[發明專利]分布式多點開關柜內部故障電弧在線監測與保護系統

無效

• 申請號: 201210106807.4
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102646963A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 李立生;李建修;邵志敏
• 申請（專利權）人: 山東電力研究院
• 主分類號: H02H7/22
• 分類號: H02H7/22
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

技術領域

????本發明涉及一種分布式多點開關柜內部故障電弧在線監測與保護系統，適用于電路故障監測和保護領域。

背景技術

開關柜內部弧光短路故障是配電系統中一種非常嚴重的故障，往往會造成災難性的后果，其內部電弧燃燒釋放的巨大能量所產生的各種故障電弧效應，嚴重燒毀昂貴的開關設備，短路電流沖擊可損壞主變壓器，造成長時間停電。更嚴重的是，它還會造成附近工作人員的人身傷亡事故。目前，在實際運行中的中低壓開關柜及母線故障保護方案主要有三種：變壓器后備過流保護方案、饋線過流保護閉鎖變壓器過流保護方案和采用環流原理的高阻抗母線保護方案。以上三種方案由于動作時間都超過開關柜內部耐受的最大燃弧時間(1?OOms)，均不能滿足快速切除故障或保護覆蓋范圍的要求。弧光是檢測弧光短路最快速有效的方法，但目前為止沒有根據電弧光進行短路監測的裝置和系統。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供分布式多點開關柜內部故障電弧在線監測與保護系統，采用檢測電弧故障時發出的弧光為判據，與已安裝的繼電保護設備配合使用，達到進行短路監測的目的并保護配電系統。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

分布式多點開關柜內部故障電弧在線監測與保護系統，其包括一個電弧光傳感器，該電弧光傳感器將采集到的光信號送至電弧光信號檢測單元；電弧光信號檢測單元與故障分析單元連接；故障分析單元與監測多路擴展單元連接，故障分析單元將電弧故障弧光信號進行數據處理后把處理結果送至監測多路擴展單元。

該系統與繼電保護裝置連接，繼電保護裝置與斷路器連接。

電弧光信號檢測單元還與一個計時單元連接，計時單元對電弧光信號持續的時間進行計時；計時單元與故障分析單元連接。

監測多路擴展單元包括編碼器和多路數據選擇器；編碼器接收故障分析單元傳輸來的信號，進行地址編碼后將信號發送給多路數據選擇器；多路數據選擇器輸出一路故障信號；所述編碼器還與LED顯示模塊連接。

該系統為基于ARM的分布式多點開關柜內部故障電弧在線監測與保護系統，主要由電弧光傳感器、電弧光信號檢測單元、計時單元、故障分析單元、監測多路擴展單元組成，電弧光傳感器將采集到的光信號送至電弧光信號檢測單元，經電弧光信號檢測單元的處理送至故障分析單元，計時單元將對電弧光信號持續的時間進行計時，故障分析單元將電弧故障弧光信號進行數據處理判斷發出脫扣信號，將信號輸送至現有的繼電保護裝置，繼電保護裝置一旦檢測到電弧弧光超越限制，與內部CT所測電流進行配合，發出跳閘指示使故障回路的上游斷路器立即分閘。

但是中低壓開關柜中線路回數眾多，繼電保護裝置沒有足夠的開關量接口，對應的電弧光保護需要多路擴展。所以在系統中設置有一個監測多路擴展單元，監測多路擴展單元實現多路輸入一路輸出的故障信號。

本發明的有益效果為：該系統不僅結構簡單，成本低廉，而且動作時間快，抗干擾能力強，不僅可單獨使用也可與各種繼電保護裝置集成，擴展單元的使用使得一套電弧光監測與保護系統可以保護更多的回路，適合中低壓開關柜使用，從而使得開關柜在成本增加不多的情況下安全性技術水平和附加值都得到很大提高。

附圖說明

附圖1為本發明的原理圖；

附圖2為本發明的監測多路擴展單元結構圖；

附圖3為本發明的故障定位顯示電路原理圖。

其中，1、電弧光傳感器；2、電弧光信號檢測單元；3、故障分析單元；4、監測多路擴展單元；5、計時單元；6、繼電保護裝置；7、斷路器；8，編碼器；9、多路數據選擇器；10、LED顯示模塊。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

在圖1中，分布式多點開關柜內部故障電弧在線監測與保護系統，其包括一個電弧光傳感器1，該電弧光傳感器1將采集到的光信號送至電弧光信號檢測單元2；電弧光信號檢測單元2與故障分析單元3連接；故障分析單元3與監測多路擴展單元4連接，故障分析單元3將電弧故障弧光信號進行數據處理后把處理結果送至監測多路擴展單元4。

該系統與繼電保護裝置6連接，繼電保護裝置6與斷路器7連接。

電弧光信號檢測單元2還與一個計時單元5連接，計時單元5對電弧光信號持續的時間進行計時；計時單元5與故障分析單元3連接。