CN205724860U - 一种母线保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种母线保护装置，所述的母线为6/10kV母线结构，其开关柜包括进线柜、母联柜、馈线柜，进线柜及馈线柜由电缆室、母线室、断路器室及低压室组成，所述的母线保护装置包括弧光保护主单元、弧光保护辅助单元和弧光传感器，还包括电弧位置确认装置，本实用新型的母线保护装置反应灵敏且对电弧发生位置定位准确。

Description

一种母线保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种母线保护装置。

背景技术

在电力系统中，35kV以下电压等级的母线不考虑稳定性问题，一般不要求装设专用母线保护，但实际上由于6/10kV配电系统出线多，操作频繁，容易受小动物危害，设备绝缘老化和机械磨损等原因，6/10kV母线范围内故障时有发生。经运行实践表明，尽管近年来高压开关柜改进了制造技术，母线发生故障的几率大为减少，但仍然有个别开关柜故障引发整段母线上的开关柜严重烧伤，发展成“火烧连营”的重大事故。造成此类事故的原因是多方面的，但6/10kV没有专门的母线保护来切除故障是一个重要因素。在开关柜中电弧故障时有发生，它一旦发生，电弧周围压力增强，并引起柜内温度急剧升高，会对人身及设备造成极大地危害。

结合实际应用，对6/10kV母线保护的技术要求如下：

1.保护可靠性要求高，尤其不允许误动，如果发生误动，后果很严重，直接影响到系统及发电机正常运行。

2.保护的构成尽可能简单，不能大量增加设备和外部电缆，而且施工和改造简单易行。

3.保护不受运行方式的影响，可以自适应母线上连接元件的改变，如工作电源与备用电源的切换，个别或部分元件的投入或退出运行，综合微机保护的调试和维护修理等情况。

4.保护既可以单独安装，也可以适应安装在开关柜上的运行条件。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种母线保护装置。该母线保护装置反应灵敏且对电弧发生位置定位准确。

为实现该目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种母线保护装置，所述的母线为6/10kV母线结构，其开关柜包括进线柜、母联柜、馈线柜，进线柜及馈线柜由电缆室、母线室、断路器室及低压室组成，所述的母线保护装置包括弧光保护主单元、弧光保护辅助单元和弧光传感器；进线柜和馈线柜的电缆室、母线室及断路器室内分别设有弧光传感器，各弧光传感器均与对应的弧光保护辅助单元相连接，弧光保护辅助单元均与弧光保护主单元相连接。本实用新型的母线保护装置反应迅速，切除故障所需时间较短，减少设备损坏的可能性。弧光传感器对电弧的反应灵敏，且在所述的安装条件下，弧光传感器能检测开关柜易发生电弧各部分的情况。

进线柜和馈线柜的低压室内分别设有弧光保护辅助单元，两弧光保护辅助单元均与安装于进线柜的断路器室的弧光保护主单元连接，进线柜内的第一弧光保护辅助单元与进线柜的电缆室、母线室及断路器室内分别设置的弧光传感器相连接，馈线柜内的第二弧光保护辅助单元与馈线柜的电缆室、母线室及断路器室内分别设置的弧光传感器相连接，第一弧光保护辅助单元、第二弧光保护辅助单元及弧光保护主单元三者串联。当发生电弧故障时，光强会突然增加，弧光传感器将模拟光信号直接传给弧光保护辅助单元，弧光保护辅助单元将光信号转为电信号，然后进行比较、滤波、编码，以及电光转换，再由光纤将数字光信号传给弧光保护主单元，同时将弧光传感器动作信息传送给弧光保护主单元，弧光保护主单元包含有电流检测和断路器失灵保护，通过对弧光传感器的动作信息和短路电流数据进行处理、判断，然后发出跳闸命令以切除故障。当系统同时检测到过电流和弧光时才能发出跳闸命令。如果进线断路器未能切除故障，断路器失灵保护逻辑将会启动，上游断路器会接收到跳闸指令并切除故障。同时，弧光保护主单元上会显示弧光传感器和弧光保护辅助单元的地址编号，便于及时进行检修和故障排除。弧光保护辅助单元在低压室内运行稳定，弧光保护主单元位于断路器室的原因在于方便安装及监视。

