在测得电缆的外护套表面温度或绝缘表面温度后.一项主要的作业就是要建立护套表面温度或绝缘表面温度与电缆线芯温度或载流量之间的对应联系,然后可以根据测得的温度值推算电缆线芯温度,评价实际负荷状况,了解负载裕度。并进一步对负荷进行合理调度。这涉及到电力电缆的热路和热场问题。这方面的研讨现已展开了相当长一段时间.较为简略的是利用会集参数热路模型,将电缆线路简化为对应的会集参数热路后,进行计算。这种办法相对简略,计算量小,使用较为广泛,但计算误差也许稍大。通常以为,利用热场进行的数值计算能取得较为准确的成果,即利用有限元或有限差分办法,对电缆本体及周围敷设空间进行区分.并根据不一样部位具有的热特性、所满足的热状况方程及边界条件,进行求解计算。例如,利用极坐标和直角坐标组合的方法,对电缆及周围环境分别区分的网格,如图3所示。
图中区域1和2为电缆操控区,而区域3为周同环境区域。这种办法目前研讨较多,但运算相对杂乱,且仍未有公认的有用算法。
目前,电缆厂家在生产高压/超高压电力电缆时.不仅将感温光纤直接放置于电缆内部,还提供与之配套的电缆温度监测设备以及光纤丈量温度与线芯温度之间的对应变换联系.这样,采集信息传入计算机后,可实时监测光纤丈量的电缆绝缘表面温度以及线芯温度。这种配套软件据称在国外已有销售,但在国内还未见有使用的实例。
国外使用实例
与我国比较.国外发达国家的电缆平均故障率较低。其间一个主要的原因就是国外较早展开了对电缆体系有用的在线监测作业。而温度在线监测是其间很主要的一个方面。下面,对国外近年的一些使用状况进行简要介绍。2004年,在维也纳城市的北部区域建造了一条5.2km长400kV电缆线和一条9.1km长400kV的架空线衔接。在该电缆线路中,采用了实时热状况监测体系,具有地下高压电缆及其配件热力学功能连续监测的能力,它使运转人员可以利用实时条件而不是使用传统的估算来取得电缆的运转等级16l。它的实时热状况监测体系包含两个主要有些:y.i个有些是远程数据获取体系DAS(DataAcquisitionSystem),它通过适宜的传感器收集电缆物理变量的一切信息(电缆及感温光纤的敷设状况如图1所示)。其它有些本质上是从传感器接纳一切数据的计算机,通过适宜的软件计算来评价电缆的实时功能——暂态状况和稳态状况。软件可以监测电流条件和体系运转状况,预报过载容量,或者监测电缆周围的也许环境变化。然后预报也许的紧急状况,使体系z.ui优化
运转或进行防止丈量。另一个比如是2004年丹麦电网充电运转的两回路三相400kV挤出绝缘电缆。电缆的敷设如图4所示。为了验证预先的计算,沿每条回路的中心相电缆包绕了一根管道.而在管道中放置一根塑料光缆。2005年,分布式温度监测设备得以安装,以监测电缆全线并发现热点。分布式温度监测体系直接向操控中心的监督操控与数据采集SCADA(supen,isoryControlAndDataAcquisition)体系发送警报。共有两个报警级别.一是当光缆温度超越50℃时提出正告:二是当导体温度接近90℃(光缆温度大约为70℃)时报警。
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