[发明专利]不依赖表皮温度排管敷设的三相电缆暂态温升获取方法

说明书

本发明涉及一种不依赖表皮温度排管敷设的三相电缆暂态温升获取方法，包括以下步骤：1)构建排管敷设的三相电缆热路模型；2)根据排管敷设的三相电缆热路模型获取排管敷设的三相电缆暂态温升计算模型，并确定三相电缆暂态温升计算模型中的参数值；3)采用三相电缆暂态温升计算模型获取三相电缆暂态温升。与现有技术相比，本发明具有考虑外护套温升与线芯温升、扩展了模型的适用范围、计算简单快速易验证等优点。

技术领域

本发明涉及电力电缆运行技术领域，尤其是涉及一种不依赖表皮温度排管敷设的三相电缆暂态温升获取方法。

背景技术

1)由于电力电缆运行的特殊性，一般不可能通过直接测量去获得电力电缆线芯温度，特别是线芯实时的暂态温度，因此技术人员提出了多种方法去计算电力电缆线芯温度，均为基于数值解和试验结果的工程公式或近似公式。如基于IEC60287标准是一种经典的计算电力电缆线芯温度的计算方法、基于数值计算的载流量求解方法。对于实际运行中的电缆采用数值法求解，考虑到工况的复杂性，所需计算量巨大，具体实施中效率很低，需要的计算时间非常长，而在实际运用当中，运行人员希望的是能够实时获知电力电缆线芯暂态温度，相对于数值计算的时间，这种实时性是无法得到保证的。

2)由于计算的限制，因此运行中多采用加装光线测温等装置来获取电缆表皮温度，进而推算出电缆线芯温度的方法，其原理如图1所示，其中，I1为电缆损耗热流，U1为线芯温度，U0为表皮温度，R1为“线芯-表皮”热阻，C1为“线芯-表皮”热容，实际运行中也发挥了一定的作用。

然而该类方法存在若干缺陷：严重依赖测温装置的健康状况，测温偏差、传输通讯等缺陷将直接制约电缆设备运行的选择。考虑到一回电缆存在若干断面需要进行监测，这样就需要加装多套测温装置，因此整体系统的可靠性极低，这也是目前该类方法无法大范围直接应用的根本原因；为提高装置/系统的整体可靠性，需要增强冗余设计、甚至多套并装的方法，这不仅增大了装置/系统一次投资，而且给后续的运行维护带来了巨大工作量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种不依赖表皮温度排管敷设的三相电缆暂态温升获取方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种不依赖表皮温度排管敷设的三相电缆暂态温升获取方法，包括以下步骤：

1)构建排管敷设的三相电缆热路模型；

2)根据排管敷设的三相电缆热路模型获取排管敷设的三相电缆暂态温升计算模型，并确定三相电缆暂态温升计算模型中的参数值；

3)采用三相电缆暂态温升计算模型获取三相电缆暂态温升。

所述的步骤1)具体包括以下步骤：

11)获取排管敷设的三相电缆敷设结构以及电缆截面结构参数；

12)建立排管敷设的三相电缆热路模型。

所述的步骤2)具体包括以下步骤：

21)根据排管敷设的三相电缆结构，获取在随机不同电流下的稳态温升数值，并获取三相电缆暂态温升计算模型中稳态参数的参数值，包括线芯-外护套间的热阻R₁、电缆外护套对环境的等效热阻R₃、电缆线芯电阻rc和电缆护套电阻rs；

22)通过阶跃响应和遗传算法获取三相电缆暂态温升计算模型中暂态参数的参数值，包括断面等效热容的平衡热阻R₂、线芯-外护套间的视在热容C₁、外护套的视在热容C₂、断面等效热容C₃和断面等效热阻的平衡热感L₁；

23)根据稳态参数的参数值和暂态参数的参数值确定三相电缆暂态温升计算模型；