[發明專利]一種判斷電氣裝置短路的方法

有效

• 申請號: 201510055543.8
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104678245B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 丁心志;劉柱揆;許守東
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙)11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本發明涉及一種判斷電氣裝置短路的方法。

背景技術

隨著電網的快速發展，110kV及以上電壓等級均已有比較成熟的保護措施，6kV(10kV)到35kV這個電壓等級范圍內廠用中壓配電開關柜為全廠輔機/供電系統的供電樞紐，在發生內部故障時是否能迅速切除故障，對全廠(變電站)配電系統的安全運行至關重要，但是按目前的保護方案：在電力系統中，35kV及以下電壓等級的母線由于沒有穩定問題，一般未裝設母線保護。然而，由于中低壓母線上的出線多，操作頻繁，三相導體線間距離與大地的距離比較近，容易受小動物危害，設備制造質量比高壓設備差，設備絕緣老化和機械磨損，運行條件惡劣，系統運行條件改變，人為和操作錯誤等原因，中低壓母線的故障幾率比高壓、超高壓母線高得多。但長期以來，人們對中低壓母線的保護一直不夠重視，大多采用帶有較大延時的后備保護來切除母線上的故障，往往使故障被發展、擴大。

鑒于中壓母線的重要地位，任何故障的延時切除，都是我們極為不愿意看到的現狀，因為開關柜內的電弧光發生時產生的高溫、高壓、弧光、振動、爆破音給開關柜等相關設備造成嚴重的損傷，甚至波及到變壓器，造成變壓器的燒毀，嚴重危及人身的安全，從而造成巨大的經濟損失。如2009年安徽電力公司某供電局220kV變電站35kV開關柜誤操作電弧光事故造成一人死亡；2009年重慶某電廠廠用電進線柜電流互感器絕緣電弧光故障造成停機及廠用變壓器返廠維修；2011年云南電網公司“2.24”事故，怒江供電局某變電站因電弧光事故造成一人死亡。

由于多年運行表明中低壓配電柜內部弧光保護對人身及設備帶來極大的損害，各國電力專家開始對電弧光故障進行研究及認識。國際電工委員會IEC修訂了其IEC60298-2003標準了中壓開關柜內部電弧光故障產生的原因、解決方案及測試方法，加拿大電力和電子制造商協會(EEMAC)制定了在內部弧光故障的條件下金屬鎧裝開關柜電阻的測試規則，美國出版了IEEE C37.20.7中壓金屬鎧裝開關柜內部弧光故障的測試導則。此外美國在電力職業安全生產方面針對電弧光弧閃事故建立了相關標準和要求，美國國家防火協會(NFPA),作為美國國家電力規范(NBC)的一個補充，制定了NFPA 70E-2004職業電力安全要求標準。國內根據IEC60298-2003標準制定我國現有標準GB 3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》，定義了內部電弧級開關設備和控制設備(IAC)，其內部故障電弧試驗規定為必做的型式試驗。

近年來由于對內部故障電弧特征參數的不斷了解，中壓開關柜相關新標準對防弧光故障要求的不斷提高，國內一些專家一直強調裝設專用中低壓母線保護的重要性，用戶也希望可以提供一種造價偏低，原理簡單，適用于6-35kV的母線保護，以最大限度減小母線故障對設備的損害，提供供電可靠性，作為最快速度的專用母線弧光保護系統應運而生，它不僅能很好地應用于新裝開關柜里也能方便地加裝到已運行的開關柜中，其目標就是在第一時間里切除弧光故障使人身傷亡及設備損害降至最低，與其他專用母線保護相比有價格優勢。

低壓開關柜內短路計算涉及到的開關柜有GCS、還有GGD，以及國內某生產廠家生產的MNS開關柜。其中低壓進線的額定電流從3200A到1250A不等，這些短路點有的發生在分支母線上，有的發生在饋電斷路器的出口處。另外，變壓器到低壓開關柜都安裝了母線槽，兩列開關柜之間也通過母聯和母線槽連接，通過溝通，發現用戶們對于如何計算低壓開關柜內的短路電流不是很熟悉。

發明內容

本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種判斷電氣裝置短路的方法。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：一種判斷電氣裝置短路的方法，包括如下判斷步驟：

步驟1)、收集電氣裝置中電流互感器的各個參數：

具體包括鐵芯有效截面積Sc、平均磁路長度L，電流互感器二次繞組電流和電壓；

步驟2)、根據電流互感器的比差和角差計算電流互感器比差值和角差值：

首先，計算不同電流和負荷情況下的鐵芯磁通密度B，然后根據由鐵芯磁化曲線查出平均磁路長度L對應的勵磁磁密(IN)₀、(IN)_1n、以及鐵芯的損耗角θ；計算公式為：B＝45*E₂/N_2n*S_c，E2＝I₂*Z₂；

其次，計算電流互感器的比差值：

；

計算電流互感器的角差值：