一种具有选择性跳闸功能的弧光保护系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有选择性跳闸功能的弧光保护系统及方法，在馈线开关柜的电缆室、开关室分别配置弧光探头，接至弧光继电器，当弧光继电器监测到电缆室、开关室发生弧光故障，并且电流判据满足情况下，直接跳本线路开关，在开关跳闸同时弧光继电器发送故障系统至弧光主控单元，若在馈线开关跳开后主控单元监测到故障电流仍然存在，经过70?150ms(可整定)后，根据主控单元整定的逻辑跳主变低压侧开关或分段开关；母线室配置弧光探头直接接入主控单元，若母线室探头监测到弧光动作，并且主控单元判断到电流判据满足，则主控单元根据整定的逻辑跳主变低压侧开关或分段开关。实现馈线开关柜不同位置发生故障时的选择性跳闸。
【专利说明】
一种具有选择性跳闸功能的弧光保护系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及继电保护系统的弧光保护技术领域，尤其涉及一种具有选择性跳闸功能的弧光保护系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着电网容量的不断扩大，中低压配电系统的规模也随之变大，母线短路容量愈来愈高，而中低压系统多使用封闭式的中置柜以电缆引出，操作频繁，运行电流大，故障过电压高，设备制造质量和安全距离比高压设备差，容易发生绝缘事故。近几年常有开关柜或母线因绝缘损坏、操作失误、设备老化等原因产生弧光而被烧毁的事故发生，造成重大的经济损失和人员伤害。
[0003]目前的弧光保护方案中，大多依靠上一级保护装置的后备保护，无法在弧光燃烧危害扩大前切除故障。而传统弧光保护针对母线设计，在检测到弧光信息时需要断开整个系统的电源，可能会造成停电范围扩大，所以如何考虑不同位置发生弧光故障时，有选择性的跳闸是现在急切解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种具有选择性跳闸功能的弧光保护系统及方法，能够实现馈线开关柜的电缆室、开关室、母线室不同位置发生弧光故障时的选择性跳闸，避免停电范围的扩大化。
[0005]本发明采用的技术方案为:
一种具有选择性跳闸功能的弧光保护系统，包括用于接受检测信号并发送控制指令的主控单元、用于对母线进行选择隔断的第一分隔单元和对各个待监测的工作室内进行弧光监测的弧光单元;所述的第一分隔单元设置在母线上对其进行分段隔离，包括有监测母线电流大小的第一电流单元、第一弧光传感器和第一弧光继电器，所述的第一电流单元和第一弧光继电器的常闭触点串联在母线上，所述的第一弧光传感器和第一电流单元的输出端分别连接主控单元的输入端，主控单元的输出端通过弧光继电器扩展器分别与各个弧光单元的输入端相连，所述得弧光单元包括第二弧光继电器，所述第二弧光继电器的线圈与孤光继电器扩展单元相连接，第二孤光继电器的常闭触点设置在待监测室的电压器供电线路上。
[0006]两台主变低压侧分别还设置有第二、第三分隔单元，用于对主变压器低压侧进行弧光监测和隔断保护。
[0007]所述的第二弧光继电器为一个或者多个。
[0008]所述的孤光继电器扩展单元为八路端口。
[0009]—种具有选择性跳闸功能的弧光保护方法，具体包括如下步骤:
A:首先，设置安装具有选择性跳闸功能的弧光保护系统，对弧光保护按照电源电流及母联开关电流进行区域划分，弧光探头以母线为区域划分逻辑； B:其次当本母线故障出现在系统分列运行时，主控单元对有本段母线电流大小进行判断，只有电流大小满足设定要求，则主控单元发送执行信号到本段母线的电源点开关，使其本段母线的电源点开关跳闸，切断故障点；
C:最后，当系统母联处于合位时，任意一段被分隔后的母线出现故障，则主控单元发送执行信号到故障点对应的母联开关及所在段母线的电源点开关，使其跳闸，切断故障点。
[0010]所述的具有选择性跳闸功能的弧光保护系统包括用于接受检测信号并发送控制指令的主控单元、用于对母线进行选择隔断的第一分隔单元和对各个待监测的工作室内进行弧光监测的弧光单元，所述的第一分隔单元设置在母线上对其进行分段隔离，包括有监测母线电流大小的第一电流单元、第一弧光传感器和第一弧光继电器，所述的第一电流单元和第一弧光继电器的常闭触点串联在母线上，所述的第一弧光传感器和第一电流单元的输出端分别连接主控单元的输入端，主控单元的输出端通过弧光继电器扩展器分别与各个弧光单元的输入端相连，所述得弧光单元包括第二弧光继电器，所述第二弧光继电器的线圈与孤光继电器扩展单元相连接，第二孤光继电器的常闭触点设置在待监测室的电压器供电线路上。
