[发明专利]一种电力电缆过电流传送系统及其控制方法

权利要求书

1.一种电力电缆过电流传送系统，其包括一电缆，其特征在于：从所述电缆的表层引出三个支路并分别与一电缆系统热模型模块I、一电缆系统热模型模块II和一电缆系统热模型模块III连接；其中，所述电缆系统热模型模块I的输出端分为两支路，其中一支路与一电缆电阻分析模块的输入端连接，另一支路与一电缆芯核温度判断模块的输入端连接；所述电缆电阻分析模块的输出端分为两路，其中一支路与一电缆热功率实时分析模块的输入端连接，另一支路与所述电缆系统热模型模块II的输入端连接；所述电缆芯核温度判断模块判断电缆芯核温度θ_c(t)是否不低于该电缆芯核的温度安全阈值θ_cmax，如果是，则将判断结果输送至所述电缆系统热模型模块II，否则，所述电缆芯核温度判断模块无输出；从所述电缆上引出第四支路且分别与所述电缆热功率实时分析模块以及所述电缆系统热模型模块III连接，用于将所述电缆中的电力电流有效值传送至所述电缆热功率实时分析模块以及所述电缆系统热模型模块III；所述电缆热功率实时分析模块的输出端连接所述电缆系统热模型模块I的输入端，用于将所述电缆热功率实时分析模块实时分析出来的电缆热功率传输至所述电缆系统热模型模块I，以精确估计电缆的芯核温度；所述电缆系统热模型模块III的输出端分别连接所述电缆系统热模型模块I、电缆系统热模型模块II的输入端，用于将其分析出来的电缆热特征参数传输给所述电缆系统热模型模块I和电缆系统热模型模块II，以反映电缆的实际热状况；所述电缆系统热模型模块II的输出为所述电缆中电力电流的控制值。

2.如权利要求1所述的电力电缆过电流传送系统，其特征在于：所述电缆系统热模型模块I、电缆系统热模型模块II和电缆系统热模型模块III均基于所述电缆的n阶热模型而建立，且具有相同的热特征参数；所述n阶热模型包括n阶串联的RC网络，n阶串联的所述RC网络涉及流入所述电缆的热功率p(t)、所述电缆外周围空气的温度θ_a、第i阶RC网络的温度θ_i(t)、第i阶RC网络的热阻R_i、第i阶RC网络的热容C_i、流入第i阶RC网络热容中的热功率p_i,1、流经第i阶RC网络热阻并流入下一个RC网络中的热阻p_i,₂，其中1≤i≤n；所述热特征参数为各阶所述RC网络中的热阻R_i和热容C_i。

3.如权利要求2所述的电力电缆过电流传送系统，其特征在于：流入所述电缆的热功率p(t)的计算公式为:

p(t)＝W_d+nI_rms²(t)R₀(1+α₂₀(θ_c(t)-20))(1+y_s+y_p)(1+γ_s+γ_a)

式中，W_d为电缆的介电损耗；n为电缆的芯核数；I_rms(t)为电缆传输的电流有效值；θ_c(t)为电缆芯核温度；R₀为20摄氏度时电缆芯核的直流电阻；α₂₀为电缆芯核温度系数；y_s为电缆的集肤效应系数；y_p电缆的邻近效应系数；γ_s为电缆的护套损耗因子；γ_a为电缆的铠装损耗因子。

4.如权利要求2所述的电力电缆过电流传送系统，其特征在于：θ_i(t)、R_i、C_i、p_i,1、p_i,2遵循的热传递规律为：

式中，θ_i(t)为电缆第i阶网络的温度；θ_i+1(t)为电缆第i+1阶网络的温度。