CN104915469B - 一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法 - Google Patents
一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104915469B CN104915469B CN201510184469.XA CN201510184469A CN104915469B CN 104915469 B CN104915469 B CN 104915469B CN 201510184469 A CN201510184469 A CN 201510184469A CN 104915469 B CN104915469 B CN 104915469B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- short
- time
- overload
- cable
- extra large
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000205 computational method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Insulated Conductors (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法，涉及一种过载电流计算方法。现有海缆短时最大允许过载电流的计算方法均参照该标准进行，需要参数众多、公式繁琐，计算过程复杂，很难短时间内给出较准确的结果。一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法，包括以下步骤：获取环境参数；获取海缆本体结构参数、电气参数；通过在线监测获取海缆初始电流值I1；根据IEC 60287标准公式计算导体初始温度：根据检修或调度指令获取短时过载时间tm；当短时过载时间tm小于设定时间时，通过公式：计算tm内最大允许过载电流I2。本技术方案计算要求参数少、计算过程简便、快速。海缆过载时间越短，计算结果可靠性越高。
Description
技术领域
本发明涉及一种过载电流计算方法，尤其涉及一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法。
背景技术
海底电缆运行中导体的温度是确定海缆是否达到载流量的依据。而海缆内部各层均存在一定的热容，导体温度的响应速度严重滞后损耗变化速度。实际上，海缆很少长期运行在恒定负载下。更重要的是了解加上负载后电缆温度的增速，以及在恒定负载作用下，到达稳态温度的时间。海缆具有短时超出容许稳态载流量的应急过载能力，美、苏、日等早有论述涉及，国际大电网会议(CIGRE)技术刊物于70年代陆续刊有相关论述，国际电工委员会(IEC)1989年公布了电缆应急额定电流(Emergency Current Rating)或称短时容许过载电流的算法标准，即IEC853-2(1989)《电缆周期性和应急额定电流计算第2部分:18/30(36)kV以上电缆的周期性电流和所有电压的应急额定电流计算》。现有海缆短时最大允许过载电流的计算方法均参照该标准进行，需要参数众多、公式繁琐，计算过程复杂，很难短时间内给出较准确的结果。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法，以达到计算方便的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法，包括以下步骤：
1)获取环境参数，包括环境温度θ0、海缆登陆段土壤热阻系数T4；
2)获取海缆本体结构参数、电气参数，海缆本体结构参数包括海缆绝缘层、内衬层、外被层的热阻系数T1、T2、T3，电气参数包括每米电缆每相线芯的导线损耗Wc、每米电缆每相线芯的介质损耗Wi、电缆金属护套损耗系数λ1和铠装层损耗系数λ2；
3)通过在线监测获取海缆初始电流值I1；
4)根据IEC 60287标准公式计算导体初始温度：
对于单芯电缆，n＝1，对于三芯电缆，n＝3；
5)根据检修或调度指令获取短时过载时间tm；
6)当短时过载时间tm小于设定时间时，通过公式：计算tm内最大允许过载电流I2；其中r为海缆单位长度导体电阻，cp是铜的比热；mCu为单位长度铜导体的质量。
对于很短时间内的过载，认为海缆导体与绝缘层界面处于绝热状态，即该段时间内导体产生的热量完全用于导体温度的升高，未通过绝缘向外散热，由此建立简易热平衡方程：ΔQ·tm＝cpmCuΔθ；其中ΔQ为导体过载状态与初始状态产生的热量差值，Δθ为过载结束后的导体温升。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
所述的设定时间为5min，当短时过载时间tm小于5min时，通过公式:
计算tm内最大允许过载电流I2。
有益效果：本技术方案计算要求参数少、计算过程简便、快速。海缆过载时间越短，计算结果可靠性越高。
附图说明
图1是海缆导体温升图。
图2是本发明流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图2所示，本发明步骤为：
1)获取环境参数，包括环境温度θ0、海缆登陆段土壤热阻系数T4；
2)获取海缆本体结构参数、电气参数，海缆本体结构参数包括海缆绝缘层、内衬层、外被层的热阻系数T1、T2、T3，电气参数包括每米电缆每相线芯的导线损耗Wc、每米电缆每相线芯的介质损耗Wi、电缆金属护套损耗系数λ1和铠装层损耗系数λ2；
3)通过在线监测获取海缆初始电流值I1；
4)根据IEC 60287标准公式(1)计算导体初始温度：
对于单芯电缆，n＝1，对于三芯电缆，n＝3；
5)根据检修或调度指令获取短时过载时间tm；
6)当短时过载时间tm小于5min时，通过公式(2)：
