【技术实现步骤摘要】
本专利技术申请属于电力，具体涉及一种谐波环境三芯电缆接地电流计算方法、系统、介质和设备。
技术介绍
1、电力电缆运行温度与线芯载流量是表征电力电缆线路的安全性及经济性的重要参数。过大的电力电缆接地电流将伴随着大量的欧姆损耗，造成电力电缆温升明显，加剧绝缘层的热老化，影响绝缘层的绝缘水平，降低绝缘性能并甚至最终击穿绝缘层，对电力电缆的安全可靠运行及自身使用寿命产生很大的不利影响。同时，电力电缆接地环流过大可能将导致线芯载流量下降，电缆线路输电能力受到限制，电缆线芯导体材料无法合理、充分利用，从而引起资源浪费，导致不必要的经济损失。此外，近年来由于新能源发电技术的广泛应用，需要考虑实际电网中所存在的谐波分量所造成的影响。因此研究电力电缆在含谐波环境下的接地电流的计算方法与变化规律，有助于保障电力电缆在实际运行中的安全性及经济性。
2、三芯电力电缆接地电流的计算方法可以主要划分为解析计算方法与仿真计算方法，但对于工频叠加某次谐波的输入波形条件下的接地电流计算均没有报道。考虑到电力电缆运行在含谐波的工况下，输入波形并非单一工频正弦波，若忽略高频谐波的作用从而可能导致计算出现偏差的情况。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，第一方面，本专利技术申请提出一种谐波环境三芯电缆接地电流计算方法，包括：
2、将叠加工频输入信号和谐波输入信号的电流输入到接地回路，获取三芯电缆的线芯导体的电流；所述接地回路将所述三芯电缆的两端接地形成；
3、基于所述三芯电缆的
4、基于所述三芯电缆的金属护层的三相自阻抗、所述三芯电缆的线芯导体的感应电压，确定三芯电缆的接地电流。
5、优选的，所述基于所述三芯电缆的金属护层的三相自阻抗、所述三芯电缆的线芯导体的感应电压，确定三芯电缆的接地电流，包括：
6、基于所述三芯电缆的金属护层的三相自阻抗、所述三芯电缆的线芯导体的感应电压和预先推导出的单相接地电流计算公式，确定所述三芯电缆的单相接地电流；
7、将所述三芯电缆的单相接地电流之和确定为三芯电缆的接地电流。
8、优选的，所述预先推导出的单相接地电流计算公式，满足如下公式：
9、
10、上式中，为三芯电缆的线芯导体的感应电压，为与三芯电缆的金属护层的三相阻抗相关的参数，z11、z12、z13、z21、z22、z23、z31、z32、z33、为中的各个元素；为三芯电缆的单相接地电流，x为a相、b相、c相中一相。
11、优选的，所述单相接地电流计算公式的确定过程，包括：
12、基于所述接地回路中的三芯电缆总长度，确定所述接地等效电阻和所述三芯电缆两端金属护层的接地电阻总和；
13、获取所述接地回路在叠加工频输入信号和谐波输入信号的电流条件下，在所述三芯电缆的金属护层上产生的感应电压；
14、基于所述三芯电缆的金属护层的三相自阻抗、所述接地等效电阻和所述三芯电缆两端金属护层的接地电阻总和、所述三芯电缆的金属护层上产生的感应电压、所述三芯电缆的线芯导体的感应电压，采用基尔霍夫定律，确定所述三芯电缆的接地电流计算的回路方程组；
15、基于所述三芯电缆的接地电流计算的回路方程组，得到所述三芯电缆的接地电流的矩阵表达式；
16、基于所述三芯电缆的接地电流的矩阵表达式，确定所述三芯电缆的单相接地电流计算公式。
17、优选的，所述三芯电缆的接地电流计算的回路方程组，满足如下表达式：
18、
19、上式中：为三芯电缆的线芯导体的感应电压，为三芯电缆的金属护层上产生的感应电压，为所述三芯电缆的单相接地电流，x为a相、b相、c相中一相，zx为三芯电缆的金属护层的三相自阻抗，x为a相、b相、c相中一相；req为所述接地等效电阻和所述三芯电缆两端金属护层的接地电阻总和，为三芯电缆的接地电流。
20、优选的，所述三芯电缆的接地电流的矩阵表达式，满足如下表达式：
21、
22、上式中：为三芯电缆的线芯导体的感应电压，为三芯电缆的单相接地电流，x为a相、b相、c相中一相，j为虚数单位，l为接地回路中三芯电缆总长度，ω为工频与谐波角频率；mxy为两相金属护层之间的单位长度互感，x、y分别为a、b、c三相中的不同的一相；laa、lbb、lcc分别表示接地回路中a相、b相、c相三芯电缆的金属护层的单位长度自感，req为所述接地等效电阻和所述三芯电缆两端金属护层的接地电阻总和，ra、rb、rc分别表示a相、b相、c相三芯电缆的金属护层的电阻。
23、优选的，所述与三芯电缆的金属护层的三相阻抗相关的参数的矩阵表达式如下：
24、
25、其中
26、
27、上式中，为与三芯电缆的金属护层的三相阻抗相关的参数，ω1为工频所对应的角频率，ω2为谐波所对应的角频率，z11、z12、z13、z21、z22、z23、z31、z32、z33、为中的各个元素；j为虚数单位，laa、lbb、lcc分别表示a相、b相、c相三芯电缆的金属护层和接地回路的单位长度自感，mxy为x相线芯导体在y相金属护层上的单位长度互感，x、y为a相、b相、c相中一相中不同的相；为mxy组成的矩阵；为的基础上，补充某金属护层单位长度自感所组成的金属护层单位长度自感互感矩阵，req为所述接地等效电阻和所述三芯电缆两端金属护层的接地电阻总和，l为接地回路中三芯电缆总长度，ra、rb、rc分别表示a相、b相、c相三芯电缆的金属护层的电阻。
28、优选的，所述基于所述三芯电缆的线芯导体的电流，计算所述三芯电缆的线芯导体的感应电压的过程，满足如下计算公式：
29、
30、上式中，为三芯电缆的线芯导体的感应电压，ω为工频与谐波角频率，为由三相中的一相线芯导体对其他两相金属护层上所产生的单位长度互感所组成的矩阵，j为虚数单位，l为接地回路中三芯电缆总长度，为三芯电缆的线芯导体的电流。
31、优选的，所述由三相中的一相线芯导体对其他两相金属护层上所产生的单位长度互感所组成的矩阵，表达如下：
32、
33、上述矩阵中，为由三相中的一相线芯导体对其他两相金属护层上所产生的单位长度互感所组成的矩阵，mxy为x相线芯导体在y相金属护层上的单位长度互感，x、y为a相、b相、c相中一相中不同的相。
34、优选的，所述x相线芯导体在y相金属护层上的单位长度互感，满足如下计算公式：
35、
36、上式中，mxy为x相线芯导体在y相金属护层上的单位长度互感，rs为电缆金属护层的半径；rc为线芯导体的半径；dxy为x相、y相的几何中心之间的距离，dex为x相金属护层在三芯电缆的两端接地时，接地回路的等值深度；dey为y相金属护层在三芯电缆的两端接地时，接地回路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种谐波环境三芯电缆接地电流计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述三芯电缆的金属护层的三相自阻抗、所述三芯电缆的线芯导体的感应电压，确定三芯电缆的接地电流，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先推导出的单相接地电流计算公式，满足如下公式：
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述单相接地电流计算公式的确定过程，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三芯电缆的接地电流计算的回路方程组，满足如下表达式：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三芯电缆的接地电流的矩阵表达式，满足如下表达式：
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述与三芯电缆的金属护层的三相阻抗相关的参数的矩阵表达式如下：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述三芯电缆的线芯导体的电流，计算所述三芯电缆的线芯导体的感应电压的过程，满足如下计算公式：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述由三相
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述x相线芯导体在y相金属护层上的单位长度互感，满足如下计算公式：
11.一种谐波环境三芯电缆接地电流计算系统，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述接地电流确定模块，包括：
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述预先推导出的单相接地电流计算公式，满足如下公式：
14.根据权利要求12或13所述的系统，其特征在于，所述单相接地电流确定子模块，包括：
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述三芯电缆的接地电流计算的回路方程组，满足如下表达式：
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述三芯电缆的接地电流的矩阵表达式，满足如下表达式：
17.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述与三芯电缆的金属护层的三相阻抗相关的参数的矩阵表达式如下：
18.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述基于所述三芯电缆的线芯导体的电流，计算所述三芯电缆的线芯导体的感应电压的过程，满足如下计算公式：
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述由三相中的一相线芯导体对其他两相金属护层上所产生的单位长度互感所组成的矩阵，表达如下：
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述x相线芯导体在y相金属护层上的单位长度互感，满足如下计算公式：
21.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；所述存储器和处理器通过总线相连；
22.一种可读存储介质，其特征在于，其上存有执行程序，所述执行程序被执行时，实现如权利要求1至10中任一项所述的一种谐波环境三芯电缆接地电流计算方法。
...【技术特征摘要】
1.一种谐波环境三芯电缆接地电流计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述三芯电缆的金属护层的三相自阻抗、所述三芯电缆的线芯导体的感应电压，确定三芯电缆的接地电流，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先推导出的单相接地电流计算公式，满足如下公式：
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述单相接地电流计算公式的确定过程，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三芯电缆的接地电流计算的回路方程组，满足如下表达式：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三芯电缆的接地电流的矩阵表达式，满足如下表达式：
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述与三芯电缆的金属护层的三相阻抗相关的参数的矩阵表达式如下：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述三芯电缆的线芯导体的电流，计算所述三芯电缆的线芯导体的感应电压的过程，满足如下计算公式：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述由三相中的一相线芯导体对其他两相金属护层上所产生的单位长度互感所组成的矩阵，表达如下：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述x相线芯导体在y相金属护层上的单位长度互感，满足如下计算公式：
11.一种谐波环境三芯电缆接地电流计算系统，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李芳义，刘海军，王恒，刘泳斌，马智泉，李昭良，常德栋，王梓炫，李培，李卫国，赵国亮，王同勋，王志凯，周胜军，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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