(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211098808.9 (22)申请日 2022.09.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115186422 A (43)申请公布日 2022.10.14 (73)专利权人 特变电工山 东鲁能泰山电缆有限 公司 地址 271200 山东省新泰市莲汶路8 8号 专利权人 西安交通大 学 (72)发明人 王猛　张伯昱　郭党庆　龙海泳　 王若兰　李江涛　王爽　 (74)专利代理 机构 北京天昊联合知识产权代理 有限公司 1 1112 专利代理师 邓伯英　罗建民(51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 113/16(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (56)对比文件 CN 114330164 A,202 2.04.12 CN 106294963 A,2017.01.04 US 2011218790 A1,201 1.09.08 王有元等.电缆沟敷设方式下电缆载流 量计 算及其影响因素分析. 《电力自动化设备》 .2010, (第11期), 审查员 李华 (54)发明名称 一种同相并联电缆运行特性仿 真分析方法、 装置及介质 (57)摘要 本发明提供一种同相并联电缆运行特性仿 真分析方法、 装置及介质， 属于电缆技术领域。 该 方法包括： 获取影 响同相并联电缆载流不平衡度 的一个或多个影 响参数； 基于预先建立的同相并 联电缆载流 分布理想仿真模型， 采用控制变量法 对同相并联电缆在不同影响参数下的载流分布 情况进行仿真分析， 获取载流不平衡度最低时， 各影响参数的选择方案； 根据选择方案以及同相 并联电缆的实际敷设条件建立优化的同相 并联 电缆线路实际工程敷设仿真模型， 以及根据同相 并联电缆线路实际工程敷设仿真模型获取同相 并联电缆的最佳敷设方案。 该方法、 装置及介质 能够解决现有的同相 并联电缆运行特性仿真分 析方法所得的分析结果与实际结果偏差大的问 题。 权利要求书4页 说明书18页 附图4页 CN 115186422 B 2022.12.27 CN 115186422 B 1.一种同相并联电缆 运行特性仿真 分析方法， 其特 征在于， 包括： 获取影响同相并联电缆载流 不平衡度的一个或多个 影响参数； 基于预先建立的同相并联电缆载流分布理想仿真模型， 采用控制变量法对所述同相并 联电缆在不同影响参数下 的载流分布情况进行仿真分析， 获取载流不平衡度最低时， 各影 响参数的选择 方案； 根据所述选择方案以及所述同相并联电缆的实际敷设条件建立优化的同相并联电缆 线路实际工程敷设仿真模型， 以及根据所述同相并联电缆线路实际工程敷设仿 真模型获取 所述同相并联电缆的最佳敷设方案； 将所述最佳敷设方案作为预先建立的电 ‑热耦合同相并联电缆稳态载流量有限元仿真 模型的激励， 获取所述同相并联电缆的温度场分布并确定稳态载流量， 其中， 所述最佳敷设 方案为载流 不平衡度最低的同相并联电缆 敷设方案； 基于所述温度场分布进行载流不平衡度与温度场的迭代计算， 分析同相并联电缆温度 变化对载流 不平衡度的影响； 根据所述最佳敷设方案以及预先建立的同相并联电缆护层电压特性仿真模型， 获取所 述同相并联电缆在稳态和暂态过程下的护层电压特性； 所述获取影响同相并联电缆载流不平衡度的一个或多个影响参数之后， 所述方法还包 括： 获取所述同相并联电缆稳态载流量与温度场分布关系， 以及所述同相并联电缆的稳态 载流量评判标准； 其中， 所述同相并联电缆的稳态载流量评判标准由同相并联电缆温度分布与电缆安全 运行状态的关系决定， 所述同相并联电缆温度分布与电缆安全运行状态的关系为： 同相并 联电缆安全运行时， 导体温度不高于预设温度； 所述将所述最佳敷设方案作为预先建立的电 ‑热耦合同相并联电缆稳态载流量有限元 仿真模型的激励， 获取 所述同相并联电缆的温度场分布并确定稳态载流 量， 具体包括： 基于所述同相并联电缆稳态载流量与温度场分布关系以及所述电 ‑热耦合同相并联电 缆稳态载流量有限元仿 真模型对所述最佳敷设方案进 行电缆载流不平衡度仿真， 得到电缆 载流不平衡度的仿真结果以及所述同相并联电缆的温度场分布； 将所述电缆载流不平衡度的仿真结果作为预先建立的同相并联电缆温度场仿真模型 的输入， 不断修正线芯电流直至线芯温度达到所述预设温度， 并将线芯温度达到所述预设 温度时的线芯电流作为所述稳态载流 量。 