[0011]两台主变低压侧分别还设置有第二、第三分隔单元，用于对主变压器低压侧进行弧光监测和隔断保护。
[0012]所述的第二弧光继电器为一个或者多个。
[0013]所述的孤光继电器扩展单元为八路端口。
[0014]本发明在馈线开关柜的电缆室、开关室分别配置弧光探头，接至弧光继电器，当弧光继电器监测到电缆室、开关室发生弧光故障，并且电流判据满足情况下，直接跳本线路开关，在开关跳闸同时弧光继电器发送故障系统至弧光主控单元，若在馈线开关跳开后主控单元监测到故障电流仍然存在，经过70-150ms(可整定)后，根据主控单元整定的逻辑跳主变低压侧开关或分段开关;母线室配置弧光探头直接接入主控单元，若母线室探头监测到弧光动作，并且主控单元判断到电流判据满足，则主控单元根据整定的逻辑跳主变低压侧开关或分段开关。实现馈线开关柜不同位置发生故障时的选择性跳闸。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
[0016]图1为本发明的电路原理框图；
图2为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种具有选择性跳闸功能的弧光保护系统，包括用于接受检测信号并发送控制指令的主控单元、用于对母线进行选择隔断的第一分隔单元和对各个待监测的工作室内进行弧光监测的弧光单元，所述的第一分隔单元设置在母线上对其进行分段隔离，包括有监测母线电流大小的第一电流单元、第一弧光传感器和第一弧光继电器，所述的第一电流单元和第一弧光继电器的常闭触点串联在母线上，所述的第一弧光传感器和第一电流单元的输出端分别连接主控单元的输入端，主控单元的输出端通过弧光继电器扩展器分别与各个弧光单元的输入端相连，所述得弧光单元包括第二弧光继电器，所述第二弧光继电器的线圈与孤光继电器扩展单元相连接，第二孤光继电器的常闭触点设置在待监测室的电压器供电线路上。两台主变低压侧分别还设置有第二、第三分隔单元，用于对主变压器低压侧进行弧光监测和隔断保护。所述的第二弧光继电器为一个或者多个。所述的孤光继电器扩展单元为八路端口。
[0018]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的发明是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0019]以下以具体例子进行说明:包括主控单元采集2台主变低压侧电流。主变低压侧进线室、开关室、母线室，主变隔离柜母线室、手车室、电缆室，母线分段电缆室、母线室，母线分段隔离柜母线室、手车室、电缆室，PT柜母线室，馈出开关母线室配置的弧光传感器直接接至主控单元，I段母线上有设备的弧光传感器关联至1#主变低压侧电流，Π段母线上有设备的弧光传感器关联至2#主变低压侧电流，母线分段开关室安装2个弧光传感器，分别关联至1#、2#主变低压侧电流，母联开关电流关联所有弧光传感器。每个馈出开关的电缆室装、开关室各装I个弧光传感器，接至本馈出开关的弧光继电器，弧光继电器通过弧光继电器扩展器接至主控单元，弧光继电器根据馈出开关所属母线，在主控单元中分别配置关联至至1#、2#主变低压侧电流，母联开关电流关联所有弧光继电器。弧光继电器扩展器作为弧光继电器的中继单元完成弧光继电器至主控单元信号传输。
[0020]弧光继电器动作出口时跳本开关，若开关跳开后弧光继电器关联的电流模块故障电流任然存在，则启动主控单元的失灵保护逻辑，跳开弧光继电器关联的电流模块的开关。跳闸时可以选择使用主控单元中6组出口继电器，也可选择各个开关处的电流单元上的出口继电器就近跳开关。
[0021]由于弧光传感器关联至与传感器安装位置设备直接关联的电流采集模块，故无论在系统分列运行，或者系统由单主变供电，或者系统合环运行，均能够保证发生故障时主控单元有选择性的切除主变低压侧开关和母联开关，提高系统运行的可靠性。
[0022]—种具有选择性跳闸功能的弧光保护方法，具体包括如下步骤:如图2所示，
A:首先，设置安装具有选择性跳闸功能的弧光保护系统，对弧光保护按照电源电流及母联开关电流进行区域划分，弧光探头以母线为区域划分逻辑；
B:其次当本母线故障出现在系统分列运行时，主控单元对有本段母线电流大小进行判断，只有电流大小满足设定要求，则主控单元发送执行信号到本段母线的电源点开关，使其本段母线的电源点开关跳闸，切断故障点；
C:最后，当系统母联处于合位时，任意一段被分隔后的母线出现故障，则主控单元发送执行信号到故障点对应的母联开关及所在段母线的电源点开关，使其跳闸，切断故障点。
