[發明專利]電弧保護系統及電弧保護系統的控制方法

有效

• 申請號: 202010568878.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN112117735B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 尹淳一;趙顯武;李相旻
• 申請（專利權）人: 尼克斯普有限公司
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00;H02H3/08;H02H7/22;H02B1/24
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

本發明的目的在于，提供在配電盤的電弧事故中的相間短路或接地的情況下，不操作電弧消除器的電弧保護系統，本發明的電弧保護系統的特征在于，包括：傳感器，用于檢測配電盤的電弧事故；電弧消除部，用于使事故電流接地；以及控制部，與上述傳感器相連接，用于計量上述配電盤的短路電流值，當檢測到上述電弧事故時，若上述短路電流值對應于三相短路電流，則上述控制部驅動上述電弧消除部，若小于上述三相短路電流，則上述控制部不驅動上述電弧消除部。

技術領域

本發明涉及電弧保護系統及其控制方法，更加詳細地，涉及如下的電弧保護系統及其控制方法，上述電弧保護系統包括：主斷路器，在電力設備的配電板切斷上部母線和下部母線；以及電弧消除器，通過短路及接地來消除電弧。

背景技術

配電板是設置于電力系統并通過接收電力系統的電力來向每個受電器的負載設備供給所需電力的設備。其中，配電盤(distribute panel)通過將特高壓的電力轉換為高壓及低壓來按系統進行配電，以用于運行或控制發電廠、變電所等或者運行電動機等，其表示變壓器或開關裝置及其他安全裝置等電氣設備恒定配置在機柜內部。

在這種配電盤的情況下，因絕緣破壞引起的短路或老化而在配電盤的內部可能發生電弧事故，當發生事故時，由于高溫、高壓而可能發生爆炸。

尤其，若發生電弧事故，則會產生電弧閃光和電弧電流，此時，電弧的中心溫度約上升至2000K，并且電弧能量轉換為熱量、壓力、輻射等形式，從而對周圍的設備及裝置等造成嚴重損壞，并且可能造成人命損失。

進一步地，當由于短路事故而在電力設備的絕緣部分而不是斷路器等消弧部發生電弧時，不僅發生人員傷亡、電力設備的破損，還會由此造成長時間停電及需要維護維修等損害。因此，適當地具備包括保護繼電器在內的電弧保護系統非常重要。

普通的電弧保護系統設置于配電盤，其在從用于檢測配電盤內部電弧事故的傳感器中識別電弧閃光的同時，瞬間感測短路電流來使保護繼電器向電弧消除器發送操作信號，并使電弧消除器對事故電流進行短路及接地來消滅事故發生位置的電弧。

但是，由于電弧消除器使配電盤以三相短路(Three phase short circuitfault)的狀態接地，因而會使貫通整個配電盤系統的大電流流過。由此，存在變壓器等電介質強度較弱的設備因具有不符合標準的短路強度而被燒壞的問題。

尤其，在除三相短路事故之外的情況下，即在相間短路(Phase to phase shortcircuit fault)或接地(Ground earth fault)事故的情況下，事故電流不大，并且即使伴隨電弧，也因爆炸能量小而絕緣破壞程度小。但是，由于未區分三相短路和其他事故而將電弧消除器用于所有電弧事故中，因而即使在相對小的事故中，也因大電流通電而存在設備被燒壞的問題。當設備被燒壞時，會伴隨電弧事故，其中總事故的75％在工作人員位于配電盤周圍時發生，因而實際人員傷亡問題非常嚴重。

另一方面，在某些情況下會運行多個配電盤。圖1為運行多個配電盤的普通的電弧保護系統的簡圖。參照圖1，作為上部母線的進線(incoming)-A(IN-A)和進線-B(IN-B)隔著匯流排(TIE-C)并聯，在進線-A(IN-A)和進線-B(IN-B)中，電纜分別通過母線槽與下部母線并聯。在進線-A(IN-A)、進線-B(IN-B)、匯流排(Bus-Tie，TIE-C)及每個電纜設置有斷路器(CB)。

如圖所示，進線-A(IN-A)和進線-B(IN-B)分別與下部母線相連接，以向負載側配電，但實際上，配電盤以如圖所示的方式并聯，并形成為可根據需要利用一部分上部母線通過匯流排(TIE-C)向附近的下部母線配電。在此情況下，未利用的上部母線的斷路器處于開啟的狀態。圖1示出利用進線-A(IN-A)向進線-B(IN-B)側的下部母線配電的狀態。