CN208028571U - 智能弧光保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能弧光保护装置，包括监控后台、开关柜、弧光单元和主控单元，所述的主控单元嵌入式安装在开关柜的柜门上，开关柜的柜门上设置红外传感器，主控单元的跳闸设置于红外传感器与主控单元的工作电源之间，弧光单元上设置有过电流检测器，弧光单元和主控单元之间通过光纤连接，主控单元和监控后台之间通过双绞线连接，所述的主控单元包括光电转换器、电流启动元件、电流检测器、弧光探头检测器，所述的弧光单元安装在开关柜内的各间隔中。结构简单，确保操作人员安全，将故障损失降至最低，为快速处理故障，恢复供电创造了条件，采用过流及弧光双重判据，可靠性高。

Description

智能弧光保护装置

技术领域

本实用新型属于电力系统，涉及中低压母线系统，具体涉及一种智能弧光保护装置。

背景技术

中、低压母线发生短路故障时，所产生的电弧光对设备及人员会造成极大的伤害。但是目前在国内中低压母线系统中一般不配置专用的快速母线保护，而是依赖上一级变压器的后备保护切除母线短路故障，这样导致了故障切除时间的延长，加大了设备的损伤程度，破坏严重时可能造成事故进一步扩大，威胁到系统的稳定运行，该问题已引起业内专业人士的高度重视。

电弧光产生的原因有开关设备内电弧光产生的人为原因(如误入带电间隔)和开关设备内电弧光产生的技术原因(如设备故障和带电设备的误操作)。开关设备内部间隔发生故障而产生的电弧光造成开关设备中的压力和温度迅速增加，如不及时切除、将造成以下重大危害：电弧光中心温度相当于太阳表面温度的2倍，约为20000℃，由于过热将导致铜排、铝排熔毁气化；电缆熔毁，电缆护套着火；过热导致压力上升，使开关设备爆炸；开关设备剧烈振动，使固定元件松脱；使上一级变压器承受近距离短路故障冲击，故障电流产生的电动力可能导致变压器绕组变形发生匝间短路；故障产生的弧光冲击波以300m/s的速度爆发，可摧毁途中的任何物质，若波及站内直流系统造成全站直流失电，将造成无法弥补的重大损失等。

目前国内用于中、低压母线的保护局限性大，变压器后备过流保护动作时间过长，不能起到有效的保护作用，馈线速断保护闭锁的变压器后备过流保护虽然时间缩短，但是仍然不能在设备受到严重损害前将故障切除，母线差动保护范围受CT安装位置的限制，接线复杂，CT要求高。

发明内容

本实用新型目的是提供一种智能弧光保护装置，结构简单，确保操作人员安全，将故障损失降至最低，为快速处理故障，恢复供电创造了条件，采用过流及弧光双重判据，可靠性高。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种智能弧光保护装置，包括监控后台、开关柜、弧光单元和主控单元，所述的主控单元嵌入式安装在开关柜的柜门上，开关柜的柜门上设置红外传感器，主控单元的跳闸设置于红外传感器与主控单元的工作电源之间，弧光单元上设置有过电流检测器，弧光单元和主控单元之间通过光纤连接，主控单元和监控后台之间通过双绞线连接，所述的主控单元包括光电转换器、电流启动元件、电流检测器、弧光探头检测器，所述的弧光单元安装在开关柜内的各间隔中。

进一步的，所述的弧光单元包括36个弧光探头，所述的弧光探头正对被保护对象。

进一步的，红外传感器上设置有警报器。

再进一步的，所述的弧光探头为无源弧光传感器。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型结构简单，采用弧光检测和过电流检测双判据，保护动作速度快、可靠性高，填补了国内中、低压专用快速母线保护的空白。本实用新型可以确保操作人员安全，将故障损失降至最低，为快速处理故障，恢复供电创造了条件。减少或降低电弧光对于人体的伤害；减少或降低电弧光短路故障对于设备的损害；缩短电弧光故障切除时间，避免波及站内直流系统造成重大损失；减少因电弧光故障造成设备停运的时间，更快地恢复供电。

附图说明

图1为本实用新型的基础结构图；

图2为本实用新型的主控单元装置于开关柜上的结构图。

具体实施方式

参照附图，一种智能弧光保护装置，包括监控后台1、开关柜2、弧光单元3和主控单元4，所述的主控单元4嵌入式安装在开关柜2的柜门上，开关柜2的柜门上设置红外传感器，主控单元4的跳闸设置于红外传感器与主控单元4的工作电源之间，弧光单元3上设置有过电流检测器，弧光单元3和主控单元4之间通过光纤连接，主控单元4和监控后台1之间通过双绞线连接，所述的主控单元4包括光电转换器、电流启动元件、电流检测器、弧光探头检测器，所述的弧光单元3安装在开关柜2内的各间隔中。

