CN104597343A - 一种高压电缆线路动态载流量评估方法 - Google Patents

Abstract

一种高压电缆线路动态载流量评估方法，包括以下步骤：步骤一，确定所要评估电缆的本体特征参数；步骤二，确定所要评估电缆的敷设环境参数；步骤三，通过测量获取电缆敷设地土壤的水分迁移系数和相关风速、水流速、太阳照射相关参数；步骤四，利用COMSOL建模软件，建立电力电缆载流量的相关模型，建立电力电缆本体特征模型和电缆在运行状态下的动态模型；步骤五，确定计算电力电缆载流量模型的边界条件和处理不连续点的方式；步骤六，根据确定的边界条件和处理不连续点的方式，输入相关计算参数，输出计算结果；步骤七，根据计算结果，综合分析得出电缆线路动态载流量的评价结果。本方法能够对高压电缆动态载流量进行准确的定量评估。

Description

一种高压电缆线路动态载流量评估方法

技术领域

本发明涉及用于电力系统的电力电缆，具体涉及一种高压电力电缆线路动态载流量状态评估的方法。

背景技术

电缆载流量是电缆运行中受环境条件和负荷影响的重要动态运行参数，其重要性涉及输电线路的安全可靠、经济合理的运行以及电缆寿命等问题。对运行的高压电缆的载流量实时的评估具有非常重要的价值。目前的高压电缆线路载流量评估仅根据高压电缆本征参数采用手工计算，不能动态的掌握高压电缆线路载流量的瞬时状态。计算出的结果与实际情况也有较大误差。

有鉴于此，本发明提供一种高压电缆线路动态载流量评估方法，以满足实际应用需要。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种电力电缆运行时载流量动态评估的方法，所述电力电缆载流量包括稳态电缆载流量、暂态电缆载流量和紧急过负荷计算等三个方面。

本发明所采用的技术方案是：一种高压电缆线路动态载流量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，确定所要评估电缆的本体特征参数；

步骤二，确定所要评估电缆的敷设环境参数；

步骤三，通过测量获取电缆敷设地土壤的水分迁移系数和相关风速，水流速，太阳照射相关参数；

步骤四，利用COMSOL建模软件，建立电力电缆的载流量的相关模型，建立电力电缆本体特征模型和电缆在运行状态下的动态模型；

步骤五，确定计算电力电缆载流量模型的边界条件和处理不连续点的方式；

电缆运行中载流量计算问题可以转化为一个具有内热源的二维稳态温度场问题，列出控制方程式为：

                                                                                 （1）

其中，k是导热系数；Q代表电缆，可以看作是内热源；t代表时间；

不同材料的交界处具有不同的导数，但还是具有一定条件下的连续性，根据传热学理论，在交界Γ _S上温度具有一定的连续性，因而在交界处Γ _S上任意一点I的温度应该满足公式：I ₁=I ₂；

不同材料交界处温度的计算公式为：

（2）

其中，I(t)表示温度；k为导热系数；t代表时间；Γ代表不同材料界面的交界处的参数；Q代表电缆；h代表深度；q为材料参数；

步骤六，根据确定的边界条件和处理不连续点的方式，输入各种参数和相关计算参数，输出计算结果；

步骤七，根据输出的计算结果，进行综合分析得出电缆线路动态载流量的评价结果。

本发明的有益效果是：本发明高压电缆线路动态载流量评估方法，具有如下优点：1）准确性：精确定位计算对象、关键影响参数，按严格的数学公式进行计算，保证载流量数据结果的准确性；2）高效性：最佳优化的软件计算程式，能快速的计算出电缆负荷载流量值。

附图说明

图1为本发明的高压电缆线路动态载流量评估方法的流程图。

图2为本发明的电力电缆温度场模型示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

图1是本发明实施例评估方法的流程图，本实施例的一种高压电缆线路动态载流量评估方法，包括以下步骤：

（1）      确定所要评估电缆的本体特征参数，如电缆各绝缘层的厚度，材质等参数；

（2）      确定所要评估电缆的敷设环境参数，如电缆敷设方式，敷设形式等；

（3）      通过测量获取电缆敷设地土壤的水分迁移系数和相关风速，水流速，太阳照射相关参数；

（4）      利用COMSOL建模软件，建立电力电缆的载流量的相关模型，建立电力电缆本体特征模型和电缆在运行状态下的动态模型；

（5）      确定计算电力电缆载流量模型的边界条件和处理不连续点的方式。

电缆运行中载流量计算问题可以转化为一个具有内热源的二维稳态温度场问题，模型如图2所示：其中Q代表电缆，可以看作是内热源，它可以由电缆的参数计算得出。Γ ₁，Γ ₂，Γ ₃，Γ ₄代表不同介质的边界。

根据图2模型，可以列出控制方程式为：

                                  （1）

其中，k是导热系数；Q代表电缆，可以看作是内热源；t代表时间。

不同材料的交界处具有不同的导数，但还是具有一定条件下的连续性，根据传热学理论，在交界Γ _S上温度具有一定的连续性，因而在交界处Γ _S上任意一点I的温度应该满足公式：I ₁=I ₂；

不同材料交界处温度的计算公式为：

（2）

其中，I(t)表示温度；k为导热系数；t代表时间；Γ代表不同材料界面的交界处的参数；Q代表电缆；h代表深度；q为材料参数。

（6）      根据确定的边界条件和处理不连续点的方式，输入各种参数和相关计算参数，输出计算结果；

（7）      根据输出的计算结果，进行综合分析得出电缆线路动态载流量的评价结果。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种高压电缆线路动态载流量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，确定所要评估电缆的本体特征参数；

步骤二，确定所要评估电缆的敷设环境参数；

步骤三，通过测量获取电缆敷设地土壤的水分迁移系数和相关风速，水流速，太阳照射相关参数；

步骤四，利用COMSOL建模软件，建立电力电缆的载流量的相关模型，建立电力电缆本体特征模型和电缆在运行状态下的动态模型；

步骤五，确定计算电力电缆载流量模型的边界条件和处理不连续点的方式；

电缆运行中载流量计算问题可以转化为一个具有内热源的二维稳态温度场问题，列出控制方程式为：

                                                                                 （1）

其中，k是导热系数；Q代表电缆，可以看作是内热源；t代表时间；

不同材料的交界处具有不同的导数，但还是具有一定条件下的连续性，根据传热学理论，在交界Γ _S上温度具有一定的连续性，因而在交界处Γ _S上任意一点I的温度应该满足公式：I ₁=I ₂；

不同材料交界处温度的计算公式为：

（2）

其中，I(t)表示温度；k为导热系数；t代表时间；Γ代表不同材料界面的交界处的参数；Q代表电缆；h代表深度；q为材料参数；

步骤六，根据确定的边界条件和处理不连续点的方式，输入各种参数和相关计算参数，输出计算结果；

步骤七，根据输出的计算结果，进行综合分析得出电缆线路动态载流量的评价结果。