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中低壓母線電弧光保護方法及系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:7460508閱讀:208來源:國知局
專利名稱:中低壓母線電弧光保護方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種中低壓母線電弧光保護方法及系統(tǒng),屬于電弧光保護領(lǐng)域。
背景技術(shù)
中、低壓母線發(fā)生短路故障時,所產(chǎn)生的電弧光對設(shè)備及人員會造成極大的傷害。目前在國內(nèi)中低壓母線系統(tǒng)中一般不配置專用的快速母線保護,而是依賴上一級變壓器的后備保護切除母線短路故障,這樣導(dǎo)致了故障切除時間的延長,加大了設(shè)備的損傷程度,破壞嚴重時可能造成事故進一步擴大,威脅到系統(tǒng)的穩(wěn)定運行?;」獗Wo就是專門針對中低壓母線的快速保護,使用感光探頭監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)的電弧光,一旦發(fā)生閃弧,保護快速動作,一般在4ms以內(nèi),切除進線開關(guān),這樣就可以大大減少因為保護動作不夠迅速引起的事故和損失。由于歷史原因,長期以來,人們對中低壓母線的保護一直不夠重視。相應(yīng)研究較少。目前,在歐美一些國家,越來越多的用戶采用電弧光保護作為中低壓開光柜內(nèi)部故障保護,并且在一些國家該保護裝置已成為中、低壓開關(guān)柜的標準配置。國內(nèi)現(xiàn)有的中低壓開關(guān)柜及母線保護方案均不能滿足快速切除故障或保護覆蓋范圍的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題,提供一種中低壓母線電弧光保護系統(tǒng),它具有原理簡單、動作可靠迅速、對變電站一次設(shè)備無特殊要求、適應(yīng)于各種運行方式、且在各種運行方式下保護不需要切換等優(yōu)點,為目前發(fā)電廠、變電站、工業(yè)及商業(yè)配電系統(tǒng)380V-35kV中低壓母線保護理想的解決方案。為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種中低壓母線電弧光保護方法,該方法的檢測步驟如下
步驟I :首先弧光傳感器檢測開關(guān)柜中的弧光,并將檢測到的弧光數(shù)據(jù)通過光纖或數(shù)據(jù)線傳到主控單元;
步驟2 :然后電流單元檢測A、B、C三相電流,并將檢測到的電流數(shù)據(jù)通過光纖或數(shù)據(jù)線傳送到主控單元;
步驟3 :其次弧聲單元通過光纖聲音傳感器檢測聲音信號,并將檢測到的聲音信號利用光纖或數(shù)據(jù)線傳送到主控單元;
步驟4 :如果弧聲單元檢測到的聲音信號的大小超過了聲音信號的限值,主控單元將對弧光強度及電流數(shù)據(jù)進行檢測;
步驟5 :如果弧光傳感器檢測的弧光強度大于設(shè)定的弧光強度,則將電弧光啟動標志置I ;同時若電流互感器檢測到的A、B、C三相電流中,其中某相電流大于設(shè)定的電流大小,電流啟動標志置I ;在電弧光啟動標志和電流啟動標志都是I的情況下,則判為電弧光發(fā)生故障,啟動繼電保護裝置跳閘信號,斷開上一級斷路器,隔離故障點;如果有其中一啟動標志未被置I,則繼續(xù)執(zhí)行步驟I和2。
一種中低壓母線電弧光保護系統(tǒng),它包括主控單元,主控單元的輸入端與至少一個輔助單元連接,主控單元的輸出端與至少一個斷路器連接;
