[發明專利]一種基于電纜沿線溫度變化波形的電纜保護系統及其方法

有效

• 申請號: 202011386143.2
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112467692B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 吳小辰;李敏虹;胡子珩;謝宏;章彬;汪楨子;王琦;汪偉;黃福全;鞏俊強;余鵬
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 徐文城

本發明提供一種基于電纜沿線溫度變化波形的電纜保護系統及其方法，所述系統包括：測溫光纖用于測量高溫超導電纜的沿線溫度；監控系統包括數據接收單元、波形特征獲取單元和指令生成單元，數據接收單元用于接收測溫光纖所檢測的沿線溫度；波形特征獲取單元用于根據沿線溫度獲得高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖；指令生成單元用于根據溫度變化波形特征圖確定是否生成切除指令或告警指令，并將切除指令下發給保護裝置，或將告警指令下發給告警器；告警器用于響應于接收到告警指令，進行高溫超導電纜失超告警；保護裝置用于響應于接收到切除指令，切除高溫超導電纜。通過本發明，能夠提高根據高溫超導電纜溫度參數進行電纜失超判斷的準確性。

技術領域

本發明涉及高溫超導電纜技術領域，具體涉及一種基于電纜沿線溫度變化波形的電纜保護系統及其方法。

背景技術

隨著用電負荷密度的增長，電力電纜的載荷不斷上升。超導電纜因其超強的帶載能力，成為保障高負荷長時間供電的解決手段。國內已建成首條公里級超導電纜，超導電纜的建設應用及運維管理技術正日益成熟。

引發超導電纜失超故障的因素較多，主要包括冷卻系統故障、超導電纜本體異常、電力系統短路故障等。其中，高溫超導電纜本體的溫度是判斷高溫超導電纜本體異常的重要判據，目前主要是采用熱電偶或熱電阻進行溫度檢測，當檢測的溫度大于設定閾值時，判斷是超導電纜本體異常，并進行超導電纜切除保護。

傳統熱電偶或熱電阻的溫度傳感器點式測量，例如，以PT100鉑電阻傳感器測量一根500m長的電纜的溫度分布，若每隔1米布置一個傳感器，則需要在電纜內部安裝500個傳感器探頭，每個傳感器需要4根信號線，則共有2000根信號線，每根信號線需要沿電纜連接到測控監控系統。若要得到更準確的溫度分布，則需要更多傳感器和信號線。如此大量的信號線會給布線、出線以及電纜制作帶來很大的困難，也會對高溫超導電纜的本身結構和其絕緣性能造成不利影響，這在工程實踐應用中是不可能實現的。

此外，高溫超導電纜一般運行于高壓大電流條件下，傳統熱電偶或熱電阻的溫度傳感器所受電磁干擾較大，會影響測量結果的準確性；因此，容易產生誤判斷，從而誤操作切除超導電纜。

發明內容

本發明旨在提出一種基于電纜沿線溫度變化波形的電纜保護系統及其方法，以提高根據高溫超導電纜溫度進行電纜失超判斷的準確性。

為此，根據第一方面，本發明實施例提出一種基于電纜沿線溫度變化波形的電纜保護系統，所述系統包括監控系統以及與所述監控系統電連接的測溫光纖、告警器、保護裝置；

所述測溫光纖用于測量所述高溫超導電纜的沿線溫度，并將測得的沿線溫度發送給監控系統；

所述監控系統包括數據接收單元、波形特征獲取單元和指令生成單元，所述數據接收單元用于接收所述測溫光纖所檢測的所述沿線溫度，并轉發給所述波形特征獲取單元；所述波形特征獲取單元用于根據所述沿線溫度獲得高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖，并輸出給所述指令生成單元；所述指令生成單元用于根據所述溫度變化波形特征圖確定是否生成切除指令或告警指令，并將所述切除指令下發給保護裝置，或將所述告警指令下發給告警器；

所述告警器用于響應于接收到所述告警指令，進行高溫超導電纜失超告警；

所述保護裝置用于響應于接收到所述切除指令，切除所述高溫超導電纜。

可選地，所述波形特征獲取單元具體用于：根據所述沿線溫度進行多分辨形態梯度變換得到所述溫度變化波形特征圖；

所述指令生成單元具體用于：根據所述溫度變化波形特征圖確定一個或多個局部失超區域的位置和寬度，并根據所述一個或多個局部失超區域的寬度確定是否生成切除指令或告警指令；所述溫度變化波形特征圖中任意相鄰的一個正窄峰和一個負窄峰之間區域為一個局部失超區域。

可選地，所述指令生成單元具體用于：