CN217508278U - 一种过电压抑制综合保护控制系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过电压抑制综合保护控制系统装置，包括有高压隔离开关、断路器、三相绝缘子、高压熔断器、电压互感器、智能消谐开关、高压限流熔断器、过电压吸收器、微机综合控制器、温度传感器、弧光探测器、电流传感器、电网监控装置和电气自动灭火装置。本实用新型能够降低电力系统重要负荷的安全隐患，并能够集中综合控制若干台柜体来消除母线谐振、抑制母线尖峰过电压和柜内灭火，以及重要负荷故障的开断，能够及时准确的判断安全隐患程度，避免了重大损失，提高了工作效率。

Description

一种过电压抑制综合保护控制系统装置

技术领域

本实用新型涉及电气设备技术领域，具体是一种过电压抑制综合保护控制系统装置。

背景技术

高压开关柜是电力系统所普遍使用的重要电气设备，用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用。

对于一些重要负荷的高压开关柜，受到负荷的增加以及所处工作环境温度的升高等因素的影响，其内部的各电气部件和母线的温度会升高，甚至会产生电弧光，从而引发供电安全隐患，例如产生火灾等。因此，需要针对此类的高压开关柜的内部温度和电弧光进行在线实时监测和预警，而现有在线实时监测和预警手段比较单一，往往不能够综合预判供电安全隐患程度，极有可能出现判断不及时或误判，从而给用户带来重大的损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种过电压抑制综合保护控制系统装置，能够降低电力系统重要负荷的安全隐患，并能够集中综合控制若干台柜体来消除母线谐振、抑制母线尖峰过电压和柜内灭火，以及重要负荷故障的开断，以及时准确的判断安全隐患程度。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种过电压抑制综合保护控制系统装置，包括有高压隔离开关、断路器、三相绝缘子、高压熔断器、电压互感器、智能消谐开关、高压限流熔断器、过电压吸收器、微机综合控制器、温度传感器、弧光探测器、电流传感器、电网监控装置和电气自动灭火装置，其特征在于：所述高压隔离开关和断路器的一端通过高压母排与所述三相绝缘子相连接；高压隔离开关和断路器的另一端一方面均依次与所述高压熔断器、电压互感器、智能消谐开关相连接后接地，另一方面依次与所述高压限流熔断器和过电压吸收器相连接后接地；所述的微机综合控制器分别与所述电压互感器和智能消谐开关电连接；

所述的温度传感器用于采集所述高压母排的温度，所述弧光探测器用于探测高压母排产生的电弧光，所述电流传感器用于采集流经高压母排的电流；所述的电网监控装置一方面分别与所述温度传感器、弧光探测器和电流传感器电连接，另一方面分别与所述电气自动灭火装置和断路器电连接。

进一步的，还包括有N个柜体，其中一个柜体为主控柜，N-1个柜体均为受控柜。

进一步的，所述的高压隔离开关有一个，设置于所述主控柜中，所述断路器有N-1个，分别对应设置于N-1个所述受控柜中，所述三相绝缘子、高压熔断器、电压互感器、智能消谐开关、高压限流熔断器、过电压吸收器、温度传感器、弧光探测器、电流传感器和电气自动灭火装置均有N个，分别对应设置于所述N个柜体的内部。

进一步的，所述的电压互感器、智能消谐开关和过电压吸收器分别安装于所在柜体的内底面上。

进一步的，所述温度传感器采用无线温度传感器，与所述电网监控装置进行无线通信，并捆绑安装于所述高压母排的外部，温度传感器的测温探头紧贴所述高压母排。

进一步的，所述的弧光探测器安装于所在柜体内的分隔板或框架上，弧光探测器的探头朝向所述的高压母排。

进一步的，所述的电气自动灭火装置位于所在柜体内的下部，电气自动灭火装置的气溶胶喷嘴朝上设置。

进一步的，所述的微机综合控制器和电网监控装置均安装于所述主控柜的前侧面板的上部。

进一步的，所述微机综合控制器和电网监控装置与后台服务器进行无线通信。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用微机综合控制器，能够对电压互感器提供的电压信号进行采样、分析，快速准确地识别电网各种故障状态(电压越限、电压互感器断线、单相接地、谐振、以及操作过电压等)，能够记录和分析各种故障状态和波形数据；并采用智能消谐开关，当系统发生谐振时，微机综合控制器控制智能消谐开关配合动作，消除系统谐振，能够有效的抑制接地恢复时低频冲击涌流对电压互感器及高压熔断器的损害，更进一步保护电压互感器。

2、本实用新型采用过电压吸收器，采用低残压保护技术，对系统各种过电压(弧光、谐振、操作、雷电)尖峰进行抑制，可以防止柜内绝缘闪络事故发生，延长了固体绝缘设备的使用寿命，保护供电系统免受过电压的危害。