所述的每個輔助單元均分別與弧光單元,弧聲單元,電流單元和電流單元連接,所述弧光單元連接有弧光傳感器,所述弧聲單元連接有光纖聲音傳感器,所述電流單元與電流傳感器連接,所述電流單元與溫度傳感器連接。所述主控單元有4個數(shù)據(jù)傳輸接口,每個接口能接入6個弧光單元或電流單元;主控單元的輸出接口則連接有4路快速跳閘和6路常規(guī)繼電器跳閘。所述的輔助單元安裝在中低壓母線開關(guān)柜中,由光纖三工器組成,每個輔助單元能夠接入10個弧光傳感器、I個便攜式弧光傳感器和I個溫度傳感器。所述弧光單元具有10個弧光檢測接口,這些接口均為光纖接口,用于連接弧光傳感器。所述弧光傳感器安裝在開關(guān) 柜各間隔室內(nèi),為探測弧光的光感應(yīng)元件。工作原理如下中低壓母線電弧光保護系統(tǒng)由主控單元、輔助單元、電流單元、弧光單元等部件構(gòu)成。各部件之間使用光纖及數(shù)據(jù)線來傳輸跳閘信號和數(shù)據(jù)信息?;」鈧鞲衅骺梢赃B接到主控單元或者弧光單元(弧光傳感器可以直接接到主控單元,如果需要保護的開關(guān)柜或母線數(shù)量少,可以省略弧光單元),電流單元則用于傳輸電流信號,電弧光保護系統(tǒng)通過弧光傳感器測量開關(guān)柜中的弧光,如果同時電流單元測到了過流信號,則被判為產(chǎn)生了電弧光故障。一旦檢測到電弧光故障,則保護系統(tǒng)在Ims內(nèi)發(fā)出跳閘指令,達到保護目的。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明由于沒有任何活動得或帶電得部件,傳感器極易安裝,不會發(fā)生任何誤動作,也不需要任何維護.電弧光保護系統(tǒng)的感光范圍靈敏度可在弧光單元和主控單元進行調(diào)整. 此靈敏度受弧光傳感器和光纖長度的影響.靈敏度可在10-50KLUX范圍之間調(diào)整.電弧光保護能快速切除中低壓母線故障,保證輸配電網(wǎng)的安全運行。


圖I為中低壓母線電弧光保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2為本發(fā)明的安裝示意圖3為本發(fā)明的工作過程及原理示意其中1主控單元,2輔助單元,3弧光單元,4電流電元,5溫度單元,31弧光傳感器,41 電流互感器,51溫度傳感器,6斷路器開關(guān),7弧聲單元,71弧聲傳感器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖I所示,中低壓母線電弧光保護系統(tǒng)由主控單元I、輔助單元2、電流單元4、 弧光單元3和斷路器開關(guān)6等部件構(gòu)成。各部件之間使用光纖及數(shù)據(jù)線來傳輸跳閘信號和數(shù)據(jù)信息?;」鈧鞲衅?1可以連接到主控單元I或者弧光單元3(弧光傳感器可以直接接到主控單元,如果需要保護的開關(guān)柜或母線數(shù)量少,可以省略弧光單元),電流單元4則用于傳輸電流信號,電弧光保護系統(tǒng)通過弧光傳感器31測量開關(guān)柜中的弧光,如果同時電流單元4測到了過流信號,則被判為產(chǎn)生了電弧光故障。一旦檢測到電弧光故障,則保護系統(tǒng)在Ims內(nèi)發(fā)出跳閘指令,達到保護目的。主控單元I管理、控制整個電弧光保護系統(tǒng),包含有電流檢測和斷路器失靈保護,通過檢測短路電流和來自弧光傳感器31的動作信息,并對收集的數(shù)據(jù)進行處理、判斷,發(fā)出跳閘信號以切除故障。該系統(tǒng)只有在同時檢測到弧光和過流時才發(fā)出跳閘指令。在進線斷路器未能動作切除故障時,它將啟動斷路器失靈保護邏輯,發(fā)出跳閘指令給上游斷路器切除故障。此外,主控單元I根據(jù)輔助單元2傳送來的弧光傳感器31的動作信息和溫度傳感器51測量的溫度,提供弧光故障點的定位和溫度報警信息,主控單元I有4個數(shù)據(jù)傳輸接口機即4個數(shù)據(jù)輸入口,每個接口可聯(lián)結(jié)6個弧光或電流單元,共可接24個弧光或電流單元。輸出接口則包括4路快速跳閘輸出和6路常規(guī)繼電器跳閘輸出。
