開關柜一次設備過流、弧光故障監(jiān)測保護裝置及保護方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關柜一次設備過流及弧光故障監(jiān)測保護裝置及保護方法，屬于電力設備中弧光保護技術領域。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著國內(nèi)電力工業(yè)的高速發(fā)展，中低壓開關柜的應用數(shù)量越來越多，其中開關柜內(nèi)部電弧光短路是一種頻發(fā)性、災難性故障，越來越嚴重地威脅著電力設備的安全運行。開關柜內(nèi)部的電弧短路故障，往往由于沒有得到及時清除，發(fā)展成為中低壓母線故障，造成供電系統(tǒng)失穩(wěn)、大面積停電、開關設備嚴重燒毀等災難性后果，甚至造成人身傷亡事故。所以，分析和研究開關柜弧光短路故障引發(fā)的母線故障的原因及影響因素，進而采取有效的保護措施，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種結構簡單，操作方便，檢測準確，能實現(xiàn)快速跳閘，有效保證供電系統(tǒng)設備的安全運行和供電的可靠性的開關柜一次設備過流、弧光故障監(jiān)測保護裝置及方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]—種開關柜一次設備過流、弧光故障監(jiān)測保護裝置，其特征在于:包括中心處理系統(tǒng)、電流監(jiān)測模塊、弧光監(jiān)測模塊、通訊模塊和電源模塊，中心處理系統(tǒng)、電流監(jiān)測模塊、弧光監(jiān)測模塊和通訊模塊分別連接電源模塊，電流監(jiān)測模塊和弧光監(jiān)測模塊的信號輸出端連接中心處理系統(tǒng)的信號輸入端，中心處理系統(tǒng)的信號輸出端連接通訊模塊，中心處理系統(tǒng)的控制輸出端通過隔離電路連接安裝在電源模塊上的繼電器；
[0006]電源模塊用于為整個裝置提供電源，并帶有4個電子繼電器，作為4路跳閘出口，實現(xiàn)快速保護;弧光監(jiān)測模塊連接弧光傳感器用于測試外部的弧光信號；電流監(jiān)測模塊用于測試電流的大小;通訊模塊實現(xiàn)與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換；中心處理系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對各個部件信號的處理和數(shù)據(jù)通訊。
[0007]進一步地優(yōu)選，中心處理系統(tǒng)包括控制單元、按鍵單元和LCD顯示屏，按鍵單元連接控制單元的信號輸入端，控制單元的信號輸出端連接LCD顯示屏，控制單元采用DSP芯片和CPLD芯片。能夠通過按鍵方便的輸入信息，LCD顯示屏能夠方便工作人員觀察數(shù)據(jù)，采用DSP芯片和CPLD芯片能夠提高運算速度，保證了電路的穩(wěn)定性。同時，中心處理系統(tǒng)與電流監(jiān)測模塊、弧光監(jiān)測模塊、通訊模塊之間通過以太網(wǎng)總線技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
[0008]進一步地優(yōu)選，弧光監(jiān)測模塊包括16路弧光信號輸入電路，弧光信號輸入電路的的輸入端連接弧光傳感器，弧光信號輸入電路的輸出端通過濾波整形電路和AD轉換電路連接中心處理系統(tǒng)。能夠精確測量外部設備的弧光值，方便中心處理系統(tǒng)快速準確做出跳閘判斷。
[0009]進一步地優(yōu)選，電流監(jiān)測模塊包括6路電流信號輸入電路，電流信號輸入電路的輸入端連接電流傳感器，電流信號輸入電路的輸出端通過濾波整形電路和AD轉換電路連接中心處理系統(tǒng)。電流監(jiān)測模塊實現(xiàn)電流的精確采集，每個周期平均采集24個特征點，實現(xiàn)在1ms之內(nèi)完成電流的精確測量。
