基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法与流程

1.本发明涉及电缆防护技术领域，尤其涉及一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法。


背景技术：

2.500kv抽水蓄能电站地下厂房，主变电缆出线后普遍以单端接地敷设于高压电缆洞内。发生接地故障或雷电波入侵时，将在电缆护层不接地端感应出过电压，危害电缆护套绝缘。因此，需要在电缆各相金属护层末端添加一个无间隙氧化锌的电压限制器，称之为护层保护器，在正常工作时呈高阻状态，在过电压发生时呈低阻状态，限制护层电压。
3.《gb50217-2018电力工程电缆设计标准》规定了护层保护器所需满足的基本条件。目前，保护器的取值多是通过单相电缆计算，在满足标准的指标后，选择三个相同型号，采用三个相同的护层保护器，当过电压超过保护器的动作电压，三个保护器都会动作，造成保护器寿命同时降低。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法，以实现在过电压较低的情况下只需要低阈值保护器导通，延长了保护器的使用寿命。
5.根据本发明的一方面，提供了一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法，包括：根据实测的感应参数数据，计算各相电缆护层的阻抗，并根据阻抗矩阵计算各相电缆护层的感应过电压水平；其中，所述实测的感应参数包括电缆接地电阻、各相电缆护层感应电压、和回流线感应环流；
6.根据所述各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，所述电缆护层的护层保护器包括高阈值保护器和低阈值保护器；
7.对所述高阈值保护器和所述低阈值保护器配置参数。
8.可选地，根据实测的感应参数数据，计算各相电缆护层的阻抗，并根据阻抗矩阵计算各相电缆护层的感应过电压水平包括：
9.测量所述电缆护层的接地电阻、三相护层感应电压、三相负荷电流和回流线感应环流；
10.根据所述接地电阻、所述三相护层感应电压、所述三相负荷电流和所述回流线感应环流得到电缆护层的感抗矩阵；
11.根据电缆护层的感抗矩阵计算出各相电缆护层的感应过电压。
12.可选地，根据电缆护层的感抗矩阵计算出各相电缆护层的感应过电压包括：
13.获取短路电流全电流和预设短路电流；
14.根据电缆护层的接地电阻、短路电流全电流、预设短路电流以及电缆护层的感抗矩阵，计算出各相电缆护层的感应过电压。
15.可选地，根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位
置包括：
16.根据感应过电压的大小进行排序，并根据排序依次进行优先级赋值；
17.根据优先级赋值分别计算各相电缆护层的综合安装优先级；
18.选择综合安装优先级最高的一相电缆作为低阈值保护器的安装相。
19.可选地，在根据感应过电压的大小进行排序，并根据排序依次进行优先级赋值之前，还包括：
20.定义护层安装优先级；
21.定义安装优先级数组。
22.可选地，根据感应过电压的大小进行排序，并根据排序依次进行优先级赋值包括：
23.当感应过电压表示电缆线芯与电缆护层间的自感电压时，将感应过电压从小到大进行排序，并根据排序对感应过电压对应的安装优先级数组赋予相应的护层安装优先级；其中，感应过电压越小，护层安装优先级越高；
24.当感应过电压表示电缆线芯与电缆护层间的互感电压时，将感应过电压从大到小进行排序，并根据排序对感应过电压对应的安装优先级数组赋予相应的护层安装优先级；其中，感应过电压越大，护层安装优先级越高。
25.各电缆护层的护层保护器的配置参数包括额定电压、动作电压、残压和最大吸收能力。
26.可选地，对所述高阈值保护器和所述低阈值保护器配置参数包括：
27.根据各电缆护层的护层保护器的动作情况和故障电压计算各电缆护层的护层保护器的额定电压；
28.根据各电缆护层的护层保护器的额定电压计算各电缆护层的护层保护器的动作电压；
29.根据电缆护层的冲击电压耐受值选择各电缆护层的护层保护器的残压；
30.根据各电缆护层的护层保护器的残压、方波通流电流和方波通流时间计算各电缆护层的护层保护器的最大吸收能力。
31.可选地，根据各电缆护层的护层保护器的残压、方波通流电流和方波通流时间计算各电缆护层的护层保护器的最大吸收能力之后，还包括：
32.计算各电缆护层的护层保护器动作时吸收的能量；
33.调整各电缆护层的护层保护器的方波通流电流，使各电缆护层的护层保护器的最大吸收能力大于各电缆护层的护层保护器动作时吸收的能量。
34.本发明实施例的技术方案，通过测量电缆的参数，计算各相电缆护层的感应过电压，并根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，在满足标准的基础上，可以将其中一相电缆护层的护层保护器设置为低阈值保护器，另外两相电缆护层的护层保护器设置为高阈值保护器。对于过电压较低的场合只需要低阈值保护器导通，该相电缆护层和大地构成了回路，成为能量泄放通道，能够有效抑制电缆护层过电压，保护电缆护层，延长了另外两相保护器的寿命。
