[发明专利]基于有限元仿真和等效电路的单芯电力电缆谐振分析方法

摘要

本发明公开了一种基于有限元仿真和等效电路的单芯电力电缆谐振分析方法，使用有限元仿真来精确计算单芯电力电缆的芯线的单位长度电阻、芯线的单位长度电感、金属护层的单位长度电阻、金属护层的单位长度自感和芯线对金属护层的单位长度电容，并使用电路仿真来模拟分析单芯电力电缆的芯线、金属护层和大地系统在不同接地方式下的谐振情况，用于电力单芯电力电缆谐振分析领域，明确了分析的对象，简化了分析的步骤，并可以给出所需的任意故障点的谐振情况，对单芯电力电缆谐振故障诊断及预测具有较大参考价值和意义。

主权项

一种基于有限元仿真和等效电路的单芯电力电缆谐振分析方法，其特征在于，依次包括以下步骤：A.在电力系统工频50Hz到5000Hz的谐波频率范围内，由小到大预先设定一组频率的值，计算单芯电力电缆在各频率下的分布参数，单芯电力电缆包括芯线和套设在芯线外侧的金属护层，分布参数包括芯线的单位长度电阻、芯线的单位长度电感、金属护层的单位长度电阻、金属护层的单位长度自感和芯线对金属护层的单位长度电容；B.根据单芯电力电缆的接地方式和线路长度，在Matlab Simulink软件中做出等效电路；C.使用Matlab Simulink的监视器功能模块，在步骤B得到的等效电路中设定监测点进行电压和电流的检测，得到仿真电路，用以观察特定单芯电力电缆位置的过电压和过电流情况；D.根据实地采集的单芯电力电缆谐波含量数据或自行设定的谐波幅值，在步骤C得到的仿真电路上施加激励源，在每个频率下，将步骤A中计算得到的对应的分布参数代入仿真电路，并运行仿真电路，采集仿真得到芯线的电压数据、芯线的电流数据、金属护层的电压数据和金属护层的电流数据，分别做出芯线的电压或芯线的电流对频率的曲线图以及金属护层电压或金属护层电流对频率的曲线图，观察并分析是否出现谐振峰值，若出现了谐振峰值的情况，进行记录。