[发明专利]一种高温超导电缆的监控保护装置及其监测方法

说明书

本发明提供一种高温超导电缆的监控保护装置，包括远端监控单元、就地监控主机、保护装置以及与所述保护装置通信连接的分布式光纤测温系统、接触式温度传感器、制冷监控系统、电流互感器、电压互感器；高温超导电缆保护与监测系统采用分层式结构，主要分为远端监控单元、就地监控主机和保护装置三大部分，各部分之间相对较为独立，远端监控单元和就地监控主机发生故障均不会影响保护装置的正常运行，可有效确保保护装置高可靠性运行，提高电力系统运行的稳定性和供电可靠性。

技术领域

本发明涉及超导电缆技术领域，具体涉及一种高温超导电缆的监控保护装置及其监测方法。

背景技术

随着用电负荷密度的增长，电力电缆的载荷不断上升。超导电缆因其超强的带载能力，成为保障高负荷长时间供电的解决手段。高温超导电缆保护是保证超导电缆运行安全的重要基础，对整个电网的稳定可靠运行具有重大影响，也是高温超导电缆工程化应用中需要重点解决的关键技术难题。高温超导电缆结构复杂，其故障和异常运行工况以及发生机理与传统输电线路存在较大差异。迄今虽对超导电缆保护开展了多方面的理论和试验研究，但仍处于百家争鸣的初始发展阶段，尚未形成较为成熟的技术方案。

发明内容

本发明旨在提出一种高温超导电缆的监控保护装置，以保证电缆的运行安全，提高电力系统运行的稳定性和供电可靠性。

为此，本发明实施例提出一种高温超导电缆的监控保护装置，所述三相超导电缆一端通过第一终端、第一三相断路器、第一三相电缆、连接所述第一母线，另一端通过第二终端、第二三相断路器、第二三相电缆、连接所述第二母线；所述高温超导电缆系统用于进行所述第一母线与所述第二母线之间的电能传输；所述监控保护装置包括保护装置以及与所述保护装置通信连接的分布式光纤测温系统、接触式温度传感器、制冷监控系统、电气量采集系统，所述电气量采集系统包括第一电流传感器、第二电流传感器和电压互感器；

所述分布式光纤测温系统用于采集高温超导电缆的沿线温度信号；

所述接触式温度传感器用于采集高温超导电缆的电缆接头处的接头温度信号；

所述制冷监控系统包括多个传感器，所述多个传感器分别用于采集高温超导电缆的制冷系统的液氮温度信号、液氮压力信号和液氮流量信号；

所述第一电流互感器用于采集第一三三相电缆上的三相电流信号I_a,b,c；

所述第二电流互感器用于采集第一三三相电缆上的零序电流信号I₀；

所述电压互感器用于采集所述第一母线的三相电压信号U_a,b,c；

所述保护装置用于接收所述超导电缆的运行状态信息，并根据所述超导电缆的运行状态信息以及预设判据判断高温超导电缆是否故障，当故障时输出跳闸信号至所述第一三相断路器；其中所述超导电缆的运行状态信息包括所述沿线温度信号、接头温度信号、液氮温度信号、液氮压力信号、液氮流量信号、三相电流信号、零序电流信号、三相电压信号。

可选地，所述监控保护装置还包括就地监控主机和远端监控单元，所述就地监控主机通过光纤与远端监控单元通信连接，并通过以太网与所述保护装置通信连接；

所述就地监控主机用于下发操作指令至所述保护装置以对所述保护装置进行运行调试管理，接收所述保护装置上传的所述超导电缆的运行状态信息和保护装置的故障判断结果，存储所述超导电缆的运行状态信息，根据所述保护装置的故障判断结果生成故障报告，以及将所述超导电缆的运行状态信息和故障报告发送给所述远端监控单元；

所述远端监控单元用于接收来自所述就地监控主机的所述超导电缆的运行状态信息和故障报告，并通过专用数据通道将所述超导电缆的运行状态信息和故障报告传送给调度中心；以及，接收来自调度中心的控制指令，并下发给就地监控主机。

可选地，所述保护装置包括：