高壓開關柜電弧光保護系統技術方案

一種高壓開關柜電弧光保護系統，涉及電力供電系統保護技術領域。包括在測控柜上設置有主控單元、電流擴展單元，在開關柜上設置有弧光擴展單元，在開關柜母線隔室內設置弧光傳感器；主控單元通過端口與進線斷路器連接，弧光擴展單元通過電纜一端與主控單元連接，另一端與弧光傳感器連接；電流擴展單元通過電纜一端與主控單元連接，另一端與母聯電流互感器連接。具有超快速的動作性能，保護的動作時間控制在幾毫秒以內。當檢測到弧光信號并同時檢測到過流信號時才發出跳閘指令切除故障，避免了外界干擾引起的誤跳閘。對變電站一次設備無特殊要求、適應于各種運行方式、且在各種運行方式下保護不需要切換等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

高壓開關柜電弧光保護系統技術背景本技術涉及電力供電系統保護
，尤其是一種高壓開關柜電弧光保護系統。目前國內35kV及以下電壓等級的母線由于沒有穩定問題，一般未裝設母線保護。然而，由于中低壓母線上的出線多，操作頻繁，三相導體線間距離與大地的距離比較近，容易受小動物危害；設備制造質量比高壓設備差，設備絕緣老化和機械磨損；運行條件惡劣，系統運行條件改變，人為和操作錯誤等原因，中低壓母線的故障 幾率比高壓、超高壓母線高得多。近年來，由于各種原因導致開關設備被嚴重燒毀，有的甚至發展成“火燒連營’的事故時有發生，而主變壓器由于遭受外部短路電流沖擊損壞的事故也逐年增加，這些配網事故處理不當甚至被擴大發展為輸電網事故，造成重大的經濟損失。當前由于IOkV開關柜的大量應用，而由開關柜弧光短路故障引發的中低壓母線故障也時有發生，甚至發生過主變壓器由于遭受外部短路電流沖擊損壞的事故，經濟損失嚴重。另一方面，用戶對供電的可靠性要求也越來越高。因此，為了保證變壓器及母線開關設備的安全運行，根據繼電保護快速性、穩定性的要求，專利技術人開發出IOkV開關柜快速母線保護一電弧光保護系統。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種高壓開關柜電弧光保護系統，以期達到快速檢測、截斷故障、避免外界干擾引起的誤跳閘，提高電弧光保護系統的可靠性、快速性。為實現上述目的而采取的技術解決方案如下一種高壓開關柜電弧光保護系統，包括主控單元、電流擴展單元、弧光擴展單元、弧光傳感器；特別是在測控柜上設置有主控單元、電流擴展單元，在開關柜上設置有弧光擴展單元；在開關柜母線隔室內設置弧光傳感器，所述的主控單元通過端口與第一進線斷路器連接，所述弧光擴展單元通過電纜一端與主控單元連接，另一端與弧光傳感器連接，所述電流擴展單元通過電纜一端與主控單元連接，另一端與母聯電流互感器連接。所述高壓開關柜電弧光保護系統，弧光判斷依據的啟動條件為光強度超過9000IUx,電流超過設定的過載負荷電流。所述高壓開關柜電弧光保護系統，當主控單元檢測到弧光信號，同時檢測到過流信號，主控單元才會發出跳閘指令，啟動跳閘繼電器切除故障。本技術的工作原理是通過檢測開關柜內部發生故障時發出的電光，判斷是否發生故障?；」馐请娀〉淖蠲黠@且變化最快的特征物理量，因而電弧光保護具有超快速的動作性能，整套保護的動作時間保證在幾毫秒以內。對開關柜內部故障保護來說，這種超高速動作性能是最重要的。為了避免外界干擾引起的誤跳閘，在實際應用中往往還引入過流信號，當檢測到弧光信號時，同時還必須檢測過流信號才發出跳閘指令切除故障，從而進一步提高電弧光保護系統的可靠性。電弧光保護系統主要動作依據為故障產生的兩個因素弧光及電流增量。當同時檢測到弧光和電流增量時發出跳閘命令。也就是說當系統發生故障，弧光傳感器將弧光信號轉化為電信號，通過I/o弧光擴展單元傳給主控單元，主控單元再通過檢測電流信號并且達到啟動值，發出跳閘信號。其中弧光判據的啟動條件的光強度超過9000LUX，過流定值可根據現場情況設定。與現有技術比較，本技術的有益效果是I、通過檢測開關柜內部發生故障時發出的電光判斷是否發生故障，具有超快速的動作性能，整套保護的動作時間控制在幾毫秒以內。2、為了避免外界干擾引起的誤跳閘，引入過流信號檢測，當檢測到弧光信號時，同時檢測過流信號才發出跳閘指令切除故障，進一步提高保護系統的可靠性。3、對變電站一次設備無特殊要求、適應于各種運行方式、且在各種運行方式下保護不需要切換等優點。 附圖說明圖I是本新型工作原理示意圖。圖2是本新型結構框圖示意圖。