35.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明实施例提供的一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法的流程图；
38.图2为本发明实施例提供的一种电缆的电路示意图；
39.图3为本发明实施例提供的另一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法的流程图；
40.图4为本发明实施例提供的又一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法的流程图；
41.图5为本发明实施例提供的又一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法的流程图；
42.图6为本发明实施例提供的又一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法的流程图；
具体实施方式
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
44.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
45.本发明实施例提供了一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法，该方法可由基于感生参数的500kv抽水蓄能电站单端接地电缆护层故障分级保护位置确定装置执行，该装置可以有软件和/或硬件实现。图1为本发明实施例提供的一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
46.s101、根据实测的感应参数数据，计算各相电缆护层的阻抗，并根据阻抗矩阵计算各相电缆护层的感应过电压水平；其中，实测的感应参数包括电缆接地电阻、各相电缆护层感应电压、和回流线感应环流。
47.具体地，图2为本发明实施例提供的一种电缆的电路示意图，如图2所述，电缆可以为三相电缆，为三相电缆进行编号，示例性地，a相下标1，b相下标2，c相下标3。测量电缆的
参数，获得实测的感应参数数据，并计算各相电缆护层的感应过电压，实测的感应参数包括电缆接地电阻、各相电缆护层感应电压、和回流线感应环流。
48.例如实际测量三相护层感应电压u1、u2、u3，实际测量三相负荷电流i1、i2、i3，实际测量回流线感应环流i
p
。
49.根据以下公式计算护层感抗矩阵x：
50.；
51.三相负荷电流矩阵；
52.电缆护层感应电压矩阵；
53.其中，入地电流,表示电缆接地电阻。
54.s102、根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，电缆护层的护层保护器包括高阈值保护器和低阈值保护器。
55.电缆护层的感应过电压表示电缆护层所在电缆发生单相接地故障时的感应电压，可以将电缆护层的护层保护器的动作电压设置得较低，即低阈值保护器，将电缆护层的护层保护器的动作电压设置得较高，即高阈值保护器。根据各相电缆护层的感应过电压确定各相电缆的优先级，并根据优先级确定各电缆护层的护层保护器的安装位置。例如将其中一相电缆护层的护层保护器设置为低阈值保护器，另外两相电缆护层的护层保护器设置为高阈值保护器，在过电压较低的情况下，只需要使低阈值保护器导通进行保护，延长了另外两相保护器的寿命。
56.s103、对高阈值保护器和低阈值保护器配置参数。
57.也即分别确定各电缆护层的护层保护器的参数；其中，各电缆护层的护层保护器的参数可以包括额定电压、动作电压、残压和最大吸收能力。
58.具体地，通过计算分别确定各电缆护层的护层保护器的参数，使各电缆护层的护层保护器能够保证在各电缆正常工作情况下和故障情况下均能正常工作，且能满足在过电压较低的场合只有低阈值保护器进行动作保护电缆护层，在过电压较高时才三个电缆护层的护层保护器均导通。电缆护层的护层保护器的额定电压为电缆护层的护层保护器正常工作时的电压。动作电压为电缆护层的护层保护器检测到电缆短路，自身导通，使该相电缆护层和大地构成回路，成为能量泄放通道的电压。残压为当流过放电电流时电缆护层的护层保护器指定端的峰值电压。最大吸收能力为电缆护层的护层保护器吸收电缆运行或短路时产生的能量的最大能力。
59.本实施例的技术方案，通过测量电缆的参数，计算各相电缆护层的感应过电压，并根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；例如，可以在满足标准的基础上，将其中一相电缆护层的护层保护器设置为低阈值保护器，另外两相电缆护层的护层保护器设置为高阈值保护器。对于过电压较低的场合只需要低阈值保护器导通，该相电缆护层和大地构成了回路，成为能量泄放通道，能够有效抑制电缆护层过电压，
