本技术涉及海上风电场集电线路的安全运行,具体涉及一种海上风电场集电海缆使用的就地测量信息远传型故障定位装置。
背景技术:
1、海上风电正在向深远海方向发展,而海上风电场的集电海缆通常按照在水下,敷设于海底,其工作环境非常复杂,如高盐分海上的冲刷、多岩石又崎岖的海床、海洋动物的生态活动、海啸和火山活动、渔船的船锚和拖网等。在这样恶劣的自然环境下,再加上不确定的人为因素,集电海缆发生故障的概率也较高。由于集电线路分支众多,且敷设于海底,这给海缆的运维工作带来了很大困难。一方面由于集电线路一般采用辐射状网络,故障发生的实际线路难以确定,另一方面海缆的维修工作需要打捞后进行,运维的时间成本很高,受定位准确性、天气的影响较大。
2、目前,针对集电海缆的实用性故障定位装置很少,陆上风电场采用的传统巡线故障排查手段在海上风电场完全无法适用。其他的传统故障定位方法,如差动原理定位法、功率方向定位法在理论研究中可行,但实际应用中,由于使用的数据仅局限于就地测量信息,因此对于量测设备的数量、精度和同步性要求更高。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种基于广域测量信息的远传型集电海缆故障定位装置,可以用较经济的手段获得出线故障的海缆,帮助运维人员及时发现故障海缆区段,有效的减少故障排查时间。为此,本实用新型采取的技术方案如下:
2、一种面向海上风电场集电海缆的远传型故障定位装置,集电海缆通过集电线路风机进线柜与风力发电机组相连,所述集电海缆的始端在集电线路的风机进线柜内,其特征在于,
3、所述海上风电场的风机环网柜中的一进多出的环网柜分别配置能够测量三相电流的检测元件和测量终端单元,各测量终端单元与被监测的海缆上的检测元件连接,通过光纤环网与陆上集控中心故障定位智能单元连接,将数据传输至陆上集控中心故障定位智能单元进行处理并存储。
4、在采用上述技术方案的基础上,本实用新型还可采用以下进一步的技术方案,或对这些进一步的技术方案组合使用。
5、所述检测元件采用电流互感器。
6、所述集电海缆在风机进线柜内经过第一电流互感器、第一断路器、三工位隔离开关与母线相连;风机进线柜内的测量终端单元与第一电流互感器相连;所述海缆与风机环网柜中位于供电下游端的风机环网柜连接。
7、所述一进多出的环网柜与供电上游风机环网柜相连的海缆出线连接第二电流互感器,第二电流互感器与其风机环网柜的测量终端单元连接。
8、所述一进多出的环网柜包括一进二出的环网柜和/或一进三出的环网柜,一进二出的环网柜设置一回与其供电上游风机环网柜连接的海缆出线,一进三出的环网柜设置二回与其供电上游风机环网柜连接的海缆出线,各回海缆出线分别连接第二电流互感器。
9、测量终端单元包括测量信号输入接口、信号处理单元、计算单元、信号调制单元、信号传输接口;测量信号输入接口用于连接对应的电流互感器,信号传输接口通过光纤环网与陆上集控中心故障定位智能单元相连,将本地的电流测量信号上传至陆上集控中心。
10、陆上集控中心故障定位智能单元包括信号传输模块、信号处理模块、信息存储模块、信号分析模块。
11、本实用新型的有益效果是:本实用新型通过电流互感器测量每段集电海缆流过的三相电流幅值,并采用测量终端单元通过光纤环网将测量信息汇集至陆上集控中心的故障定位智能单元,采集的广域电流测量信息保存在信息存储模块里,通过信号分析模块可比较实时采集的电流测量信息与信息存储模块里的历史电流测量信息,从而及时的判断集电海缆中故障发生区段的位置。本实用新型新增测量设备少,成本增加少,仅在每条集电海缆区段增加一个电流互感器,便可实时、快速、准确的定位故障海缆区段;由于仅采集三相电流稳态值,无需电流的相位信息,所以对数据的同步性要求低,能够帮助运维人员及时发现故障海缆区段,有效的减少故障排查时间,提高了海缆运维工作的效率,能更早恢复风电场正常运行,提高风电场的经济效益。
1.一种面向海上风电场集电海缆的远传型故障定位装置,集电海缆通过集电线路风机进线柜(1)与风力发电机组(3)相连,所述集电海缆(4)的始端在集电线路的风机进线柜(1)内,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的一种面向海上风电场集电海缆的远传型故障定位装置,其特征在于所述集电海缆(4)在风机进线柜(1)内经过第一电流互感器(23)、第一断路器(6)、三工位隔离开关(7)与母线(8)相连;风机进线柜(1)内的测量终端单元(15)与第一电流互感器(23)相连;所述海缆与风机环网柜中位于供电下游端的风机环网柜连接。
3.根据权利要求1所述的一种面向海上风电场集电海缆的远传型故障定位装置,其特征在于所述一进多出的环网柜与供电上游风机环网柜相连的海缆出线连接第二电流互感器(5),第二电流互感器(5)与其风机环网柜的测量终端单元(15)连接。
4.根据权利要求2所述的一种面向海上风电场集电海缆的远传型故障定位装置,其特征在于所述一进多出的环网柜包括一进二出的环网柜(2-2)和/或一进三出的环网柜)2-3,一进二出的环网柜设置一回与其上游风机环网柜连接的海缆出线,一进三出的环网柜设置二回与其上游风机环网柜连接的海缆出线,各回海缆出线分别连接第二电流互感器(5)。
5.权利要求1、2、3或4所述的一种面向海上风电场集电海缆的远传型故障定位装置,其特征在于测量终端单元(15)包括测量信号输入接口(101)、信号处理单元(102)、计算单元(103)、信号调制单元(104)、信号传输接口(105);测量信号输入接口(101)用于连接对应的电流互感器,信号传输接口(105)通过光纤环网与陆上集控中心故障定位智能单元(17)相连,将本地的电流测量信号上传至陆上集控中心。
6.权利要求1所述的一种面向海上风电场集电海缆的远传型故障定位装置,其特征在于陆上集控中心故障定位智能单元(17)包括信号传输模块(111)、信号处理模块(112)、信息存储模块(113)、信号分析模块(114)。
