一种大长度海底电缆无负荷状态的差动保护校验系统

技术领域

本发明涉及一种保护校验系统，尤其是一种大长度海底电缆无负荷状态的差动保护校验系统。

背景技术

目前，无负荷状态的高压电缆差动保护校验系统在无负荷情况下较难实现高压电缆差动保护校验；并且高压电缆差动保护校验系统的用电量较大，当高压电缆差动保护校验系统出现故障突然断电时，突然断开的电能或对为高压电缆差动保护校验系统提供电源动力的发电机产生巨大的冲击，严重时甚至烧坏发电机。因此设计一种在无负荷情况下也能实现高压电缆差动保护校验，并在高压电缆差动保护校验系统出现电力故障时，也不易烧坏发电机的系统显得非常必要。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种该系统在无负荷情况下也能实现高压电缆差动保护校验，并在高压电缆差动保护校验系统本体出现电力故障时，能自动对发电机进行灭磁作业，保护发电机不会因为高压电缆差动保护校验系统本体出现电力故障而导致发电机被烧坏的情况出现，延长发电机的使用寿命的一种大长度海底电缆无负荷状态的差动保护校验系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种大长度海底电缆无负荷状态的差动保护校验系统，包括控制器、语音提示器、通信模块、灭磁开关装置、高压电缆差动保护校验系统本体和为高压电缆差动保护校验系统本体提供电源动力的发电机；

高压电缆差动保护校验系统本体包括启备变电路，启备变电路包括220KV母线、220KV电力电缆差动保护CT1、220KV电力电缆、220KV电力电缆差动保护CT2、A启备变、220KV电力电缆差动保护CT3和B启备变；220KV电力电缆差动保护CT1的一端连接在220KV母线上，220KV电力电缆差动保护CT1的另一端连接在220KV电力电缆的一端上，220KV电力电缆差动保护CT2的一端和220KV电力电缆差动保护CT3的一端都连接在220KV电力电缆的另一端上；220KV电力电缆差动保护CT2的另一端连接在A启备变上；220KV电力电缆差动保护CT3的另一端连接在B启备变上；

所述灭磁开关装置包括一号主通断控制模块、二号主通断控制模块和灭磁模块；所述一号主通断控制模块的输入端、二号主通断控制模块的输入端和灭磁模块的输入端都分别连接在发电机的电源输出端上；所述一号主通断控制模块的输出端和二号主通断控制模块的输出端都分别连接在220KV母线上；所述语音提示器、通信模块、高压电缆差动保护校验系统本体的控制端、一号主通断控制模块的控制端、二号主通断控制模块的控制端和灭磁模块的控制端分别与控制器连接。

作为优选，还包括一号节点和二号节点，所述一号主通断控制模块包括一号左开关、一号继电器和一号右开关，所述二号主通断控制模块包括二号左开关、二号继电器和二号右开关，所述灭磁模块包括灭磁左开关、灭磁继电器、灭磁右开关和灭磁电阻；

所述一号左开关的左端、二号左开关的左端和灭磁左开关的左端分别连接在一号节点上；所述一号左开关的右端连接在一号继电器的左端，一号继电器的右端连接在一号右开关的左端，一号右开关的右端连接在二号节点上；所述二号左开关的右端连接在二号继电器的左端，二号继电器的右端连接在二号右开关的左端，二号右开关的右端连接在二号节点上；灭磁左开关右端连接在灭磁继电器的左端，灭磁继电器的右端连接在灭磁右开关的左端，灭磁右开关的右端连接在灭磁电阻上；220KV母线连接在二号节点上；发电机的电源输出端连接在一号节点上；

一号左开关的控制端、一号继电器的控制端、一号右开关的控制端、二号左开关的控制端、二号继电器的控制端、二号右开关的控制端、灭磁左开关的控制端、灭磁继电器的控制端和灭磁右开关的控制端分别与控制器连接。

作为优选，灭磁开关装置的灭磁控制如下：

设一号主通断控制模块从控制器发出一号断开指令开始到一号主通断控制模块完成断开动作所需的断开反应时长为T1，设二号主通断控制模块从控制器发出二号断开指令开始到二号主通断控制模块完成断开动作所需的断开反应时长为T2，设灭磁模块从控制器发出灭磁导通指令开始到灭磁模块完成导通动作所需的导通反应时长为T3；设灭磁开关装置所对应的发电机系统的灭磁切换所需的时间为H；

