隨著電力網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展,電力電纜由于其獨特的優(yōu)勢,得到了廣泛的應(yīng)用。電力電纜溫度既反映了電纜的運(yùn)行狀況,也決定了電纜電流的傳輸能力,對電力電纜溫度的監(jiān)測具有重大的意義。分布式光纖測溫技術(shù)具有良好的電絕緣性,不易受酸堿腐蝕、強(qiáng)抗電磁干擾能力等優(yōu)點,十分適用于電力電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)。因此,本文設(shè)計了一種電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)。基于分布式光纖測溫的傳感特性,分析介紹了光纖拉曼散射測溫原理和光時域反射原理,并對分布式光纖測溫的傳統(tǒng)溫度解調(diào)方法進(jìn)行了詳細(xì)的說明。依據(jù)分布式光纖測溫測得的電纜外皮溫度,利用電力電纜溫度場的特性和電纜的熱路模型,建立了電纜導(dǎo)體溫度計算模型,實現(xiàn)對電纜導(dǎo)體溫度與載流量的計算。結(jié)合光纖測溫傳感特性和建立的電纜導(dǎo)體溫度計算模型設(shè)計了一種電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng),對主要的組成器件選型和關(guān)鍵性能指標(biāo)進(jìn)行了分析說明。為了得到更加精準(zhǔn)的溫度測量結(jié)果,彌補(bǔ)傳統(tǒng)溫度解調(diào)方法測量誤差較大、測溫精度較低等不足,利用Monte-Carlo法建立DTS傳感模型,利用自適應(yīng)慣性權(quán)重的PSO算法對建立的DTS傳感模型進(jìn)行參數(shù)辨識。搭建了相應(yīng)的分布式光纖測溫系統(tǒng)實驗平臺,對建立的DTS傳感模型進(jìn)... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)原理及設(shè)計
    2.1 分布式光纖測溫原理
        2.1.1 基于拉曼散射的測溫原理
        2.1.2 拉曼散射測溫的溫度解調(diào)原理
        2.1.3 光時域反射原理
    2.2 電力電纜導(dǎo)體溫度和載流量的計算
        2.2.1 電纜結(jié)構(gòu)
        2.2.2 溫度場熱量傳遞方式
        2.2.3 電纜的熱路模型
        2.2.4 電纜導(dǎo)體溫度計算模型的建立及載流量的計算
    2.3 電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)的設(shè)計
        2.3.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成
        2.3.2 系統(tǒng)的主要器件選型
        2.3.3 系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)的傳感模型建立及參數(shù)辨識
    3.1 基于Monte-Carlo法的溫度解調(diào)傳感模型的建立
    3.2 DTS傳感模型的參數(shù)辨識與優(yōu)化
        3.2.1 DTS傳感模型參數(shù)辨識原理
        3.2.2 適應(yīng)度函數(shù)的選取
        3.2.3 PSO算法的改進(jìn)
        3.2.4 自適應(yīng)慣性權(quán)重PSO算法參數(shù)影響的分析
        3.2.5 自適應(yīng)慣性權(quán)重PSO算法辨識結(jié)果
    3.3 本章小結(jié)
第4章 電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)的實驗與仿真分析
    4.1 分布式光纖測溫系統(tǒng)的實驗內(nèi)容與仿真分析
        4.1.1 實驗平臺的搭建
        4.1.2 DTS傳感模型的實驗誤差分析
        4.1.3 DTS空間分辨率準(zhǔn)確性實驗分析
        4.1.4 DTS傳感模型溫度監(jiān)測實驗分析
    4.2 電纜導(dǎo)體溫度計算模型的有限元仿真驗證
        4.2.1 電纜溫度場的控制方程
        4.2.2 邊界條件
        4.2.3 電纜溫度場有限元模型的建立
        4.2.4 電纜導(dǎo)體溫度計算模型的有限元仿真驗證
    4.3 地下電纜載流量的影響因素分析
        4.3.1 土壤溫度
        4.3.2 土壤熱阻系數(shù)
        4.3.3 空氣溫度
        4.3.4 電纜埋設(shè)深度
        4.3.5 電纜敷設(shè)間距
        4.3.6 提高地下直埋電纜載流量的建議
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]計算電纜導(dǎo)體暫態(tài)溫度的粒子群優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)新方法[J]. 吳炬卓,肖笛,牛海清.  電器與能效管理技術(shù). 2018(03)
[3]基于拉曼散射的分布式光纖直流電纜測溫系統(tǒng)[J]. 葛鴻翔,單鴻濤,馬強(qiáng),張艷杰.  電子科技. 2017(12)
[4]基于拉曼散射的分布式光纖測溫系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J]. 楊洋.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2017(12)
[5]粒子群算法的改進(jìn)及其在優(yōu)化函數(shù)中的應(yīng)用[J]. 馬發(fā)民,張林,王錦彪.  計算機(jī)與數(shù)字工程. 2017(07)
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博士論文
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碩士論文
[1]電力電纜分布式光纖在線測溫系統(tǒng)的研究[D]. 張昊陽.燕山大學(xué) 2019
[2]土壤直埋電力電纜實時動態(tài)載流量評估系統(tǒng)設(shè)計[D]. 王宇翔.河北科技大學(xué) 2017
[3]基于拉曼散射的光纖測溫系統(tǒng)的改進(jìn)與優(yōu)化[D]. 艾幕.大連海事大學(xué) 2017
[4]基于磁流體的電流傳感系統(tǒng)的建模與優(yōu)化[D]. 郝宇.燕山大學(xué) 2017
[5]電力電纜的溫度場和載流量研究[D]. 杜冰冰.鄭州大學(xué) 2016
[6]電力電纜溫度場仿真及在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 焦陽.重慶大學(xué) 2016
[7]分布式拉曼光纖溫度傳感系統(tǒng)性能提升方法研究[D]. 江海峰.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[8]基于光纖測溫的配電電纜運(yùn)行監(jiān)測及其載流能力預(yù)測[D]. 莊小亮.華南理工大學(xué) 2015
[9]電力電纜載流量與溫度場計算軟件設(shè)計[D]. 劉暢.浙江大學(xué) 2015
[10]基于Monte Carlo方法的磁流體微觀結(jié)構(gòu)建模及光學(xué)特性分析[D]. 孫紅娟.東北大學(xué) 2013



本文編號：3671688