一种交流电力电缆在方波载流下的损耗计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电缆技术领域，是一种交流电力电缆在方波载流下的损耗计算方 法，应用于交流电力电缆线路的损耗分析。
【背景技术】
[0002] 近年，我国城镇化发展速度进一步加快，城市用电负荷不断增长，客观上要求电网 规模与传输容量保持持续发展，然而目前城市电网普遍存在以下问题：①城市用电负荷增 加，交流线路输送能力不足，线路走廊匮乏；②城市电网结构日益紧密，短路电流问题突出； ③城市电网无功电压调节日趋困难，电压稳定性问题不容忽视。迄今未见有关与本发明交 流电力电缆在方波载流下的损耗计算方法内容相同的文献报导和实用应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是，基于城市电网增容改造工程，提供一种交流电力电缆在方波载 流下的损耗计算方法，具有科学合理，实用价值高，能够准确地对方波载流下交流电力电缆 的损耗进行分析。
[0004] 本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种交流电力电缆在方波载流下的损 耗计算方法，其特征是，它包括的内容有：
[0005] 1)傅里叶变换
[0006] 采用傅里叶变换将方波交流电流分解成系列正弦波电流的叠加，设方波电流的幅 值和周期分别为I和T，根据傅里叶变换公式将其展开，表示如下：
[0007] (1)若方波频率为f=^~，幅值为1，其傅里叶展开式为：
【主权项】
1. 一种交流电力电缆在方波载流下的损耗计算方法，其特征是，它包括的内容有： 1)傅里叶变换 采用傅里叶变换将方波交流电流分解成系列正弦波电流的叠加，设方波电流的幅值和 周期分别为I和T，根据傅里叶变换公式将其展开，表示如下：
对于幅值和周期分别为I和T的方波电流，利用（3)式将其展开，得到系列正弦电流波 的有效值
(5)式中，R为电缆导体的交流电阻，A1为金属护套损耗比，WiS电缆绝缘电介质的损 耗，R、A1Ji与各次谐波的频率f有着特定的数学关系，记为电缆的特定参数，由（5)式推 导出各倍频电流在导体上引起的温升函数，记为△ 0IfatUci),其中Utl为电缆相电压， 将（5)式整理可得： A0 = 0c-0〇=I2RtT^(RA1) (T3+T4)]+Wi (O-STJT^T4) (6) 进一步得倍频电流121^在导体上引起的温差为 ^ =Oc-O0 =Iu,^7；+(1 + ^)(^3+?；)] + ^(〇-57；+T3+T4) (7) 所以各倍频电流引起的总温差为
对于特定的电缆，其允许的最大温差为固定的数值，记为A0/，所以电缆温度约束 条件为 A0A0 / (9) 对于方波电流，调整其大小I和周期T，使上述约束条件得到满足，即确定交流电力电 缆的方波载流量； 3)电缆损耗计算 电力电缆导体的温度上升认为是电缆热电阻和热流通过它们而产生的温度降，则导体 损耗、介质损耗、护套损耗引起的温升分别为： I2R(WT4) (10) Wd(OJTdTfT4) (11) A1I2R(WT4) (12) 在已知方波周期和大小的基础上，将方波进行傅里叶变换，分解为各次正弦波的叠加， 对各次正弦量分别进行损耗计算，最后进行代数求和，从而得出方波载流下交流电缆的损 耗。
【专利摘要】本发明是一种交流电力电缆在方波载流下的损耗计算方法，其特点是，包括的内容有：傅里叶变换、倍频电流引起的温差计算和电缆损耗计算，在已知方波电流大小和周期的基础上，采用傅里叶变换，将方波电流展成系列正弦电流的叠加，继而采用电缆交流载流量公式，反推各次正弦电流在电缆上产生的损耗，最后代数求和得出电缆在方波载流下的损耗，具有科学合理，实用价值高，能够准确地对方波载流下交流电力电缆的损耗进行分析。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104714135
【申请号】CN201510164186
【发明人】刘岩, 李常信, 史喆, 杨博, 蔡国伟, 刘士利, 王洋
【申请人】国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院, 东北电力大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年4月9日