本發(fā)明涉及一種快速開關(guān)消弧及人體保護系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇與電力系統(tǒng)運行可靠性、積極性和設(shè)備人生安全性密切相關(guān)。我國配電網(wǎng)中性點接地方式有不接地、經(jīng)消弧線圈接地和阻性接地三種。根據(jù)國家標準《gb50613-2010》和國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準《qgdw1738-2012》的相關(guān)意見，中性點接地方式的主要根據(jù)電壓等級、單相接地電容電流、配電線路的類型等因素來選擇。其中消弧線圈接地方式是現(xiàn)階段配電網(wǎng)中普遍采用的方式。

接入中性點的消弧線圈可以補償單相接地的電流，電弧易于熄滅且不宜重燃，縮短了間歇性電弧過電壓持續(xù)時間，抑制弧光接地過電壓的產(chǎn)生。但是消弧線圈接地方式存在不足：1)消弧線圈一般工作在過補償狀態(tài)，在系統(tǒng)電容電流過大的情況下，故障點的殘留不滿足系統(tǒng)安全運行要求；消弧線圈只能補償工頻分量，系統(tǒng)經(jīng)消弧線圈接地時，流經(jīng)故障點的電流除了工頻分量還有高頻振蕩分量，在工頻電流過零時高頻振蕩電流仍有很大的幅值，無法做到完全的消?。?)消弧線圈補償后故障電流特性變小，致使故障選線準確率降低，給運行維護人員進行故障排除帶來一定的難度；3)電纜線路故障通常是永久性故障，在電纜線路較多的配電網(wǎng)絡(luò)中，消弧線圈補償方式的反復(fù)熄滅弧會擴大事故范圍，致使電纜絕緣完全破壞；4)消弧線圈補償方式是通過感性電流來補償系統(tǒng)的容性電流，無法在人體觸電情況下做到真正的電流轉(zhuǎn)移，無法有效的保護人身安全。

目前，從國內(nèi)外單相接地故障處理技術(shù)及人體保護技術(shù)來看，還沒有一種裝置能夠有效的保護10kv或35kv線路人身觸電的安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種快速開關(guān)消弧及人體保護系統(tǒng)，能夠起到消弧及人體保護的作用，從而有效的保護10kv或35kv線路人身觸電的安全。

一種快速開關(guān)消弧及人體保護系統(tǒng)，其特別之處在于：包括站內(nèi)選線消弧裝置，該站內(nèi)選線消弧裝置通過通信中心模塊分別與站外消弧裝置、一級分站選線裝置和二級分站選線裝置連接；其中站內(nèi)選線消弧裝置包括第一控制器，該第一控制器通過電壓采集模塊與母線連接從而采集母線三相電壓和母線零序電壓，該第一控制器還通過電流采集模塊與變電站各條出線連接從而采集各條出線的零序電流，還包括第一分相快速開關(guān)，該第一分相快速開關(guān)的輸入端與母線三相連接而該第一分相快速開關(guān)的輸出端通過保護模塊接地，并且該第一分相快速開關(guān)的控制端與前述的第一控制器連接；其中站外消弧裝置包括第二控制器，該第二控制器與前述的第一控制器連接，還包括第二分相快速開關(guān)，該第二分相快速開關(guān)的輸入端與配電線路三相連接而該第二分相快速開關(guān)的輸出端通過保護模塊接地，并且該第二分相快速開關(guān)的控制端與前述的第二控制器連接。

其中一級分站選線裝置包括第一數(shù)據(jù)處理模塊，該第一數(shù)據(jù)處理模塊分別與第一電源模塊、第一顯示模塊、第一選線模塊和第一通信模塊連接，其中第一選線模塊與一級分站環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)各饋線的零序電流回路連接，其中第一通信模塊通過光纖與第一控制器連接；其中二級分站選線裝置包括第二數(shù)據(jù)處理模塊，該第二數(shù)據(jù)處理模塊分別與第二電源模塊、第二顯示模塊、第二選線模塊和第二通信模塊連接，其中第二選線模塊與二級分站環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)各饋線的零序電流回路連接，其中第二通信模塊通過光纖與第一控制器連接。

其中保護模塊采用避雷器。

本發(fā)明所描述的故障相短時接地消弧及人體保護系統(tǒng)主要是通過站內(nèi)選線消弧裝置快速的判斷單相接地故障相別和故障線路，通過站內(nèi)選線裝置內(nèi)的分相快速開關(guān)將故障相短時接地，并將故障相別和故障線路選線通過光纖傳輸給站外消弧裝置。站外消弧裝置接受到信號后快速的將故障相通過分相快速開關(guān)接地，本發(fā)明將發(fā)生故障接地點的首末兩端通過分相快速開關(guān)接地并在10ms內(nèi)轉(zhuǎn)移故障接地電流，并將限制故障接地的電壓限制在36v以下，起到了有效的消弧及人體保護的作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中站內(nèi)選線消弧裝置的原理圖；

圖2為本發(fā)明中站外消弧裝置的原理圖；

圖3為本發(fā)明的原理圖。

具體實施方式

如圖1、2和3所示，本發(fā)明提供了一種快速開關(guān)消弧及人體保護系統(tǒng)，包括站內(nèi)選線消弧裝置，該站內(nèi)選線消弧裝置通過通信中心模塊分別與站外消弧裝置、一級分站選線裝置和二級分站選線裝置連接；

其中站內(nèi)選線消弧裝置包括第一控制器，該第一控制器通過電壓采集模塊與母線連接從而采集母線三相電壓和母線零序電壓，該第一控制器還通過電流采集模塊與變電站各條出線連接從而采集各條出線的零序電流，還包括第一分相快速開關(guān)，該第一分相快速開關(guān)的輸入端與母線三相連接而該第一分相快速開關(guān)的輸出端通過保護模塊接地，并且該第一分相快速開關(guān)的控制端與前述的第一控制器連接；

