[发明专利]一种高温超导电缆监控保护系统及其方法

说明书

本发明提供一种高温超导电缆监控保护系统及其方法，所述系统包括：监控系统以及与监控系统电连接的测温光纤、告警器、保护装置；测温光纤用于测量高温超导电缆的沿线温度，并将测得的沿线温度发送给监控系统；监控系统包括数据接收单元、第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元和指令生成单元；监控系统沿线温度判断是否切除或告警根据判断结果生成对应的切除指令或告警指令，将切除指令下发给保护装置，或将告警指令下发给告警器；告警器用于响应于接收到告警指令，进行高温超导电缆失超告警；保护装置用于响应于接收到切除指令，切除高温超导电缆。通过本发明，能够提高根据高温超导电缆温度参数进行电缆失超判断的准确性。

技术领域

本发明涉及高温超导电缆技术领域，具体涉及一种高温超导电缆监控保护系统及其方法。

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。国内已建成首条公里级超导电缆，超导电缆的建设应用及运维管理技术正日益成熟。

引发超导电缆失超故障的因素较多，主要包括冷却系统故障、超导电缆本体异常、电力系统短路故障等。其中，高温超导电缆本体的温度是判断高温超导电缆本体异常的重要判据，目前主要是采用热电偶或热电阻进行温度检测，当检测的温度大于设定阈值时，判断是超导电缆本体异常，并进行超导电缆切除保护。

传统热电偶或热电阻的温度传感器点式测量，例如，以PT100铂电阻传感器测量一根500m长的电缆的温度分布，若每隔1米布置一个传感器，则需要在电缆内部安装500个传感器探头，每个传感器需要4根信号线，则共有2000根信号线，每根信号线需要沿电缆连接到测控监控系统。若要得到更准确的温度分布，则需要更多传感器和信号线。如此大量的信号线会给布线、出线以及电缆制作带来很大的困难，也会对高温超导电缆的本身结构和其绝缘性能造成不利影响，这在工程实践应用中是不可能实现的。

此外，高温超导电缆一般运行于高压大电流条件下，传统热电偶或热电阻的温度传感器所受电磁干扰较大，会影响测量结果的准确性；并且，超导电缆本体异常的判断策略也较简单，考虑的因素较单一，因此，容易产生误判断，从而误操作切除超导电缆。

发明内容

本发明旨在提出一种高温超导电缆监控保护系统及其方法，以提高根据高温超导电缆温度参数进行电缆失超判断的准确性。

为此，根据第一方面，本发明实施例提出一种高温超导电缆监控保护系统，所述系统包括监控系统以及与所述监控系统电连接的测温光纤、告警器、保护装置；

所述测温光纤用于测量所述高温超导电缆的沿线温度，并将测得的沿线温度发送给监控系统；所述沿线温度包括高温超导电缆沿线任一点温度以及平均温度；

所述监控系统包括数据接收单元、第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元和指令生成单元；所述数据接收单元用于接收所述测温光纤所检测的所述沿线温度，并分别转发给第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元；所述第一判断单元用于根据所述高温超导电缆沿线任一点温度与预设温度阈值的比较结果判断是否进行切除保护或告警；所述第二判断单元用于根据所述高温超导电缆沿线平均温度与预设温度阈值的比较结果判断是否进行切除保护或告警；所述第三判断单元用于根据所述高温超导电缆沿线任一点温度获得高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图，并根据所述温度变化波形特征图判断是否进行切除保护或告警；所述指令生成单元用于响应于接收到所述第一判断单元、第二判断单元或第三判断单元的判断结果，根据所述判断结果生成对应的切除指令或告警指令，将所述切除指令下发给保护装置，或将所述告警指令下发给告警器；

所述告警器用于响应于接收到所述告警指令，进行高温超导电缆失超告警；

所述保护装置用于响应于接收到所述切除指令，切除所述高温超导电缆。

可选地，所述第一判断单元具体用于：