[发明专利]一种不依赖表皮温度的多回电缆暂态温升获取方法

权利要求书

1.一种不依赖表皮温度的多回电缆暂态温升获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建第i根电缆的自响应集总参数模型，并且分别构建第j根其他电缆对第i根电缆间的互响应集总参数模型，构建第i根电缆的自响应集总参数模型包括以下步骤：

111)获取第i根电缆的固有系数，包括电缆密度、电缆比热容、调和导热系数以及与单回电缆相关土壤的土壤密度、土壤比热容和土壤换热系数，并根据固有系数采用有限元计算获取第i根电缆给定电缆热载荷与线芯温升的自响应曲线；

112)构建第i根电缆自响应物理模型，并根据第i根电缆的自响应曲线进行拟合，确定自响应物理模型中的自响应参数，包括电缆芯线自身热容电缆线芯对环境的等效热阻断面等效热容断面等效热容的平衡热阻以及断面等效热阻的平衡热感

113)将自响应参数代入物理模型中，最终获得第i根电缆的自响应集总参数模型，第i根电缆的自响应集总参数模型为：

其中，为电缆发热量，为电缆芯线热容支路自身的热流量，为电缆线芯对环境热容支路的热流量，为电缆线芯对环境热阻支路的热流量，T_ii为线芯自温升，为环境温度，为中间变量，即电缆线芯对环境热容的参考温升，t为时间；

构建第j根其他电缆对第i根电缆间的互响应集总参数模型包括以下步骤：

121)获取第i根电缆和第j根其他电缆的固有系数，包括电缆密度、电缆比热容、调和导热系数以及与单回电缆相关土壤的土壤密度、土壤比热容和土壤换热系数，并根据固有系数采用有限元计算获取给定第j根其他电缆的电缆热载荷与第i根电缆线芯温升的互响应曲线；

122)构建第j根其他电缆对第i根电缆间的互响应物理模型，并根据互响应曲线进行拟合，确定互响应物理模型中的互响应参数，包括第j根其他电缆线芯对环境的综合热阻以及过渡参数和

123)将互响应参数代入物理模型中，最终获得第j根其他电缆对第i根电缆间的互响应集总参数模型，第j根其他电缆对第i根电缆间的互响应集总参数模型为：

其中，T_ij为线芯互温升，为热阻的名义温升，为热感的名义温升，为第j根其他电缆的热载荷，为流经热容支路的热流，为流经综合热阻支路的热流，t为时间；

2)根据自响应集总参数模型及第i根电缆实际运行的热载荷获取第i根单回电缆的线芯自温升T_ii；

3)根据互响应集总参数模型及第j根其他电缆实际运行的热载荷获取第j根单回电缆对第i根单回电缆的线芯互温升T_ij；

4)对线芯自温升T_ii和所有线芯互温升T_ij求和得到第i根单回电缆的初步暂态温升，并对初步暂态温升进行修正，得到第i根单回电缆在整个暂态过程中的暂态温升；

5)重复步骤1） -4)获取全部电缆在整个暂态过程中的暂态温升。

2.根据权利要求1所述的一种不依赖表皮温度的多回电缆暂态温升获取方法，其特征在于，所述的步骤4)具体包括以下步骤：

41)将当前时刻第i根电缆的初步暂态温升与环境参考温度求和作为第i根电缆在当前时刻的整体温度T2；

42)根据当前时刻的整体温度T2获取第i根电缆在下一时刻的热载荷值Q₁，计算式为：

Q₁＝I_i²*R_i*(1+k₁T2)*k₂

其中，I_i为第i回电缆的电流量，R_i为第i跟电缆在0℃的直流电阻，k₁为电阻的温度系数，k₂为考虑涡流损耗的折算系数；

43)根据下一时刻的热载荷值Q₁计算下一时刻的初步暂态温升；

44)重复步骤41)-43)，最终得到第i根单回电缆在整个暂态过程中的暂态温升。