确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法及装置。所述方法包括：确定绝缘模型分层，根据所述绝缘模型分层建立电缆热路模型；确定电缆热路模型对应的状态方程，求解电缆热路模型中各节点的温度以及每相邻两个绝缘模型分层的温度差；检测是否存在相邻两个绝缘模型分层的温度差小于温度测量仪器精度值，若否，更新绝缘模型分层的层数，重新确定所述状态方程并继续后续步骤；若是，获取当前绝缘模型分层的层数，作为电缆热路模型中的绝缘层最优层数。所述装置是与上述方法对应的装置。本发明专利技术能够快速计算确定绝缘层最优层数，并且由此计算出的热路模型导体温度的计算精度满足工程需求。

【技术实现步骤摘要】
确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法及装置
本专利技术涉及电子电路
，特别是涉及确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法及装置。
技术介绍
在城市输配电网的运行管理中，有必要充分掌握配电网的实时运行情况，并对电缆温度分布进行在线监测与计算，准确获取电缆的实时温度从而准确计算电缆载流量，更好地抑制电缆温度长期过载的情况。在对电缆温度进行在线监测时，常通过建立电缆热路模型的方法获取电缆导体的实时温度，建立电缆热路模型时，将电缆绝缘层划分为多个绝缘单元，随着绝缘层分层数的增加，电缆热路模型计算的导体温度会越发接近真实值。但是，当绝缘层分层数达到一定值后，继续增加分层数将超过温度测量仪器的精度值，而热路模型的求解难度却在不断提高，会影响温度计算的效率和难度。因此，找到一种能实现对电缆热路模型中绝缘层最优层数的快速求解的解决方法非常有必要。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法及装置，既能实现对电缆热路模型中绝缘层最优层数的快速求解。本专利技术方案包括：一种确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法，包括：S1、由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层，根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型；S2、确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程，求解所述状态方程得到电缆热路模型中各节点的温度；S3、根据所述各节点的温度计算每相邻两个绝缘模型分层的温度差；S4、检测是否存在相邻两个绝缘模型分层的温度差小于温度测量仪器精度值，若否，将当前绝缘模型分层的层数加上设定层数，更新绝缘模型分层的层数，返回步骤S2；若是，获取当前绝缘模型分层的层数，作为电缆热路模型中的绝缘层最优层数。一种确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的装置，包括：热路模型建立模块，用于由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层，根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型；温度计算模块，用于确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程，求解所述状态方程得到电缆热路模型中各节点的温度；温度差计算模块，用于根据所述各节点的温度计算每相邻两个绝缘模型分层的温度差；以及迭代优化模块，用于检测是否存在相邻两个绝缘模型分层的温度差小于温度测量仪器精度值，若否，将当前绝缘模型分层的层数加上设定层数，更新绝缘模型分层的层数，返回温度计算模块；若是，获取当前绝缘模型分层的层数，作为电缆热路模型中的绝缘层最优层数。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述所述方法的步骤。上述技术方案，将绝缘模型分层建立电缆热路模型，确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程，求解所述状态方程得到电缆热路模型中各节点的温度；根据所述各节点的温度计算每相邻两个绝缘模型分层的温度差；检测是否存在相邻两个绝缘模型分层的温度差小于温度测量仪器精度值，若否，将当前绝缘模型分层的层数加上设定层数，更新绝缘模型分层的层数，重新确定绝缘模型分层，返回求解电缆热路模型对应的状态方程和节点温度；若是，获取当前绝缘模型分层的层数，作为电缆热路模型中的绝缘层最优层数。通过采用迭代法实现了对电缆热路模型中的绝缘层最优层数的快速确定，并且通过该绝缘层最优层数确定的电缆热路模型，能保证热路模型导体温度的计算精度满足工程需求。附图说明图1为一实施例的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法的示意性流程图；图2为一实施例的电缆绝缘层的模型分层示意性结构图；图3为一实施例的电缆绝缘层的等效热路模型的示意性结构图；图4为一实施例的电缆热路模型的示意性结构图；图5为一实施例的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法中迭代优化的过程示意图；图6为一实施例的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的装置的结构示意图；图7为一实施例的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的装置中迭代优化模块的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。本专利技术实施例提供一种确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法，所述方法包括步骤：由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层，根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型；确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程，求解所述状态方程得到电缆热路模型中各节点的温度；根据所述各节点的温度计算每相邻两个绝缘模型分层的温度差；检测是否存在相邻两个绝缘模型分层的温度差小于温度测量仪器精度值，若否，将当前绝缘模型分层的层数加上设定层数，更新绝缘模型分层的层数，重新确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程并继续完成后续步骤；若是，获取当前绝缘模型分层的层数，作为电缆热路模型中的绝缘层最优层数。