基于参数拟合技术直埋电缆的缆芯暂态温度计算

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2016.10.060.07

中国电力 ›› 2016, Vol. 49 ›› Issue (10): 60-66.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2016.10.060.07

基于参数拟合技术直埋电缆的缆芯暂态温度计算

黄雄峰¹，徐彬昭²，张宇娇²，崔厚坤³，王庭华³，安增军³

1. 湖北省微电网工程技术研究中心三峡大学，湖北宜昌 443002；
2. 三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌 443002；
3. 国网江苏省电力公司经济技术研究院，江苏南京 210008

收稿日期:2016-03-10 出版日期:2016-10-10 发布日期:2016-11-07
作者简介:黄雄峰（1980—），男，湖北大冶人，博士，讲师，从事电力电缆在线监测与故障诊断研究。E-mail: sxdxhuangxf@163.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51577106）

Transient Temperature Calculation of Buried Cable Core Based on Parameter Fitting of Thermal Circuit

HUANG Xiongfeng¹, XU Binzhao², ZHANG Yujiao², CUI Houkun³, WANG Tinghua³, AN Zengjun³

1. Hubei Micro-grid Engineering Technology Research Center China Three Gorges University, Yichang 443002, China;
2. College of Electrical Engineering and New Energy, China Three Gorges University, Yichang 443002, China;
3. State Grid Jiangsu Electric Economic Research Institute, Nanjing 210008, China

Received:2016-03-10 Online:2016-10-10 Published:2016-11-07
Supported by:
This work is supported by The National Natural Science Foundation of China (No. 51207081).

摘要/Abstract

摘要： 电缆温度的暂态计算对其传输容量的合理分配及安全预警具有重要意义。然而在实际计算直埋电缆的温度时，存在电缆绝缘材料及周围土壤的热参数（密度、比热容、导热率）不易获取，或绝缘材料的热参数因老化而改变等问题，使得数值方法和传统热路法难以实现对电缆温度的精确计算。当电缆状况和敷设环境已知时，在传统电缆热路模型的基础上，提出了一种通过信赖域算法后，再根据实测量温度来拟合改进的热路模型参数的方法，并得出电缆的缆芯和表面温度简化计算式，避免了绝缘层和敷设环境热参数难以获取的问题，减小了电缆温度的计算量。最后使用110 kV XLPE电缆开展直埋电缆的温升实验，将实测温度与计算值对比，仅存在较小的误差，证明了热路参数拟合和温度简化计算式的准确性。

关键词: 电力电缆, 参数拟合, 暂态计算, 热路模型, 信赖域算法

Abstract: Transient temperature calculation of buried cable is of great importance in distribution capacity distribution and security warning. However, in practice thermal parameters of insulation material and surrounding soil are either difficult to obtain or subject to slow variations due to aging effects. Those lead to inaccurate cable temperature calculation results by means of numerical calculation or traditional equivalent thermal circuit. A thermal circuit based approach is proposed by fitting equivalent thermal circuit parameter with trust-region algorithm when the station and laying environment of the cable is known. A simplified formula is deduced to avoid parameter acquisition difficulty and reduce calculation complexity. The temperature-rise experiment data of a 110 kV cable proves validity of proposed method.

Key words: parameter fitting, transient calculation, thermal circuit, trust region

中图分类号:

TM757.3

黄雄峰，徐彬昭，张宇娇，崔厚坤，王庭华，安增军. 基于参数拟合技术直埋电缆的缆芯暂态温度计算[J]. 中国电力, 2016, 49(10): 60-66.

HUANG Xiongfeng, XU Binzhao, ZHANG Yujiao, CUI Houkun, WANG Tinghua, AN Zengjun. Transient Temperature Calculation of Buried Cable Core Based on Parameter Fitting of Thermal Circuit[J]. Electric Power, 2016, 49(10): 60-66.

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