3、本实用新型采用温度传感器、弧光探测器和电流传感器分别对应实时采集、探测高压母排的温度信号，高压母排产生的电弧光信号以及流经高压母排的电流信号，同时采用电网监控装置接收上述信号，监控系统的重要节点温度、弧光闪络和电流情况，对温度、弧光和电流进行多方面的判断，发出预警信号，并向电气自动灭火装置发出自动灭火信号，由电气自动灭火装置向柜内喷出气溶胶进行自动灭火，消除安全隐患；灭火后若判断故障没有消除，则发出断路器跳闸信号来开断负荷。

综上所述，本实用新型降低了电力系统重要负荷的安全隐患，采用一套微机综合控制器和电网监控装置，能够集中综合控制若干台柜体来消除母线谐振、抑制母线尖峰过电压和柜内灭火，以及重要负荷故障的开断，能够及时准确的判断安全隐患程度，避免了重大损失，提高了工作效率；同时能够与后台服务器进行通信，实现了远程监控。

附图说明

图1为本实用新型电气结构原理框图。

图2为本实用新型中主控柜的外部结构示意图。

图3为本实用新型中主控柜的内部结构示意图。

各受控柜的外部和内部结构与主控柜基本相同，仅需将高压隔离开关替换成断路器即可。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-3，一种过电压抑制综合保护控制系统装置，包括有高压隔离开关1、断路器15、三相绝缘子13、高压熔断器2、电压互感器3、智能消谐开关4、高压限流熔断器5、过电压吸收器6、微机综合控制器7、温度传感器8、弧光探测器9、电流传感器16、电网监控装置10和电气自动灭火装置11，高压隔离开关1和断路器15的一端通过高压母排14与三相绝缘子13相连接；高压隔离开关1和断路器15的另一端一方面均依次与高压熔断器2、电压互感器3、智能消谐开关4相连接后接地，另一方面依次与高压限流熔断器5和过电压吸收器6相连接后接地；微机综合控制器7分别与电压互感器3和智能消谐开关4电连接；

温度传感器8用于采集高压母排14的温度，弧光探测器9用于探测高压母排14产生的电弧光，电流传感器16用于采集流经高压母排14的电流；电网监控装置10一方面分别与温度传感器8、弧光探测器9和电流传感器16电连接，另一方面分别与电气自动灭火装置11和断路器15电连接。

此外，上述过电压抑制综合保护控制系统装置还包括有N个柜体，其中一个柜体为主控柜，N-1个柜体均为受控柜。

相应的，高压隔离开关1有一个，设置于主控柜中，断路器15有N-1个，分别对应设置于N-1个受控柜中，三相绝缘子13、高压熔断器2、电压互感器3、智能消谐开关4、高压限流熔断器5、过电压吸收器6、温度传感器8、弧光探测器9、电流传感器16和电气自动灭火装置11均有N个，分别对应设置于N个柜体的内部。

本实用新型中，电压互感器3、智能消谐开关4和过电压吸收器6分别安装于所在柜体的内底面上，便于安装的同时，也便于接地。

本实用新型中，温度传感器8采用无线温度传感器，与电网监控装置10进行无线通信，并捆绑安装于高压母排14的外部，其外壳采用可耐温(-180℃～+250℃)的阻燃材料制作成塑胶表带壳体，无线信号的发射距离可达20～30米，温度传感器8的测温探头紧贴高压母排14。

需要说明的是，可以依据实际使用需要，在高压母排14的关键节点处分别对应设置若干个温度传感器，即每个关键节点处对应设置一个温度传感器。

本实用新型中，弧光探测器9安装于所在柜体内的分隔板或框架上，弧光探测器9的探头朝向高压母排14，能够更好的检测电弧光信号。

需要说明的是，弧光探测器9的探头作为光感应元件，在发生弧光故障时能够检测突然增加的光强。此外，弧光探测器9的探头采集电弧光信号中的特有光谱信息，并在此探头处完成光信号采集，并完成光电信号的转换。

本实用新型中，电气自动灭火装置11位于所在柜体内的下部，电气自动灭火装置11的气溶胶喷嘴朝上设置，使得电气自动灭火装置11喷出的气溶胶能够覆盖所在柜体的内部空间，能够更好的消除安全隐患。

本实用新型中，微机综合控制器7和电网监控装置10均安装于主控柜12的前侧面板的上部，使得与主控柜12相关联的其他受控柜均受一套微机综合控制器7和电网监控装置10进行控制和监测。

本实用新型中，微机综合控制器7和电网监控装置10与后台服务器进行无线通信，以此实现远程监控。

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明：

工作时，微机综合控制器7对电压互感器3提供的电压信号进行采样、分析，快速准确地识别电网各种故障状态(电压越限、电压互感器断线、单相接地、谐振、以及操作过电压等)，能够记录和分析各种故障状态和波形数据；当系统发生谐振时，微机综合控制器7控制智能消谐开关4配合动作，消除系统谐振。

