CN219420291U - 基于弧光判据的gis辅助保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种基于弧光判据的GIS辅助保护系统，涉及GIS保护领域，包括气体绝缘开关设备GIS断路器、GIS就地辅助子系统以及集控室上位机，其中：GIS断路器用于分合闸指令进行分闸或合闸；GIS就地辅助子系统用于基于弧光传感器采集到的弧光信号获取GIS断路器的目标相的分合闸状态；集控室上位机用于进行GIS断路器在分合闸时弧光状态的可视屏显示，以及用于通过通讯方式与移动端建立通讯联系，当分合闸故障发生时进行集控室就地报警及移动端报警。本申请通过检测弧光来判断GIS断路器是否进行合分闸动作，为传统保护增加一项保护辅助判据，与传统保护互为冗余，充分确保GIS的安全性，且实现了远程显示及报警，提高了GIS断路器的安全可靠性与电力结构的稳定性。

Description

基于弧光判据的GIS辅助保护系统

技术领域

本申请涉及GIS保护领域，尤其涉及一种基于弧光判据的GIS辅助保护系统。

背景技术

发电厂站内气体绝缘开关设备(Gas Insulated Switchgear，GIS)作为主变高压侧与电网连接的最后一道关卡，其运行安全可靠性对于厂网侧都至关重要。然而GIS作为一种气体绝缘开关设备，刀闸集成在设备内部，单从外部很难直接观察到密封刀闸的分、合闸动作及状态，因此其分、合动作及状态仅能借助操作机构带动外部指示牌进行间接判断，监控后台和程序控制判断仅能通过分合闸辅助触点来反应刀闸动作状态。

目前，GIS断路器传统上仅通过这种单一的判别方式，存在着一次设备辅助触点粘连或刀闸分合行程不到位而导致指示牌的电气动作位置与实际动作位置不对应的情况，当这些情况的发生时将会严重影响GIS断路器的电路保护效果和抗风险能力。因此，如何研制增设一种辅助保护系统来提高GIS断路器分、合闸的动作可靠性和安全性就显得尤为重要。

实用新型内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的一个目的在于提出一种基于弧光判据的GIS辅助保护系统，包括气体绝缘开关设备GIS断路器、GIS就地辅助子系统以及集控室上位机，其中：所述GIS断路器用于接收所述集控室上位机发送的针对任一相的分合闸指令，并根据所述分合闸指令进行分闸或合闸；所述GIS就地辅助子系统包含弧光传感器、弧光馈线模块、弧光采集模块、第一通讯模块以及供电模块，所述GIS就地辅助子系统用于接收所述集控室上位机发送的工作指令，并根据所述工作指令基于弧光传感器采集到的弧光信号获取所述GIS断路器的目标相的分合闸状态；所述集控室上位机包括第二通讯模块、控制模块、显示模块和报警模块，所述集控室上位机用于向所述GIS断路器发送针对任一相的分合闸指令以及向所述GIS就地辅助子系统发送工作指令，以及进行所述GIS断路器在分合闸时弧光状态的可视屏显示，以及用于通过通讯方式与移动端建立通讯联系，当分合闸故障发生时进行集控室就地报警及移动端报警。

根据本申请的一个实施例，所述GIS就地辅助子系统包含弧光传感器、弧光馈线模块、弧光采集模块、第一通讯模块以及供电模块，其中：所述弧光传感器用于采集所述GIS断路器分合瞬间产生的弧光信号；所述弧光采集模块用于将所述弧光传感器采集到的所述弧光信号通过光纤传递至所述弧光馈线模块；所述弧光馈线模块用于根据接收到的所述弧光信号判断所述GIS断路器目标相的分合闸是否完成，若目标相的分合闸时未检测到弧光信号则判定为分合闸异常，进行快速三相跳闸，并将报警信号通过所述第一通讯模块回传至所述集控室上位机；所述第一通讯模块用于所述GIS就地辅助子系统与所述集控室上位机、所述GIS断路器进行数据传输；所述供电模块用于为所述弧光传感器、所述弧光馈线模块、所述弧光采集模块和所述第一通讯模块进行供电。

