CN110880735B - 一种中压配电网超导电缆自启动的方法 - Google Patents

一种中压配电网超导电缆自启动的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中压配电网超导电缆自启动的方法，其包括步骤：步骤S1，通过超导电缆光纤差动保护动作判断是否电缆本体短路故障；步骤S2，判断保护动作是否为超导电缆非电气量保护动作；步骤S3，计算超导电缆的失超恢复时间tre；步骤S4，检测超导电缆液氮的温度、压力及流量是否恢复正常；步骤S5，判断计时时间t是否大于失超恢复时间tre。实施本发明，实现外部电网故障下的超导电缆自恢复控制功能，提高电网供电可靠性。

Description

一种中压配电网超导电缆自启动的方法
技术领域
本发明属于超导电缆领域，涉及中压配电网超导电缆自启动的方法。
背景技术
高温超导电缆具有大容量、低损耗、节约能源和环保等优势，使得超导电缆在提升电网传输容量、升级现有电力系统和建设新电力系统中都具有良好的应用前景,与常规电缆相比具有明一定的优势。
目前超导电缆仍然处于不成熟阶段，受超导带材、电缆安装工艺、制冷等问题影响，供电可靠性较差，仍然存在故障跳闸导致用户失压的风险。而且在外部故障时，流经超导本体的电流值已经超导电缆临界电流，超导电缆处于失超状态。
超导电缆在挂网运行后，使其退出运行的原因主要为超导电缆系统故障和外部电网故障，其中超导电缆系统故障包括制冷系统故障和电缆本体故障。当超导电缆因超导电缆系统故障而退出运行时，需要停电检修，在排除故障之后方可再次投入运行(手动)；当超导电缆因外部电网故障引起失超而退出运行时，由于超导电缆系统本身并没有发生故障，理应在超导电缆本体恢复超导态后，尽快自动投入运行，如何实现外部电网故障下的超导电缆自恢复控制功能在现有技术中是一大难点。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供中压配电网超导电缆自启动的方法，解决外部电网故障下的超导电缆自恢复控制功能的问题。
本发明提供中压配电网超导电缆自启动的方法，其包括如下步骤：
步骤S1，通过超导电缆光纤差动保护动作判断是否电缆本体短路故障；
步骤S2，判断保护动作是否为超导电缆非电气量保护动作；
步骤S3，计算超导电缆的失超恢复时间tre；
步骤S4，检测超导电缆液氮的温度、压力及流量是否恢复正常；
步骤S5，判断计时时间t是否大于失超恢复时间tre。
进一步，在步骤S1中，判断是否电缆本体短路故障具体过程为，判断超导电缆的两侧开关安装的常规光纤差动保护装置是否存在差动保护动作，若存在则判定为本体短路故障，进行闭锁自恢复控制，超导电缆继续推出运行，若不存在判定为非本体短路故障，进行步骤S2。
进一步，所述光纤差动保护具体通过判断两端电流矢量差，当达到设定的动作值时，启动动作元件。
进一步，在步骤S2中，判断保护动作是否为超导电缆非电气量保护动作的具体过程为，判断超导电缆两侧开关安装的非电量保护装置的是否进行非电气量保护动作，若是非电气量保护动作，则闭锁自恢复管制，超导电缆继续推出运行，若不是非电气量保护动作，则进行步骤S3。
进一步，在步骤S2中，所述超导电缆的非电量保护包括，超导电缆入口温度越限、超导电缆出口温度越限制、超导电缆温升越限、超导电缆进、出口压力差过压越限、超导电缆进、出口压力差欠压越限、超导电缆沿线各点温度越限、超导电缆平均温度越限、超导电缆沿线失超宽度越限制、超导电缆总失超宽度占比越限。
进一步，在步骤S3中，根据以下公式计算超导电缆的失超恢复时间tre：
tsc-re＝f(If，tcx，T，...)
进一步，超导电缆自恢复时间为，
tre＝tsc-re+Δtre
其中，If′为故障电流的大小，tcx为故障持续时间，T为超导电缆退出运行时的温度，Δtre为失超恢复的时间裕度。
进一步，在步骤S4中，通过超导电缆液氮内部安装的采集器检测超导电缆的液氮的温度、压力和流量，如果超导电缆液氮的温度、压力和流量恢复正常，则进行记时得到t，如果超导电缆液氮的温度、压力和流量没有恢复正常，则计时清零并重新执行步骤S4。
进一步，在步骤S5中，判断计时时间t是否大于失超恢复时间tre的具体过程为，如果计时时间t大于失超恢复时间tre，则将超导电缆重新投入，即重新合上超导电缆两侧开关，如果计时时间t不大于失超恢复时间tre，则继续执行步骤S5。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供中压配电网超导电缆自启动的方法，通过区分超导电缆系统故障和外部电网故障，从超导电缆短路保护的动作情况判断是否为超导电缆短路，从非电气量保护的动作情况可判断是否为制冷系统故障，合理确定自恢复时间，该时间应大于超导电缆断流后由失超态转化为超导态所需时间，实现外部电网故障下的超导电缆自恢复控制功能，提高电网供电可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明提供的中压配电网超导电缆自启动的方法一个实施例的主流程示意图。
图2为本发明提供的中压配电网超导电缆自启动的方法一个实施例的逻辑示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1和图2所示，是出了本发明提供的中压配电网超导电缆自启动的方法的一个实施例的主流程示意图，在本实施例中，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，通过超导电缆光纤差动保护动作判断是否电缆本体短路故障；