当一号主通断控制模块导通时，二号主通断控制模块则处于断开状态，此时在控制器的控制下检测二号主通断控制模块的断开反应时长T2的值和灭磁模块导通反应时长T3的值；计算出灭磁模块导通到二号主通断控制模块断开之间的时间差H2，则H2＝|T2-T3|≤H；当紧接着的下一次在二号主通断控制模块导通的情况下要进行灭磁作业时，若当T2-T3≥0时，则在控制器向二号主通断控制模块发出二号断开指令开始后的H2时间内控制器就要对灭磁模块发出灭磁导通指令；若当T2-T3＜0时，则在控制器向二号主通断控制模块发出二号断开指令开始前的H2时间内控制器就要对灭磁模块发出灭磁导通指令；

当二号主通断控制模块导通时，一号主通断控制模块则处于断开状态，此时在控制器的控制下检测一号主通断控制模块的断开反应时长T1的值和灭磁模块导通反应时长T3的值；计算出灭磁模块导通到一号主通断控制模块断开之间的时间差H1，则H1＝|T1-T3|≤H；当紧接着的下一次在一号主通断控制模块导通的情况下要进行灭磁作业时，若当T1-T3≥0时，则在控制器向一号主通断控制模块发出一号断开指令开始后的H1时间内控制器就要对灭磁模块发出灭磁导通指令；若当T1-T3＜0时，则在控制器向一号主通断控制模块发出一号断开指令开始前的H1时间内控制器就要对灭磁模块发出灭磁导通指令。

作为优选，在检测一号主通断控制模块的断开反应时长T1时，在控制器的控制下，先让一号左开关和一号右开关都断开，然后检测一号继电器的断开反应时长，该一号继电器的断开反应时长即为T1；检测完一号继电器的断开反应时长T1后则要将一号左开关和一号右开关都闭合，并让一号继电器处于断开状态；

在检测二号主通断控制模块的断开反应时长T2时，在控制器的控制下，先让二号左开关和二号右开关都断开，然后检测二号继电器的断开反应时长，该二号继电器的断开反应时长即为T2；检测完二号继电器的断开反应时长T2后则要将二号左开关和二号右开关都闭合，并让二号继电器处于断开状态；

在检测灭磁模块导通反应时长T3时，在控制器的控制下，先让灭磁左开关和灭磁右开关都断开，然后检测灭磁继电器的闭合反应时长，该灭磁继电器的闭合反应时长即为T3；检测完灭磁继电器的闭合反应时长T3后则要将灭磁左开关和灭磁右开关都闭合，并让灭磁继电器处于断开状态。

作为优选，若一号主通断控制模块和二号主通断控制模块都处于导通状态情况下的灭磁过程是，若T1＜T2时则在灭磁时，一号主通断控制模块要在二号主通断控制模块断开之前先断开；反之，若T1＞T2时则在灭磁时，二号主通断控制模块要在一号主通断控制模块断开之前先断开。

作为优选，高压电缆差动保护校验系统本体的差动保护校验具体实现过程如下：

开始，选一台6kV低压变压器进行冲击试验，并录取冲击电流；然后分析试验结果，并通过其他试验方法加以验证；接着对电力电缆在额定电压下进行冲击合闸试验；然后选择测录点在220kV开关站继电器室差动保护屏处；然后在额定电压下对B启备变进行冲击合闸试验，测录冲击波形；最后对冲击波形进行对比分析，得出最终试验结果后结束。

一种大长度海底电缆无负荷状态的差动保护校验系统的解决策略，按以下步骤进行：

1)、在差动保护投入前，需要带负荷校验流变引出极性；在变压器的低压侧三相短路，从高压侧加入400V的电源，利用变压器的自身阻抗，获取电缆差动CT的电流相位，校验CT极性；

2)、对电缆差动保护两侧CT进行一次通流试验，来校验电缆差动保护CT极性；

3)测录变压器冲击励磁涌流来校验电缆差动保护CT极性；在起备变投产冲击的时候将电缆差动保护所需两侧二次电流引至一点测录、比较。

本发明在高压电缆差动保护校验系统本体出现电力故障时，灭磁模块立即启动对发电机进行灭磁作业，从而保护发电机不易被烧坏。本方案在无负荷情况下也能实现高压电缆差动保护校验，并在高压电缆差动保护校验系统本体出现电力故障时，能自动对发电机进行灭磁作业，保护发电机不会因为高压电缆差动保护校验系统本体出现电力故障而导致发电机被烧坏的情况出现，延长发电机的使用寿命。结构简单，安全性好，可靠性高。

