一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极的制作方法
【专利摘要】一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极，该直流输电接地极包括空腔导体，所述空腔导体内壁敷设绝缘层。直流输电接地极通过软水管与水泵连接，构成水循环系统。直流输电接地极的引下线安装有电流互感器，直流输电接地极的焊接处安装有温度传感器。所述直流输电接地极的引下线由四根空腔导体组成，且两根为进水管，两根为出水管。所述水泵、电流互感器、温度传感器连接控制装置。本实用新型一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极，既提高系统稳定性，减少人工操作所带来的误差，又可以提高系统的智能化水平。能够得到直流接地极的实时运行数据，以此作为依据控制冷却系统工作，提高运维的智能化，减少人为操作。
【专利说明】
一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极
技术领域
[0001]本实用新型属于高压直流输电系统接地领域，特别涉及一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极。
【背景技术】
[0002]我国能源与负荷在地域上分布的不均衡性，导致了我国能源远距离、大规模输送的趋势。直流输电在输电系统中所占比例虽然小于交流输电，但特高压直流输电以其送电容量大、输送距离远，作为大区电网间的联络线提高了系统运行的可靠性，在今后的能源流动中具有不可替代的地位。随着我国特高压直流输电工程的蓬勃发展，直流接地极在设计上也更加复杂。由于直流输电系统电压等级的不断升高以及直流系统共用接地极情况的增多，使得流过直流接地极的电流不断增大，接地极的温升将会更加严重，如不及时发现并进行降温措施，最终会导致严重事故，严重威胁直流输电系统的安全和稳定。为了掌握接地极的运行状况和及时采取措施使接地极正常运行，需要随时掌握接地极的环境变化情况，迅速发现并采取措施，通过自动控制装置实现智能化，防止重大事故发生，确保供电的安全与可靠。直流输电接地极作为直流输电系统中的一个重要部分，是单极回路运行时直流工作电流的返回通道，其运行状况直接影响到直流系统的稳定与安全。掌握直流接地极的运行状况，包括接地体运行环境温、湿度等，具有重要意义。
[0003]目前对接地极的监测大多采用定期人工现场检测的方式。近年来，有些学者提出了对直流接地极的在线监测系统。其缺点在于:只考虑了对其监测，当出现故障时不能及时自动的对其温升进行处理，同时由于目前国内绝大多数直流接地极都位于边郊野外，远离市区，给人工运行维护带来不便。如果通过自动降温控制装置，可让运维部门既能实时掌握接地极的运行状况，又能在接地极温度过高时自动降温，减少人工操作，对提高直流工程的安全性具有积极意义，同时可以提高运维智能化，节约人财投入。
[0004]对直流接地极的研究，自1954年高压直流输电工程在瑞典投入工业化运行，标志着高压直流输电技术正式进入工业化时就已经开始。随着特高压直流输电工程的快速发展，流过接地极的电流不断增大，其对周围环境的影响也进一步增大，土壤发热等问题更加严重，同时对直流接地极的布置、埋设、材料等提出了更高的要求，也急需能够保障接地极正常运行的装置。为避免上述问题影响系统和保障周围电气设施安全运行，必须对接地极进行科学设计和保护，采取有效方式保障直流输电系统的稳定。现有技术提及了对接地装置改进和仅对接地极的在线监测，但这些设备不能自动的解决接地极发热的问题，当发生故障时不能提供最及时有效的措施来解决或者缓解严重故障所带来的危害。
[0005]中国专利《一种直流接地极温升特性检测方法》(申请号201410406201.1)提出了一种直流接地极温升特性检测方法，表现在通过选取两处单元电极并在其上布置温度传感器，测量出一处单元点极的接地电阻判断出零电位位置，定下另一电极位置，可真实准确反应接地极最大暂态温升情况，从而用于直流接地极温升特性的评估。而在《一种接地极在线监测系统》(申请号:CN201120194210.0 )公开了一种接地极的在线监测系统，由传感器、信号采集器、监控主机和电源模块构成，可以在第一时间内将信息通过长距离无线通讯远传至监控中心和线路专职人员手机。该方法提高了其智能化。在专利《直流接地极K申请号201220587150.3)中公开了一种直流接地极，其包含高硅铬铁棒、离子填充料、密封层和电缆。利用粒子填充料吸收土壤中水分，通过潮解作用将活性电离子有效释放到土壤中，使其与土壤和焦炭之间有良好的接触，形成良好的导电通路，降低接地电阻。实用新型专利《直流接地极》(申请号200920208677.9)提出了一种新型接地极，包括多个接地导体以及与每个导体相连的引流电缆，接地导体环形布置。但这些方案都没有提及到对温度过高这个问题的具体解决措施，只是停留在及时知道接地极运行情况，缺少对温升的处理装置，不能保证接地极在最佳的运行环境下工作。