保护电缆护层，延长了另外两相保护器的寿命。
60.图3为本发明实施例提供的另一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法的流程图，可选地，参见图3，该方法包括：
61.s201、测量所述电缆护层的接地电阻、三相护层感应电压、三相负荷电流和回流线感应环流。
62.s202、根据接地电阻、三相护层感应电压、三相负荷电流和回流线感应环流得到电缆护层的感抗矩阵。
63.计算护层感抗矩阵x：
64.；
65.得到护层感抗矩阵:
66.x=；
67.其中，电缆的互感抗x
12
、x
13
、x
21
、x
23
、x
31
、x
32
和电缆线芯与电缆护层的自感抗x
s1
、x
s2
、x
s3
。
68.s203、根据电缆护层的感抗矩阵计算出各相电缆护层的感应过电压。
69.具体地，根据电缆护层的感抗矩阵计算电缆护层单端接地的各相电缆发生单相接地故障时的感应电压；其中，根据《高压电缆选用导则（dl/t401-2017）》附录b可知计算各相电缆护层的感应过电压的公式为：
70.ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）
71.其中，其中代表第j相电缆电芯发生短路故障在第i相电缆护层上产生的感应电压；代表短路电流全电流；代表预设短路电流，代表电缆线路单端接地电阻。
72.s204、根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，电缆护层的护层保护器包括高阈值保护器和低阈值保护器。
73.s205、对高阈值保护器和低阈值保护器配置参数。
74.图4为本发明实施例提供的又一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法的流程图，可选地，参见图4，该方法包括：
75.s301、测量所述电缆护层的接地电阻、三相护层感应电压、三相负荷电流和回流线感应环流。
76.s302、根据接地电阻、三相护层感应电压、三相负荷电流和回流线感应环流得到电缆护层的感抗矩阵。
77.s303、获取短路电流全电流和预设短路电流。
78.具体地，通过测量获得短路电流全电流和预设短路电流；其中，短路电流全电流为在电力系统运行中，相与相之间或相与地之间发生短路时流过的电流；预设短路电流为电站提供的短路电流。
79.s304、根据电缆护层的接地电阻、短路电流全电流、预设短路电流以及电缆护层的感抗矩阵，计算出各相电缆护层的感应过电压。
80.具体地，将电缆护层的接地电阻、短路电流全电流、预设短路电流以及电缆护层的
感抗矩阵代入公式（1），可得各相电缆护层的感应过电压。示例性地，三相电缆的各相电缆护层的感应过电压为：
[0081][0082][0083][0084][0085][0086][0087][0088][0089][0090]
s305、根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，电缆护层的护层保护器包括高阈值保护器和低阈值保护器。
[0091]
本实施例的技术方案，通过测量电缆的参数，代入公式计算各相电缆护层的感应过电压，并根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，在满足标准的基础上，将其中一相电缆护层的护层保护器设置为低阈值保护器，另外两相电缆护层的护层保护器设置为高阈值保护器。对于过电压较低的场合只需要低阈值保护器导通，该相电缆护层和大地构成了回路，成为能量泄放通道，能够有效抑制电缆护层过电压，保护电缆护层，延长了另外两相保护器的寿命。
[0092]
图5为本发明实施例提供的又一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法的流程图，可选地，参见图5，该方法包括：
[0093]
s401、根据实测的感应参数数据，计算各相电缆护层的阻抗，并根据阻抗矩阵计算各相电缆护层的感应过电压水平。
[0094]
s402、定义护层安装优先级。
[0095]
具体地，根据各相电缆护层的感应过电压定义护层安装优先级，并对护层安装优先级依次赋值，所赋数值越大，则优先级越高。示例性地，三相电缆的各相电缆护层的感应过电压共有9个，因此定义9级护层安装优先级pr1~pr9，并对护层安装优先级依次赋值可得：pr1=1，pr2=2，pr3=3，
……
pr8=8，pr9=9；则pr9的优先级最高，pr1的优先级最低。
[0096]
s403、定义安装优先级数组。
[0097]
具体地，定义安装优先级数组pr()，其中，pr()代表根据感应过电压，对第i相电缆护层的安装优先级贡献的取值。示例性地，当电缆为三相电缆时，定义安装优先级数组pr()，（i，j=1，2，3）。当i=j时，表示电缆线芯和电缆护层间的自感电压；当i≠j时，表示电缆线芯和电缆护层间的互感电压。