附图说明

图1为本发明的一种电路原理连接结构示意图；

图2为本发明的一种电路原理连接结构示意框图；

图3为本发明启备变电路的一种电路原理连接结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：一种大长度海底电缆无负荷状态的差动保护校验系统，参见图1-图3所示。包括控制器w4、语音提示器w20、通信模块w21、灭磁开关装置w19、高压电缆差动保护校验系统本体w18和为高压电缆差动保护校验系统本体提供电源动力的发电机w17；

高压电缆差动保护校验系统本体包括启备变电路、启备变电路包括220KV母线、220KV电力电缆差动保护CT1、220KV电力电缆、220KV电力电缆差动保护CT2、A启备变、220KV电力电缆差动保护CT3和B启备变；220KV电力电缆差动保护CT1的一端连接在220KV母线上，220KV电力电缆差动保护CT1的另一端连接在220KV电力电缆的一端上，220KV电力电缆差动保护CT2的一端和220KV电力电缆差动保护CT3的一端都连接在220KV电力电缆的另一端上；220KV电力电缆差动保护CT2的另一端连接在A启备变上；220KV电力电缆差动保护CT3的另一端连接在B启备变上；

灭磁开关装置包括一号主通断控制模块w1、二号主通断控制模块w2和灭磁模块w3；一号主通断控制模块的输入端、二号主通断控制模块的输入端和灭磁模块的输入端都分别连接在发电机的电源输出端上；一号主通断控制模块的输出端和二号主通断控制模块的输出端都分别连接在220KV母线上；语音提示器、通信模块、高压电缆差动保护校验系统本体的控制端、一号主通断控制模块的控制端、二号主通断控制模块的控制端和灭磁模块的控制端分别与控制器连接。

还包括一号节点w5和二号节点w6，一号主通断控制模块包括一号左开关w7、一号继电器w8和一号右开关w9，二号主通断控制模块包括二号左开关w10、二号继电器w11和二号右开关w12，灭磁模块包括灭磁左开关w13、灭磁继电器w14、灭磁右开关w15和灭磁电阻w16；

一号左开关的左端、二号左开关的左端和灭磁左开关的左端分别连接在一号节点上；一号左开关的右端连接在一号继电器的左端，一号继电器的右端连接在一号右开关的左端，一号右开关的右端连接在二号节点上；二号左开关的右端连接在二号继电器的左端，二号继电器的右端连接在二号右开关的左端，二号右开关的右端连接在二号节点上；灭磁左开关右端连接在灭磁继电器的左端，灭磁继电器的右端连接在灭磁右开关的左端，灭磁右开关的右端连接在灭磁电阻上；220KV母线连接在二号节点上；发电机的电源输出端连接在一号节点上；

一号左开关的控制端、一号继电器的控制端、一号右开关的控制端、二号左开关的控制端、二号继电器的控制端、二号右开关的控制端、灭磁左开关的控制端、灭磁继电器的控制端和灭磁右开关的控制端分别与控制器连接。

无负荷状态的高压电缆差动保护校验系统的灭磁控制如下：

设一号主通断控制模块从控制器发出一号断开指令开始到一号主通断控制模块完成断开动作所需的断开反应时长为T1，

设二号主通断控制模块从控制器发出二号断开指令开始到二号主通断控制模块完成断开动作所需的断开反应时长为T2，

设灭磁模块从控制器发出灭磁导通指令开始到灭磁模块完成导通动作所需的导通反应时长为T3；

设无负荷状态的高压电缆差动保护校验系统所对应的发电机系统的灭磁切换所需的时间为H；

当一号主通断控制模块导通时，二号主通断控制模块则处于断开状态，此时在控制器的控制下检测二号主通断控制模块的断开反应时长T2的值和灭磁模块导通反应时长T3的值；计算出灭磁模块导通到二号主通断控制模块断开之间的时间差H2，则有H2＝|T2-T3|≤H；当紧接着的下一次在二号主通断控制模块导通的情况下要进行灭磁作业时，若当T2-T3≥0时，则在控制器向二号主通断控制模块发出二号断开指令开始后的H2时间内控制器就要对灭磁模块发出灭磁导通指令；若T2-T3＜0时，则在控制器向二号主通断控制模块发出二号断开指令开始前的H2时间内控制器就要对灭磁模块发出灭磁导通指令；

