基于地下电缆表面温度的土壤热参数评估及载流量预测.pdfVIP

第47卷 第 9期 中 国 电 力 Vo1．47．No．9 2014年 9月 ElECrRfC P0 ，ER SeIpt．2014 基于地下电缆表面温度的土壤热参数评估及 载流量预测 陈西平t，张龙2，刘斌，，孙振权I，李洪杰2 (1．陕西省地方电力集团，陕西 西安 710061；2．西安交通大学 电气_T-程学院，陕西 西安 710049) 摘 要 ：为 r使岛压电力电缆能够经济可靠地运行，许多电力部 门都安装 了分布式光纤测温系统 (D )。通 过测 其衷 温度来 临测 电缆的运行状态 先进 的D 系统要完全发挥其功能 ．就要解决两个方面 的问题 。 一 足…DI 所测鲢的电缆表面温度推算L叶I缆芯的温度值 ：二是需要预测在紧急情况下电缆所能承受的最大 负衙 提…r解决 以I二两个问题的方案 ，其基本原理是基于将热场 的计算值与测量值进行匹配 ．进而估算周 … L壤的热参数 该方案利州有限元法(FEM)和基于 DFP的梯度优化方法 ．通过计算结果和试验结果对 比发 现颅洲似 J‘实测ff『具有很好的一致性 验证 了所提 技术方案的有效性 ．为载流量动态评估提供基础参数 。 关键词 ：分竹 光纤测温系统 (DTS)；有限元法；优化方法 ；热参数 ；载流量 ；预测 中图分类号 ：rrM247 文献标志码 ：A 文章编号 ：l004—9649(20l4)09．O083．05 0 引言 分 仃 式 光 纤 测 温 系 统 (DTS)来 监 测 电缆 表 温 度㈣．．然 而 ．电缆 表 面温 度仅 是 电缆绝 缘 热状 念 的 Iu J电缆 输 配 电领 域 rItJh泛 应 川 。 试验 研 问接 标 志 ．从 电缆 运 行 角 度 ．缆 芯 的温 度 址 A 接 究 lIJJ电缆 城 流 L．j其 导体 温 度 密 切 相 关 ． 大j【此 反 映 电缆 热状 态 的最 有 效 参数 l1)l 为 _r充分 利川 宽 根 电缆 导体 濉 准 确 确 定 其 载 流 量 对 于提 高 电 进 的 DTS系统 ．并 为建 载 流 量 动 念 坪仆 系统 奠 缆 的 输 电 能 J、加 强 电 网的 安 全 以及 节约 社 会 资 定 _荩础 ．本 史没 汁 方案 来 斛 决 2个 川题 ： 一址 在 源 等 力 i=fI郡『 卜分必 要 I-一引，实 际 上 ，输 配 电 负 荷 并 正 常 负载 条件 下 ．根 据 电缆 的 导体 温度 评 i缆‘ 不 i定 ．会 断 地 洲 整 变 化 ．．一 旦 电力 电缆 在 过 温 度 ：二 是 在 紧 急 状 况 下 ．颅 测 电缆 所 能 ，承受 的 负 倚 常 运 行 力’式 下 运 行 ．将 会 使 导 体 温 度 急 最 大允 许 电流 、 剧 f外 ，JJI1速 绝 缘 老化 ，甚 至 发 乍 热 击 穿 。研 究 发 脱 ． “1电缆 的 I1作 温度 超 过 允 许值 的 8％时 ．其 1 土壤热参数的估算 寿 命 将 减 ：如果 超 过 l5％ ，电缆 寿 命将 只剩 下 l／415~1．I 缆 的 载流 量 受 多 而 素 影 响 ，如 电缆 土 壤 热 参 数 的计 算 实 质足 一 个优 化 计臂：问题 结 构 、J川吲上壤 热 性 能 、环 境 温 度 及护 套 连 接 方 下 面介绍 陔优 化过 程 ，． 式 等I71．．这 素 II1．土 壤 的热 性 能 不像 其他 冈素 1．1 热参数计算公式 样 l寸1对稳 定 ． 总 是不 断 变 化 例 如 ，土壤 测 试 DTS系 统 测 量 光 纤 一 般 安 放 在 叶I问柑 电缆 表 数 据 标 fJ．在 桀 情 况下 ．长 期 的 十燥 和 炎 热 天