輔助單元2安裝在中低壓母線開關(guān)柜中,由光纖三工器組成,每個輔助單元2可接入10個弧光傳感器31、1個便攜式弧光傳感器和I個溫度傳感器51。輔助單元2的地址通過拔碼開關(guān)設(shè)定。當系統(tǒng)發(fā)生弧光故障時,輔助單元2收集來自弧光傳感器31的動作信息并傳送給主控單元I,在主控單元I上顯示輔助單元2和弧光傳感器31的地址編號,有利于及時檢修和排除故障?;」鈫卧?用于檢測弧光,具有10個弧光檢測接口,這些接口均為光纖接口,用于連接弧光傳感器31?;」鈧鞲衅?1感光強度則可以通過弧光單元3面板上的電位計來調(diào)節(jié)設(shè)定,可從10KLUX調(diào)節(jié)至50KLUX.弧光單元3檢測到的弧光數(shù)據(jù)通過光纖或數(shù)據(jù)線傳到主控單元1,主控單元I依據(jù)設(shè)定的邏輯判據(jù)決定是否輸出跳閘信號。弧聲單元7用于檢測電弧聲音信號,弧聲單元7通過弧聲傳感器71檢測到聲音信號,利用光纖或數(shù)據(jù)線傳送到主控單元1,主控單元I依據(jù)設(shè)定的聲音限值判據(jù)決定是否輸出跳閘信號。電流單元4用于檢測電流信號,A、B、C三相電流均可檢測。電流單元4可匹配1A、2A和5A的電流互感器41,電流的整定則可以從面板上的電位計來調(diào)節(jié),整定范圍從50%至500%。電流單元4檢測到電流數(shù)據(jù)通過光纖或數(shù)據(jù)線傳送到主控單元I,主控單元I依據(jù)設(shè)定的邏輯判據(jù)決定是否輸出跳閘信號。弧光傳感器31安裝在開關(guān)柜各間隔室內(nèi),為探測弧光的光感應(yīng)元件。發(fā)生電弧光故障時,光的強度會大幅度增加,弧光傳感器31內(nèi)的感光元件就會把光信號轉(zhuǎn)換為電信號給弧光單元3或者主控單元1,并將光信號轉(zhuǎn)換成電流信號傳送給輔助單元2?;÷晜鞲衅?1安裝在開關(guān)柜內(nèi),為探測弧聲的光纖聲音傳感器.弧聲是故障電弧放電過程伴生的一種物理現(xiàn)象,而且在故障電弧產(chǎn)生前就已經(jīng)出現(xiàn)?;÷晜鞲衅?1提取弧聲信號傳遞給弧聲單元7或者主控單元I.并將聲音信號轉(zhuǎn)換成電流信號傳送給輔助單元2。主控單元I接收弧聲、弧光、電流互感器信號,因為弧聲是故障電弧放電過程伴生的一種物理現(xiàn)象,而且在故障電弧產(chǎn)生前就已經(jīng)出現(xiàn),而弧光和電流一般同時出現(xiàn),主控單元I首先接收到弧聲信號,發(fā)出報警信號,在接收到弧光和電流過流信號時,啟動加速跳閘邏輯,加速繼電器跳開相關(guān)斷路器,切除故障。溫度傳感器51可用于監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)部的關(guān)鍵部件(比如母線接頭)的溫度,在超過其整定值時主控單元可發(fā)出報警信號。
中低壓母線電弧光保護系統(tǒng)具有原理簡單、動作可靠迅速、對變電站一次設(shè)備無特殊要求、適應(yīng)于各種運行方式、且在各種運行方式下保護不需要切換等優(yōu)點,為目前發(fā)電廠、變電站、工業(yè)及商業(yè)配電系統(tǒng)380V - 35kV中低壓母線保護理想的解決方案,現(xiàn)場安裝如圖2所示。工作過程及原理如圖3描述弧光傳感器31檢測弧光強度,若大于定值Lz,電弧光啟動標志置I。電流互感器41檢測A、B、C三相電流,若其中某相電流大于定值Iz,電流啟動標志置I。電弧光啟動標志和電流啟動標志都是I的情況下,啟動繼電保護裝置跳閘信號,斷開上一級斷路器,隔離故障點。溫度傳感器51檢測開關(guān)柜內(nèi)溫度,大于定值Tz,產(chǎn)生報警信號,不參與跳閘邏輯判斷,只作為參考檢測量。由于沒有任何活動的或帶電的部件,傳感器極易安裝,不會發(fā)生任何誤動作,也不需要任何維護。電弧光保護系統(tǒng)的感光范圍靈敏度可在弧光單元3和主控單元I進行調(diào)整, 此靈敏度受弧光傳感器31和光纖長度的影響,靈敏度可在10-50KLUX范圍之間調(diào)整。