当二号主通断控制模块导通时，一号主通断控制模块则处于断开状态，此时在控制器的控制下检测一号主通断控制模块的断开反应时长T1的值和灭磁模块导通反应时长T3的值；计算出灭磁模块导通到一号主通断控制模块断开之间的时间差H1，则有H1＝|T1-T3|≤H；当紧接着的下一次在一号主通断控制模块导通的情况下要进行灭磁作业时，若当T1-T3≥0时，则在控制器向一号主通断控制模块发出一号断开指令开始后的H1时间内控制器就要对灭磁模块发出灭磁导通指令；若T1-T3＜0时，则在控制器向一号主通断控制模块发出一号断开指令开始前的H1时间内控制器就要对灭磁模块发出灭磁导通指令。

在检测一号主通断控制模块的断开反应时长T1时，在控制器的控制下，先让一号左开关和一号右开关都断开，然后检测一号继电器的断开反应时长，该一号继电器的断开反应时长即为T1；检测完一号继电器的断开反应时长T1后则要将一号左开关和一号右开关都闭合，并让一号继电器处于断开状态；

在检测二号主通断控制模块的断开反应时长T2时，在控制器的控制下，先让二号左开关和二号右开关都断开，然后检测二号继电器的断开反应时长，该二号继电器的断开反应时长即为T2；检测完二号继电器的断开反应时长T2后则要将二号左开关和二号右开关都闭合，并让二号继电器处于断开状态；

在检测灭磁模块导通反应时长T3时，在控制器的控制下，先让灭磁左开关和灭磁右开关都断开，然后检测灭磁继电器的闭合反应时长，该灭磁继电器的闭合反应时长即为T3；检测完灭磁继电器的闭合反应时长T3后则要将灭磁左开关和灭磁右开关都闭合，并让灭磁继电器处于断开状态。

若一号主通断控制模块和二号主通断控制模块都处于导通状态情况下的灭磁过程是，若T1＜T2时则在灭磁时，一号主通断控制模块要在二号主通断控制模块断开之前先断开；反之，若T1＞T2时则在灭磁时，二号主通断控制模块要在一号主通断控制模块断开之前先断开。

大长度海底电缆无负荷状态的差动保护校验系统的解决策略是：

1)在差动保护投入前，需要带负荷校验流变引出极性；在变压器的低压侧三相短路，从高压侧加入400V的电源，利用变压器的自身阻抗，获取电缆差动CT的电流相位，校验CT极性；

2)对电缆差动保护两侧CT进行一次通流试验，来校验电缆差动保护CT极性；

3)测录变压器冲击励磁涌流来校验电缆差动保护CT极性；在起备变投产冲击的时候将电缆差动保护所需两侧二次电流引至一点测录、比较。

220kV电缆差动保护A相、B相和C相的极性都和CT的极性是相反的。CT包括CT1、CT2和CT3。

高压电缆差动保护校验系统本体的差动保护校验具体实现过程如下：

开始，选一台6kV低压变压器进行冲击试验，并录取冲击电流；然后分析试验结果，并通过其他试验方法加以验证；接着对电力电缆在额定电压下进行冲击合闸试验；然后选择测录点在220kV开关站继电器室差动保护屏处；然后在额定电压下对B启备变进行冲击合闸试验，测录冲击波形；最后对冲击波形进行对比分析，得出最终试验结果后结束。

本实施例能在二号主通断控制模块空闲时或一号主通断控制模块空闲时分别对其进行开关开闭时间检测，可靠性高。在高压电缆差动保护校验系统本体出现电力故障时，灭磁模块立即启动对发电机进行灭磁作业，从而保护发电机不易被烧坏。本实施例在高压电缆差动保护校验系统本体出现电力故障时，能自动对发电机进行灭磁作业，保护发电机不会因为高压电缆差动保护校验系统本体出现电力故障而导致发电机被烧坏的情况出现，从而延长发电机的使用寿命。结构简单，安全性好，可靠性高。

上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。