CN110224380A - 海缆架空混合线路智能重合闸系统 - Google Patents

海缆架空混合线路智能重合闸系统 Download PDF

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沈宝兴
於国芳
盛海华
林琳
吴星昂
戚宣威
王松
陆承宇
姜涛
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Abstract

本发明公开了一种海缆架空混合线路智能重合闸系统，包括全光纤电流互感器和海缆就地差动保护装置，海缆两端分别装设有全光纤电流互感器以实现海缆两端电流的传感，海缆就地差动保护实现海缆线路的差动电流采集、计算及处理，从而判断故障点是否位于海缆的内部，若海缆就地差动保护计算出故障点位于海缆内部，则通过通信光纤分别向两侧变电站内的相关保护装置发送重合闸闭锁信号。本发明的优点是：在海缆终端站内构建海缆线路单独的差动保护，以实现海缆线路内部故障的判断，若判出故障处于海缆线路内部，则向海缆‑架空混合线路两侧变电站内的相关保护装置发送重合闸闭锁信号，以实现闭锁重合闸的功能，从而防止保护重合于海缆故障。

Description

海缆架空混合线路智能重合闸系统
技术领域
本发明涉及海缆架空混合线路智能重合闸系统。
背景技术
电力系统中约90％短路故障为瞬时性单相接故障。在继电保护动作切除短路故障后，电弧将自动熄灭，绝大多数情况下短路点处的绝缘可以自动恢复。自动重合闸技术可以在故障切除后快速恢复系统供电、提高电力系统的暂态稳定水平，是电力系统重要的安全自动控制手段。
随着电力系统的快速发展，海底电缆、城市地下配电电缆广泛的投入运行，现场存在大量的电缆-架空混合线路，这给传统的重合闸技术带来了新的挑战。架空线发生的故障，绝大部分为瞬时性故障。而电缆线路的故障大部分是由于制造上的瑕疵或经过一段时间的使用使得绝缘下降等原因造成短路故障，这些故障都是永久性故障。若对混合线路的故障区段不加判断而直接进行重合闸，则有可能导致重合于永久性的电缆故障，导致电缆再次受到冲击而损毁，影响设备和系统的安全稳定运行。因此，需要采用智能重合闸技术对故障区段进行判断，当故障发生在架空线路时要保护装置启动断路器重合闸，而故障发生在电缆上时则闭锁重合闸。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种海缆架空混合线路智能重合闸系统。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种海缆架空混合线路智能重合闸系统，包括全光纤电流互感器和海缆就地差动保护装置，所述海缆两端分别装设有所述全光纤电流互感器以实现海缆两端电流的传感，所述海缆就地差动保护实现海缆线路的差动电流采集、计算及处理，从而判断故障点是否位于海缆的内部，若海缆就地差动保护计算出故障点位于海缆内部，则通过通信光纤分别向两侧变电站内的相关保护装置发送重合闸闭锁信号。
优选的，所述全光纤电流互感器用于实现海缆两侧一次电流的测量，在不破坏原有一次设备的结构且便于安装前提下，分别安装于海缆两侧终端站内的出线上，通过基于法拉第磁光效应，通过利用磁场对偏振光角度的影响原理以测量一次电流的大小。
优选的，所述海缆就地差动保护配置在海缆两侧的终端站内，利用所安装的全光纤电流互感器对本侧海缆的就地电流信息进行采集和处理，并利用海缆两端之间的通信光纤实现海缆两端电流信息的通信，以实现海缆差动电流的计算，从而判断故障点是否位于海缆内部。海缆就地差动保护的安装柜具有高防护性能，可以适应海边运行环境，且采用UPS电源对保护装置进行供能，具备高供电可靠性。
优选的，若所述海缆就地差动保护计算出故障点位于海缆内部，则海缆就地差动保护装置通过通信光纤分别向海缆-架空混合线路两侧变电站内的相关保护装置发送重合闸闭锁信号，以实现闭锁重合闸的功能，闭锁信号通过变电站内的GOOSE网络进行传输。
优选的，所述的海缆就地差动保护装置通过光纤分别与本侧变电站内的MMS网络相连，以远程实现保护设备状态信息的监视和保护定值的修改。
优选的，所述的安装于海缆两侧的海缆就地差动保护装置应能获取对侧装置的运行状况，可在对侧装置异常时及时告警并可靠闭锁两侧变电站的重合闸。
通过使用本发明，可以实现以下效果：在海缆终端站内构建海缆线路单独的差动保护，以实现海缆线路内部故障的判断，若判出故障处于海缆线路内部，则向海缆-架空混合线路两侧变电站内的相关保护装置发送重合闸闭锁信号，以实现闭锁重合闸的功能，从而防止保护重合于海缆故障。
附图说明
图1是本发明实施例中的整体系统示意图；
图2是本发明实施例中的海缆就地差动保护装置示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参阅图1为本发明海缆架空混合线路智能重合闸系统的实施例，一种海缆架空混合线路智能重合闸系统，包括：安装于海缆两端的全光纤电流互感器、海缆就地差动保护7以及与变电站1内控制保护设备相连的通信网络。
全光纤电流互感器在不破坏原有一次设备的结构且便于安装前提下，分别安装与海缆两侧终端站2内的海缆出线上，用于实现海缆两侧一次电流的测量。
海缆就地差动保护7配置在海缆两侧的终端站2内，该装置利用所安装的全光纤电流互感器对本侧海缆的就地电流信息进行采集处理，并利用海缆两端之间的通信光纤实现海缆两端电流信息的交互通信，以实现海缆差动电流的计算。
若所述海缆就地差动保护7计算出故障点位于海缆内部，则海缆就地差动保护7装置通过通信光纤分别向海缆-架空混合线路两侧变电站1内的相关保护装置发送重合闸闭锁信号，以实现闭锁重合闸的功能，闭锁信号通过站内的GOOSE网络4进行传输。
所述的海缆就地差动保护7装置通过光纤分别与本侧变电站1内的MMS网络6相连，以远程实现保护设备状态信息的监视和保护定值的修改。
所述的安装于海缆两侧的海缆就地差动保护7装置应能获取对侧装置的运行状况，可在对侧装置异常时及时告警并可靠闭锁两侧变电站1的重合闸。
图1中左侧变电站1内的后台计算机5通过MMS网络6连接左侧终端站2内的电缆就地差动保护，左侧变电站1内的开关保护3也通过GOOSE网络4连接左侧终端站2内的电缆就地差动保护和右侧终端站2内的电缆就地差动保护，左侧终端站2内的海缆就地差动保护7还连接站内的全光纤电流传感器8；而右侧的变电站1内后台计算机5通过MMS网络6连接左侧终端站2内的电缆就地差动保护，右侧变电站1内的开关保护3也通过GOOSE网络4连接右侧终端站2内的电缆就地差动保护和左侧终端站2内的电缆就地差动保护，右侧终端站2内的海缆就地差动保护7还连接站内的全光纤电流传感器8。
结合附图2，具体的，就海缆就地差动保护7装置安装于海缆终端站2内，其安装柜具有IP56防护性能，可以适应海边的运行环境，且采用UPS电源10对保护装置进行供能，UPS电源10连接在220V交流电源11上，具备高供电可靠性。海缆就地差动保护7装置设备采用集成化的设计理念，融合实现全光纤互感器的偏振光信号调制解调、海缆线路差流判断、重合闸闭锁信号送出等功能，能够适应就地柜紧凑的安装环境。本侧海缆就地差动保护7装置分别通过一对通讯光纤连接闭锁装置9和对侧海缆就地差动保护7装置，还通过三相保偏光纤测量电流的偏振信号检测全光纤电流传感器8。
海缆就地差动保护7设备利用三套全光纤电流互感器(三根保偏光纤)测量三相电流对应的偏振光信号，并对偏振光信号进行调制解调以处理获取实际一次电流采样值；利用一对通信光纤完成和对侧保护之间的电流信息交互，以实现海缆线路差动电流的计算，从而判断故障点是否位于海缆线路内部；利用两对通信光纤实现与两侧变电站1内GOOSE网络4的信息交互，以实现闭锁重合闸信息的发送；利用两对光纤分别与本侧变电站1内的MMSA网络和B网络相连，以远程实现保护设备状态信息的监视和保护定值的修改。本侧海缆就地差动保护7设备利用差动保护的通信通道，监视对侧海缆就地差动保护7设备的运行状态，可在对侧装置异常时及时告警并向两侧变电站1发送重合闭锁信号，实现重合闸的可靠闭锁。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (6)

