[發(fā)明專利]包括電弧故障保護(hù)系統(tǒng)的緊湊型二次箱式變電站、在緊湊型二次箱式變電站中進(jìn)行電弧故障保護(hù)的方法和用于執(zhí)行該方法的控制單元

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880008562.3
• 申請(qǐng)日: 2008-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN101663803A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·瑟魯;H·布里德;L·倫丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02H1/00
• 分類號(hào): H02H1/00;H02H7/22;H01H33/26;H01H79/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 王茂華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包括故障保護(hù)系統(tǒng)的緊湊型二次箱式變電站(CSS)和在緊湊型二次箱式變電站(CSS)中進(jìn)行故障保護(hù)的方法，CSS包括環(huán)網(wǎng)單元(RMU)、變壓器和低壓開關(guān)裝置(LV開關(guān)裝置)。本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行該方法的控制單元。

背景技術(shù)

在關(guān)于二次開關(guān)裝置的現(xiàn)有技術(shù)中，通常不使用對(duì)電氣故障進(jìn)行自動(dòng)反應(yīng)的主動(dòng)保護(hù)。在將CSS(緊湊型二次箱式變電站)放置在公共可觸及區(qū)域中的情況下，此方面需要特別的關(guān)注。關(guān)于伴隨有突然和極端壓力增加的電弧故障，CSS必須釋放壓力以便保護(hù)公眾和操作人員免于傷害。一個(gè)這樣的措施是例如使用在人的頭部水平面以上的、在CSS頂部中的壓力釋放開口。已知在CSS中有安裝在箱體內(nèi)的消弧器(arc?killer)，用于環(huán)網(wǎng)單元的SF6氣體。該消弧器感測(cè)由箱體內(nèi)的內(nèi)部電弧引起的突然壓力增加并且通過(guò)將內(nèi)部母線排接地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)壓力增加的反應(yīng)花費(fèi)大于20ms以抑制電弧，從而防止爆炸，但是通常會(huì)對(duì)環(huán)網(wǎng)單元產(chǎn)生損害并且需要進(jìn)一步修理。需要現(xiàn)場(chǎng)的手動(dòng)復(fù)位操作以使得環(huán)網(wǎng)單元復(fù)位。除此之外，消弧器是一次性機(jī)制，即在脫扣之后需要進(jìn)行維護(hù)或者甚至需要更換。從消弧器脫扣到電力連接重新建立之間的時(shí)間通常至少為若干小時(shí)。

WO?00/67271涉及一種用于快速關(guān)閉電力網(wǎng)絡(luò)中的高壓電流的電開關(guān)設(shè)備，包括第一電極，第二電極，閉合所述第一和第二電極的移動(dòng)觸點(diǎn)元件，以及操作設(shè)備。操作設(shè)備包括固定到第一電極的螺旋纏繞的第一線圈。移動(dòng)觸點(diǎn)元件包括與線圈接觸的凸緣。流經(jīng)線圈的電流脈沖形成線圈和凸緣之間的排斥力，所述排斥力將移動(dòng)觸點(diǎn)元件推至第二電極并且完成閉合操作。

由于可應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的不匹配，包括LV和HV側(cè)的CSS通常不是真正電弧安全的。電弧故障周圍的封閉被打開并且引起對(duì)工作人員的沖擊。提供至少一個(gè)排氣通道以避免熱氣體窒息，然而在如地下的小空間內(nèi)難以設(shè)置排氣通道和壓力釋放。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于對(duì)二次開關(guān)裝置進(jìn)行故障保護(hù)，使得CSS真正的電弧安全，即保護(hù)設(shè)備免于危險(xiǎn)并且限制損壞。本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于在故障情況下使二次開關(guān)裝置盡快返回到操作中。

這些目的可以由權(quán)利要求1的前序部分所述的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括如下技術(shù)特征：CSS包括多個(gè)檢測(cè)器，用于檢測(cè)電弧故障的出現(xiàn)，檢測(cè)器可以至少放置在RMU、變壓器或LV開關(guān)裝置之一中，CSS包括控制單元，以及檢測(cè)器連接到控制單元，以及CSS包括至少一個(gè)用于接地的快速操作開關(guān)，控制單元基于由檢測(cè)器進(jìn)行電弧故障檢測(cè)激活用于接地的快速操作開關(guān)，以便將至少一個(gè)高壓電力線路接地，并且控制單元還控制快速操作開關(guān)，使得其工作為工作接地開關(guān)。

在本發(fā)明中，詞語(yǔ)“工作接地”是特意建立的為CSS處的工作或維護(hù)提供安全性的接地。

通過(guò)使用例如WO?00/67271中描述的、也稱為滅弧器的用于接地的快速操作開關(guān)設(shè)備，并且結(jié)合例如檢測(cè)電弧光的、稱為電弧監(jiān)察系統(tǒng)的、用于檢測(cè)電弧故障的出現(xiàn)的檢測(cè)器，并且增加用于根據(jù)需要激活和去激活接地功能的控制能力的擴(kuò)展的功能性，以便獲得工作接地，可以實(shí)現(xiàn)與工作接地開關(guān)結(jié)合的主動(dòng)電弧故障保護(hù)。

如上所述，稱為滅弧器的、用于接地的快速操作開關(guān)設(shè)備是已知的(參見ABB產(chǎn)品樣本“Arc?Eliminator”和WO?00/67271)。其目前在初級(jí)開關(guān)裝置中使用，并且對(duì)電弧光進(jìn)行反應(yīng)，而不是對(duì)壓力進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)間小于10ms，因此，如果使用于CSS中，則可以防止環(huán)網(wǎng)單元(RMU)的損壞。然而，根據(jù)本發(fā)明，檢測(cè)器可以放置在RMU中，也可以放置在LV側(cè)和變壓器的所有相關(guān)位置，并且可以連接到用于接地的快速操作開關(guān)設(shè)備(滅弧器)。由于提供了對(duì)整個(gè)CSS的主動(dòng)保護(hù)，所以無(wú)需進(jìn)行被動(dòng)保護(hù)測(cè)試(節(jié)約成本)。已知的滅弧器是可復(fù)位的，因此不需要進(jìn)行更換。

這一特征允許使用控制單元來(lái)控制快速操作接地開關(guān)/滅弧器和檢測(cè)器的狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，快速操作接地開關(guān)可由控制單元控制，使得接地也可以有意地進(jìn)行。這允許使用快速操作接地開關(guān)不但作為用于保護(hù)目的的快速開關(guān)設(shè)備，而且作為工作接地開關(guān)。常規(guī)的工作接地開關(guān)可以被省略(節(jié)省成本和空間)。為滿足安全性標(biāo)準(zhǔn)，快速操作接地開關(guān)還附加地設(shè)置有當(dāng)前狀態(tài)的機(jī)械指示。

在此應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明不以任何方式限制于使用涉及WO00/67271的特定的快速操作開關(guān)設(shè)備(滅弧器)。可以使用任何具有本發(fā)明所需的特定功能的快速操作接地開關(guān)。對(duì)WO?00/67271的參考僅用于示出可在本發(fā)明中使用的開關(guān)的示例。