一種風電場集電線路故障在線定位系統的製作方法
2023-05-28 00:34:56 2
一種風電場集電線路故障在線定位系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種風電場集電線路故障在線定位系統，其由一臺主機、顯示器、光纖感溫電纜、接線盒、光端盒、終端保護盒、尾纖組成，其特徵在於光纖感溫電纜安裝於集電線路的動力電纜中，對動力電纜的溫度實施多點在線監測，一旦動力電纜發生故障，其溫度升高，通過光纖感溫電纜在線監測動力電纜故障的位置。
【專利說明】一種風電場集電線路故障在線定位系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電力系統故障定位系統，尤其是風電場集電線路故障的在線定位。
【背景技術】
[0002]風電場集電線路一般採用一條線路並接多颱風力發電機，每颱風力發電機配置I臺箱式變壓器的接線方式。此接線方式下電纜較長且分支較多，電纜一旦故障，故障點查找起來非常困難。目前查找電纜故障主要採用電纜故障測距儀。電纜故障測距儀是利用電波在電纜傳輸過程中遇到電纜特性阻抗不均勻而會產生反射波的原理對電纜故障進行測試。常見的一種方案是，對電纜的低阻性接地和短路故障，在電纜測試端注入低壓脈衝信號，根據脈衝信號在電纜中的傳播速度和反射波的返回時間，來確定故障點到測試端的距離。對高阻性故障，因在低電壓的脈衝作用下仍呈現很高的阻抗，使反射波不明顯甚至無反射，需配置高壓發生器，對故障電纜施加一定的直流高壓或交流衝擊高壓使其放電擊穿，形成閃絡電弧。然後再注入低壓脈衝信號，利用閃絡電弧形成瞬間短路產生的反射波進行測試。其缺點是不能實現風電場集電線路故障在線定位，對於所有的集電線路故障，都需等到故障發展到跳閘或人為斷開電源後，才可現場定位，故障點查找較慢，故障的修復時間較長，不利於集電線路快速恢復供電。另外對於高阻性故障，現有技術需配高壓發生器，這使得現場操作存在安全隱患。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是實現風電場集電線路故障在線定位，縮短故障的查找時間，提高風電場的可用性。
[0004]要想實現電纜故障點的在線定位，需找到一個能反應電纜故障和電纜位置的物理量。經分析，可以看出電纜無論是絕緣受損還是故障跳閘，都會伴隨溫度升高，只要對電纜溫度實施多點在線監測並做標記，就能在線監測到電纜故障的位置。但由於風電場集電線路較長，且比較分散，採用傳統的點式開關量測溫，受距離限制，很難實現。而分布式光纖測溫由於其既能連續測溫，又能準確定位，且能長距離傳輸信號，非常適合用來對風電場集電線路的故障進行在線定位。本實用新型就是利用光纖感溫電纜測溫原理實現對電纜在線定位的。光纖感溫是基於光纖中的自發拉曼散射溫度效應，藉助光時域反射技術來實現分布式溫度測量的。當光脈衝沿光纖傳輸時，會與光纖分子相互作用，發生散射，散射有多種，如瑞利散射、布裡淵散射和拉曼散射等。其中拉曼散射是由於光纖分子的熱運動，產生了一個比光源波長長的光，稱斯託克斯(Stockes)光，和一個比光源波長短的光，稱為反斯託克斯(Ant1-Stockes)光。光纖受外部溫度的調製使光纖中的反斯託克斯(Ant1-Stockes)光光強發生變化，Ant1-Stockes與Stockes的光強比值提供了溫度的絕對指示，利用這一原理可以實現對光纖每一點的溫度測量。然後利用光的傳播速度和反射光的回波時間，對測溫點進行定位，進而實現對整個光纖的分布式溫度測量。[0005]本實用新型提供一種集電線路故障在線定位系統，其由一臺主機、顯示器、光纖感溫電纜、接線盒、光端盒、尾纖組成。其中主機經由尾纖連接到光端盒，光纖感溫電纜一端連接到光端盒，另一端連接到終端保護盒，其特徵在於光纖感溫電纜安裝於集電線路的動力電纜中，各段動力電纜之間的光纖感溫電纜通過接線盒連接，利用光纖感溫電纜測量溫度的原理，對故障的集電線路實現在線定位。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是風電場集電線路故障在線定位系統的結構示意圖