根据本申请的一个实施例，所述集控室上位机包括第二通讯模块、控制模块、显示模块和报警模块，其中：所述第二通讯模块用于与GIS就地辅助子系统、GIS断路器进行数据及信号传输，同时在发生故障时将故障信息传送至目标移动通讯设备；所述控制模块用于在多种工况下发出断路器分合闸命令以及GIS就地辅助子系统工作命令；所述显示模块用于在上位机可视化屏幕上显示状态信号，所述状态信号包括所述GIS断路器目标相的分合闸状态信号、所述GIS就地辅助子系统回传的弧光信号是否正常的状态信号；所述报警模块用于在接收到所述弧光馈线模块发送的报警信号后进行故障报警。

根据本申请的一个实施例，所述GIS就地辅助子系统与常规GIS保护系统互为冗余。

本申请所实现的有益效果为：

本申请通过检测弧光来判断GIS断路器开关是否进行合分闸动作，为传统保护增加一项保护辅助判据，与传统保护互为冗余，充分确保GIS的安全性，在故障发生时进行报警。在此基础上，实现了断路器分合闸位置故障的远程显示及报警，在有效提高GIS断路器安全可靠性的基础上增强了电力结构的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。其中：

图1是本申请一个实施例示出的一种基于弧光判据的GIS辅助保护系统的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面对本申请中涉及到的专业术语进行解释：

气体绝缘开关设备(Gas Insulated Switchgear，GIS)由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。

弧光：一种持续的耀眼亮光，有时具有辉光弧线的外貌，在电路断开时形成。即电弧发出的光，光度很强，带蓝紫色。

弧光传感器：当弧光产生并燃烧时，光的强度将突然增加，弧光传感器通过光感应的变化发出信息，判断弧光传感器的数值变化，超过整定值后直接由光缆传送到弧光采集模块至弧光馈线模块。通过弧光快速检测，能抵抗断路器开断时的强电磁干扰，跳闸信号输出时间短。

图1是本申请示出的一种基于弧光判据的GIS辅助保护系统的示意图，如图1所示，该基于弧光判据的GIS辅助保护系统，包括气体绝缘开关设备GIS断路器、GIS就地辅助子系统以及集控室上位机，其中：

GIS断路器用于接收集控室上位机发送的针对任一相的分合闸指令，并根据分合闸指令进行分闸或合闸。

GIS就地辅助子系统包含弧光传感器、弧光馈线模块、弧光采集模块、第一通讯模块以及供电模块，GIS就地辅助子系统用于接收集控室上位机发送的工作指令，并根据工作指令基于弧光传感器采集到的弧光信号获取GIS断路器的目标相的分合闸状态。需要注意的是，本申请中所提到的GIS就地辅助子系统，为传统保护增加一项保护辅助判据，与传统保护互为冗余，充分确保GIS的安全性。

集控室上位机包括第二通讯模块、控制模块、显示模块和报警模块，集控室上位机用于向GIS断路器发送针对任一相的分合闸指令以及向GIS就地辅助子系统发送工作指令，以及进行GIS断路器在分合闸时弧光状态的可视屏显示，以及用于通过通讯方式与移动端建立通讯联系，当分合闸故障发生时进行集控室就地报警及移动端报警。

本申请通过检测弧光来判断GIS断路器开关是否进行合分闸动作，为传统保护增加一项保护辅助判据，与传统保护互为冗余，充分确保GIS的安全性，在故障发生时进行报警。在此基础上，实现了断路器分合闸位置故障的远程显示及报警，在有效提高GIS断路器安全可靠性的基础上增强了电力结构的稳定性。

进一步的，针对GIS就地辅助子系统，GIS就地辅助子系统包含弧光传感器、弧光馈线模块、弧光采集模块、第一通讯模块以及供电模块，其中：

弧光传感器用于采集GIS断路器分合瞬间产生的弧光信号。具体的，弧光传感器作为基于光感应原理的采集元件，弧光传感器检测电弧光的强度，在断路器分合闸时采集三相刀闸各自断口上突然增加的光强信号，并将光信号转为电流信号传送至弧光采集模块。

