一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法技术

本发明专利技术涉及一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法，所述估计方法基于建立电缆热等效电路任意节点热平衡的热模型，利用热模型计算谐波时四芯电缆相之间相互加热的电缆能量损耗，再将电缆能量损耗代入电缆绝缘热阻公式以及电缆负荷降阶系数公式结合，得到电缆相相互加热影响下的电缆绝缘热阻以及电缆负荷降阶系数；可以得到较为精确的结果，进而对早期绝缘热破坏程度形成更精确的判断，避免与预期电缆寿命缩短不符引发的电力系统损坏，保证了电缆在谐波处损耗研究的准确性。电缆在谐波处损耗研究的准确性。电缆在谐波处损耗研究的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法


[0001]本专利技术属于电力系统分析
，尤其涉及一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法。

技术介绍

[0002]在家庭和工业应用中，固态负载和电力电子设备的使用大大增加了谐波对配电系统的影响。在评估谐波影响时，一个重要的考虑因素是它们对电力系统元件的影响，如变压器、负载、提高功率因数的电容器、保护系统、断路器和电缆。地下电缆提供非线性负荷会导致损耗增大，电缆周围因温升而形成干区，进而导致早期绝缘热破坏，缩短电缆寿命。智能电网中最重要的问题之一是提供适当的电能质量水平，以匹配额外电力电子设备的安装，这些设备通过地下电缆直接连接到低压网络。为了尽量减少谐波对低压电网的影响，人们做了一些谐波缓解的工作，包括有源滤波、串联和并联无源滤波、多脉冲整流器和隔离变压器，但这些解决方案都有其优点和缺点，无法完美解决问题。现有研究关于谐波对地下电缆容量的影响中，建立的模型将地下电缆视为电缆中心损失集中的热点，这种模型忽略了电缆相之间的相互加热，将导致研究结果的不精确，同时还忽略了谐波和不平衡载荷导致的相电流差异，影响研究的准确性。因此，设计一种能补充电缆相相互加热影响，提高研究精度的四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法成为了急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决上述问题，提供了一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法。
[0004]本专利技术的技术方案，一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法，所述估计方法基于建立电缆热等效电路任意节点热平衡的热模型，利用热模型计算谐波时四芯电缆相之间相互加热的电缆能量损耗，再将电缆能量损耗代入电缆绝缘热阻公式以及电缆负荷降阶系数公式结合，得到电缆相相互加热影响下的电缆绝缘热阻以及电缆负荷降阶系数。
[0005]作为本专利技术的进一步改进，所述热模型的建立步骤包括，采集四芯电缆热回路任意两节点之间的温度差以及交叉热阻，得到电缆热平衡方程，再对应四芯电缆每相电缆损耗产生的热流路径，代入电缆热平衡方程，得到存在谐波时，四芯电缆导体温度表达式以及在谐波处的损耗关系式。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，所述电缆热平衡方程为其中i、j均表示四芯电缆热回路的节点，W
i
为节点i处电缆损耗的总和；(θ
j
‑
θ
i
)为节点j、i之间的温度差；T
ji
为节点之间的交叉热阻。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述热流路径均包括四条路径，该四条路径的第一条路径为通过热阻T
1a
达到环境温度θ
a
，第二条路径为通过热阻T
12
达到电缆第二相，对应温度为θ2，第三条路径为通过热阻T
13
达到电缆第三相，对应温度为θ3，最后一条路径通过热阻T
1n