圖3是本新型實施例示意圖。圖中字母符號表示1 :主控單元；2 :電流擴展單元；3 :弧光擴展單元；4 :弧光傳感器；900 :母線斷路器；911 :第一進線斷路器；921 :第二進線斷路器；CT電流互感器；A Ia電流a變量；A Ib電流b變量；A Ic電流c變量。具體實施方式參見圖I、圖2，一種高壓開關柜電弧光保護系統，包括主控單元I、電流擴展單元2、弧光擴展單元3、弧光傳感器4;特別是在測控柜上設置有主控單元I、電流擴展單元2，在開關柜上設置有弧光擴展單元3 ;在開關柜母線隔室內設置弧光傳感器4，所述主控單元I通過端口與第一進線斷路器911連接，所述弧光擴展單元3通過電纜一端與主控單元I連接，另一端與弧光傳感器4連接，所述電流擴展單元2通過電纜一端與主控單元I連接，另一端與母聯電流互感器連接。主控單元I包含有電流檢測和斷路器失靈保護，它通過檢測短路電流和來自弧光傳感器的動作信息，并對收集的數據進行處理、判斷，發出跳閘信號以切除故障，并同時檢測到弧光和過流時才發出跳閘指令。此外，主控單元根據輔助單元傳送來的弧光傳感器的動作信息，提供弧光故障點的定位。電流擴展單元2用于檢測電流信號，A、B、C三相電流均可檢測。電流擴展單元可匹配IA或5A的電流互感器。弧光擴展單元3安裝在開關柜中，當系統發生弧光故障時，弧光擴展單元3收集來自弧光傳感器4的動作信息并傳送給主控單元1，在主控單元I上顯示弧光擴展單元3和弧光傳感器4的地址編號，有利于及時檢修和排除故障。弧光傳感器4安裝在開關柜各間隔室中，可實現對由簡單到各種復雜接線中、低壓開關柜提供有選擇性的保護?；」鈧鞲衅?作為光感應元件，將檢測在發生弧光故障時突然增加的光強，并將光信號轉換成電流信號傳送給弧光擴展單元3至主控單元I?；」馀袛嘁罁膯訔l件為光強度超過9000 IUx,電流超過設定的過載負荷電流。當主控單元I檢測到弧光信號，同時檢測到過流信號，主控單元I才會發出跳閘指令，啟動跳閘繼電器切除故障。系統安裝方面，在每個開關柜各母線隔室內安裝四個弧光傳感器4，弧光擴展單元3把采到的弧光信號傳送給主控單元I ;系統配置電流擴展單元2用于提供母聯開關柜過流判據。主控單元I和電流擴展單元2可安裝在測控柜上，弧光擴展單元3可安裝在開關柜上。 參見圖3，示意了本技術在IOkV開關站采用雙系統為例的運行過程。第一進線斷路器911進線開關閉合，第二進線斷路器921進行開關斷開，當I段母線的弧光傳感器4采集到弧光信號、第一主控單元采集到進線過流信號時，將啟動跳閘繼電器跳開第一進線斷路器911和母線斷路器900。當II段母線的弧光傳感器4采集到弧光信號、第二主控單元通過電流擴展單元2采集到母聯過流信號，將啟動跳閘繼電器跳開母聯斷路器900，切斷故障區，I段母線繼續正常運行，體現了電弧光保護系統的選擇靈活性，同時縮小了故障區，提高了系統供電可靠性。系統擁有完善的自檢功能，能實時在線自檢，系統自檢告警信息可以在裝置上看到，也可通過主單元的告警繼電器送到后臺。其中弧光判據的啟動條件為光強度超過9000 lux,電流超過設定的過載負荷電流。權利要求1.一種高壓開關柜電弧光保護系統，包括主控單元(I)、電流擴展單元(2)、弧光擴展單元(3)、弧光傳感器(4);其特征在于，在測控柜上設置有主控單元、電流擴展單元，在開關柜上設置有弧光擴展單元(3);在開關柜母線隔室內設置弧光傳感器(4)，所述主控單元(I)通過端口與第一進線斷路器(911)連接；所述弧光擴展單元(3 )通過電纜一端與主控單元(I)連接，另一端與多個弧光傳感器(4)連接，所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓開關柜電弧光保護系統，包括主控單元（1）、電流擴展單元（2）、弧光擴展單元（3）、弧光傳感器（4）；其特征在于，在測控柜上設置有主控單元、電流擴展單元，在開關柜上設置有弧光擴展單元（3）；在開關柜母線隔室內設置弧光傳感器（4），所述主控單元（1）通過端口與第一進線斷路器（911）連接；所述弧光擴展單元（3）通過電纜一端與主控單元（1）連接，另一端與多個弧光傳感器（4）連接，所述電流擴展單元（2）通過電纜一端與主控單元連接，另一端與母聯電流互感器連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周軍，
申請(專利權)人：四川省電力公司自貢電業局，
類型：實用新型
國別省市：