專利名稱：中低壓母線電弧光保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中低壓母線電弧光保護(hù)方法及系統(tǒng)，屬于電弧光保護(hù)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(hù)，而是依賴上一級變壓器的后備保護(hù)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(yán)重時可能造成事故進(jìn)一步擴(kuò)大，威脅到系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行?；」獗Ｗo(hù)就是專門針對中低壓母線的快速保護(hù)，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(hù)快速動作，一般在4ms以內(nèi)，切除進(jìn)線開關(guān)，這樣就可以大大減少因?yàn)楸Ｗo(hù)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(hù)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(hù)作為中低壓開光柜內(nèi)部故障保護(hù)，并且在一些國家該保護(hù)裝置已成為中、低壓開關(guān)柜的標(biāo)準(zhǔn)配置。國內(nèi)現(xiàn)有的中低壓開關(guān)柜及母線保護(hù)方案均不能滿足快速切除故障或保護(hù)覆蓋范圍的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型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(hù)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(yùn)行方式、且在各種運(yùn)行方式下保護(hù)不需要切換等優(yōu)點(diǎn)，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(hù)理想的解決方案。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種中低壓母線電弧光保護(hù)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(qiáng)度及電流數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測；步驟5 :如果弧光傳感器檢測的弧光強(qiáng)度大于設(shè)定的弧光強(qiáng)度，則將電弧光啟動標(biāo)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(biāo)志置I ;在電弧光啟動標(biāo)志和電流啟動標(biāo)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(hù)裝置跳閘信號，斷開上一級斷路器，隔離故障點(diǎn)；如果有其中一啟動標(biāo)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(hù)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，電流單元和溫度單元連接，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，所述溫度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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)系統(tǒng)在Ims內(nèi)發(fā)出跳閘指令，達(dá)到保護(hù)目的。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型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(hù).電弧光保護(hù)系統(tǒng)的感光范圍靈敏度可在弧光單元和主控單元進(jìn)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(hù)能快速切除中低壓母線故障，保證輸配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

圖I為中低壓母線電弧光保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的安裝示意圖；圖3為本實(shí)用新型的工作過程及原理示意圖；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(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖I所示，中低壓母線電弧光保護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)系統(tǒng)在Ims內(nèi)發(fā)出跳閘指令，達(dá)到保護(hù)目的。主控單元I管理、控制整個電弧光保護(hù)系統(tǒng)，包含有電流檢測和斷路器失靈保護(hù)，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(jìn)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(jìn)線斷路器未能動作切除故障時，它將啟動斷路器失靈保護(hù)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(diǎn)的定位和溫度報(bào)警信息，主控單元I有4個數(shù)據(jù)傳輸接口機(jī)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A 10個弧光傳感器31、I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(dāng)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(qiáng)度則可以通過弧光單元3面板上的電位計(jì)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(jì)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?；」鈧鞲衅?1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(qiáng)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?yàn)榛÷暿枪收想娀》烹娺^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(bào)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(bào)警信號。中低壓母線電弧光保護(hù)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(yùn)行方式、且在各種運(yùn)行方式下保護(hù)不需要切換等優(yōu)點(diǎn)，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(hù)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(qiáng)度，若大于定值Lz，電弧光啟動標(biāo)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(biāo)志置I。電弧光啟動標(biāo)志和電流啟動標(biāo)志都是I的情況下，啟動繼電保護(hù)裝置跳閘信號，斷開上一級斷路器，隔離故障點(diǎn)。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(bào)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(hù)。電弧光保護(hù)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(jìn)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(hù)能快速切除中低壓母線故障，保證輸配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(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實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種中低壓母線電弧光保護(hù)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，電流單元和溫度單元連接，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，所述溫度單元與溫度傳感器連接。
2.如權(quán)利要求I所述的中低壓母線電弧光保護(hù)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。
3.如權(quán)利要求I所述的中低壓母線電弧光保護(hù)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。
4.如權(quán)利要求I所述的中低壓母線電弧光保護(hù)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。
5.如權(quán)利要求I所述的中低壓母線電弧光保護(hù)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。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種中低壓母線電弧光保護(hù)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，電流單元和溫度單元連接，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，所述溫度單元與溫度傳感器連接。本實(shí)用新型的感光范圍靈敏度可在弧光單元和主控單元進(jìn)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(hù)能快速切除中低壓母線故障，保證輸配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
文檔編號H02H7/22GK202550499SQ20122014235
公開日2012年11月21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