[发明专利]电缆缆芯暂态温度的监测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种电缆缆芯暂态温度的监测方法和系统。

背景技术

电力电缆是电力传输的重要载体和保证电网运行的关键设备，在我国的使用范围越来越广泛。缆芯温度是决定电缆使用寿命的重要参数，当电缆缆芯的运行温度超过某一特定值时，将导致电缆老化加速，严重时可能导致电缆热击穿，从而引发触电、火灾等事故，这个特定值称为电缆绝缘材料的长期允许最高工作温度。但如果为了降低电缆缆芯的运行温度，采取使电缆始终处于低负荷运行的策略，则电缆的工作性能无法得到充分利用。因此，对电缆缆芯温度进行准确检测以使缆芯温度不超过长期允许最高工作温度，不仅能确保电缆安全、稳定地运行，而且能提高电缆的容量利用率。

由于缆芯温度难以直接测量，传统技术主要采用基于暂态热路模型的算法根据环境温度反演计算缆芯温度，基于暂态热路模型的算法需要考虑电缆各层材料的热容，而热容的初始温度往往设定为环境温度，对于正在运行中的电缆而言，这一设定易造成初始温度的误差，从而将对缆芯的温度反演产生直接影响，使得缆芯温度监测误差较大。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种电缆缆芯暂态温度的监测方法，以降低监测误差。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下方案：

一种电缆缆芯暂态温度的监测方法，包括如下步骤：

获取电缆的历史数据，并根据所述历史数据确定第一历史时刻所对应的环境温度和电流；所述历史数据包括在监测初始时刻之前各历史时刻对应的所述电缆的电流以及所述电缆所处环境的环境温度；

根据第一历史时刻对应的环境温度和电流，对所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息进行反演计算，获得与第一历史时刻相对应的第一电缆温度信息；所述第一电缆温度信息包括所述电缆各层的温度值；

将所述第一电缆温度信息与通过第二历史时刻对应的环境温度和电流计算出的第二电缆温度信息进行比较，判断所述第一电缆温度信息中的缆芯温度值与所述第二电缆温度信息中的缆芯温度值之差的绝对值是否小于设定值；所述第一历史时刻在所述第二历史时刻之前，且与所述第二历史时刻相差一个时间单位值；

若是，则以所述第一电缆温度信息为电缆温度初始信息，确定所述电缆的缆芯暂态温度。。

一种电缆缆芯暂态温度的监测系统，包括：

历史数据获取模块，用于获取电缆的历史数据，并根据所述历史数据确定第一历史时刻所对应的环境温度和电流；所述历史数据包括在所述监测初始时刻之前各历史时刻对应的所述电缆的电流以及所述电缆所处环境的环境温度；

反演计算模块，用于根据第一历史时刻对应的环境温度和电流，对所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息进行反演计算，获得与第一历史时刻相对应的第一电缆温度信息；所述第一电缆温度信息包括所述电缆各层的温度值；

判断模块，用于将所述第一电缆温度信息与通过第二历史时刻对应的环境温度和电流计算出的第二电缆温度信息进行比较，判断所述第一电缆温度信息中的缆芯温度值与所述第二电缆温度信息中的缆芯温度值之差的绝对值是否小于设定值；所述第一历史时刻在所述第二历史时刻之前，且与所述第二历史时刻相差一个时间单位值；

确定模块，用于在所述第一电缆温度信息中的缆芯温度值与所述第二电缆温度信息中的缆芯温度值之差的绝对值小于设定值时，以所述第一电缆温度信息为电缆温度初始信息，确定所述电缆的缆芯暂态温度。

本发明利用监测初始时刻之前的历史数据作为计算条件，通过计算前后缆芯温度值之差进行不断修正，能够准确地获得电缆各层的初始温度，并以电缆各层初始温度作为初始条件，可以精确反演电缆缆芯暂态温度，从而实现电缆缆芯温度状态的实时监测，为电缆绝缘状态评估提供参考依据。

附图说明

图1是本发明的电缆缆芯暂态温度的监测方法在一个实施例中的流程示意图；

图2为本发明实施例中时间轴的示意图；

图3为本发明实施例中对电缆在监测初始时刻的温度信息进行反演计算的流程示意图；

图4为本发明实施例中电缆各层和土壤各层的结构参数、材料参数的示意图；

图5为本发明实施例中电缆各层和土壤各层的集总参数示意图；

图6为本发明实施例中电缆的一维暂态热路模型；

图7为本发明实施例中多阶跃负荷电流函数的示意图；

图8为各种电缆缆芯暂态温度监测方法的监测结果对比图；

图9是本发明的电缆缆芯暂态温度的监测系统在一个实施例中的结构示意图。

具体实施方式