Page 8 - 电力与能源2024年第四期

402 刘 刚，等：城市电网电缆群输送能力提升与管控技术述评

增电缆线路面临诸多挑战。在可持续发展与节能 中的关键技术，形成电缆群输电能力的精准管控
减排的环保理念倡导下，为了满足持续增长的输 方案，这一方案可为城市电缆群输送能力提升与
电容量需求，亟需深入挖掘在运电缆群的载流能 负荷管控技术的应用指明方向。本文总体思维路
力，并提出精准快速的电缆群负荷管控技术，以实 线如图 1 所示。
现对电缆群输送能力的最大化利用。
1 电缆群温升准确评估技术
电缆绝缘材料的耐受温度是决定电缆载流量
的关键因素。为确保电缆运行的安全性，实际运 现有关于电缆群温升评估方法的精度仍有待
行中的导体温度不得超过绝缘材料的长期耐受温 提高，例如将模型参数简单地视为恒定值，稳态建
度 ［1-2］ 。电缆群稳态温升与暂态温升的准确评估， 模缺乏对轴向热流的考虑，暂态建模忽略了高热
是实现电缆群输送能力提升与负荷管控的理论基 阻绝缘径向热流在暂态过程差异大引发的误差积

础。目前，电缆温升计算方法主要包括基于有限 累问题等。为了进一步提高电缆群温升评估的准
元 分 析 的 数 值 计 算 法 和 基 于 热 路 模 型 的 解 析 确性，需要从参数获取、稳态计算、暂态计算三个
［3］
法 。电缆群稳态温升计算相关研究指出，电缆 方面进行优化。电缆群温升准确评估技术思维路
沿线存在多处限制电缆载流能力提升的热瓶颈位 线如图 2 所示。
置。针对这些热瓶颈位置采取提升措施，是实现 1.1 电缆热评估关键参数获取研究
电缆群输送能力提升与负荷管控的关键。现有研 导体损耗是电缆温升的主要热源之一，其计

究主要从优化电缆排列方式和改善电缆散热环境 算值是多个因素共同作用的结果。其中，交流电
两个角度出发，提出了多种电缆群输送能力提升 阻值计算的准确度直接决定了导体损耗计算的误
技术 ［4-5］ 。当前，关于电缆本质安全的研究主要集 差，进而影响电缆温升评估的准确性。目前，计算
中于在线监测技术和离线检测技术，通过这两类方 导体交流电阻的方法主要基于 IEC 标准，但在实
法的有效结合，可以实现不同运行周期电缆健康状 际应用中其准确度有待提高。文献［7］提出了修

［6］
态的精准评估 。在确认电缆本质安全的前提下， 正电缆绞线磁特性的方法，建立了考虑绞线绞向
结合对电缆群温升准确计算的研究和电缆群输送 以及节距等参数影响的交流电阻计算电压方程，
能力提升技术的研究，即可实现满足调度需求的电 实现了对不分割导体的交流电阻的精准计算。同
缆群负荷管控目标。 时，该文献还介绍了 CIGRE 工作组的方法，分析
针对城市电缆群负荷整定保守、输送能力不 了使用绝缘绞线分割导体对交流电阻的影响，实
足、实时管控困难三重困境，本文分别从电缆群温 现 了 对 分 割 导 体 交 流 电 阻 的 计 算 。 然 而 ，EC
I
升准确评估、输送能力提升、健康状态评估、负荷 60287-1-1（2023）中推荐的交流电阻计算方法仅
管控四个方面阐述城市电缆群负荷管控实现过程 适用于最大截面积为 1 600 mm 的四分割导体，因
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图 1 城市电缆群输电能力精准管控思维路线