海上风电场海底高压电缆故障监测方法研究

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1、技术与应用海上风电场海底高压电缆故障监测方法的研究黄辉郑明2李迪蓝锦标(1．五邑大学信息工程学院，广东江门529020；2．广东省电力设计研究院，广州510663)摘要海底高压电缆是海上风电场传输电能的重要组成组成部分，因此海底高压电缆的安全运行对海上风电电力系统至关重要。针对分布式光纤传感器在线监测海底高压电缆运行状况的方法，利用有限元软件ANSYS建立XLPE海底高压电缆模型，仿真分析海底高压电缆在不同故障形式下，海底高压电缆内部物理量的变化，为分布式光纤传感器在线监测海底高压电缆运行状态提供参考。最后，

2、根据这些仿真结果提出了一个信息融合的模型，以方便综合利用这些特征量和提高定位精度。关键词：海底高压电缆；在线监测；分布式光纤传感器；有限元StudyonHighVoltageSubmarineCableFaultMonitoringMethodsoftheOffshoreWindFarmHuangHuilZhengMing2LiDiILanJinbiaol(1．SchoolofInformationEngineering，WuyiUniversity,Jangmen，Guangdong529020；2．Gua

3、ngdongElectricpowerdesigninstitute，Guangzhou510663)AbstractSubmarinehighvoltagecableisanimportantcomponentofthewindfarmforpowertransmission．Sothesafeoperationofthehigh—voltageunderseacableonthepowersystemiscritica1．Accordingtothedistributedopticalfibersenso

4、rmonitoringmethods，finiteelementsoftwareANSYSwasusedtoestablishXLPEhigh—pressuresubmarinecablemode1．Thesimulationanalysisthechangeoftheinternalphysicalquantities，bysimulatingdifferentsubmarinecablefaultforms．Thissimulationprovidedthereferenceforonlinemonito

5、ringrunningstatebydistributedopticalfibersensor．Finally,fortheutilizationofthesefeaturequantitiesandimprovingthefaultlocationprecision，ainformationfusionmodelwereputforwardaccordingtothesimulationresults．Keywords：High—voltageunderseacable；onlinedetection；di

6、stributedfiberopticsensors；finiteelement随着海上风力发电的大力发展，海底高压电缆时的情况，研究分布式光纤测量法监测的关键物理的应用将越来越广泛，但是由于运行和海底环境的量、海底高压电缆在故障情况下的运行状态以及故不确定性，海底电缆很容易出现绝缘损坏、锚伤等障定位的可行性]。各类故障。一旦海底高压电缆发生故障而停止运行，lXLPE海底高压电缆就会造成非常大的经济损失。因此，为保障海底高压电缆的安全运行，实时监测海底高压电缆的运行XLPE海底高压电缆的总体结构分为单芯和三状

7、况是非常必要的。海底高压电缆在线监测方法有芯两种，其结构分别如图1所示。二二芯结构相对于分布式光纤测量法、直流成分法、接地线电流法和单芯结构损耗较小，而单芯结构由于三相分开排列，在线tan法等，其中分布式光纤传感器测量法是目相对于结构有利于散热。三芯结构的电缆由于前最先进，最有发展前景的一类测量方法。本文运二相之间的填充层有相对充裕的空间，便于在其中用ANSYS仿真软件，模拟海底高压电缆发生故障加入光纤通道llJ，本文主要针对三芯海缆进行分析。48l电技2013-{#~1期技术与应用够同时测量电缆内部温度和应

8、变，同时由于布里渊1体2体葭散射光能量比较强，所以光信号的衰减和色散都很3鲍管4．笼缘鞠蔽小，因此监测距离可以长达几十千米，所以在长距5瘩膨胀嚣6．铺会护舞离海底高压电缆在线监测技术中，基于布里渊散射7内护舞技术的分布式光纤传感器存在优势。8瓣魍强9．铠装l0．外城缓3海底高压电缆仿真3．1海底高压电缆故障常见的故障海底高压电缆的设计、制造、铺设、运行和维俗辫体一王缘绝一辫缘一膨拳一簸会一爨护一缆纤