弧光采集模块用于将弧光传感器采集到的弧光信号通过光纤传递至弧光馈线模块。

弧光馈线模块用于根据接收到的弧光信号判断GIS断路器目标相的分合闸是否完成，若目标相的分合闸时未检测到弧光信号则判定为分合闸异常，进行快速三相跳闸，也即当GIS断路器分合闸发生异常故障时，立刻进行目标相跳闸，并将报警信号通过第一通讯模块回传至集控室上位机。

第一通讯模块用于GIS就地辅助子系统与集控室上位机、GIS断路器进行数据传输。

供电模块用于为弧光传感器、弧光馈线模块、弧光采集模块和第一通讯模块进行供电。

进一步的，针对集控室上位机，集控室上位机包括第二通讯模块、控制模块、显示模块和报警模块，其中：

第二通讯模块用于与GIS就地辅助子系统、GIS断路器进行数据及信号传输，同时在发生故障时将故障信息传送至目标移动通讯设备。示例性的，目标移动通讯设备可为值班员或者运维人员的手机或者平板等移动通讯设备。

控制模块用于在多种工况下发出断路器分合闸命令以及GIS就地辅助子系统工作命令。

显示模块用于在上位机可视化屏幕上显示状态信号，状态信号包括GIS断路器目标相的分合闸状态信号、GIS就地辅助子系统回传的弧光信号是否正常的状态信号。

报警模块用于在接收到弧光馈线模块发送的报警信号后进行故障报警。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种基于弧光判据的GIS辅助保护系统，其特征在于，包括气体绝缘开关设备GIS断路器、GIS就地辅助子系统以及集控室上位机，其中：

所述GIS断路器用于接收所述集控室上位机发送的针对任一相的分合闸指令，并根据所述分合闸指令进行分闸或合闸；

所述GIS就地辅助子系统包含弧光传感器、弧光馈线模块、弧光采集模块、第一通讯模块以及供电模块，所述GIS就地辅助子系统用于接收所述集控室上位机发送的工作指令，并根据所述工作指令基于弧光传感器采集到的弧光信号获取所述GIS断路器的目标相的分合闸状态；

所述集控室上位机包括第二通讯模块、控制模块、显示模块和报警模块，所述集控室上位机用于向所述GIS断路器发送针对任一相的分合闸指令以及向所述GIS就地辅助子系统发送工作指令，以及进行所述GIS断路器在分合闸时弧光状态的可视屏显示，以及用于通过通讯方式与移动端建立通讯联系，当分合闸故障发生时进行集控室就地报警及移动端报警。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，针对所述GIS就地辅助子系统，其中：

所述弧光传感器用于采集所述GIS断路器分合瞬间产生的弧光信号；

所述弧光采集模块用于将所述弧光传感器采集到的所述弧光信号通过光纤传递至所述弧光馈线模块；

所述弧光馈线模块用于根据接收到的所述弧光信号判断所述GIS断路器目标相的分合闸是否完成，若目标相的分合闸时未检测到弧光信号则判定为分合闸异常，进行快速三相跳闸，并将报警信号通过所述第一通讯模块回传至所述集控室上位机；

所述第一通讯模块用于所述GIS就地辅助子系统与所述集控室上位机、所述GIS断路器进行数据传输；

所述供电模块用于为所述弧光传感器、所述弧光馈线模块、所述弧光采集模块和所述第一通讯模块进行供电。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，针对所述集控室上位机，其中：

所述第二通讯模块用于与GIS就地辅助子系统、GIS断路器进行数据及信号传输，同时在发生故障时将故障信息传送至目标移动通讯设备；

所述控制模块用于在多种工况下发出断路器分合闸命令以及GIS就地辅助子系统工作命令；

所述显示模块用于在上位机可视化屏幕上显示状态信号，所述状态信号包括所述GIS断路器目标相的分合闸状态信号、所述GIS就地辅助子系统回传的弧光信号是否正常的状态信号；

所述报警模块用于在接收到所述弧光馈线模块发送的报警信号后进行故障报警。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述GIS就地辅助子系统与常规GIS保护系统互为冗余。