[0010]進一步地優(yōu)選，通訊模塊包括兩路RS485接口和兩路以太網(wǎng)口接口，通訊模塊通過以太網(wǎng)口連接上位機。方便工作人員對測試裝置進行操作控制。
[0011]進一步地優(yōu)選，電流監(jiān)測模塊和弧光監(jiān)測模塊的信號輸入端分別連接電流傳感器和弧光傳感器，電流傳感器和弧光傳感器分別安裝在外部監(jiān)測設備上，繼電器連接外部監(jiān)測設備開關。
[0012]所述的開關柜一次設備過流、弧光故障監(jiān)測保護方法，包括以下步驟:
[0013]I)將電流監(jiān)測模塊和弧光監(jiān)測模塊的信號輸入端分別連接設置在外部監(jiān)測設備上電流傳感器和弧光傳感器;所述電流監(jiān)測模每個周期平均采集24個特征點，實現(xiàn)在1ms之內(nèi)完成電流的精確測量；
[0014]2)通過中心處理系統(tǒng)的按鍵單元設置弧光與電流檢測的保護模式，并同時設定整定值；
[0015]3)若所檢測的信號大于所設定的整定值，中心處理系統(tǒng)控制電源模塊中相應繼電器動作，裝置實現(xiàn)快速跳閘。
[0016]若步驟2)中設置整個裝置為單弧光保護模式，當檢測到弧光信號大于設定的整定值時，中心處理系統(tǒng)控制相應繼電器動作，裝置實現(xiàn)快速跳閘，動作時間小于7ms。
[0017]若步驟2)中設置整個裝置為弧光加電流保護模式，當檢測到弧光信號及電流信號同時大于設定的整定值時，中心處理系統(tǒng)控制相應繼電器動作，裝置實現(xiàn)快速跳閘，動作時間小于10ms。
[0018]本發(fā)明所具有的有益效果是:
[0019]1、本發(fā)明所述的中心處理系統(tǒng)設置有操作按鍵和LCD顯示屏，不但能夠方便輸入信息，還能將弧光值、電流值和動作時間等信息通過LCD顯示屏實時顯示，方便工作人員觀察，同時，內(nèi)部采用DSP數(shù)字信號處理單元作為CPU，配合CPLD邏輯計算單元，可以準確快速地采集弧光監(jiān)測模塊和電流監(jiān)測模塊的信號，大大提高了運算速度，還保證了電路的穩(wěn)定性。
[0020]2、本發(fā)明不但可以實現(xiàn)弧光、電流的精確檢測，還可以通過智能判斷實現(xiàn)快速跳閘動作出口，結構簡單，操作方便，檢測準確度高，進一步保證了供電系統(tǒng)設備的安全運行和供電的可靠性。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明弧光監(jiān)測模塊的連接原理圖；
[0023]圖3為本發(fā)明電流監(jiān)測模塊的連接原理圖；
[0024]圖4為本發(fā)明電源模塊的繼電器連接示意圖；
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發(fā)明的實施例做進一步描述:
[0026]如圖1-圖4所示，本發(fā)明所述的開關柜一次設備過流、弧光故障監(jiān)測保護裝置，包括中心處理系統(tǒng)、電流監(jiān)測模塊、弧光監(jiān)測模塊、通訊模塊和電源模塊，中心處理系統(tǒng)、電流監(jiān)測模塊、弧光監(jiān)測模塊和通訊模塊分別連接電源模塊的開關電源，電流監(jiān)測模塊和弧光監(jiān)測模塊的信號輸出端連接中心處理系統(tǒng)的信號輸入端，電流監(jiān)測模塊和弧光監(jiān)測模塊的信號輸入端分別連接電流傳感器和弧光傳感器，電流傳感器和弧光傳感器分別安裝在外部監(jiān)測設備上，中心處理系統(tǒng)的信號輸出端連接通訊模塊，中心處理系統(tǒng)的控制輸出端通過隔離電路連接安裝在電源模塊的繼電器上，繼電器連接外部監(jiān)測設備