1.海缆架空混合线路智能重合闸系统，其特征在于，包括全光纤电流互感器和海缆就地差动保护装置，所述海缆两端分别装设有所述全光纤电流互感器以实现海缆两端电流的传感，所述海缆就地差动保护实现海缆线路的差动电流采集、计算及处理，从而判断故障点是否位于海缆的内部，若海缆就地差动保护计算出故障点位于海缆内部，则通过通信光纤分别向两侧变电站内的相关保护装置发送重合闸闭锁信号。
2.根据权利要求1所述的海缆架空混合线路智能重合闸系统，其特征在于：所述全光纤电流互感器用于实现海缆两侧一次电流的测量，在不破坏原有一次设备的结构且便于安装前提下，分别安装于海缆两侧终端站内的出线上，通过基于法拉第磁光效应，通过利用磁场对偏振光角度的影响原理以测量一次电流的大小。
3.根据权利要求1所述的海缆架空混合线路智能重合闸系统，其特征在于：所述海缆就地差动保护配置在海缆两侧的终端站内，利用所安装的全光纤电流互感器对本侧海缆的就地电流信息进行采集和处理，并利用海缆两端之间的通信光纤实现海缆两端电流信息的通信，以实现海缆差动电流的计算，从而判断故障点是否位于海缆内部。
4.根据权利要求3所述的海缆架空混合线路智能重合闸系统，其特征在于：所述海缆就地差动保护计算出故障点位于海缆内部，则海缆就地差动保护装置通过通信光纤分别向海缆-架空混合线路两侧变电站内的相关保护装置发送重合闸闭锁信号，以实现闭锁重合闸的功能，闭锁信号通过变电站内的GOOSE网络进行传输。
5.根据权利要求3所述的海缆架空混合线路智能重合闸系统，其特征在于：所述海缆就地差动保护装置通过光纤分别与本侧变电站内的MMS网络相连，以远程实现保护设备状态信息的监视和保护定值的修改。
6.根据权利要求3所述的海缆架空混合线路智能重合闸系统，其特征在于：所述的安装于海缆两侧的海缆就地差动保护装置获取对侧装置的运行状况，在对侧装置异常时及时告警并可靠闭锁两侧变电站的重合闸。
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