其中站外消弧裝置包括第二控制器，該第二控制器與前述的第一控制器連接，還包括第二分相快速開關(guān)，該第二分相快速開關(guān)的輸入端與配電線路三相連接而該第二分相快速開關(guān)的輸出端通過保護模塊接地，并且該第二分相快速開關(guān)的控制端與前述的第二控制器連接。

其中一級分站選線裝置由第一電源模塊、第一顯示模塊、第一選線模塊、第一數(shù)據(jù)處理模塊和第一通信模塊組成，第一電源模塊部分提供裝置電路所需各種電壓，同時該模塊板集成有繼電器，供報警輸出使用；第一顯示模塊部分用于采集開口零序電壓、顯示、數(shù)據(jù)保存及數(shù)據(jù)遠傳功能；第一選線模塊負責第一環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)各饋線零序電流回路的采樣；第一數(shù)據(jù)處理模塊負責故障饋線的判別；第一通信模塊負責將判別出的故障饋線信息通過光纖傳輸給第一控制器。

其中二級分站選線裝置由第二電源模塊、第二顯示模塊、第二選線模塊、第二數(shù)據(jù)處理模塊和第二通信模塊組成，第二電源模塊部分提供裝置電路所需各種電壓，同時該模塊板集成有繼電器，供報警輸出使用；第二顯示模塊部分用于采集開口零序電壓、顯示、數(shù)據(jù)保存及數(shù)據(jù)遠傳功能；第二選線模塊負責第二環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)各饋線零序電流回路的采樣；第二數(shù)據(jù)處理模塊負責故障饋線的判別；第二通信模塊負責將判別出的故障饋線信息通過光纖傳輸給第一控制器。

其中保護模塊采用避雷器從而對站內(nèi)選線消弧裝置進行過電壓保護。

以下結(jié)合附圖和具體實施方法對本發(fā)明專利作進一步詳細的說明：

如圖1所示的站內(nèi)選線消弧裝置，它安裝于變電站母線上，主要包括第一控制器；第一分相快速開關(guān)；保護模塊。其中第一控制器接受外部的電流電壓信號并進行故障相別和故障線路的判斷。外部的電流電壓信號包括母線三相電壓ua、ub、uc和母線零序電壓u0，以及變電站各條出線的零序電流i01～i0n。其中n為饋線的條數(shù)。第一控制器判別出故障相別后，給第一分相快速開關(guān)發(fā)出相應(yīng)的命令，將故障相通過快速開關(guān)接地，起到轉(zhuǎn)移故障電流消除弧光過電壓的作用。

第一分相快速開關(guān)采用基于電磁斥力機構(gòu)作為操動機構(gòu)以提高動作的速度。第一控制器進行故障相判別并控制第一分相快速開關(guān)投入的時間小于10ms。保護模塊主要對站內(nèi)選線消弧裝置進行過電壓、短路保護。

如圖2所示的站外消弧裝置，它安裝于10kv或35kv配網(wǎng)線路上，主要包括第二控制器；第二分相快速開關(guān)；保護模塊。在線路上出現(xiàn)單相接地故障時，第二控制器接受站內(nèi)選線消弧裝置的控制信號，并控制第二分相快速開關(guān)對應(yīng)的相別動作。第二控制器接受站內(nèi)選線消弧裝置的命令并控制第二分相快速開關(guān)投入的時間小于10ms。第二分相快速開關(guān)采用基于電磁斥力機構(gòu)作為操動機構(gòu)以提高動作的速度。保護模塊主要對站內(nèi)選線消弧裝置進行過電壓、短路保護。

如圖3所示的故障相短時接地消弧及人體保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，主要包括站內(nèi)選線消弧裝置；站外消弧裝置；一級分站選線裝置；二級分站選線裝置；通信中心模塊。

站內(nèi)選線消弧裝置主要進行是在單相接地故障發(fā)生時進行故障相別和故障線路的判別，并控制分相快速開關(guān)投入，站外消弧裝置主要接受站內(nèi)選線消弧裝置的控制命令，控制分相快速開關(guān)投入，一級分站選線裝置和二級分站選線裝置則是配合站內(nèi)選線消弧裝置進行故障相別和故障線路的判別。站內(nèi)選線消弧裝置、站外消弧裝置、一級分站選線裝置、二級分站選線裝置之間的通過通信中心模塊進行信息交互，采用光纖方式通信。

本發(fā)明的使用方法和工作原理是：

當如圖3所示的故障接地點某相出現(xiàn)觸電事故時，故障饋線的電流將發(fā)生改變，此時站內(nèi)選線消弧裝置將會檢測到電流變化并判斷出故障線路和相別，同時通過第一控制器將第一分相快速開關(guān)的故障相接地；一級分站選線裝置也會檢測到電流變化并判斷出故障線路，且將故障信息傳輸給站內(nèi)選線消弧裝置；二級分站選線裝置會檢測到所有饋線電流均有變化并判斷出上級線路故障，且將故障信息傳輸給站內(nèi)選線消弧裝置。站內(nèi)選線消弧裝置匯總一級分站選線裝置和二級分站選線裝置后，確定故障饋線，同時將信息發(fā)送給站外消弧裝置，站外消弧裝置再通過第二控制器將第二分相快速開關(guān)的故障相接地。

此時發(fā)生故障接地點的相別通過第一分相快速開關(guān)和第二分相快速開關(guān)接地后，故障的相別上電壓基本上降為零，即可起到保護人身安全的作用。

本說明書未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。