[發明專利]智能變電站中低壓開關弧光監測智能組件系統及監測方法

有效

• 申請號: 201210042973.2
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102608494A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 郭曉冬;楊小銘;韓偉;王煜;曾雨順
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域??

本發明涉及智能變電站中低壓開關設備弧光監測智能組件系統，屬電力設備在線監測技術領域。

背景技術??

?隨著智能電網建設的高速發展，中低壓開關設備的智能化需求越來越豐富，通過智能化技術的研發和應用，切實保證中低壓開關設備的安全運行，以提升電網運行效率。傳感器和信息技術的發展為中低壓開關設備智能化提供了多種技術手段，目前，在中低壓開關設備安裝傳感器陣列，基本實現了開關設備的在線狀態監測，但僅僅實現在線狀態監測不足以保證中低壓開關設備的安全運行。眾所周知，中低壓開關設備內部弧光短路是一種非常嚴重的故障，電弧燃燒所產生的巨大能量會嚴重燒毀開關設備，短路沖擊電流會損壞主變壓器，造成長時間停電，更嚴重的是，它會造成附近工作人員的人身傷亡事故。加強中低壓開關設備弧光監測具有巨大的社會和經濟效益。

文獻一《整流柜電弧光保護裝置》（中國專利號CN101141061）公開了一種整流柜電弧光保護裝置，該發明包括用于給整個電弧光保護裝置提供電源的電源模塊、用于管理和控制整個電弧光保護裝置的弧光檢測主單元、用于采集來自弧光傳感器的光信息的弧光檢測輔助單元、用于生成跳閘邏輯功能的過流檢測單元和弧光檢測探頭。文獻二《DPR360ARC弧光保護系統設計》（電力系統保護與控制2010年6月16號第38卷第12期第125頁）闡述了一種弧光保護系統，由主控單元、弧光（擴展）單元、電流單元和弧光傳感器組成。主控單元對收集的數據進行處理、判斷，發出跳閘指令；弧光（擴展）單元接入弧光傳感器；電流單元采集電流模擬信號，并執行跳閘指令。文獻三《中低壓開關柜內電弧光綜合保護系統》（中國專利號CN102280863A）公開了一種中低壓開關柜電弧光綜合保護系統，其包括主控制器和若干從控制器，主控制器置于進線柜內，從控制器置于各出線柜內，主控制器和各個從控制器構成主從式結構；主、從控制器之間采用光纖通信；主控制器設485通信串口，與遠程計算機終端通信；主、從控制器均設有與之連接的電流傳感器CT、弧光傳感器OT和聲波傳感器ST。

上述文獻的弧光監測保護技術方案存在以下問題：一是采用電纜鋪設的方式將電流模擬信號接入電流采樣單元，不符合智能變電站數字化采樣的要求；二是跳閘方式不滿足智能變電站GOOSE網跳或GOOSE直跳的要求；三是系統各組成部分的邏輯接口采用私有通信協議，接口兼容性差，不滿足智能變電站智能設備互操作的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種智能變電站中低壓開關設備弧光監測智能組件系統，能夠充分利用智能變電站交流采樣SV網和GOOSE網，實現中低壓開關設備弧光監測的解決方案。

為解決上述技術問題，本發明采取以下技術方案：

一種智能變電站中低壓開關設備弧光監測智能組件系統，包括由弧光傳感器、傳感器IED（IED，智能電子設備）、合并單元、智能終端和主IED，其特征在于：傳感器IED負責對各中低壓開關間隔的弧光信號進行采樣，并將采樣數據以標準FT3數據格式傳輸至主IED；合并單元將SV（SV，交流采樣）網的中低壓系統進線電流數字采樣信號傳輸至主IED；智能終端執行來自主IED的GOOSE跳閘命令跳開中低壓系統進線開關；主IED是整個智能組件系統的“中樞”，負責弧光和進線電流采樣數據的分析、處理及邏輯運算。

前述的智能變電站中低壓開關設備弧光監測智能組件系統的監測方法，其特征在于：智能組件系統各組成部分協同工作，實現中低壓開關設備的弧光監測、保護與控制，包括以下步驟：

1）?弧光傳感器接收中低壓開關間隔發生故障時產生的弧光信號，通過光纖傳輸至傳感器IED；

2）傳感器IED的光電轉換模塊將光信號轉換成電信號，經AD采樣，數據預處理，以標準FT3數據格式將數據整理成幀，通過光纖傳輸至主IED；

3）合并單元實現進線電流模擬信號采樣的就地數字化，以IEC61850-9-2標準組網或點對點方式通過光纖將采樣值傳輸至主IED；

4）主IED?的FT3數據接收模塊將弧光FT3數據解碼，提取弧光動作信息，定位故障位置；主IED?的SV接收模塊將合并單元傳輸來的進線電流原始采樣進行重采樣，并進行軟件頻率跟蹤，調整重采樣間隔以保證重采樣準確，并計算出進線電流的幅值；主IED?的數據關聯模塊，將弧光信號與進線電流關聯屬性進行解析，得到弧光與電流信號分布式采樣的邏輯關聯；主IED?的應用邏輯模塊，在同時檢測到相關聯的弧光動作信號和進線過流時，發出GOOSE跳閘命令；GOOSE模塊主要轉發GOOSE跳閘命令；