[0098]
s404、根据感应过电压的大小进行排序，并根据排序依次进行优先级赋值。
[0099]
具体地，当感应过电压表示电缆线芯与电缆护层间的自感电压时，将感应过电压从小到大进行排序，并根据排序对感应过电压对应的安装优先级数组赋予相应的护层安装
优先级；其中，感应过电压越小，护层安装优先级越高。示例性地，当感应过电压表示电缆线芯与电缆护层间的自感电压时，感应过电压包括、和，根据通过公式（1）计算得到的感应过电压、和的值从小到大进行排序，并根据排序依次对pr()，（i，j=1，2，3，i=j）赋予相应的护层安装优先级。例如，若、和，从小到大进行排序为＜＜，则对pr()赋予护层安装优先级pr9的值，对pr()赋予护层安装优先级pr8的值，对pr()赋予护层安装优先级pr7的值，即pr()=9，pr()=8，pr()=7。
[0100]
当感应过电压表示电缆线芯与电缆护层间的互感电压时，将感应过电压从大到小进行排序，并根据排序对感应过电压对应的安装优先级数组赋予相应的护层安装优先级；其中，感应过电压越大，护层安装优先级越高。示例性地，当感应过电压表示电缆线芯与电缆护层间的互感电压时，感应过电压包括、、、、和，根据通过公式（1）计算得到的感应过电压、、、、和的值从大到小进行排序，并根据排序依次对pr()，（i，j=1，2，3，i≠j）赋予相应的护层安装优先级。例如，若、、、、和从大到小进行排序为＞＞＞＞＞，则对pr()赋予护层安装优先级pr6的值，对pr()赋予护层安装优先级pr5的值，
……
，对pr()赋予护层安装优先级pr1的值，即pr()=6，pr()=5，
……
，pr()=1，以此类推。
[0101]
s405、根据优先级赋值分别计算各相电缆护层的综合安装优先级。
[0102]
具体地，根据综合安装优先级计算公式：
[0103]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）
[0104]
将赋值后的pr()代入公式，分别计算各相电缆护层的综合安装优先级。其中，i表示第i相电缆护层，f
（i）
表示第i相电缆护层的综合安装优先级，f
（i）
越大则综合安装优先级越高。
[0105]
s406、选择综合安装优先级最高的一相电缆作为低阈值保护器的安装相。
[0106]
具体地，选择综合安装优先级最高的一相电缆作为低阈值保护器的安装相，即选择第i={i|max（f
（i）
，i∈1，2，3）}相电缆作为低阈值保护器的安装相，其他两相电缆作为高阈值保护器的安装相。
[0107]
本实施例的技术方案，通过测量电缆的参数，代入公式计算各相电缆护层的感应过电压，并根据各相电缆护层的感应过电压的大小进行排序和赋值，分别计算每一相电缆的综合安装优先级，选择综合安装优先级最高的一相电缆作为低阈值保护器的安装相，其他两相电缆作为高阈值保护器的安装相。对于过电压较低的场合只需要低阈值保护器导通，该相电缆护层和大地构成了回路，成为能量泄放通道，能够有效抑制电缆护层过电压，保护电缆护层，延长了另外两相保护器的寿命。
[0108]
图6为本发明实施例提供的又一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分
级保护方法的流程图，可选地，参见图6，该方法包括：
[0109]
s601、根据实测的感应参数数据，计算各相电缆护层的阻抗，并根据阻抗矩阵计算各相电缆护层的感应过电压水平。
[0110]
s602、根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，电缆护层的护层保护器包括高阈值保护器和低阈值保护器。
[0111]
s603、根据各电缆护层的护层保护器的动作情况和故障电压计算各电缆护层的护层保护器的额定电压。
[0112]
具体地，额定电压的计算公式为：
[0113]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（3）
[0114]
其中为故障情况下的最大过电压，取第j相电缆线芯发生单相接地故障时的故障电压值。k为配合系数，k越大，电缆护层的护层保护器动作电压越低，越容易动作，因此，为低阈值保护器的安装相设置较大的配合系数k，示例性地，可取1.2~1.5；为另外两相高阈值保护器的安装相设置较小的配合系数k，示例性地，可取1.1~1.2。
[0115]
s604、根据各电缆护层的护层保护器的额定电压计算各电缆护层的护层保护器的动作电压。
[0116]
具体地，根据公式：
[0117]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（4）
[0118]
计算各电缆护层的护层保护器的动作电压，其中，为各电缆护层的护层保护器的动作电压，各电缆护层的护层保护器的动作电压为倍的额定电压。