具体一个实施例中，判断是否电缆本体短路故障具体过程为，判断超导电缆的两侧开关安装的常规光纤差动保护装置是否存在差动保护动作，若存在则判定为本体短路故障，进行闭锁自恢复控制，超导电缆继续推出运行，若不存在判定为非本体短路故障，进行步骤S2；光纤差动保护主要是通过判断两端电流矢量差，当达到设定的动作值时，启动动作元件。
步骤S2，判断保护动作是否为超导电缆非电气量保护动作；
具体一个实施例中，判断保护动作是否为超导电缆非电气量保护动作的具体过程为，判断超导电缆两侧开关安装的非电量保护装置的是否进行非电气量保护动作，若是非电气量保护动作，则闭锁自恢复管制，超导电缆继续推出运行，若不是非电气量保护动作，则进行步骤S3；
具体的，所述超导电缆的非电量保护包括，超导电缆入口温度越限、超导电缆出口温度越限制、超导电缆温升越限、超导电缆进、出口压力差过压越限、超导电缆进、出口压力差欠压越限、超导电缆沿线各点温度越限、超导电缆平均温度越限、超导电缆沿线失超宽度越限制、超导电缆总失超宽度占比越限，所有这些超导电缆本体相关任一非电量检测值超过整定值越限后的非电量保护动作。
步骤S3，计算超导电缆的失超恢复时间tre；
具体一个实施例中，根据以下公式计算超导电缆的失超恢复时间tre：
失超恢复时间与故障电流大小、持续时间、电缆本体温度等因素有关，具体可用以下公式表示，
tsc-re＝f(If，tcx，T，...)
进一步，超导电缆自恢复时间为，
tre＝tsc-re+Δtre
其中，If′为故障电流的大小，tcx为故障持续时间，T为超导电缆退出运行时的温度，Δtre为失超恢复的时间裕度。
步骤S4，检测超导电缆液氮的温度、压力及流量是否恢复正常；
具体一个实施例中，通过超导电缆液氮内部安装的采集器检测超导电缆的液氮的温度、压力和流量，如果超导电缆液氮的温度、压力和流量恢复正常，则进行记时得到t，如果超导电缆液氮的温度、压力和流量没有恢复正常，则计时清零并重新执行步骤S4。
步骤S5，判断计时时间t是否大于失超恢复时间tre；
具体一个实施例中，判断计时时间t是否大于失超恢复时间tre的具体过程为，如果计时时间t大于失超恢复时间tre，则将超导电缆重新投入，即重新合上超导电缆两侧开关，如果计时时间t不大于失超恢复时间tre，则继续执行步骤S5。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供中压配电网超导电缆自启动的方法,通过区分超导电缆系统故障和外部电网故障，从超导电缆短路保护的动作情况判断是否为超导电缆短路，从非电气量保护的动作情况可判断是否为制冷系统故障，合理确定自恢复时间，该时间应大于超导电缆断流后由失超态转化为超导态所需时间，实现外部电网故障下的超导电缆自恢复控制功能，提高电网供电可靠性。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种中压配电网超导电缆自启动的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，通过超导电缆光纤差动保护动作判断是否电缆本体短路故障；在步骤S1中，判断是否电缆本体短路故障具体过程为，判断超导电缆的两侧开关安装的常规光纤差动保护装置是否存在光纤差动保护动作，若存在则判定为本体短路故障，进行闭锁自恢复控制，超导电缆继续退出运行，若不存在则判定为非本体短路故障，进行步骤S2；
步骤S2，判断保护动作是否为超导电缆非电气量保护动作；在步骤S2中，所述判断保护动作是否为超导电缆非电气量保护动作的具体过程为，判断超导电缆两侧开关安装的非电量保护装置是否进行非电气量保护动作，若是非电气量保护动作，则闭锁自恢复控制，超导电缆继续退出运行，若不是非电气量保护动作，则进行步骤S3；
步骤S3，计算超导电缆的失超恢复时间
Figure 245521DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤S4，通过超导电缆液氮内部安装的采集器检测超导电缆的液氮的温度、压力和流量，如果超导电缆液氮的温度、压力和流量恢复正常，则进行计时得到计时时间t，如果超导电缆液氮的温度、压力和流量没有恢复正常，则计时清零并重新检测超导电缆液氮的温度、压力及流量是否恢复正常；
步骤S5，判断计时时间
Figure 848410DEST_PATH_IMAGE002
是否大于失超恢复时间
Figure 381022DEST_PATH_IMAGE001
；在步骤S5中，判断计时时间
Figure 111081DEST_PATH_IMAGE002
是否大于失超恢复时间
Figure 311118DEST_PATH_IMAGE001
的具体过程为，如果计时时间
Figure 570061DEST_PATH_IMAGE002
大于失超恢复时间
Figure 589969DEST_PATH_IMAGE001
，则将超导电缆重新投入，即重新合上超导电缆两侧开关，如果计时时间
Figure 608872DEST_PATH_IMAGE002
不大于失超恢复时间，则继续执行步骤S5。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述光纤差动保护具体通过判断两端电流矢量差，当达到设定的动作值时，启动动作元件。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述超导电缆的非电气量保护包括，超导电缆入口温度越限、超导电缆出口温度越限、超导电缆温升越限、超导电缆进出口压力差过压越限、超导电缆进出口压力差欠压越限、超导电缆沿线各点温度越限、超导电缆平均温度越限、超导电缆沿线失超宽度越限或超导电缆总失超宽度占比越限。
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