[0006]现有技术提出了对接地极的优化，提供了更好的系统和材料。但随着特高压直流输电工程的快速发展，多个直流系统共用接地极的情况日益普遍，接地极的设计更加复杂，流过接地极的电流不断增大，接地极的发热问题始终存在。目前接地极的在线监控系统只能对其状态进行监控，不能及时处理温升状况，虽可以采用降低输送电能，切除负荷的方式来解决，但对直流输电系统稳定性产生恶劣影响。提高直流输电的稳定性，除了要实时知道接地极的运行情况，还必须在此基础上，加大对接地极温度的掌控。
【发明内容】
[0007]为了克服上述【背景技术】的不足，本实用新型提供一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极，既提高系统稳定性，减少人工操作所带来的误差，又可以提高系统的智能化水平。能够得到直流接地极的实时运行数据，以此作为依据控制冷却系统工作，提高运维的智能化，减少人为操作。
[0008]本实用新型所采用的技术方案是:
[0009 ] 一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极，该直流输电接地极包括空腔导体，所述空腔导体内壁敷设绝缘层。直流输电接地极通过软水管与水栗连接，构成水循环系统。直流输电接地极的引下线安装有电流互感器，直流输电接地极的焊接处安装有温度传感器。所述直流输电接地极的引下线由四根空腔导体组成，且两根为进水管，两根为出水管。所述水栗、电流互感器、温度传感器连接控制装置。
[0010]—种高压直流输电接地极温度监控方法，通过内置水循环系统的直流输电接地极，保证直流输电接地极的温度在合理范围内；通过实时测量直流输电接地极电流，判断接地极总体温升;通过在直流输电接地极连接部位设置温度传感器，检测局部温度，判断直流输电接地极是否存在局部温升故障。
[0011]—种高压直流输电接地极温度监控方法，依据入地电流与温度之间的关联，判断接地电阻温度是否大于50°C或小于45°C ;当温度大于50°C时，增大水流速度，当温度小于45°(:时，减小水流速度。
[0012]一种高压直流输电接地极温度监控方法，当某个温度传感器监测到的温度大于90°c，且持续时间大于等于I小时时，判断直流输电接地极存在局部温升故障。
[0013]本实用新型一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极，优点在于:
[0014]1.本实用新型实现了高压直流输电接地极在不正常温度下工作时的智能降温，可通过入地电流和局部温度的检测，判断接地极的工作状态。由检测结果调整冷却系统的工作状态，保障接地极在最佳状态下工作。
[0015]2.本实用新型使用的降温装置，是结合一种新型的接地极，该接地极中间有腔体，可实现水流流动，通过其内腔实现水循环，该冷却系统为接地极的智能降温提供了一种新的实现手段，提高了接地极的稳定性。新型接地极，改变了传统接地极的单一设计。
[0016]3.本实用新型提出的通过测量接地电阻和连接处局部温升的方法，为判断接地极是否正常工作提出一种新的检测方式，满足不同情况下的监测。
【附图说明】
[0017 ]图1是本实用新型的接地极结构示意图。
[0018]其中:1-直流输电接地极，1.1-空腔导体;1.2-绝缘层；1.3-引下线；
[0019]2-水循环系统，2.1-水栗;2.2-水流方向；2.3-软水管；
[0020]3-电流互感器，4-温度传感器。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极，该直流输电接地极I包括空腔导体I.I，所述空腔导体I.I内壁敷设绝缘层1.2。空腔导体1.1组成的密封直流接地极，用于维持水循环。
[0022]直流输电接地极I通过软水管2.3与水栗2.1连接，构成水循环系统2。
[0023]直流输电接地极I的引下线1.3安装有电流互感器3，直流输电接地极I的焊接处安装有温度传感器4 ο通过电流互感器3测量直流输电接地极I的入地电流，判断此时直流接地极的平均温度大于50°C ;增大水栗2.1的输出功率，增大水循环系统2的水流速度，逐步使直流输电接地极I温度下降到50°C以下。