[0119]
s605、根据电缆护层的冲击电压耐受值选择各电缆护层的护层保护器的残压。
[0120]
具体地，各电缆护层的护层保护器的残压不能大于电缆护层的雷电冲击耐受电压被1.4所除的值。根据《高压电缆选用导则（dl/t401-2017）》附录b可得到电缆外护套雷电冲击电压耐受值，如下表所示：
[0121]
表1 电缆外护套雷电冲击电压耐受值（kv）
[0122]
电缆主绝缘雷电冲击耐受电压电缆外护套雷电冲击耐受电压380~75037.5105047.51175~142562.5155072.5
[0123]
参照表1中电缆外护套雷电冲击耐受电压，可以根据不同额定电压等级的电缆选择相应的电缆外护套雷电冲击耐受电压，使所选择的电缆外护套雷电冲击耐受电压除以1.4后仍大于电缆护层的护层保护器的残压即可。
[0124]
s606、根据各电缆护层的护层保护器的残压、方波通流电流和方波通流时间计算各电缆护层的护层保护器的最大吸收能力。
[0125]
具体地，电缆护层的护层保护器的最大吸收能力的计算公式为：
[0126]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（5）
[0127]
其中，为残压，为电缆护层的护层保护器的方波通流电流，t为方波通流时间。根据各电缆护层的护层保护器的残压、方波通流电流和方波通流时间t计算各电缆护层的护层保护器的最大吸收能力。
[0128]
s607、计算各电缆护层的护层保护器动作时吸收的能量。
[0129]
具体地，为确定各电缆护层的护层保护器的方波通流电流，使方波通流电流满足在故障下通流的要求，需要计算故障下各电缆护层的护层保护器的吸收能量w，故障下各电缆护层的护层保护器的吸收能量即各电缆护层的护层保护器动作时吸收的能量。根据公式：
[0130]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（6）
[0131]
计算各电缆护层的护层保护器的吸收能量w，其中、为发生雷击情况时雷电流单次时间，和发生短路故障时高压断路器动作反应时间，u(t)为电缆护层的护层保护器电压瞬时值，i(t)为电缆护层的护层保护器电流瞬时值。
[0132]
s608、调整各电缆护层的护层保护器的方波通流电流，使各电缆护层的护层保护器的最大吸收能力大于各电缆护层的护层保护器动作时吸收的能量。
[0133]
具体地，调整各电缆护层的护层保护器的方波通流电流，使各电缆护层的护层保护器的最大吸收能力大于各电缆护层的护层保护器动作时吸收的能量。
[0134]
使各电缆护层的护层保护器在电缆发生雷击或短路故障时，依然能够吸收电缆产生的能量，避免各电缆护层的护层保护器发热爆炸，危害电缆线路的正常运行。
[0135]
本实施例的技术方案，通过对各电缆护层的护层保护器的各项参数分别进行计算和确定，使低阈值保护器和高阈值保护器在不同的动作电压进行导通，实现了在过电压较低的场合只需要低阈值保护器导通，抑制电缆护层过电压，保护电缆护层，延长了另外两相保护器的寿命，提高了各电缆护层的护层保护器的安全性和可靠性。
[0136]
本发明实施例还提供了一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护装置，该装置包括：测量模块，用于根据实测的感应参数数据，计算各相电缆护层的阻抗，并根据阻抗矩阵计算各相电缆护层的感应过电压水平；
[0137]
位置选择模块，用于根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，电缆护层的护层保护器包括高阈值保护器和低阈值保护器。
[0138]
参数配置模块，用于对所述高阈值保护器和所述低阈值保护器配置参数。
[0139]
位置选择模块根据测量模块测得的电缆的参数，和各相电缆护层的感应过电压分别确定各电缆的综合安装优先级，根据各电缆的综合安装优先级分别确定高阈值保护器和低阈值保护器的安装相。
[0140]
本实施例的技术方案，通过测量模块测量电缆的参数，计算各相电缆护层的感应过电压，通过位置选择模块根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，在满足标准的基础上，将其中一相电缆护层的护层保护器设置为低阈值保护器，另外两相电缆护层的护层保护器设置为高阈值保护器。对于过电压较低的场合只
需要低阈值保护器导通，该相电缆护层和大地构成了回路，成为能量泄放通道，能够有效抑制电缆护层过电压，保护电缆护层，延长了另外两相保护器的寿命。
