[發明專利]一種多回同相多根并聯高壓單芯電力電纜敷設方法

在審

• 申請號: 202110791572.6
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113486527A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 張鵬寧;張浩玥
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02G1/06;G06F113/16
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 李艷芬

本發明公開了一種多回同相多根并聯高壓單芯電力電纜敷設方法，具體包括以下步驟：構建多回同相多根并聯電纜的等效計算模型，并建立多回同相多根并聯電纜壓降矩陣；將不同敷設方式下的多回同相多根并聯電纜的參數代入壓降矩陣中進行計算，輸出不同敷設方式下的多回同相多根并聯電纜的電流分布不均勻系數和芯線電流值；通過比較同敷設方式下的多回同相多根電纜的電流分布不均勻系數和芯線電流值進行對比分析和優化改進，設計出對稱品字形敷設方式；最后將所述對稱品字形敷設方式和其他敷設方式計算的結果進行綜合評價。本發明設計出的“對稱品字形”敷設能夠較好地改善電流分布不均勻程度大、護套環流分布不均勻等問題，具有重要的工程實用價值。

技術領域

本發明屬于電力系統自動化技術領域，特別是涉及一種多回同相多根并聯高壓單芯電力電纜敷設方法。

背景技術

隨著生產技術的進步，企業和變電站的用電需求不斷增加，單回單根電纜的輸電容量已不能滿足實際用電要求。傳統220kV高壓輸電電纜常采用雙分裂導線輸電，并且在10kV到35kV的輸電線路中，多根并聯的輸電方式也相當普遍。多根電纜并聯能夠實現電力的大容量傳輸，若其中一根小電纜發生故障，基本不會影響整體供電，供電可靠性更高，同時施工更方便。因此，多回同相多根并聯電纜的輸電運行方式已被廣泛應用到工程實際當中。

與此同時，因對其缺乏認識、敷設方式不當而產生的安全事故也急劇增加。同相電纜在并聯使用時，由于敷設結構復雜，電纜與電纜之間距離較近，會導致它們相互的電磁耦合增強。目前，多回同相多根并聯電纜存在電流分布不均勻和護套環流大等問題，因此為保證電力系統的穩定運行，研究多回同相多根并聯電纜的敷設方式優化問題尤為重要。

目前，國內外學者對同相多根并聯電纜的敷設方式開展了相關研究，常用方式有獨立水平、交叉水平、品字形水平、品字形垂直等方式，其中屬“品字形”與“一字形”敷設應用最為廣泛，如圖2和圖3所示；然而，在常用的這兩種敷設方式下，電纜參數對稱性與護套環流值各有利弊。“品字形”敷設下，護套環流小，電流分布不均勻系數大。“一字形”敷設下，電流分布不均勻系數小，護套環流大。電流分布不均勻不僅會引起熱擊穿事故，更會導致負序與零序電流的增大。護套環流在增大嚴重的情況下，會導致電纜電路的熱擊穿，危及人身安全與電網的正常運行。

其次，電纜由于敷設工程較大且常敷設于地下，芯線換位較為困難，因此芯線通常不會換位，這也就增大了參數不對稱的因素。參數的不對稱不僅可能引起熱擊穿事故危及人身安全，更會導致負序電流與零序電流的增加。負序與零序電流的增加，會引起電力系統的附加損耗的增加，對通訊線路與計算機系統產生干擾，影響用電設備的正常工作等。

因此，亟需建立一種多回同相多根并聯高壓單芯電力電纜敷設方法來同時降低電流分布不均勻系數和護套環流成為研究人員關注的問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種多回同相多根并聯高壓單芯電力電纜敷設方法，能夠較好地改善電流分布不均勻程度大、護套環流分布不均勻等問題，具有重要的工程實用價值。

為實現上述目的，本發明提出一種多回同相多根并聯高壓單芯電力電纜敷設方法，具體包括以下步驟：

S1、構建多回同相多根并聯電纜的等效計算模型；

S2、基于所述等效計算模型，建立多回同相多根并聯電纜壓降矩陣；

S3、分別將不同敷設方式下的多回同相多根并聯電纜的參數代入所述壓降矩陣中進行分析計算，輸出不同敷設方式下的多回同相多根并聯電纜的電流分布不均勻系數和芯線電流值；

S4、將所述S3得到的不同敷設方式下的多回同相多根電纜的電流分布不均勻系數和芯線電流值進行對比分析和優化改進，設計出對稱品字形敷設方式；