进一步的，所述的弧光单元3包括36个弧光探头，所述的弧光探头正对被保护对象。

进一步的，所述的电流启动元件包括突变量启动元件和电流常量启动元件。

主控单元4和弧光单元3的弧光探头之间采用光纤(光缆)连接。本实用新型通过主控单元4和站内监控系统通信，主控单元4可配置标准MODBUS通信。弧光探头(弧光传感器)安装在开关柜2内各间隔中，实现由简单到复杂、有选择性的保护。弧光探头作为光感应元件，在发生弧光故障时检测突然增加的光强，并通过光纤将光信号传送给主控单元4，光电转换在主控单元4上的光电转换器完成。本实用新型的电弧光保护以电流采集单元为基础分组，总共36个弧光探头可以整定关联到任意一组电流信号上。当弧光单元3把光信号从弧光探头传输到主控单元4时，并且同时电流启动元件动作，电弧光保护动作，电流启动元件分为突变量启动元件和电流常量启动元件，两个元件取或逻辑，装置可选择弧光信号动作单判据作为动作逻辑判断。弧光探头检测控制器实现弧光传感器异常检测，若在弧光保护整定为弧光判据和电流判据取与逻辑时，若检测到探头动作超过5s且无电流元件动作，则屏蔽该弧光传感器，并发传感器异常保护。电流检测控制器实现电流单元异常检测，装置实时检测投入的电流单元的自检电压，当电流单元的自检电压异常时，屏蔽该电流单元且发电流单元异常报告。所述的弧光单元3安装在开关柜2内的各间隔中，这样弧光单元3的弧光传感器不直接暴露在太阳光直射或任何其它的强光下。且弧光传感器和被保护区域的视野不受阻挡。当人员靠近装载主控单元4的开关柜2，红外传感器感应、感应信号传递并控制主控单元4的跳闸启动确保操作人员安全，将故障损失降至最低，为快速处理故障，恢复供电创造了条件。本实用新型结构简单，采用弧光检测和过电流检测双判据，保护动作速度快、可靠性高，填补了国内中、低压专用快速母线保护的空白。其中，跳闸回路采用多路快速继电器及常规继电器，可供用户选择。选用快速继电器出口跳闸时间小于5ms，选用常规继电器出口跳闸时间小于7ms，快于传统的母线保护，对开关柜的内部弧光故障总切除时间控制在100ms以内。本实用新型可以确保操作人员安全，将故障损失降至最低，为快速处理故障，恢复供电创造了条件。减少或降低电弧光对于人体的伤害；减少或降低电弧光短路故障对于设备的损害；缩短电弧光故障切除时间，避免波及站内直流系统造成重大损失；减少因电弧光故障造成设备停运的时间，更快地恢复供电。

进一步的，红外传感器上设置有警报器。这样跳闸启动同时报警，安全性能更高。

再进一步的，所述的弧光探头为无源弧光传感器。

采用无源弧光传感器，过滤干扰光功能，可靠性更高。

Claims (5)

1.一种智能弧光保护装置，其特征在于：包括监控后台(1)、开关柜(2)、弧光单元(3)和主控单元(4)，所述的主控单元(4)嵌入式安装在开关柜(2)的柜门上，开关柜(2)的柜门上设置红外传感器，主控单元(4)的跳闸设置于红外传感器与主控单元(4)的工作电源之间，弧光单元(3)上设置有过电流检测器，弧光单元(3)和主控单元(4)之间通过光纤连接，主控单元(4)和监控后台(1)之间通过双绞线连接，所述的主控单元(4)包括光电转换器、电流启动元件、电流检测控制器、弧光探头检测控制器，所述的弧光单元(3)安装在开关柜(2)内的各间隔中。

2.根据权利要求1所述的智能弧光保护装置，其特征在于：所述的弧光单元(3)包括36个弧光探头，所述的弧光探头正对被保护对象。

3.根据权利要求1所述的智能弧光保护装置，其特征在于：所述的电流启动元件包括突变量启动元件和电流常量启动元件。

4.根据权利要求1所述的智能弧光保护装置，其特征在于：红外传感器上设置有警报器。

5.根据权利要求2所述的智能弧光保护装置，其特征在于：所述的弧光探头为无源弧光传感器。