本专利技术实施例还提供相应的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的装置。以下分别进行详细说明。图1为一实施例的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法的示意性流程图。请参阅附图1，所述实施例提供的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法主要包括步骤S1至步骤S4，详细说明如下：S1、由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层，根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型。在所述实施例中，所述电缆的绝缘层材料可以是聚氯乙烯、天然橡皮、乙丙橡皮、硅橡皮、交联聚乙烯等，本专利技术对具体的绝缘层材料不做限制，只需要是电缆绝缘材料即可。优选地，所述电缆的绝缘层即包括独立的绝缘层，还包括内外屏蔽层，一并视为绝缘层。在一可选实施例中，所述由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层的分层方法包括：按照等厚度、等热容或者厚度比的方式将电缆的绝缘层划分为至少两个绝缘模型分层。在一实施例中，所述由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层的分层按照等厚度的方式进行。请参见例图2，图2为按照等厚度的方式对电缆绝缘层进行分层的分层示意性结构图，图2按照等厚度的方式将电缆绝缘层划分为k层，各绝缘模型分层的环宽相同。对于由所述电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层，所述绝缘模型分层的层数可以选择2、3、4或者其他数值，只需大于或等于2的整数即可。在一实施例中，绝缘模型分层为两层，即绝缘模型分层从2层开始计算，后续计算再逐步迭代，直到找到绝缘层最优层数。采用热传学原理确定所述电缆的模型分层，除绝缘模型分层之外，通过电缆轴向截面上各等温线上的点确定出各模型分层，请参见例图4，图4为本专利技术实施例的电缆热路模型的示意性结构图。在本专利技术实施例中，所述模型分层包括由内到外依次分布的导体层401、绝缘层402、绕包层403、气隙层404、金属护套层405、外护套层406以及外表皮层407，其中A为导体温度，B为环境边界温度。所述电缆热路模型的模型分层中包括绝缘层的模型分层，绝缘层的模型分层在电缆热路模型的模型分层的一部分。其中，所述至少两个绝缘模型分层的等效热路模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法，其特征在于，包括：S1、由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层，根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型；S2、确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程，求解所述状态方程得到电缆热路模型中各节点的温度；S3、根据所述各节点的温度计算每相邻两个绝缘模型分层的温度差；S4、检测是否存在相邻两个绝缘模型分层的温度差小于温度测量仪器精度值，若否，将当前绝缘模型分层的层数加上设定层数，更新绝缘模型分层的层数，返回步骤S2；若是，获取当前绝缘模型分层的层数，作为电缆热路模型中的绝缘层最优层数。

【技术特征摘要】
1.一种确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法，其特征在于，包括：S1、由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层，根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型；S2、确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程，求解所述状态方程得到电缆热路模型中各节点的温度；S3、根据所述各节点的温度计算每相邻两个绝缘模型分层的温度差；S4、检测是否存在相邻两个绝缘模型分层的温度差小于温度测量仪器精度值，若否，将当前绝缘模型分层的层数加上设定层数，更新绝缘模型分层的层数，返回步骤S2；若是，获取当前绝缘模型分层的层数，作为电缆热路模型中的绝缘层最优层数。2.根据权利要求1所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法，其特征在于，所述由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层，包括：按照等厚度、等热容或者厚度比的方式将电缆的绝缘层划分为至少两个绝缘模型分层。3.根据权利要求1所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法，其特征在于，所述根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型，包括：采用热传学原理确定所述电缆的模型分层，所述模型分层包括由内到外依次分布的导体层、绝缘层、绕包层、气隙层、金属护套层、外护套层以及外表皮层；根据所述模型分层建立电缆热路模型。4.根据权利要求3所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法，其特征在于，所述采用热传学原理确定所述电缆的模型分层，包括：除绝缘模型分层之外，通过电缆轴向截面上各等温线上的点确定出各模型分层。5.根据权利要求3或4所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法，其特征在于，所述确定在当前绝缘模型分层的层数下所述电缆热路模型对应的状态方程，包括：确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型的第一传热矩阵A和第二传热矩阵B为：根据传第一热矩阵A和第二传热矩阵B构建所述电缆热路模型的状态方程：P＝[P1P1'P2…Pn-5Pn-400Pn-10te/Re]T；其中，e表示电缆热路模型中包含的模型分层总数；n表示绝缘模型分层的总数；t0表示导体层的温度；t1～tn-4表示各绝缘模型分层的温度；tn-3表示绕包层的温度；tn-2表示气隙层的温度；tn-1表示金属护套层的温度；tn表示外护套层的温度；tn+1表示外表皮层的温度；C1表示导体层的热容；C1′、C2～Cn-4表...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，张耿斌，徐研，刘毅刚，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44