同时，过电压吸收器6能够对系统各种过电压(弧光、谐振、操作、雷电)尖峰进行抑制。

此外，温度传感器8、弧光探测器9和电流传感器16实时检测所在柜体内的高压母排14的表面温度信号、电弧光信号和电流信号，并发送至电网监控装置10，电网监控装置10对温度、弧光闪络以及电流进行多方面的判断，并向电气自动灭火装置11发出自动灭火信号，启动电气自动灭火装置11，向柜内喷出气溶胶进行自动灭火，以此消除安全隐患。

具体的，对于主控柜12，当柜内高压母排14的表面温度达到160℃时，电网监控装置10直接向电气自动灭火装置11发出自动灭火信号，启动自动灭火；设定柜内的温度阈值为60℃，延迟一段时间后，若柜内高压母排14的表面温度达到85℃，则发出预警信号(由主控柜12自带的报警器发出)，并且电网监控装置10接收到电弧光信号和电流信号时，电网监控装置10对温度、电弧光和电流信号进行判断，在温度达到85℃～160℃、产生了电弧光以及电流达到额定电流的120％时，才向电气自动灭火装置11发出自动灭火信号，启动电气自动灭火装置11进行自动灭火，而在除上述条件之外的其他条件下均不启动电气自动灭火装置11，而是向后台服务器输出报警信号。

需要说明的是，其他受控柜中采用断路器15来替代高压隔离开关1，由于断路器15的接线方式与高压隔离开关1相同，因此在此不再赘叙。

对于其他受控柜，启动电气自动灭火装置11进行自动灭火，电网监控装置10延迟120s后，当温度达到160℃时，或者，在温度达到85℃～160℃，产生了电弧光以及电流达到额定电流的120％时，电网监控装置10向断路器15发出跳闸信号，断路器15自动断开。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种过电压抑制综合保护控制系统装置，包括有高压隔离开关、断路器、三相绝缘子、高压熔断器、电压互感器、智能消谐开关、高压限流熔断器、过电压吸收器、微机综合控制器、温度传感器、弧光探测器、电流传感器、电网监控装置和电气自动灭火装置，其特征在于：所述高压隔离开关和断路器的一端通过高压母排与所述三相绝缘子相连接；高压隔离开关和断路器的另一端一方面均依次与所述高压熔断器、电压互感器、智能消谐开关相连接后接地，另一方面依次与所述高压限流熔断器和过电压吸收器相连接后接地；所述的微机综合控制器分别与所述电压互感器和智能消谐开关电连接；

所述的温度传感器用于采集所述高压母排的温度，所述弧光探测器用于探测高压母排产生的电弧光，所述电流传感器用于采集流经高压母排的电流；所述的电网监控装置一方面分别与所述温度传感器、弧光探测器和电流传感器电连接，另一方面分别与所述电气自动灭火装置和断路器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种过电压抑制综合保护控制系统装置，其特征在于：还包括有N个柜体，其中一个柜体为主控柜，N-1个柜体均为受控柜。

3.根据权利要求2所述的一种过电压抑制综合保护控制系统装置，其特征在于：所述的高压隔离开关有一个，设置于所述主控柜中，所述断路器有N-1个，分别对应设置于N-1个所述受控柜中，所述三相绝缘子、高压熔断器、电压互感器、智能消谐开关、高压限流熔断器、过电压吸收器、温度传感器、弧光探测器、电流传感器和电气自动灭火装置均有N个，分别对应设置于所述N个柜体的内部。

4.根据权利要求3所述的一种过电压抑制综合保护控制系统装置，其特征在于：所述的电压互感器、智能消谐开关和过电压吸收器分别安装于所在柜体的内底面上。

5.根据权利要求3所述的一种过电压抑制综合保护控制系统装置，其特征在于：所述温度传感器采用无线温度传感器，与所述电网监控装置进行无线通信，并捆绑安装于所述高压母排的外部，温度传感器的测温探头紧贴所述高压母排。

6.根据权利要求3所述的一种过电压抑制综合保护控制系统装置，其特征在于：所述的弧光探测器安装于所在柜体内的分隔板或框架上，弧光探测器的探头朝向所述的高压母排。

7.根据权利要求3所述的一种过电压抑制综合保护控制系统装置，其特征在于：所述的电气自动灭火装置位于所在柜体内的下部，电气自动灭火装置的气溶胶喷嘴朝上设置。

8.根据权利要求2所述的一种过电压抑制综合保护控制系统装置，其特征在于：所述的微机综合控制器和电网监控装置均安装于所述主控柜的前侧面板的上部。

9.根据权利要求8所述的一种过电压抑制综合保护控制系统装置，其特征在于：所述微机综合控制器和电网监控装置与后台服务器进行无线通信。

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