CN102082419A - 可实现电弧光保护的大电流中压开关柜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可实现电弧光保护的大电流中压开关柜。包括一个采集中压开关柜的电弧弧光信号的传感器，一个将来自传感器的弧光信号转换成电流信号输出的光电转换器；一个对中压开关柜的电流采样并将过电流信号输出的电流互感器，一个同时接收到来自光电转换器、电流互感器的信号，对断路器作出跳闸指令，使断路器快速跳闸的弧光短路保护系统控制单元。解决了现有技术因弧光短路而导致的配电网故障。本发明通过采用电弧及过流双判据原理，可在电弧光出现时，准确判断，使断路器快速跳闸，避免弧光对中压开关柜等电气设备的损坏，及时保护实时人员及设备安全的可实现电弧光保护。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种可实现电弧光保护的新型大电流中压开关柜。
背景技术
弧光短路是配电网中最严重的故障，尤其是发生在中压开关柜内部的情形，由于电弧电阻的原因，短路电流往往达不到过流速断整定值而不能动作快速切断故障，电弧持续燃烧的结果释放出巨大的能量，从而造成灾难性的后果。开关柜的弧光短路故障，往往由于没有得到及时清除，发展为中压母线故障，其危害是非常严重的，象造成发电厂厂用电瓦解、重要用户停电，更严重的导致多组开关柜同时烧毁的“火烧连营”事故等等，而近年来由于母线故障巨大的短路电流冲击造成主变损坏也不少见，这些事故均造成重大的经济损失。
据早期统计资料表明，每年每1000台开关柜就有7台遭到损坏，故障率0.7％。农村配电网的概率更高，达1.2％。据《高压开关技术通讯》报道，单是手车柜，我国电力系统某年就有200多面柜烧毁。
近年来，随着我国电力工业的高速发展，中压开关柜的应用数量越来越多，由于开关柜弧光短路故障引发的中压母线故障也日益增多；另一方面，用户对供电的可靠性要求也越来越高。中压开关设备的自身保护能力愈显重要，用户也希望制造商可以在中压开关设备的设计中，采用一种原理简单、供电可靠性高，而且能够最大限度减少故障对设备的损害的方式。在这种背景下，可实现弧光短路保护的新型大电流中压开关柜在我国电力系统中的应用会加速发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在电弧光出现时，准确判断，及时保护实时人员及设备安全的可实现电弧光保护的大电流中压开关柜。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：包括一个采集中压开关柜的电弧弧光信号的传感器，一个将来自传感器的弧光信号转换成电流信号输出的光电转换器；一个对中压开关柜的电流采样并将过电流信号输出的电流互感器，一个同时接收到来自光电转换器、电流互感器的信号，对断路器作出跳闸指令，使断路器快速跳闸的弧光短路保护系统控制单元。
本发明在断路器和弧光短路保护系统控制单元之间有一个将弧光短路保护系统控制单元发送过来的信号传递给断路器、给断路器发出跳闸信号。并将所接收到的信号传递给远方控制中心、从而实现对中压开关柜的远程控制的微机保护系统。
本发明的弧光短路保护系统控制单元与微机保护系统通过RS485相连接。
本发明通过采用电弧及过流双判据原理，能够使断路器快速跳闸，避免弧光对中压开关柜等电气设备的损坏。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、实现了对大电流中压开关柜的弧光短路故障的快速可靠保护，最大限度地减轻开关设备的损坏程度，为附近工作人员提供人身保护。
2、弧光短路保护动作速度快，控制在100ms以内，避免中压开关柜事故的扩大。开关柜内部故障电弧燃烧所产生的能量，主要与短路故障电流及电弧燃烧的时间有关，电弧燃烧持续时间在100ms以内时，对中压开关柜等电气设备的破坏尚未形成，且不会出现短路电流，能够避免事故的发生。同时大大减少开关柜内部故障造成的停电时间，具有极大的经济效益和社会效益
3、弧光短路保护功能能够与中压开关柜现有保护系统实现无缝融合，现场应用性强。
3、该发明可实现弧光短路保护的新型大电流中压开关柜，弧光短路保护动作速度快，控制在100ms以内，避免中压开关柜事故的扩大。
附图说明
图1为本发明实施例1的控制原理图。
图2为本发明实施例2的控制原理图。
具体实施方式