达到中性点；所述四芯电缆导体温度表达式为
所述在谐波处的损耗关系式为W
c
(h)＝I(h)2*r
ac
(h)，其中h表示谐波的次数，I(h)为电缆在第h次谐波时的电流，r
ac
(h)为导体在允许最高工作温度下，第h次谐波时的交流电阻。
[0008]采用上述方法后，通过建立热模型，基于电缆热等效电路任意节点热平衡，考虑了三相与中性电缆导体之间的相互加热以及不同比例的谐波，可以精细化估计电缆电流中的谐波和电缆周围土壤热阻对电缆容量和温升的影响，提高了对电缆在谐波处损耗研究的准确性，进而对早期绝缘热破坏程度形成更精确的判断，避免与预期电缆寿命缩短不符引发的电力系统损坏。
附图说明
[0009]图1所示为四芯电缆热电路示意图。
[0010]图2所述为精细化估计流程示意图。
具体实施方式
[0011]如图1
‑
图2所示一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法，所述估计方法基于建立电缆热等效电路任意节点热平衡的热模型，利用热模型计算谐波时四芯电缆相之间相互加热的电缆能量损耗，再将电缆能量损耗代入电缆绝缘热阻公式以及电缆负荷降阶系数公式结合，得到电缆相相互加热影响下的电缆绝缘热阻以及电缆负荷降阶系数。
[0012]所述热模型的建立步骤包括，采集四芯电缆热回路任意两节点之间的温度差以及交叉热阻，得到电缆热平衡方程，再对应四芯电缆每相电缆损耗产生的热流路径，代入电缆热平衡方程，得到存在谐波时，四芯电缆导体温度表达式以及在谐波处的损耗关系式。
[0013]所述电缆热平衡方程为其中i、j均表示四芯电缆热回路的节点，W
i
为节点i处电缆损耗的总和；(θ
j
‑
θ
i
)为节点j、i之间的温度差；T
ji
为节点之间的交叉热阻。
[0014]所述热流路径均包括四条路径，该四条路径的第一条路径为通过热阻T
1a
达到环境温度θ
a
，第二条路径为通过热阻T
12
达到电缆第二相，对应温度为θ2，第三条路径为通过热阻T
13
达到电缆第三相，对应温度为θ3，最后一条路径通过热阻T
1n
达到中性点；所述四芯电缆导
体温度表达式为体温度表达式为所述在谐波处的损耗关系式为W
c
(h)＝I(h)2*r
ac
(h)，其中h表示谐波的次数，I(h)为电缆在第h次谐波时的电流，r
ac
(h)为导体在允许最高工作温度下，第h次谐波时的交流电阻。
[0015]通过建立热模型，基于电缆热等效电路任意节点热平衡，考虑了三相与中性电缆导体之间的相互加热以及不同比例的谐波，可以精细化估计电缆电流中的谐波和电缆周围土壤热阻对电缆容量和温升的影响，提高了对电缆在谐波处损耗研究的准确性，进而对早期绝缘热破坏程度形成更精确的判断，避免与预期电缆寿命缩短不符引发的电力系统损坏。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法，其特征在于：所述估计方法基于建立电缆热等效电路任意节点热平衡的热模型，利用热模型计算谐波时四芯电缆相之间相互加热的电缆能量损耗，再将电缆能量损耗代入电缆绝缘热阻公式以及电缆负荷降阶系数公式结合，得到电缆相相互加热影响下的电缆绝缘热阻以及电缆负荷降阶系数。2.根据权利要求1所述一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法，其特征在于：所述热模型的建立步骤包括，采集四芯电缆热回路任意两节点之间的温度差以及交叉热阻，得到电缆热平衡方程，再对应四芯电缆每相电缆损耗产生的热流路径，代入电缆热平衡方程，得到存在谐波时，四芯电缆导体温度表达式以及在谐波处的损耗关系式。3.根据权利要求2所述一种四芯低压电缆线芯温度精细化估计方法，其特征在于：所述电缆热平衡方程为其中i、j均表示四芯电缆热回路的节点，W
i
为节点i处电缆损耗的总和；(θ
j
‑
θ
i

【专利技术属性】
技术研发人员：斯捷，陈植，叶英桥，谷雨，李泾，任智立，金利引，潘鹏，周宇晓，温作仁，赵建，
申请(专利权)人：浙江图盛输变电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：