一种适用于单母分段的弧光保护系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于单母分段的弧光保护系统，包括有I段母线、II段母线以及分别与I段母线、II段母线连接的I段隔离刀闸、II段隔离刀闸、I段进线断路器、II段进线断路器，还包括有分段断路器、过流检测单元一、过流检测单元二、有I段出线断路器、II段出线断路器、开关柜、弧光传感器，两组开关柜的各弧光传感器分别接入弧光采集单元一、弧光采集单元二，弧光采集单元二通过光纤与弧光保护主单元连接。本发明能够保证中低压开关柜在发生弧光故障是快速、准确有选择的断开故障线路，从根本上限制故障电弧的持续时间，消除弧光所造成的危害，避免故障的扩大，保证设备和人身安全。
【专利说明】—种适用于单母分段的弧光保护系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于单母分段的弧光保护系统，适用于中低压开关柜母线的弧光保护。
【背景技术】
[0002]根据GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》，35kV以下电力系统不装设母线保护，一般采用过电流保护作为后备保护。然而由于中低压母线上的出线较多，操作频繁，三相导体线间距离与大地的距离比较近，设备绝缘老化和机械磨损等原因，中低压母线的故障随之增加。为了保证变压器及母线开关设备的安全运行以及躲过内部燃弧时间，采用电弧光保护系统无疑增加了电力系统的安全性。开关柜内部弧光短路故障是配电系统中一种非常严重的故障，它的发生往往会造成灾难性的后果，其内部电弧燃烧释放的巨大能量所产生的各种故障电弧效应，严重烧毁昂贵的开关设备，短路电流冲击可损坏主变压器，造成长时间停电。更严重的是，它还会造成附近工作人员的人身伤亡事故。国外自20世纪60年代开始关注开关柜内部故障电弧对人员伤害的严重性，并对开关柜内部故障特性进行深入的实验研究。在90年代初开发出基于检测电弧光的中低压开关柜保护系统，并开始在电力系统，厂矿企业投入运行。近年来，在欧美一些国家，越来越多的用户采用电弧光保护作为中低压开关柜内部故障保护，并且在一些国家该保护装置已成为中，低压开关柜的标准配置。国外的应用实验表明，电弧光保护系统除了最大限度地减轻开关设备的损坏程度及为附近工作人员提供人身保护外，还可大大减少开关柜内部故障造成的停电时间，因而对用户来说它的应用也具有很大的经济效益。
[0003]图1为国内外的资料介绍的各种燃弧时间下对设备造成的损坏程度:
85ms:没有显著的破坏,一般在检验绝缘后可投入使用。
[0004]IOOms:电缆绝缘薄弱点开始燃烧，对系统造成破坏。
[0005]200ms:母线开始燃烧，损坏较为严重。
[0006]500ms:设备损坏很严重，现场的人员可能受到严重的伤害。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是:针对目前国内切断电弧故障的时间较长、故障范围扩大的情况，同时目前市场上的弧光保护系统均不适用于单母分段的应用场合，提供一种适用于单母分段的弧光保护系统；旨在解决在单母分段的系统中，在任一母线发生弧光故障的第一时间内切除母线和开关柜内部的故障，避免故障的进一步扩大，保护设备和人身安全。
[0008]本发明所采用的技术方案是:
一种适用于单母分段的弧光保护系统，包括有I段母线、II段母线以及分别与I段母线、II段母线连接的I段隔离刀闸、II段隔离刀闸，其特征在于:所述的I段母线、II段母线还分别连接有I段进线断路器、II段进线断路器，I段隔离刀闸与II段隔离刀闸之间连接有分段断路器，I段进线断路器、II段进线断路器分别连接有I段母线变压器、II段母线变压器，I段母线变压器、II段母线变压器的另一端分别连接有过流检测单元一、过流检测单元二，过流检测单元一、过流检测单元二分别连接有I段出线断路器、II段出线断路器，I段出线断路器、II段出线断路器分别与两组开关柜的出线口连接，两组开关柜中分别设有多个弧光传感器，两组开关柜的各弧光传感器分别接入弧光采集单元一、弧光采集单元二，弧光采集单元一与弧光采集单元二串联并分别连接有弧光跳闸出口一、弧光跳闸出口二，弧光采集单元二通过光纤与弧光保护主单元连接，弧光保护主单元、弧光采集单元一、弧光采集单元二共同与电源模块连接，弧光保护主单元还与I段隔离刀闸、II段隔离刀闸、分段断路器、过流检测单元一、过流检测单元二、I段进线断路器、II段进线断路器、I段出线断路器、II段出线断路器连接。
[0009]所述的一种适用于单母分段的弧光保护系统，其特征在于:所述的电源模块采用24VDC、5VDC电源模块。
[0010]所述的一种适用于单母分段的弧光保护系统，其特征在于:所述的弧光传感器包括有弧光检测探头，弧光检测探头采用透镜式弧光检测探头。
[0011]所述的一种适用于单母分段的弧光保护系统，其特征在于:所述的每个开关柜内至少安装2个弧光检测探头。
[0012]本发明的有益效果是:
在单母分段系统中，本发明能够保证中低压开关柜在发生弧光故障是快速、准确有选择的断开故障线路，从根本上限制故障电弧的持续时间，消除弧光所造成的危害，避免故障的扩大，保证设备和人身安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是各种燃弧时间下对设备造成的损坏程度示意图。
[0014]图2是本发明的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]参照图2所示，一种适用于单母分段的弧光保护系统，包括有I段母线、II段母线以及分别与I段母线、II段母线连接的I段隔离刀闸5、II段隔离刀闸18，I段母线、II段母线还分别连接有I段进线断路器15、II段进线断路器6，I段隔离刀闸5与II段隔离刀闸18之间连接有分段断路器4，I段进线断路器15、II段进线断路器6分别连接有I段母线变压器3、II段母线变压器8，I段母线变压器3、II段母线变压器8的另一端分别连接有过流检测单元10、过流检测单元9，过流检测单元10、过流检测单元9分别连接有I段出线断路器2、II段出线断路器7，I段出线断路器2、II段出线断路器7分别与两组开关柜20的出线口连接，两组开关柜20中分别设有多个弧光传感器1，两组开关柜20的各弧光传感器I分别接入弧光采集单元12、弧光采集单元13，弧光采集单元12与弧光采集单元13串联并分别连接有弧光跳闸出口 16、弧光跳闸出口 17，弧光采集单元13通过光纤14与弧光保护主单元11连接，弧光保护主单元11、弧光采集单元12、弧光采集单元13共同与电源模块19连接，弧光保护主单元11还与I段隔离刀闸5、11段隔离刀闸18、分段断路器4、过流检测单元10、过流检测单元9、I段进线断路器15、II段进线断路器6、I段出线断路器2、II段出线断路器7连接。
[0016]电源模块19采用24VDC、5VDC电源模块。
[0017]弧光传感器I包括有弧光检测探头，弧光检测探头采用透镜式弧光检测探头。
[0018]每个开关柜20内至少安装2个弧光检测探头。
[0019]本发明的工作原理是:
开关柜20内的弧光传感器I将检测到的弧光通过专用光纤14传输到弧光采集单元12和13，弧光采集单元根据采集到的弧光选择弧光跳闸出口 16和17输出到跳闸出口单元，同时将弧光信号通过专用光纤传输到弧光保护主单元11。弧光保护主单元11依据采集到的弧光信号，过流检测单元9和10传输来的过流信号，I段隔离刀闸5的接点信号，II段隔离刀闸18的接点信号，分段断路器4的接点信号，弧光保护主单元11根据控制逻辑输出跳闸信号到I段出线断路器2，II段出线断路器7，I段进线断路器15，II段进线断路器6。
[0020]本发明解决了原有保护系统不能及时断开弧光故障点，造成故障扩大，设备损坏的问题，在一定程度上提高了供电的可靠性，保护了设备及人身安全。
【权利要求】
1.一种适用于单母分段的弧光保护系统，包括有I段母线、II段母线以及分别与I段母线、II段母线连接的I段隔离刀闸、II段隔离刀闸，其特征在于:所述的I段母线、II段母线还分别连接有I段进线断路器、II段进线断路器，I段隔离刀闸与II段隔离刀闸之间连接有分段断路器，I段进线断路器、II段进线断路器分别连接有I段母线变压器、II段母线变压器，I段母线变压器、II段母线变压器的另一端分别连接有过流检测单元一、过流检测单元二，过流检测单元一、过流检测单元二分别连接有I段出线断路器、II段出线断路器，I段出线断路器、II段出线断路器分别与两组开关柜的出线口连接，两组开关柜中分别设有多个弧光传感器，两组开关柜的各弧光传感器分别接入弧光采集单元一、弧光采集单元二，弧光采集单元一与弧光采集单元二串联并分别连接有弧光跳闸出口一、弧光跳闸出口二，弧光采集单元二通过光纤与弧光保护主单元连接，弧光保护主单元、弧光采集单元一、弧光采集单元二共同与电源模块连接，弧光保护主单元还与I段隔离刀闸、II段隔离刀闸、分段断路器、过流检测单元一、过流检测单元二、I段进线断路器、II段进线断路器、I段出线断路器、II段出线断路器连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于单母分段的弧光保护系统，其特征在于:所述的电源模块采用24VDC、5VDC电源模块。
3.根据权利要求1所述的一种适用于单母分段的弧光保护系统，其特征在于:所述的弧光传感器包括有弧光检测探头，弧光检测探头采用透镜式弧光检测探头。
4.根据权利要求1或3所述的一种适用于单母分段的弧光保护系统，其特征在于:所述的每个开关柜内至少安装2个弧光检测探头。
【文档编号】H02H7/22GK103441473SQ201310353988
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月14日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】张克贵, 吴善兵 申请人:合肥天海电气技术有限公司