所述母线保护装置还包括电弧位置确认装置，所述的电弧位置确认装置包括压力开关及中间继电器。由于弧光传感器安装位置较为密集，传感器的检测可能出现误动作，主单元接收错误信息，提供错误的电弧发生位置，本实用新型又提供了一个电弧位置确认装置，且该电弧位置确认装置还可作为备用母线保护装置，当所述的弧光保护主单元，弧光保护辅助单元以及弧光传感器任一部分发生问题，不能正常工作时，所述的电弧位置确认装置可发挥母线保护作用，断开相应的电路开关。

压力开关与进线柜的电缆室、母线室及断路器室设置的各弧光传感器相一一对应。此条件下，压力开关能监测进线柜中易发生电弧的各小室，一旦电弧发生，压力升高，压力开关动作接点接通，本实用新型中的电弧位置确认装置工作。

各压力开关分别起动一个对应的中间继电器，各中间继电器分别与进线柜中所设的至少一个电路开关连接。压力开关接点接通后，中间继电器也连通，中间继电器用于增加触点的数量，控制更多的电路开关。

电缆室中设置有第一压力开关和第一中间继电器，所述的第一压力开关接点起动第一中间继电器，所述的第一中间继电器与进线柜中的进线电路开关和上一级电路开关连接；母线室中设置有第二压力开关和第二中间继电器，所述的第二压力开关接点起动第二中间继电器，所述的第二中间继电器与进线柜中的进线电路开关、母联电路开关和馈线电路开关连接；断路器室中设置有第三压力开关和第三中间继电器，所述的第三压力开关接点起动第三中间继电器，所述的第三中间继电器与进线柜中的进线电路开关、母联电路开关、馈线电路开关和进线柜的上一级电路开关连接。

进线柜中的进线电路开关、母联电路开关和馈线电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出进线柜母线室发生电弧；进线柜中的进线电路开关和进线柜的上一级电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出进线柜电缆室发生电弧；进线柜中的进线电路开关、母联电路开关、馈线电路开关和进线柜的上一级电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出进线柜断路器室发生电弧。

压力开关与馈线柜的电缆室、母线室及断路器室设置的各弧光传感器相一一对应。此条件下，压力开关能监测馈线柜中易发生电弧的各小室，一旦电弧发生，压力升高，压力开关动作接点接通，本实用新型中的电弧位置确认装置工作。

各压力开关接点分别起动一个对应的中间继电器，各中间继电器分别与馈线柜中所设的至少一个电路开关连接。压力开关接点接通后，中间继电器也连通，中间继电器用于增加触点的数量，控制更多的电路开关。

电缆室中设置有第四压力开关和第四中间继电器，所述的第四压力开关接点起动第四中间继电器，所述的第四中间继电器与馈线柜中的馈线电路开关连接；母线室中设置有第五压力开关和第五中间继电器，所述的第五压力开关接点起动第五中间继电器，所述的第五中间继电器与馈线柜中的进线电路开关和母联电路开关连接；断路器室中设置有第六压力开关和第六中间继电器，所述的第六压力开关接点起动第六中间继电器，所述的第六中间继电器与馈线柜中的进线电路开关和母联电路开关连接。

馈线柜中的馈线电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出馈线柜电缆室发生电弧；馈线柜中的电路开关、母联电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出馈线柜母线室或断路器室发生电弧。所述进线电路开关为母线的进线电路开关。

与现有技术相比，本发明的母线保护装置反应灵敏且对电弧发生位置定位准确。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1示出了本实用新型所提供的弧光保护主单元、弧光保护辅助单元、弧光传感器的动作逻辑示意图

图2示出了本实用新型所提供的位于进线柜电弧位置确认装置动作逻辑示意图

图3示出了本实用新型所提供的位于馈线柜电弧位置确认装置动作逻辑示意图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，一种母线保护装置，所述的母线为6/10kV母线结构，其开关柜包括进线柜、母联柜、馈线柜，进线柜及馈线柜由电缆室、母线室、断路器室及低压室组成，所述的母线保护装置包括弧光保护主单元、弧光保护辅助单元和弧光传感器；进线柜和馈线柜的电缆室、母线室及断路器室内分别设有弧光传感器，各弧光传感器均与对应的弧光保护辅助单元相连接，弧光保护辅助单元均与弧光保护主单元相连接。本实用新型的母线保护装置反应迅速，切除故障所需时间较短，减少设备损坏的可能性。弧光传感器对电弧的反应灵敏，且在所述的安装条件下，弧光传感器能检测开关柜易发生电弧各部分的情况。