[0023]本发明对弧光保护按照电源电流及母联开关电流进行区域划分，弧光探头以母线为区域划分逻辑，关联至于本段母线直接关联的电源进线及母联开关电流上，此关联逻辑适用于所有保护区域内的弧光探头(包括主控单元、弧光继电器及弧光单元上所联弧光探头)，按照此种逻辑配置原则，电源进线电流关联本段母线上的所有弧光探头，母联开关电流关联本开关直接联系的两段母线上的所有探头，保护逻辑按照电流为单位区分，电流判据及弧光判据满足时只跳电流采集点开关，例如，系统分列运行时本母线故障只有本段母线电流判据满足，则只跳本段母线的电源点开关，若系统母联处于合位，任意一段母线故障，则母联开关及本段母线的电源点开关(若故障母线的电源开关处于合位)跳闸，这样可以实现整个系统有选择性跳闸。即首先对母线段进行分隔分段，然后针对每个分段后的部分进行单独的监控，根据具体情况使用电流监测跳闸或者根据监测是否有弧光而直接跳闸，从而根本上避免了弧光保护的不完全现象。
[0024]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种具有选择性跳闸功能的弧光保护系统，其特征在于:包括用于接受检测信号并发送控制指令的主控单元、用于对母线进行选择隔断的第一分隔单元和对各个待监测的工作室内进行弧光监测的弧光单元;所述的第一分隔单元设置在母线上对其进行分段隔离，包括有监测母线电流大小的第一电流单元、第一弧光传感器和第一弧光继电器，所述的第一电流单元和第一弧光继电器的常闭触点串联在母线上，所述的第一弧光传感器和第一电流单元的输出端分别连接主控单元的输入端，主控单元的输出端通过弧光继电器扩展器分别与各个弧光单元的输入端相连，所述得弧光单元包括第二弧光继电器，所述第二弧光继电器的线圈与孤光继电器扩展单元相连接，第二孤光继电器的常闭触点设置在待监测室的电压器供电线路上。2.根据权利要求1所述的具有选择性跳闸功能的弧光保护系统，其特征在于:两台主变低压侧分别还设置有第二、第三分隔单元，用于对主变压器低压侧进行弧光监测和隔断保护。3.根据权利要求2所述的具有选择性跳闸功能的弧光保护系统，其特征在于:所述的第二弧光继电器为一个或者多个。4.根据权利要求3所述的具有选择性跳闸功能的弧光保护系统，其特征在于:所述的孤光继电器扩展单元为八路端口。5.一种具有选择性跳闸功能的弧光保护方法，其特征在于，具体包括如下步骤: A:首先，设置安装具有选择性跳闸功能的弧光保护系统，对弧光保护按照电源电流及母联开关电流进行区域划分，弧光探头以母线为区域划分逻辑； B:其次当本母线故障出现在系统分列运行时，主控单元对有本段母线电流大小进行判断，只有电流大小满足设定要求，则主控单元发送执行信号到本段母线的电源点开关，使其本段母线的电源点开关跳闸，切断故障点； C:最后，当系统母联处于合位时，任意一段被分隔后的母线出现故障，则主控单元发送执行信号到故障点对应的母联开关及所在段母线的电源点开关，使其跳闸，切断故障点。6.—种具有选择性跳闸功能的弧光保护方法，其特征在于，所述的具有选择性跳闸功能的弧光保护系统包括用于接受检测信号并发送控制指令的主控单元、用于对母线进行选择隔断的第一分隔单元和对各个待监测的工作室内进行弧光监测的弧光单元，所述的第一分隔单元设置在母线上对其进行分段隔离，包括有监测母线电流大小的第一电流单元、第一弧光传感器和第一弧光继电器，所述的第一电流单兀和第一弧光继电器的常闭触点串联在母线上，所述的第一弧光传感器和第一电流单元的输出端分别连接主控单元的输入端，主控单元的输出端通过弧光继电器扩展器分别与各个弧光单元的输入端相连，所述得弧光单元包括第二弧光继电器，所述第二弧光继电器的线圈与孤光继电器扩展单元相连接，第二孤光继电器的常闭触点设置在待监测室的电压器供电线路上。7.根据权利要求6所述的具有选择性跳闸功能的弧光保护方法，其特征在于:两台主变低压侧分别还设置有第二、第三分隔单元，用于对主变压器低压侧进行弧光监测和隔断保护。8.根据权利要求7所述的具有选择性跳闸功能的弧光保护方法，其特征在于:所述的第二弧光继电器为一个或者多个。9.根据权利要求8所述的具有选择性跳闸功能的弧光保护方法，其特征在于:所述的孤光继电器扩展单元为八路端口。
【文档编号】H02H7/22GK105977927SQ201610521159
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】封晓东, 张 浩, 吴国松, 孙明, 刘亚辉, 胥俊岩, 刘斌, 张海星, 赵颖煜
【申请人】国家电网公司, 国网河南省电力公司许昌供电公司