電弧光保護能快速切除中低壓母線故障,保證輸配電網(wǎng)的安全運行。 上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述,但并非對本發(fā)明保護范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種中低壓母線電弧光保護方法,其特征是,該方法的檢測步驟如下步驟I:首先弧光傳感器檢測開關(guān)柜中的弧光,并將檢測到的弧光數(shù)據(jù)通過光纖或數(shù)據(jù)線傳到主控單元;步驟2 :然后電流單元檢測A、B、C三相電流,并將檢測到的電流數(shù)據(jù)通過光纖或數(shù)據(jù)線傳送到主控單元;步驟3 :其次弧聲單元通過光纖聲音傳感器檢測聲音信號,并將檢測到的聲音信號利用光纖或數(shù)據(jù)線傳送到主控單元;步驟4 :如果弧聲單元檢測到的聲音信號的大小超過了聲音信號的限值,主控單元將對弧光強度及電流數(shù)據(jù)進行檢測;步驟5 :如果弧光傳感器檢測的弧光強度大于設(shè)定的弧光強度,則將電弧光啟動標志置I ;同時若電流互感器檢測到的A、B、C三相電流中,其中某相電流大于設(shè)定的電流大小, 電流啟動標志置I ;在電弧光啟動標志和電流啟動標志都是I的情況下,則判為電弧光發(fā)生故障,啟動繼電保護裝置跳閘信號,斷開上一級斷路器,隔離故障點;如果有其中一啟動標志未被置1,則繼續(xù)執(zhí)行步驟I和2。
2.一種中低壓母線電弧光保護系統(tǒng),其特征是,它包括主控單元,主控單元的輸入端與至少一個輔助單元連接,主控單元的輸出端與至少一個斷路器連接;所述的每個輔助單元均分別與弧光單元,弧聲單元,電流單元和電流單元連接,所述弧光單元連接有弧光傳感器,所述弧聲單元連接有光纖聲音傳感器,所述電流單元與電流傳感器連接,所述電流單元與溫度傳感器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的中低壓母線電弧光保護系統(tǒng),其特征是,所述主控單元有4個數(shù)據(jù)傳輸接口,每個接口能接入6個弧光單元或電流單元;主控單元的輸出接口則連接有4 路快速跳閘和6路常規(guī)繼電器跳閘。
4.如權(quán)利要求2所述的中低壓母線電弧光保護系統(tǒng),其特征是,所述的輔助單元安裝在中低壓母線開關(guān)柜中,由光纖三工器組成,每個輔助單元能夠接入10個弧光傳感器、I個便攜式弧光傳感器和I個溫度傳感器。
5.如權(quán)利要求2所述的中低壓母線電弧光保護系統(tǒng),其特征是,所述弧光單元具有10 個弧光檢測接口,這些接口均為光纖接口,用于連接弧光傳感器。
6.如權(quán)利要求2所述的中低壓母線電弧光保護系統(tǒng),其特征是,所述弧光傳感器安裝在開關(guān)柜各間隔室內(nèi),為探測弧光的光感應(yīng)元件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中低壓母線電弧光保護方法及系統(tǒng),它包括主控單元,主控單元的輸入端與至少一個輔助單元連接,主控單元的輸出端與至少一個斷路器連接;所述的每個輔助單元均分別與弧光單元,電流單元和電流單元連接,所述弧光單元連接有弧光傳感器,所述電流單元與電流傳感器連接,所述電流單元與溫度傳感器連接。本發(fā)明的感光范圍靈敏度可在弧光單元和主控單元進行調(diào)整,此靈敏度受弧光傳感器和光纖長度的影響,靈敏度可在10-50KLUX范圍之間調(diào)整。電弧光保護能快速切除中低壓母線故障,保證輸配電網(wǎng)的安全運行。
文檔編號H02H7/22GK102623967SQ20121009920
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月7日
發(fā)明者李建修, 李立生, 邵志敏 申請人:山東電力研究院
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