为了缓解电力输送需求高速增长但新建电能输送走廊日益困难的现状,集群化敷设方式在新建XLPE电缆线路中的使用越发广泛。在集群敷设电缆的设计过程中,用于指导导体截面选型的基于IEC方法或者国标制定的电缆线路载流能力往往是一个保守值,不利于电缆资源的高效利用。且目前对集群敷设电缆热计算和最优化选型的研究存在以下问题:1)现有研究计算集群敷设电缆导体温度分布时往往假设电缆群中各电缆负荷相同或人为设定负荷数值,缺乏将集群敷设电缆真实负荷分配情况作为输入量引入集群敷设电缆热评估计算的探索;2)现有研究提出的集群敷设电缆热评估计算模型精度不足;3)现有研究缺乏对集群敷设电缆导体截面最优化选型的关注。为了解决上述问题,本文开展了计及线路间负荷关联特性的集群敷设电缆热评估计算和最优化选型研究。建立了以真实负荷分配情况为输入量的集群敷设电缆导体温度表征函数,结合对电缆热评估模型的优化研究实现了对不同运行方式下集群敷设电缆导体温度的准确求解,基于不同运行方式下的导体温度计算结果提出了集群敷设电缆导体截面的最优化选型确定方法。相比于依据IEC方法或国标制定的集群敷设电缆导体截面选型结果,依据本文提出方法确定的导体截面最优化选型结果可以在保证电缆线路安全运行的同时降低电缆线路的投资成本。本文具体研究内容如下:1)研究了集群敷设电缆导体温度表征函数和导体截面最优化选型方法。首先,以110k V电压等级为例介绍了高压电缆网架的典型接线方式和运行方式,针对不同电缆网架接线方式和运行方式分析了集群敷设电缆各电缆负荷间的关联特性,研究了集群敷设电缆负荷分配矩阵的确定方法。随后,讨论了不同运行方式下集群敷设电缆的负荷特性,建立了以负荷分配矩阵为输入量的集群敷设电缆导体温度表征函数,实现对不同运行方式情况下集群敷设电缆的热计算。最后,提出了以集群敷设电缆导体温度表征函数为基础的考虑线路间负荷关联特性的集群敷设电缆导体截面最优化选型方法。2)研究了集群敷设电缆稳态热评估模型的优化方法和导体截面最优化选型基准结果的确定方法。首先,针对缓冲层和铝护套间存在气隙结构的高压电缆,分析了IEC方法用于电缆本体稳态热计算带来误差的原因,考虑绝缘层径向热膨胀的影响提出了基于动态形状因子的电缆内衬层热阻参数修正算法。随后,结合对IEC方法应用于多回路电缆外部环境热响应计算的误差分析,提出了充分考虑电缆间互热效应的优化的集群敷设电缆稳态热计算模型及迭代求解方法。最后,推导了集群敷设电缆稳态导体温度表征函数的通用解析形式,实现对考虑线路间负荷关联特性条件下集群敷设电缆的稳态热计算,进而提出了集群敷设电缆导体截面最优化选型基准结果的确定方法。3)研究了考虑轴向传热影响的电缆线路载流量瓶颈点热评估方法和集群敷设电缆导体截面最优化选型基准结果的修正方法。首先,分析了电缆线路载流量瓶颈点位置的传热过程,建立了电缆的准三维热路模型并给出了模型中各参数的计算方法,基于模型提出了改进的电缆线路载流量瓶颈点热评估方法。随后,以电缆接头为例,验证了提出的准三维热路模型和电缆线路载流量瓶颈点热评估方法的准确性。最后,基于电缆线路载流量瓶颈点热评估方法,实现对集群敷设电缆导体截面最优化选型基准结果能否保证电缆线路载流量瓶颈点的热稳定运行的判定,进而给出了对集群敷设电缆导体截面最优化选型基准结果的修正方法。4)研究了集群敷设电缆动态热评估模型的优化方法和修正后导体截面最优化选型基准结果的校验方法。首先,分析了IEC方法推荐的电缆动态热路模型用于电缆动态热评估的精确度,指出了绝缘层的等效热模型会成为主要误差来源之一,推导了动态绝缘层热容分配系数的计算公式,并解释了连续波动负荷条件下电缆动态热评估过程中采用恒定绝缘层热容分配系数可能引起的误差累计现象。随后,建立了应用绝缘分层方法的改进电缆动态热评估模型,实现了对集群敷设电缆动态导体温度表征函数的求解,提出了优化的集群敷设电缆动态热评估方法。最后,基于提出的集群敷设电缆动态热评估方法,实现对修正后集群敷设电缆导体截面最优化选型结果能否满足电缆动态热稳定性能检验要求的判断,进而提出了对修正后集群敷设电缆导体截面最优化选型基准结果的校验方法,最终确定集群敷设电缆导体截面的最优化选型结果。