[發明專利]一種快速電弧光保護方法

有效

• 申請號: 201010252661.5
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN101916987A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 劉曉松;陳占群;劉海
• 申請（專利權）人: 保定市尤耐特電氣有限公司
• 主分類號: H02H7/22
• 分類號: H02H7/22
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

技術領域

本發明涉及一種中低壓開關柜電弧光故障監測與保護方法，屬保護技術領域。

背景技術

隨著工業的發展，各用戶用電量不斷增加，中低壓供配電系統的容量也越來越大，弧光保護裝置作為中低壓母線的快速保護裝置，其應用領域和市場也不斷擴大。

弧光保護裝置工作時，從檢測到弧光故障信號到出口繼電器動作的時間，直接關系到用戶損失大小。作為保護裝置，除應具有快速的響應速度外，穩定可靠的判據選擇也非常重要，合理選擇判據是準確判斷弧光故障的前提。而對于現有的弧光保護裝置來說，這二者未能兼得，一般都是只注重響應速度，而忽略了判據選擇的合理性。

產生電弧光故障的因素主要是過電流，因而過電流是弧光保護的重要輔助判據，現有的弧光保護裝置是根據電弧光和輔助電流信號的有效值來判斷弧光故障的，而沒有考慮到電弧光信號的相對突變和電流的變化率。這種保護裝置的缺點是在明亮的環境中容易發生誤動，而當電流接近設定值且急劇增大時，對即將發生的弧光故障不能及時做出預判，保護動作比較滯后，因而不能獲得理想的保護效果。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足、提供一種判據選擇合理、故障響應速度快的電弧光故障保護方法。

本發明所述問題是以下述技術方案實現的：

一種快速電弧光保護方法，它利用單片機、弧光傳感器、光電轉換與放大電路、電流互感器、電流轉換與放大電路和出口繼電器組成保護系統，弧光傳感器實時采集開關柜電弧光信號、經光電轉換和放大后轉變成單片機可用的電弧光電壓信號U₁送入單片機；電流互感器實時采集開關柜三相電流信號、經轉換和放大后轉變成單片機可用的電流互感器電壓信號U₂送入單片機；運行時單片機以設定的采樣頻率對輸入的電弧光電壓信號U₁和電流互感器電壓信號U₂進行采樣，得到電弧光電壓信號U₁的當前采樣值U1k(下標k為當前采樣點號)和電流互感器電壓信號U₂的當前采樣值U2k(下標k為當前采樣點號)，計算光突變量、光當前值和電流增量，并且每次采樣完成后都計算一次；

光突變量利用光當前采樣值U_1k、當前采樣值U_1k前一個周波相同相位的采樣值U_1k-N和采樣值U_1k-N前一個周波相同相位的采樣值U_1k-2N三個采樣值，利用下述公式計算出光的突變值，計算公式如下：

弧光突變計算：

‖U_1k-U_1k-N|-|U_1k-N-U_1k-2N‖＞ΔU_1k

其中：k為當前采樣點號；

N為一個周波采樣數；

ΔU_1k為光突變量；

U_1k為當前光采樣值；

U_1k-N為當前光采樣值U_1k前一個周波相同相位的采樣值；

U_1k-2N為光采樣值U_1k-N前一個周波相同相位的采樣值；

電流增量計算利用電流當前采樣值U_2k、當前采樣值U_2k前一個采樣時刻采樣值U_2k-1、采樣值U_2k-1前一個采樣時刻采樣值U_2k-2三個連續電流采樣值，利用基于電流增量估算下一采樣時刻電流有效值的公式，計算出電流估算有效值，計算公式如下：

估算電流有效值：