The invention discloses a method and a system for obtaining the current carrying capacity of DC cable, which belongs to the technical field of power system. The method of the invention includes: acquiring the insulation material parameters of DC cable, fitting the insulation material parameters of DC cable with function, generating the numerical model of conductivity; determining the electric field distribution of the insulation layer of DC cable material according to the equivalent conductivity; calculating the temperature value of the cable core under different temperature gradients when the electric field in the insulation layer of DC cable material is maximum, and determining the core temperature and insulation temperature. The relationship between degree gradient, heat circuit model between current carrying capacity and core temperature are generated, and the maximum allowable current carrying capacity of DC cable is obtained by combining the relationship between core temperature and insulation temperature gradient. The invention can directly and quickly provide a reference for the operation of DC cable. In addition, the complex calculation process can be completed by computer, and real-time calculation software can be formed to improve work efficiency and control level.
【技术实现步骤摘要】
一种获取直流电缆载流量数值的方法及系统
本专利技术涉及电力系统
,并且更具体地,涉及一种获取直流电缆载流量数值的方法及系统。
技术介绍
不同于交流电缆,直流电缆绝缘材料的电导率受温度影响,绝缘层中电场分布会发生反转,因此不能在较大的温度梯度下运行。目前,直流载流量计算主要采用有限元法计算,但是这种方法需要不断重复整定初始载流量值,效率很低,而且未考虑绝缘层内最高电场的限制,未能提出在低温环境中直流电缆载流量控制方法,因此不能为运行中的直流电缆载流量控制提供参考。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提出了一种获取直流电缆载流量数值的方法,所述方法包括:获取直流电缆绝缘材料参数,所述参数包括:电导率σ、温度T和电场E对直流电缆绝缘材料参数进行函数拟合,生成电导率数值模型;根据电导率数值模型获取直流电缆绝缘材料等效电导率、直流电缆绝缘材料绝缘层中间点电场值、温度值和直流电缆绝缘材料绝缘层的泄漏电流,确定直流电缆材料绝缘层电场分布;当绝缘材料绝缘层中电场最大时,计算不同温度梯度下电缆线芯温度的值,并确定线芯温度与绝缘温度梯度之间的关系式;根据直流电缆的结构和热参数,生成载流量与线芯温度之间的热路模型,结合线芯温度与绝缘温度梯度之间关系式,获取直流电缆最大允许载流量数值。可选的,对直流电缆绝缘材料参数进行函数拟合包括:根据温度T和电导率σ根据拟合公式拟合电导率随温度变化的系数B,公式如下:σ(T)=A1e-B/T(1);根据场强E和电导率σ根据拟合公式拟合电导率随场强变化的系数C,公式如下根据B、C系数带入拟合公式获取系数A,公式如下:可选的,材料温度系数B的 ...
【技术保护点】
1.一种获取直流电缆载流量数值的方法,所述方法包括:获取直流电缆绝缘材料参数,所述参数包括:电导率σ、温度T和电场E,对直流电缆绝缘材料参数进行函数拟合,生成电导率数值模型;根据电导率数值模型获取直流电缆绝缘材料等效电导率、直流电缆绝缘材料绝缘层中间点电场值、温度值和直流电缆绝缘材料绝缘层的泄漏电流,确定直流电缆材料绝缘层电场分布;当绝缘材料绝缘层中电场最大时,计算不同温度梯度下电缆线芯温度的值,并确定线芯温度与绝缘温度梯度之间的关系式;根据直流电缆的结构和热参数,生成载流量与线芯温度之间的热路模型,结合线芯温度与绝缘温度梯度之间关系式,获取直流电缆最大允许载流量数值。
【技术特征摘要】
1.一种获取直流电缆载流量数值的方法,所述方法包括:获取直流电缆绝缘材料参数,所述参数包括:电导率σ、温度T和电场E,对直流电缆绝缘材料参数进行函数拟合,生成电导率数值模型;根据电导率数值模型获取直流电缆绝缘材料等效电导率、直流电缆绝缘材料绝缘层中间点电场值、温度值和直流电缆绝缘材料绝缘层的泄漏电流,确定直流电缆材料绝缘层电场分布;当绝缘材料绝缘层中电场最大时,计算不同温度梯度下电缆线芯温度的值,并确定线芯温度与绝缘温度梯度之间的关系式;根据直流电缆的结构和热参数,生成载流量与线芯温度之间的热路模型,结合线芯温度与绝缘温度梯度之间关系式,获取直流电缆最大允许载流量数值。2.根据权利要求1所述的方法,所述的对直流电缆绝缘材料参数进行函数拟合包括:根据温度T和电导率σ根据拟合公式拟合电导率随温度变化的系数B,公式如下:σ(T)=A1e-B/T(1);根据场强E和电导率σ根据拟合公式拟合电导率随场强变化的系数C,公式如下根据B、C系数带入拟合公式获取系数A,公式如下:3.根据权利要求2所述的方法,所述的材料温度系数B的获取根据公式:其中,为活化能、q为电子电荷量和kb为波尔兹曼常数。4.根据权利要求1所述的方法,所述的等效电导率σav的获取根据如下公式:其中:Eav为平均场强、σav为等效电导率;Tav为绝缘层中间点温度。获取直流电缆绝缘层中间点处电场,根据平均场强公式,公式如下:其中:U为电缆电压、R为绝缘外半径和rc为绝缘内半径。5.根据权利要求1所述的方法,所述的直流电缆绝缘层中间点处电场与电缆施加电压和绝缘厚度有关,与平均场强相等。6.根据权利要求1所述的方法,所述的确定直流电缆材料绝缘层电场分布包括:获取直流电缆绝缘层中间点处温度值,根据公式如下:其中:T2为线芯温度、T1为绝缘层外部温度、rav为绝缘层中间点半径和ΔT为绝缘层上的温度梯度;所述绝缘层中间点半径获取的公式如下:获取绝缘层中泄漏电流I0的公式如下:I0=2πrJ(9);其中,R为绝缘层半径和J为泄漏电流密度...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵鹏,陈铮铮,赵健康,欧阳本红,刘松华,胡凯,郑新龙,
申请(专利权)人:国家电网有限公司,中国电力科学研究院有限公司,国网浙江省电力有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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