2.根据权利要求1所述的同相并联电缆运行特性仿真分析方法， 其特征在于， 所述获取 影响同相并联电缆载流 不平衡度的一个或多个 影响参数， 具体包括： 对所述同相并联电缆载流不平衡度的产生原因进行分析， 获取影响所述同相并联电缆 载流不平衡度的一个或多个 影响参数； 其中， 所述同相并联电缆载流不平衡度的产生原因为同相并联电缆阻抗参数的差异， 所述影响参数包括以下至少之一： 电缆结构、 几何尺寸、 导体材料、 土壤电阻率、 电缆间的相 对位置关系。 3.根据权利要求2所述的同相并联电缆运行特性仿真分析方法， 其特征在于， 所述对所 述同相并联电缆载流不平衡度的产生原因进 行分析， 获取影响所述同相并联电缆载流不平权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115186422 B 2衡度的一个或多个 影响参数， 具体包括： 基于预先建立的同相并联电缆线路阻抗参数数学模型对所述同相并联电缆阻抗参数 进行分析， 得到对应的阻抗 参数值； 根据预先建立的电路模型以及所述阻抗参数值对所述同相并联电缆载流不平衡度的 产生原因进行分析， 得到影响所述同相并联电缆载流不平衡度的一个或多个影响参数， 其 中， 所述预 先建立的电路模型为 根据同相并联电缆 导体数建立的模型。 4.根据权利要求1所述的同相并联电缆运行特性仿真分析方法， 其特征在于， 所述同相 并联电缆载流分布理想仿真模型中线路设置至少包括以下设置之一： 护层连接方式、 护层 接地方式、 线路总长、 电缆结构参数， 所述同相并联电缆载流分布理想仿真模型中线路负载以及电源参数的设置满足同相 并联电缆线路的输送容 量要求。 5.根据权利要求3所述的同相并联电缆运行特性仿真分析方法， 其特征在于， 所述控制 变量法中的控制变量包括影响所述阻抗参数值的变量以及电缆自身材料属性变量， 所述电 缆自身材料属性变量包括以下至少之一： 电缆敷设环境、 电缆敷设方式、 电缆相序排列方 式、 线芯电阻率差异、 电缆绝缘层厚度差异、 电缆线芯厚度差异、 电缆绝缘材料相对介电常 数与相对磁导 率差异、 电缆线路长度、 接触电阻大小、 土壤电阻率； 其中， 所述电缆敷设环境包括土壤直埋敷设、 隧道敷设、 电缆沟敷设中的至少一种； 所 述电缆敷设方式包括 一字敷设、 双排 敷设、 品字敷设、 倒三角敷设中的至少一种。 6.根据权利要求1所述的同相并联电缆运行特性仿真分析方法， 其特征在于， 所述根据 所述选择方案以及所述同相并联电缆的实际敷设条件建立优化的同相并联电缆线路实际 工程敷设仿真模型， 具体包括： 根据载流不平衡度最低时各影响参数的选择方案， 设置所述同相并联电缆载流分布 理 想仿真模型中对应参数的参数值； 根据所述实际敷设条件， 在设置了参数值后的所述同相并联电缆载流分布理想仿真模 型中增设以下部 分之一： 电缆接头空间换位部 分， 电缆接头错位部 分， 电缆终端空间位置不 同部分， 电缆到电缆终端出线长度差异部分， 得到所述优化的同相并联电缆线路实际工程 敷设仿真模型。 7.根据权利要求6所述的同相并联电缆运行特性仿真分析方法， 其特征在于， 所述根据 所述同相并联电缆线路实际工程敷设仿 真模型获取所述同相并联电缆的最佳敷设方案， 具 体包括： 根据所述同相并联电缆线路实际工程敷设仿真模型分析电缆接头空间换位部分、 电缆 接头错位部分、 电缆终端空间位置不同部分、 以及电缆到电缆终端出线长度差异部分对载 流不平衡度的影响； 根据电缆接头空间换位部分、 电缆接头错位部分、 电缆终端空间位置不同部分、 以及电 缆到电缆终端出线长度差异部分对载流不平衡度的影响分析结果获取所述同相并联电缆 的最佳敷设方案 。 8.根据权利要求1所述的同相并联电缆运行特性仿真分析方法， 其特征在于， 所述电 ‑ 热耦合同相并联电缆稳态载流量有限元仿真模型为主要结构包括土壤、 空气、 隧道或电缆 沟内外壁、 电线线芯、 电缆绝缘层、 电缆金属护层、 电缆外绝缘层的径向截面二 维模型； 所述权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115186422 B 3