[发明专利]交叉互联接地方式下的并联电缆电流分布计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种交叉互联接地方式下的并联电缆电流分布计算方法及系统，本发明考虑并联电缆相互间横向电磁耦合和交叉互联内三段电缆纵向电压叠加的影响，根据交叉互联单元内电缆数量、电缆截面、电缆排布方式和电缆段长，构建交叉互联接地方式下的并联电缆的阻抗矩阵，基于阻抗矩阵获取电流分布计算模型，计算出电缆芯线电流和护套环流，并基于预设的要求对计算出的电流进行校验，有效评估交叉互联接地方式下的并联电缆电流分布，并且可进一步优化电缆段长和电缆排布方式，保证电缆的长期稳定运行，实现电能的可靠传输。

技术领域

本发明涉及一种交叉互联接地方式下的并联电缆电流分布计算方法及系统，属于电缆输电技术领域。

背景技术

目前国内外相关机构针对同相多根电缆并联运行开展了大量的研究，其准确性已在工程实例中得到验证，但对高压长距离电缆最普遍采用的交叉互联接地方式，缺乏相关研究和运行经验。

交叉互联接地方式下的并联电缆(简称“交叉互联并联电缆”)，受多根电缆芯线电流和金属护套环流耦合的影响，多回高压电缆同相多根并联存在复杂的横向电磁和纵向叠加双重耦合关系，现有多根并联电缆的等效计算模型无法有效评估交叉互联接地方式下的并联电缆电流分布问题。

发明内容

本发明提供了一种交叉互联接地方式下的并联电缆电流分布计算方法及系统，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

交叉互联接地方式下的并联电缆电流分布计算方法，其特征在于，包括：

根据交叉互联单元内电缆数量、电缆截面、电缆排布方式和电缆段长，构建交叉互联接地方式下的并联电缆的阻抗矩阵；

根据阻抗矩阵，获取电流分布计算模型；

根据电流分布计算模型，计算电缆芯线电流和护套环流；

响应于电缆芯线电流满足预设的电流要求、且根据护套环流获得的护套感应电压满足预设的电压要求，则当前电缆芯线电流和护套环流为交叉互联接地方式下的并联电缆电流分布计算结果。

交叉互联单元有三个，交叉互联接地方式下的并联电缆的阻抗矩阵为：

Y_6n×6n＝A·(l₁·Z_6n×6n+l₂·P·Z′_6n×6n·Q+l₃·P²·Z″_6n×6n·Q²)-(R₁+R_e+R₂)·B

其中，Y_6n×6n为阻抗矩阵，n为交叉互联单元内并联电缆的数量，l₁、l₂、l₃分别为三个交叉互联单元内电缆段长，Z_6n×6n、Z′_6n×6n、Z″_6n×6n分别为交叉互联单元内三段电缆的阻抗矩阵，R₁、R₂分别为电缆两端的接地电阻，R_e为大地漏电阻；

分别为交叉互联电缆的电压、电流变换矩阵，其中

为单位矩阵，为零矩阵，为全幺模矩阵，为同名相电压消去矩阵，为护套感应电压消去矩阵。

电流分布计算模型为：

其中，C_3×3、D_3×(6n-3)、G_(6n-3)×3和H_{(6n-3)×(6n-3)}为Y_6n×6n的子矩阵，