[0141]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0142]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法，其特征在于，包括：根据实测的感应参数数据，计算各相电缆护层的阻抗，并根据阻抗矩阵计算各相电缆护层的感应过电压水平；其中，所述实测的感应参数包括电缆接地电阻、各相电缆护层感应电压、和回流线感应环流；根据所述各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；其中，所述电缆护层的护层保护器包括高阈值保护器和低阈值保护器；对所述高阈值保护器和所述低阈值保护器配置参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据实测的感应参数数据，计算各相电缆护层的阻抗，并根据阻抗矩阵计算各相电缆护层的感应过电压水平包括：测量所述电缆护层的接地电阻、三相护层感应电压、三相负荷电流和回流线感应环流；根据所述接地电阻、所述三相护层感应电压、所述三相负荷电流和所述回流线感应环流得到电缆护层的感抗矩阵；根据所述电缆护层的感抗矩阵计算出所述各相电缆护层的感应过电压。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述电缆护层的感抗矩阵计算出所述各相电缆护层的感应过电压包括：获取短路电流全电流和预设短路电流；根据所述电缆护层的接地电阻、所述短路电流全电流、所述预设短路电流以及所述电缆护层的感抗矩阵，计算出所述各相电缆护层的感应过电压。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置包括：根据所述感应过电压的大小进行排序，并根据所述排序依次进行优先级赋值；根据所述优先级赋值分别计算各相电缆护层的综合安装优先级；选择所述综合安装优先级最高的一相电缆作为所述低阈值保护器的安装相。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述根据所述感应过电压的大小进行排序，并根据所述排序依次进行优先级赋值之前，还包括：定义护层安装优先级；定义安装优先级数组。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述感应过电压的大小进行排序，并根据所述排序依次进行优先级赋值包括：当所述感应过电压表示电缆线芯与所述电缆护层间的自感电压时，将所述感应过电压从小到大进行排序，并根据所述排序对所述感应过电压对应的所述安装优先级数组赋予相应的护层安装优先级；其中，所述感应过电压越小，所述护层安装优先级越高；当所述感应过电压表示所述电缆线芯与所述电缆护层间的互感电压时，将所述感应过电压从大到小进行排序，并根据所述排序对所述感应过电压对应的所述安装优先级数组赋予相应的所述护层安装优先级；其中，所述感应过电压越大，所述护层安装优先级越高。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各电缆护层的护层保护器的配置参数包括额定电压、动作电压、残压和最大吸收能力。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述高阈值保护器和所述低阈值保护器配置参数包括：
根据各电缆护层的护层保护器的动作情况和故障电压计算各电缆护层的护层保护器的所述额定电压；根据各电缆护层的护层保护器的所述额定电压计算各电缆护层的护层保护器的所述动作电压；根据所述电缆护层的冲击电压耐受值选择各电缆护层的护层保护器的所述残压；根据各电缆护层的护层保护器的所述残压、方波通流电流和方波通流时间计算各电缆护层的护层保护器的所述最大吸收能力。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据各电缆护层的护层保护器的所述残压、方波通流电流和方波通流时间计算各电缆护层的护层保护器的所述最大吸收能力之后，还包括：计算各电缆护层的护层保护器动作时吸收的能量；调整各电缆护层的护层保护器的所述方波通流电流，使各电缆护层的护层保护器的所述最大吸收能力大于所述各电缆护层的护层保护器动作时吸收的能量。

技术总结
本发明公开了一种基于感生参数的抽水蓄能电站电缆护层故障分级保护方法。该方法包括：根据实测的感应参数数据，计算各相电缆护层的阻抗，并根据阻抗矩阵计算各相电缆护层的感应过电压水平；根据各相电缆护层的感应过电压确定各电缆护层的护层保护器的安装位置；电缆护层的护层保护器包括高阈值保护器和低阈值保护器；对高阈值保护器和低阈值保护器配置参数。本发明在满足标准的基础上，将其中一相电缆护层的保护器设置较低阈值，另外两相设置较高阈值。在发生过电压情况较低的场合，只有低阈值相先导通，与大地成为能量泄放通道，保障电缆护层绝缘安全。本方法延长了高阈值保护器所在相电缆护层绝缘与保护器的寿命。器所在相电缆护层绝缘与保护器的寿命。器所在相电缆护层绝缘与保护器的寿命。


技术研发人员：刘德亮 郑欢 刘吉沼
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司汕尾供电局
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/8/5