电力电缆在线负荷余量预测及报警系统研发与应用

摘要

在现代城市电力设施建设中，电力电缆已经被大量使用。但是电缆在运行中，由于导体电流、绝缘材料损耗等引起发热，从而导致绝缘温度超过其耐热温度时，会引起绝缘材料加速老化、寿命缩短，甚至引起停电故障。因此，需要实时地对电缆的绝缘温度进行监测，研究其热特性，为载流量的合理调度提供信息，以保证电缆投资的经济型和安全性。
　　 本文以电力电缆负荷余量（即载流能力）在线预测系统为工程背景开展研究。目的是研究出一套能对电力电缆运行环境和负载状态进行动态检测的在线监测系统，包括：分布式温度测量单元、温度测量总控单元及上位机信号采集与分析系统。该系统可以在线预测电力电缆的载流能力，并对电缆的异常运行状态分析作出警报，便于电力运行部门实现对电力的调度与负荷分配，以实现对变电站电力电缆、架空线路等电力传输回路电能传输的最优化选择。
　　 本文首先对电缆载流能力预测基本原理进行研究，通过研究电缆温度和导体温度与载流量之间的关系以及载流量的计算方法，分析了载流能力的影响因素，为实时载流量的计算奠定了基础。其次，根据现场的环境和性能要求，通过试验手段获得电缆负载能力和相关影响因素的关系，实现电缆载流量的准确预测。最后，研究一套完整的电缆负荷余量在线预测系统，具体包括温度传感器、通讯方式等的比较与选择，并完成相应硬件与软件的设计，使预测的载流能力和载流能力经验值误差在5％以内，满足电缆运行中的实时在线监测。最终的目的是通过现场应用来印证电力电缆在线负荷余量预测及报警系统的可行性和可推广性。