗以及第二層束線級別的鄰近效應損耗之和。

7.一種雙層超導有芯電纜鄰近效應損耗的解析計算系統，其特征在于，所述系統包括：

實時采集單元，所述實時采集單元用于實時采集流經待解析的超導有芯電纜的交流電流；并通過所述交流電流獲得超導帶材位置的磁場強度；

參數獲取單元，所述參數獲取單元用于接收根據預設格式采集的待解析的超導有芯電纜的基本參數；所述基本參數包括扭轉節距；所述超導有芯電纜根據預設的扭轉節距在實心銅骨架上纏繞兩層超導帶材；

計算單元，所述計算單元用于計算所述超導帶材在根據預設的扭轉節距扭轉后的第一層等效電阻率以及第二層等效電阻率；

所述計算單元用于根據所述磁場強度以及基本參數，計算第一層和第二層的超導帶材股線級別和束線級別的鄰近效應損耗；

鄰近效應損耗生成單元，所述鄰近效應損耗生成單元用于根據所述雙層的超導帶材股線級別和束線級別的鄰近效應損耗，獲得所述雙層超導有芯電纜的鄰近效應損耗。

8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于：

所述實時采集單元用于根據每一層超導帶材的扭轉節距以及通過的交流電流值，仿真計算該層超導帶材的磁場強度。