[发明专利]一种多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法

说明书

本发明公开了一种多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，具体包括以下步骤：构建多回同相多根并联电缆的等效计算模型，并建立多回同相多根并联电缆压降矩阵；将不同敷设方式下的多回同相多根并联电缆的参数代入压降矩阵中进行计算，输出不同敷设方式下的多回同相多根并联电缆的电流分布不均匀系数和芯线电流值；通过比较同敷设方式下的多回同相多根电缆的电流分布不均匀系数和芯线电流值进行对比分析和优化改进，设计出对称品字形敷设方式；最后将所述对称品字形敷设方式和其他敷设方式计算的结果进行综合评价。本发明设计出的“对称品字形”敷设能够较好地改善电流分布不均匀程度大、护套环流分布不均匀等问题，具有重要的工程实用价值。

技术领域

本发明属于电力系统自动化技术领域，特别是涉及一种多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法。

背景技术

随着生产技术的进步，企业和变电站的用电需求不断增加，单回单根电缆的输电容量已不能满足实际用电要求。传统220kV高压输电电缆常采用双分裂导线输电，并且在10kV到35kV的输电线路中，多根并联的输电方式也相当普遍。多根电缆并联能够实现电力的大容量传输，若其中一根小电缆发生故障，基本不会影响整体供电，供电可靠性更高，同时施工更方便。因此，多回同相多根并联电缆的输电运行方式已被广泛应用到工程实际当中。

与此同时，因对其缺乏认识、敷设方式不当而产生的安全事故也急剧增加。同相电缆在并联使用时，由于敷设结构复杂，电缆与电缆之间距离较近，会导致它们相互的电磁耦合增强。目前，多回同相多根并联电缆存在电流分布不均匀和护套环流大等问题，因此为保证电力系统的稳定运行，研究多回同相多根并联电缆的敷设方式优化问题尤为重要。

目前，国内外学者对同相多根并联电缆的敷设方式开展了相关研究，常用方式有独立水平、交叉水平、品字形水平、品字形垂直等方式，其中属“品字形”与“一字形”敷设应用最为广泛，如图2和图3所示；然而，在常用的这两种敷设方式下，电缆参数对称性与护套环流值各有利弊。“品字形”敷设下，护套环流小，电流分布不均匀系数大。“一字形”敷设下，电流分布不均匀系数小，护套环流大。电流分布不均匀不仅会引起热击穿事故，更会导致负序与零序电流的增大。护套环流在增大严重的情况下，会导致电缆电路的热击穿，危及人身安全与电网的正常运行。

其次，电缆由于敷设工程较大且常敷设于地下，芯线换位较为困难，因此芯线通常不会换位，这也就增大了参数不对称的因素。参数的不对称不仅可能引起热击穿事故危及人身安全，更会导致负序电流与零序电流的增加。负序与零序电流的增加，会引起电力系统的附加损耗的增加，对通讯线路与计算机系统产生干扰，影响用电设备的正常工作等。

因此，亟需建立一种多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法来同时降低电流分布不均匀系数和护套环流成为研究人员关注的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，能够较好地改善电流分布不均匀程度大、护套环流分布不均匀等问题，具有重要的工程实用价值。

为实现上述目的，本发明提出一种多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，具体包括以下步骤：

S1、构建多回同相多根并联电缆的等效计算模型；

S2、基于所述等效计算模型，建立多回同相多根并联电缆压降矩阵；

S3、分别将不同敷设方式下的多回同相多根并联电缆的参数代入所述压降矩阵中进行分析计算，输出不同敷设方式下的多回同相多根并联电缆的电流分布不均匀系数和芯线电流值；

S4、将所述S3得到的不同敷设方式下的多回同相多根电缆的电流分布不均匀系数和芯线电流值进行对比分析和优化改进，设计出对称品字形敷设方式；