计算tm内最大允许过载电流I2；其中r为海缆单位长度导体电阻，cp是铜的比热；mCu为单位长度铜导体的质量；
对于很短时间内的过载(5min内)，可以认为海缆导体与绝缘层界面处于绝热状态，即该段时间内导体产生的热量完全用于导体温度的升高，未通过绝缘向外散热，根据能量守恒定律得到公式(3)：
ΔQ·tm＝cpmCuΔθ (3)
其中ΔQ为导体过载状态与初始状态产生的热量差值；Δθ为过载结束后的导体温升。cp＝393J/(kg·K)是铜的比热；mCu为单位长度铜导体的质量，通过图1即能说明，图中曲线为海缆导体温升的两种数学模型，曲线为标准计算模型，直线为本发明简易算法，在短时间内，两曲线基本重合；假设经过这段时间后导体达到最大允许温度(一般交联聚乙烯绝缘为90℃)，则有公式(4)：
其中r为海缆单位长度导体电阻。将公式(4)变形得到公式(2)，通过公式(2)计算tm内最大允许过载电流I2。
一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (2)
1.一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法，其特征在于包括以下步骤：
1)获取环境参数，包括环境温度θ0、海缆登陆段土壤热阻系数T4；
2)获取海缆本体结构参数、电气参数，海缆本体结构参数包括海缆绝缘层、内衬层、外被层的热阻系数T1、T2、T3，电气参数包括每米电缆每相线芯的导线损耗Wc、每米电缆每相线芯的介质损耗Wi、电缆金属护套损耗系数λ1和铠装层损耗系数λ2；
3)通过在线监测获取海缆初始电流值I1；
4)根据IEC 60287标准公式计算导体初始温度：
对于单芯电缆，n＝1，对于三芯电缆，n＝3；
5)根据检修或调度指令获取短时过载时间tm；
6)对于很短时间内的过载，认为海缆导体与绝缘层界面处于绝热状态，即该段时间内导体产生的热量完全用于导体温度的升高，未通过绝缘向外散热，由此建立简易热平衡方程：ΔQ·tm＝cpmCuΔθ；其中ΔQ为导体过载状态与初始状态产生的热量差值，Δθ为过载结束后的导体温升；当短时过载时间tm小于设定时间时，通过公式：计算tm内最大允许过载电流I2；其中r为海缆单位长度导体电阻，cp是铜的比热；mCu为单位长度铜导体的质量。
2.根据权利要求1所述的一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法，其特征在于：所述的设定时间为5min，当短时过载时间tm小于5min时，通过公式:
计算tm内最大允许过载电流I2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510184469.XA CN104915469B (zh) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | 一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510184469.XA CN104915469B (zh) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | 一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104915469A CN104915469A (zh) | 2015-09-16 |
| CN104915469B true CN104915469B (zh) | 2018-04-27 |
Family
ID=54084532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510184469.XA Active CN104915469B (zh) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | 一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104915469B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110658405B (zh) * | 2019-10-09 | 2021-09-28 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器线损的检测方法、装置、空调器以及存储介质 |
| CN111079077A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-04-28 | 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 | 一种电能损耗的计算方法及系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101672880A (zh) * | 2009-09-21 | 2010-03-17 | 广东电网公司广州供电局 | 电缆载流量的确定方法及确定装置 |
| CN103399226A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-20 | 中海石油（中国）有限公司天津分公司 | 海上平台电缆载流量的监测装置及监测方法 |
| CN103439609A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-11 | 华南理工大学 | 一种电力电缆实时应急载流量的计算方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5554168B2 (ja) * | 2010-07-13 | 2014-07-23 | 株式会社ビスキャス | 海底ケーブル |