[0007]其中:1為主機，2為顯示器，3為光端盒，4為動力電纜，5為光纖感溫電纜，6為接線盒，7為變壓器，8為發電機，9為風機，10為尾纖，11為終端保護盒。
【具體實施方式】
[0008]如圖1所示，本實用新型提供一種集電線路故障在線定位系統，其由一臺主機1、顯示器2、光纖感溫電纜5、接線盒6、光端盒3、尾纖10、終端保護盒11組成。主機I是系統的核心組成部分，其主要功能是實現信號的發射、接收、濾波、放大、信息處理、數據分析、輸出和儲存。主機I的光纖通道數有2、4、6、8或16供選擇，每個通道的測量距離有4km、5km、8km、12km、20km、30km之分,應用時,可根據風電場集電線路迴路數選擇通道數量，根據集電線路的長度來選擇通道的測量距離。使用的光纖感溫電纜5為多模光纖感溫電纜，在具體的實施過程中，主機組屏放在主控室，所需的UPS電源由風電場的升壓站UPS提供，光纖感溫電纜的安裝方式採用內嵌在動力電纜4中，由電纜廠家在出廠前做好。光纖感溫電纜的敷設方式也可採用外置，即直接安裝在動力電纜4上。各段動力電纜4之間的光纖感溫電纜5通過接線盒6連接。其中分支部分的光纖感溫電纜需兩根(一進一出)，以使整個集電線路上的光纖感溫電纜形成一個完整的串。一旦動力電纜發生故障，其溫度升高，通過光纖感溫電纜在線監測動力電纜故障的位置。本實用新型提供的在線定位系統能夠簡單、方便、安全地查找故障點，縮短故障的查找時間，提高風電場的可用性。同時對電纜早期的一些潛在的有熱特徵的故障，能提前監測，有利於風電場安全穩定運行。
【權利要求】
1.一種風電場集電線路故障在線定位系統，其由一臺主機、顯示器、光纖感溫電纜、接線盒、光端盒、終端保護盒、尾纖組成，其中主機經由尾纖連接到光端盒，光纖感溫電纜一端連接到光端盒，另一端連接到終端保護盒，其特徵在於光纖感溫電纜安裝於集電線路的動力電纜中，各段動力電纜之間的光纖感溫電纜通過接線盒連接，對動力電纜的溫度實施多點在線監測，一旦動力電纜發生故障，溫度升高，通過光纖感溫電纜在線監測動力電纜發生故障的位置。
2.如權利要求1所述的風電場集電線路故障在線定位系統，其中主機的光纖通道數為2、4、6、8或者16，每條集電線路佔用主機的一個光纖通道，根據集電線路迴路數選擇光纖通道的數量。
3.如權利要求2所述的風電場集電線路故障在線定位系統，其中每個光纖通道的測量距離為4km、5km、8km、12km、20km或30km,根據集電線路的長度來選擇通道的測量距離。
4.如權利要求1所述的風電場集電線路故障在線定位系統，其中光纖感溫電纜內嵌在動力電纜中。
5.如權利要求1所述的風電場集電線路故障在線定位系統，光纖感溫電纜還可採用外置敷設方式，即直接安裝在動力電纜上。
6.如權利要求1所述的風電場集電線路故障在線定位系統，其中所述光纖感溫電纜為多模光纖感溫電纜。
【文檔編號】G01R31/08GK203519765SQ201320382711
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年6月29日 優先權日:2013年6月29日
【發明者】趙忠立, 蔡紅軍, 白文光, 王樂天 申請人:內蒙古電力勘測設計院