图1中，本发明包括中压开关柜1、传感器2、光电转换器3、电流互感器4、弧光短路保护系统控制单元5、断路器6。在中压开关柜1中，传感器2与光电转换器3连接，光电转换器3的输出端与弧光短路保护系统控制单元5连接；同时采集中压开关柜1过电流信号的电流互感器4的输出端与弧光短路保护系统控制单元5连接，弧光短路保护系统控制单元5与断路器6相连接。当中压开关柜1出现电弧时，传感器2将接收到得弧光信号，通过光电转换器3成电流信号；同时，电流互感器4通过电流采样，采集到过电流信号；当弧光短路保护系统控制单元5同时收到来自光电转换器3的、由弧光信号转换的电流信号和来自电流互感器4的过电流信号时，立刻对断路器6作出跳闸指令，使断路器快速跳闸。并在弧光短路保护系统控制单元5上显示传感器2的地址编号，有利于及时检修和排除故障。
图2中，在中压开关柜1中，传感器2与光电转换器3连接，光电转换器3的输出端与弧光短路保护系统控制单元5连接；同时采集中压开关柜1过电流信号的电流互感器4的输出端与弧光短路保护系统控制单元5连接。弧光短路保护系统控制单元5与微机保护系统8通过RS485相连接，微机保护系统8与断路器6相连接。从而实现对中压开关柜的智能化控制。弧光短路保护系统控制单元5将接收到由弧光信号转换成的电流信号及过电流信号两个信号，通过RS485端口7发送到微机保护系统8，再由微机保护系统8对断路器6发出跳闸命令。
微机保护系统8的弧光信号用特制光纤电缆传输，传输速度快，时间小于1ms，且采用光纤电缆传输弧光信号，即使在弧光出现的瞬间将光纤烧断，弧光也能够从烧断点传输到控制单元。不会出现因电缆烧断而造成信号传输阻断的问题。跳闸信号采用输出时间4-6ms的继电器输出跳闸接点，继电器动作迅速。弧光短路保护系统控制单元5具有完善的自检功能，能够在接收信号和输出信号的同时，对控制单元进行自检，不需要准备时间。微机保护系统8是一个集保护、测量、控制、通讯、电度计量等功能于一体的智能系统。
本发明与现有技术的过流保护装置保护整组动作时间对照表如下：
| 过程 | 本发明 | 现有技术 |
| 信号发生(半个周波) | 25ms | 25ms |
| 信号测量 | 1ms | 20ms |
| 计算 | 不需要 | 2ms |
| 自检 | 随时 | 2ms |
| 输出接点 | 4-6ms | 6-10ms |
| 其他 | 不需要 | 10ms |
| 断路器跳闸时间 | 40-50ms | 40-50ms |
| 总和 | 70-82ms | 105-119ms |
Claims (3)
1.一种可实现电弧光保护的大电流中压开关柜，其特征在于：包括一个采集中压开关柜(1)的电弧弧光信号的传感器(2)；一个将来自传感器(2)的弧光信号转换成电流信号输出的光电转换器(3)；一个对中压开关柜(1)的电流采样并将过电流信号输出的电流互感器(4)；一个同时接收到来自光电转换器(3)、电流互感器(4)的信号，对断路器(6)作出跳闸指令，使断路器快速跳闸的弧光短路保护系统控制单元(5)。
2.根据权利要求1所述的可实现电弧光保护的大电流中压开关柜，其特征在于：在断路器(6)和弧光短路保护系统控制单元(5)之间有一个将弧光短路保护系统控制单元(5)发送过来的信号传递给断路器、给断路器发出跳闸信号、并将所接收到的信号传递给远方控制中心、从而实现对中压开关柜的远程控制的微机保护系统(8)。
3.根据权利要求2所述的可实现电弧光保护的大电流中压开关柜，其特征在于：弧光短路保护系统控制单元(5)与的微机保护系统(8)通过RS485相连接。
Priority Applications (1)
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| CN2009102730192A CN102082419A (zh) | 2009-11-28 | 2009-11-28 | 可实现电弧光保护的大电流中压开关柜 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102082419A true CN102082419A (zh) | 2011-06-01 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2009
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