进线柜和馈线柜的低压室内分别设有弧光保护辅助单元，两弧光保护辅助单元均与安装于进线柜的断路器室的弧光保护主单元连接，进线柜内的第一弧光保护辅助单元与进线柜的电缆室、母线室及断路器室内分别设置的弧光传感器相连接，馈线柜内的第二弧光保护辅助单元与馈线柜的电缆室、母线室及断路器室内分别设置的弧光传感器相连接，第一弧光保护辅助单元、第二弧光保护辅助单元及弧光保护主单元三者串联。当发生电弧故障时，光强会突然增加，弧光传感器将模拟光信号直接传给弧光保护辅助单元，弧光保护辅助单元将光信号转为电信号，然后进行比较、滤波、编码，以及电光转换，再由光纤将数字光信号传给弧光保护主单元，同时将弧光传感器动作信息传送给弧光保护主单元，弧光保护主单元包含有电流检测和断路器失灵保护，通过对弧光传感器的动作信息和短路电流数据进行处理、判断，然后发出跳闸命令以切除故障。当系统同时检测到过电流和弧光时才能发出跳闸命令。如果进线断路器未能切除故障，断路器失灵保护逻辑将会启动，上游断路器会接收到跳闸指令并切除故障。同时，弧光保护主单元上会显示弧光传感器和弧光保护辅助单元的地址编号，便于及时进行检修和故障排除。弧光保护辅助单元在低压室内运行稳定，弧光保护主单元位于断路器室的原因在于方便安装及监视。

所述母线保护装置还包括电弧位置确认装置，所述的电弧位置确认装置包括压力开关及中间继电器。由于弧光传感器安装位置较为密集，传感器的检测可能出现误动作，主单元接收错误信息，提供错误的电弧发生位置，本实用新型又提供了一个电弧位置确认装置，且该电弧位置确认装置还可作为备用母线保护装置，当所述的弧光保护主单元，弧光保护辅助单元以及弧光传感器任一部分发生问题，不能正常工作时，所述的电弧位置确认装置可发挥母线保护作用，断开相应的电路开关。

如图2所示，压力开关与进线柜的电缆室、母线室及断路器室设置的各弧光传感器相一一对应。此条件下，压力开关能监测进线柜中易发生电弧的各小室，一旦电弧发生，压力升高，压力开关动作接点接通，本实用新型中的电弧位置确认装置工作。

各压力开关分别起动一个对应的中间继电器，各中间继电器分别与进线柜中所设的至少一个电路开关连接。压力开关接点接通后，中间继电器也连通，中间继电器用于增加触点的数量，控制更多的电路开关。

电缆室中设置有第一压力开关和第一中间继电器，所述的第一压力开关接点起动第一中间继电器，所述的第一中间继电器与进线柜中的进线电路开关和上一级电路开关连接；母线室中设置有第二压力开关和第二中间继电器，所述的第二压力开关接点起动第二中间继电器，所述的第二中间继电器与进线柜中的进线电路开关、母联电路开关和馈线电路开关连接；断路器室中设置有第三压力开关和第三中间继电器，所述的第三压力开关接点起动第三中间继电器，所述的第三中间继电器与进线柜中的进线电路开关、母联电路开关、馈线电路开关和进线柜的上一级电路开关连接。

进线柜中的进线电路开关、母联电路开关和馈线电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出进线柜母线室发生电弧；进线柜中的进线电路开关和进线柜的上一级电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出进线柜电缆室发生电弧；进线柜中的进线电路开关、母联电路开关、馈线电路开关和进线柜的上一级电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出进线柜断路器室发生电弧。

如图3所示，压力开关与馈线柜的电缆室、母线室及断路器室设置的各弧光传感器相一一对应。此条件下，压力开关能监测馈线柜中易发生电弧的各小室，一旦电弧发生，压力升高，压力开关动作接点接通，本实用新型中的电弧位置确认装置工作。

各压力开关接点分别起动一个对应的中间继电器，各中间继电器分别与馈线柜中所设的至少一个电路开关连接。压力开关接点接通后，中间继电器也连通，中间继电器用于增加触点的数量，控制更多的电路开关。