-
2015
- 2015-04-17 CN CN201510184469.XA patent/CN104915469B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101672880A (zh) * | 2009-09-21 | 2010-03-17 | 广东电网公司广州供电局 | 电缆载流量的确定方法及确定装置 |
| CN103399226A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-20 | 中海石油（中国）有限公司天津分公司 | 海上平台电缆载流量的监测装置及监测方法 |
| CN103439609A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-11 | 华南理工大学 | 一种电力电缆实时应急载流量的计算方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 单芯电缆载流量迭代算法研究及试验验证;王晓兵 等;《南方电网技术》;20091231;第3卷;52-56 * |
| 导线短时过载电流计算的探讨;李庆先 等;《福建电力与电工》;20060331;第26卷(第1期);17-19 * |
| 电力电缆短时容许过载能力及其标准算法;李熙谋;《电力设备》;20010930;第2卷(第3期);59-61,75 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104915469A (zh) | 2015-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105222909B (zh) | 电力电缆中间接头温度计算方法 | |
| CN103336217B (zh) | 一种电力电缆应急负荷时间的计算方法 | |
| CN105205229B (zh) | 一种高压单芯电缆应急负荷下的载流能力动态评估方法 | |
| CN107066719B (zh) | 光纤复合海底电缆接地故障时温度分布仿真分析方法 | |
| CN104915469B (zh) | 一种海底电力电缆短时最大允许过载电流的简易算法 | |
| CN109167362B (zh) | 一种计及电缆热特性的配电网潮流计算方法 | |
| CN106934096B (zh) | 一种基于架空导线表面温度求解钢芯温度的方法 | |
| CN105914747B (zh) | 串联补偿装置的位置选择方法 | |
| CN110456133B (zh) | 基于相模变换的电缆参数确定方法 | |
| CN111751765A (zh) | 一种高频降压变压器的中压绕组交流电阻系数确定方法 | |
| CN116735979A (zh) | 一种三芯交流海缆铠装损耗测量方法 | |
| CN104407247B (zh) | 两根平行直埋敷设电缆载流量的确定方法和装置 | |
| CN106096304A (zh) | 一种电力电缆应急负荷载流量的计算方法 | |
| Lloyd et al. | Real-time thermal rating and active control improved distribution network utilisation | |
| Kossyvakis et al. | Calculation of losses in three-core submarine cables for fractional frequency transmission operation | |
| Feng et al. | Study of intelligent overloading in power delivery systems | |
| CN208298582U (zh) | 一种风力发电设备用中压防雷导流预分支电缆 | |
| CN104156203A (zh) | 一种变压器抗短路能力改造实施方法 | |
| Pilgrim et al. | An investigation of thermal ratings for high voltage cable joints through the use of 2D and 3D finite element analysis | |
| Stojanovic et al. | Cyclic current ratings of single-core XLPE cables with respect to designed life time | |
| Shepelev et al. | Consideration of active resistances temperature dependency of power transformers when calculating power losses in grids | |
| Kopsidas et al. | Investigating the potential of re-conductoring a lattice tower overhead line structure | |
| Girshin et al. | Comparison approximate analytical solution of the nonlinear differential equation of heating with numerical | |
| CN111062163B (zh) | 交流海底电缆多物理场耦合模型的构建及仿真方法和系统 | |
| CN207183549U (zh) | 一种电器联接电缆 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |