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東北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院、現(xiàn)代電力體系仿真操控與綠色電能新技能教育部要點(diǎn)試驗(yàn)室、遼寧省電力有限公司的研討人員王鶴、李興寶、路俊海、羅桓桓、周桂平，在2019年第7期《電工技能學(xué)報(bào)》上撰文（論文標(biāo)題為“依據(jù)疊加原理的光纖復(fù)合低壓電纜熱路模型建模”）指出，光纖復(fù)合低壓電纜（OPLC）將光纖與電力電纜有機(jī)地結(jié)合在一起，在建造智能電網(wǎng)、動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中具有重要的效果。

溫度的改變對(duì)OPLC運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、參數(shù)丈量準(zhǔn)確度具有較大的影響，樹(shù)立OPLC的熱路模型具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)OPLC品種繁復(fù)、結(jié)構(gòu)各異的特色，提出了一種依據(jù)疊加原理的OPLC熱路模型建模辦法，首要將不對(duì)稱的OPLC等效成幾個(gè)對(duì)稱的子模型別離建模，然后使用疊加原理將各模型疊加。

在此基礎(chǔ)上，使用粒子群算法完成模型參數(shù)辨識(shí)，進(jìn)步參數(shù)精度，得到準(zhǔn)確的熱路模型，從而完成OPLC不同方位溫度的準(zhǔn)確核算。該文以四纜芯OPLC為例樹(shù)立OPLC熱路模型，經(jīng)過(guò)仿真剖析和試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了所提辦法的有用性。

近年來(lái)，人們對(duì)海量信息的需求導(dǎo)致通訊信息傳輸速率越來(lái)越高，光纖作為優(yōu)質(zhì)的通訊媒質(zhì)得到了廣泛的使用。光纖的架起進(jìn)程需求很多的資源，將光纖復(fù)合到電力電纜中，能夠削減資源糟蹋及裝置周期。

光纖復(fù)合低壓電纜（Optical Fiber Composite Low-Voltage Cable,OPLC）將光單元與電力電纜相結(jié)合，避免了重復(fù)布線，削減了建造費(fèi)用，縮短了施工周期。OPLC的使用有用處理了光接入網(wǎng)“終究一公里”的難題。OPLC對(duì)建造智能電網(wǎng)、完成動(dòng)力互聯(lián)具有重要的效果。

OPLC穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，纜芯溫度不超越90℃。當(dāng)OPLC線芯出現(xiàn)短路時(shí)，5 s內(nèi)線芯溫度將到達(dá)160℃左右。此刻，纜芯溫度過(guò)高，金屬材料或許出現(xiàn)退火現(xiàn)象，損害OPLC安全運(yùn)轉(zhuǎn)；還會(huì)使OPLC中光單元受熱變形，導(dǎo)致光信號(hào)傳輸中止，損害通訊體系。因而，把握OPLC不同運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下溫度場(chǎng)散布具有重要意義。

現(xiàn)在，經(jīng)過(guò)樹(shù)立熱路模型取得電力設(shè)備溫度場(chǎng)散布的辦法使用較為廣泛。例如，有學(xué)者對(duì)電纜纜芯溫度不同的丈量辦法進(jìn)行比照剖析，論述了熱路模型剖析電纜溫度散布的長(zhǎng)處，一起對(duì)電力電纜熱路模型的樹(shù)立、參數(shù)的獲取進(jìn)行了翔實(shí)的論述，但樹(shù)立纜芯熱路模型時(shí)沒(méi)有考慮發(fā)熱纜芯不對(duì)稱問(wèn)題對(duì)溫度場(chǎng)散布的影響。

有研討將疊加原理使用于傳熱模仿，能夠準(zhǔn)確地得出節(jié)點(diǎn)溫度。經(jīng)過(guò)有限元法驗(yàn)證了疊加原理取得節(jié)點(diǎn)溫度具有很好地一致性。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了疊加原理取得模型的可靠性。別的，其他研討者對(duì)OPLC不同狀況下溫度散布及光單元傳輸特性的影響進(jìn)行了深化的剖析，但沒(méi)有樹(shù)立熱路模型，溫度的獲取僅經(jīng)過(guò)模型仿真，無(wú)法完成溫度的實(shí)時(shí)核算。

現(xiàn)在，關(guān)于OPLC熱路模型的建模辦法沒(méi)有有深化的研討，本文參閱電纜等熱路模型的建模辦法，結(jié)合OPLC實(shí)踐結(jié)構(gòu)，提出了依據(jù)疊加原理的熱路模型建模辦法，經(jīng)過(guò)粒子群算法進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)優(yōu)化模型參數(shù)，減小了模型溫度核算差錯(cuò)。

經(jīng)過(guò)疊加原理樹(shù)立OPLC熱路模型，完成了OPLC溫度散布的準(zhǔn)確核算，處理了OPLC離線檢測(cè)時(shí)，因離線與在線兩種狀況下纜芯內(nèi)部電流巨細(xì)不同，導(dǎo)致溫度不同，從而導(dǎo)致參數(shù)檢測(cè)差錯(cuò)較大的問(wèn)題，對(duì)保證OPLC的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義。

OPLC的電壓一般在0.6kV/1kV及以下，品種繁復(fù)。以內(nèi)部纜芯數(shù)目及穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通電纜芯對(duì)稱聯(lián)系分類(lèi)，可分為對(duì)稱的單纜芯、雙纜芯、三纜芯，不對(duì)稱的四纜芯等類(lèi)型。

依據(jù)OPLC的典型結(jié)構(gòu)可知，不同纜芯數(shù)目的OPLC熱路模型的結(jié)構(gòu)不同。單纜芯、雙纜芯、三纜芯OPLC運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，因悉數(shù)纜芯均發(fā)熱且經(jīng)過(guò)電流巨細(xì)相同，即發(fā)熱量相同，故其熱路模型是對(duì)稱散布的，各纜芯的溫度相同。

以纜芯為開(kāi)始節(jié)點(diǎn)由內(nèi)向外順次設(shè)置節(jié)點(diǎn)，樹(shù)立熱路模型。四纜芯OPLC正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因發(fā)熱纜芯不對(duì)稱，導(dǎo)致其溫度場(chǎng)散布出現(xiàn)不均勻狀況，無(wú)法直接樹(shù)立熱路模型。本文選用依據(jù)疊加定理的建模辦法，有用地處理了四纜芯等溫度場(chǎng)散布不對(duì)稱導(dǎo)致OPLC熱路模型建模困難的問(wèn)題。

本文結(jié)合工程試驗(yàn)要求的試驗(yàn)OPLC，以型號(hào)為OPLC-ZC-YJV22-0.6/1.4×240+GXT-12B1的變電站至樓宇配電柜間的四纜芯OPLC為研討目標(biāo)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

由圖2能夠看出，OPLC的內(nèi)部纜芯與光單元并不直接觸摸，纜芯由絕緣層包裹。OPLC安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)相線中有電流經(jīng)過(guò)，中性線無(wú)電流經(jīng)過(guò)，導(dǎo)致熱源是不對(duì)稱的。因?yàn)镺PLC內(nèi)部具有光單元，也使得熱路模型不對(duì)稱。

故本文別離樹(shù)立四纜芯發(fā)熱時(shí)、單纜芯發(fā)熱時(shí)的熱路模型，選用疊加原理樹(shù)立OPLC實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)三纜芯發(fā)熱的熱路模型，并樹(shù)立OPLC光纖方位熱路模型，經(jīng)過(guò)核算求得光纖方位溫度，終究完成對(duì)OPLC各方位溫度的準(zhǔn)確核算。

定論

本文提出了一種依據(jù)疊加原理的OPLC熱路模型建模辦法，有用地處理了多纜芯OPLC熱路模型不對(duì)稱導(dǎo)致建模困難的問(wèn)題，以四纜芯為例具體地介紹了多纜芯不對(duì)稱熱路模型的建模辦法，并選用粒子群算法進(jìn)行熱路模型參數(shù)辨識(shí)，優(yōu)化了模型參數(shù)，有用地改進(jìn)了熱路模型建模后模型參數(shù)精度低一級(jí)問(wèn)題。

終究經(jīng)過(guò)COMSOL仿真及建立溫度丈量試驗(yàn)渠道兩種辦法驗(yàn)證了熱路模型建模辦法的可行性。經(jīng)過(guò)疊加原理及優(yōu)化OPLC熱路模型參數(shù)，準(zhǔn)確了OPLC不同方位的溫度值，從而進(jìn)步了OPLC參數(shù)檢測(cè)精度。