电缆室中设置有第四压力开关和第四中间继电器，所述的第四压力开关接点起动第四中间继电器，所述的第四中间继电器与馈线柜中的馈线电路开关连接；母线室中设置有第五压力开关和第五中间继电器，所述的第五压力开关接点起动第五中间继电器，所述的第五中间继电器与馈线柜中的进线电路开关和母联电路开关连接；断路器室中设置有第六压力开关和第六中间继电器，所述的第六压力开关接点起动第六中间继电器，所述的第六中间继电器与馈线柜中的进线电路开关和母联电路开关连接。

馈线柜中的馈线电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出馈线柜电缆室发生电弧；馈线柜中的电路开关、母联电路开关断开，技术人员观察到这一现象可判断出馈线柜母线室或断路器室发生电弧。所述进线电路开关为母线的进线电路开关。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (9)

1.一种母线保护装置，所述的母线为6/10kV母线结构，其开关柜包括进线柜、母联柜、馈线柜，进线柜及馈线柜由电缆室、母线室、断路器室及低压室组成，其特征在于，所述的母线保护装置包括弧光保护主单元、弧光保护辅助单元和弧光传感器；进线柜和馈线柜的电缆室、母线室及断路器室内分别设有弧光传感器，各弧光传感器均与对应的弧光保护辅助单元相连接，弧光保护辅助单元均与弧光保护主单元相连接。

2.根据权利要求1所述的一种母线保护装置，其特征在于，进线柜和馈线柜的低压室内分别设有弧光保护辅助单元，两弧光保护辅助单元均与安装于进线柜的断路器室的弧光保护主单元连接，进线柜内的第一弧光保护辅助单元与进线柜的电缆室、母线室及断路器室内分别设置的弧光传感器相连接，馈线柜内的第二弧光保护辅助单元与馈线柜的电缆室、母线室及断路器室内分别设置的弧光传感器相连接，第一弧光保护辅助单元、第二弧光保护辅助单元及弧光保护主单元三者串联。

3.根据权利要求1至2任一所述的一种母线保护装置，其特征在于，所述母线保护装置还包括电弧位置确认装置，所述的电弧位置确认装置包括压力开关及中间继电器。

4.根据权利要求3所述的一种母线保护装置，其特征在于，压力开关与进线柜的电缆室、母线室及断路器室设置的各弧光传感器相一一对应。

5.根据权利要求4所述的一种母线保护装置，其特征在于，各压力开关接点分别起动一个对应的中间继电器，各中间继电器分别与进线柜中所设的至少一个电路开关连接。

6.根据权利要求5所述的一种母线保护装置，其特征在于，电缆室中设置有第一压力开关和第一中间继电器，所述的第一压力开关接点起动第一中间继电器，所述的第一中间继电器与进线柜中的进线电路开关和进线柜的上一级电路开关连接；

母线室中设置有第二压力开关和第二中间继电器，所述的第二压力开关接点起动第二中间继电器，所述的第二中间继电器与进线柜中的进线电路开关、母联电路开关和馈线电路开关连接；

断路器室中设置有第三压力开关和第三中间继电器，所述的第三压力开关接点起动第三中间继电器，所述的第三中间继电器与进线柜中的进线电路开关、母联电路开关、馈线电路开关和进线柜的上一级电路开关连接。

7.根据权利要求3所述的一种母线保护装置，其特征在于，压力开关与馈线柜的电缆室、母线室及断路器室设置的各弧光传感器相一一对应。

8.根据权利要求7所述的一种母线保护装置，其特征在于，各压力开关分别起动一个对应的中间继电器，各中间继电器分别与馈线柜中所设的至少一个电路开关连接。

9.根据权利要求8所述的一种母线保护装置，其特征在于，电缆室中设置有第四压力开关和第四中间继电器，所述的第四压力开关接点起动第四中间继电器，所述的第四中间继电器与馈线柜中的馈线电路开关连接；

母线室中设置有第五压力开关和第五中间继电器，所述的第五压力开关接点起动第五中间继电器，所述的第五中间继电器与馈线柜中的进线电路开关和母联电路开关连接；

断路器室中设置有第六压力开关和第六中间继电器，所述的第六压力开关接点起动第六中间继电器，所述的第六中间继电器与馈线柜中的进线电路开关和母联电路开关连接。