[0024]所述直流输电接地极I的引下线1.3由四根空腔导体组成，且两根为进水管，两根为出水管。
[0025]所述水栗2.1、电流互感器3、温度传感器4连接控制装置。温度传感器4由光纤通道将信号传递到电脑终端，经处理器处理之后发出指令，水循环系统2通过指令来调整工作状
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[0026]本实用新型通过内置水循环系统2冷却接地极，保证接地极的温度在合理范围内；通过实时测量直流接地极入地电流，判断接地极总体温升;通过在直流接地极连接部位设置温度传感器4检测局部温度，判断直流接地极是否存在局部温升故障。
[0027]—种高压直流输电接地极温度监控方法，通过内置水循环系统2的直流输电接地极I，保证直流输电接地极I的温度在合理范围内；通过实时测量直流输电接地极I电流，判断接地极总体温升;通过在直流输电接地极I连接部位设置温度传感器4，检测局部温度，判断直流输电接地极I是否存在局部温升故障。
[0028]—种高压直流输电接地极温度监控方法，依据入地电流与温度之间的关联，判断接地电阻温度是否大于50°C或小于45°C ;当温度大于50°C时，增大水流速度，当温度小于45°(:时，减小水流速度。
[0029]—种高压直流输电接地极温度监控方法，当某个温度传感器4监测到的温度大于90°C，且持续时间大于等于I小时时，判断直流输电接地极I存在局部温升故障。
[0030]具体实施方案1:
[0031]按照图1所示，采用带绝缘层1.2的空腔导体1.1作为直流输电接地极I，将电流互感器3安装在直流输电接地极I的引下线1.3上，将温度传感器4安装在直流输电接地极I焊接处，采用软水管2.3将直流输电接地极I和水栗2.1构建组成水循环系统2。
[0032]通过电流互感器3测量直流接地极的入地电流，若判断此时直流接地极的平均温度大于50 °C ;增大水栗21的输出功率，增大水循环系统2的水流速度，逐步使直流接地极温度下降到50°C以下。
[0033]具体实施方案2:
[0034]按照图1所示，采用带绝缘层1.2的空腔导体1.1作为直流输电接地极I，将电流互感器3安装在直流输电接地极I的引下线1.3上，将温度传感器4安装在直流输电接地极I焊接处，采用软水管2.3将直流输电接地极I和水栗2.1构建组成水循环系统2。
[0035]通过电流互感器3测量直流接地极的入地电流，若判断此时直流接地极的平均温度小于45°C;减小水栗2.1的输出功率，减小水循环系统2的水流速度，逐步使直流接地极温度回升至45°C以上。
[0036]具体实施方案3:
[0037]按照图1所示，采用带绝缘层1.2的空腔导体1.1作为直流输电接地极I，将电流互感器3安装在直流输电接地极I的引下线1.3上，将温度传感器4安装在直流输电接地极I焊接处，采用软水管2.3将直流输电接地极I和水栗2.1构建组成水循环系统2。通过温度传感器4测量直流输电接地极I焊接处的温度；当检测到某一焊接处的温度大于90°C且持续时间大于等于I小时时，判断直流接地极存在局部温升故障，并上报故障作为检修方案的依据。
【主权项】
1.一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极，其特征在于，该直流输电接地极(I)包括空腔导体(1.1)，所述空腔导体(1.1)内壁敷设绝缘层(1.2)，直流输电接地极(I)通过软水管(2.3)与水栗(2.1)连接，构成水循环系统(2);直流输电接地极(I)的引下线(1.3)安装有电流互感器(3)，直流输电接地极(I)的焊接处安装有温度传感器(4)。2.根据权利要求1所述一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极，其特征在于，所述直流输电接地极(I)的引下线(1.3)由四根空腔导体组成，且两根为进水管，两根为出水管。3.根据权利要求1所述一种带冷却系统与温控系统的高压直流输电接地极，其特征在于，所述水栗(2.1)、电流互感器(3)、温度传感器(4)连接控制装置。
【文档编号】H02J1/00GK205489520SQ201620265146
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】冯钰钦, 邱立, 邓长征, 谢海龙
【申请人】三峡大学