[發明專利]考慮空氣對流非線性作用排管單根電纜暫態溫升獲取方法

有效

• 申請號: 202010614801.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111814323B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 傅晨釗;司文榮;李紅雷;賀林;高凱
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種考慮空氣對流非線性作用排管單根電纜暫態溫升獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構建排管壁暫態溫升集總參數模型以及構建參考點為壁溫的電纜線芯暫態溫升集總參數模型，并確定其中的模型參數；

2)在初始時刻，設定初始可變熱阻值，并且設定初始電纜線芯溫度與環境溫度相等，根據初始電纜線芯溫度計算得到初始損耗，即初始電纜熱流，根據排管壁暫態溫升集總參數模型得到初始排管壁溫度，根據電纜線芯暫態溫升集總參數模型獲取可變熱阻所在支路的熱流，計算并更新下一時刻的電纜線芯溫度，根據下一時刻的電纜線芯溫度更新下一時刻的電纜熱流以及可變熱阻值；

3)根據下一時刻的電纜熱流以及可變熱阻值獲取此時可變熱阻所在支路的熱流，根據下一時刻的電纜熱流和環境溫度獲取此時排管壁溫度，按照步驟2)的更新方法更新電纜熱流以及可變熱阻值；

4)重復步驟3)，直至計算時長結束，最終得到單根電纜的暫態溫升。

2.根據權利要求1所述的一種考慮空氣對流非線性作用排管單根電纜暫態溫升獲取方法，其特征在于，所述的排管壁暫態溫升集總參數模型的表達式為：

I1＝I_C1+I_R1+I_R2

其中，I1為電纜熱流，C1為電纜與排管的綜合自身熱容，C2為排管外部斷面等效熱容，R1為排管外部斷面等效熱容的平衡熱阻，R2為排管對外部環境的等效熱阻，L1為排管外部斷面等效熱阻的平衡熱感，I_C1、I_R1、I_R2分別為C1、R1和R2所在支路的熱流，t_C2為排管外部斷面等效熱容對應的溫度，t1為排管壁溫度，t為時間。

3.根據權利要求1所述的一種考慮空氣對流非線性作用排管單根電纜暫態溫升獲取方法，其特征在于，所述的電纜線芯暫態溫升集總參數模型的表達式為：

I1＝I_C3+I_R3+I_R4

其中，I1為電纜熱流，C3為電纜與排管間綜合自身熱容，C4為電纜與排管間等效熱容，R3為電纜與排管間等效熱容的平衡熱阻，R4為考慮空氣對流非線性作用的電纜與排管間等效熱阻，即可變熱阻，I_C3、I_R3、I_R4分別為C3、R3、可變熱阻R4所在支路的熱流，T_C4為電纜與排管間等效熱容對應的溫度，t為時間。

4.根據權利要求1所述的一種考慮空氣對流非線性作用排管單根電纜暫態溫升獲取方法，其特征在于，所述的步驟2)中，根據以下公式更新下一時刻的電纜線芯溫度，則有：

其中，r1、p1、p2均為擬合參數，由具體的排管孔徑與電纜外徑決定，I_R4為可變熱阻R4所在支路的熱流，t2為電纜線芯溫度，t1為排管壁溫度。

5.根據權利要求1所述的一種考慮空氣對流非線性作用排管單根電纜暫態溫升獲取方法，其特征在于，所述的步驟2)中，根據以下公式更新下一時刻的可變熱阻值，則有：

其中，R4為可變熱阻值，I4為可變熱阻所在支路的熱流。

6.根據權利要求2所述的一種考慮空氣對流非線性作用排管單根電纜暫態溫升獲取方法，其特征在于，所述的排管壁暫態溫升集總參數模型中參數值僅與排管外部周圍材料的熱特性相關，包括電纜與排管的綜合自身熱容C1，排管外部斷面等效熱容C2，排管外部斷面等效熱容的平衡熱阻R1，排管對外部環境的等效熱阻R2，排管外部斷面等效熱阻的平衡熱感L1。

7.根據權利要求6所述的一種考慮空氣對流非線性作用排管單根電纜暫態溫升獲取方法，其特征在于，所述的排管壁暫態溫升集總參數模型的參數根據階躍熱流下排管壁暫態溫升過程通過遺傳算法求解獲得。

8.根據權利要求3所述的一種考慮空氣對流非線性作用排管單根電纜暫態溫升獲取方法，其特征在于，所述的電纜線芯暫態溫升集總參數模型中的參數值根據階躍熱流下電纜線芯暫態溫升過程過程通過遺傳算法求解獲得，包括電纜與排管間綜合自身熱容C3、電纜與排管間等效熱容C4和電纜與排管間等效熱容的平衡熱阻R3。