[發明專利]一種臨界電弧光鎖相判斷方法和裝置

在審

• 申請號: 202111224145.6
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN113991615A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 繆金;陳平;顧寅;吳曦;秦軍;費彬;吳俊鋒;冷兆云;任明
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司
• 主分類號: H02H7/22
• 分類號: H02H7/22;H02H1/00
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮;王萍

一種臨界電弧光鎖相判斷方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟1，實時監測并采集開關柜內部的電弧光輻照強度，并將采集獲得的光輻照強度轉換為電信號；步驟2，提取所述電信號的電力工頻基波，并將所述電信號的電力工頻基波的幅值與第一閾值進行比較，以及基于比較結果生成預警信號；步驟3，將所述電信號的電力工頻基波的幅值與第二閾值進行比較，以及基于比較結果和保護時間門限生成控制信號；步驟4，基于所述預警信號和所述控制信號執行所述臨界電弧光環境下所述開關柜的保護。本發明方法思路簡潔，裝置元件和結構簡單，系統復雜度低、硬件成本小，便于安裝維護。

技術領域

本發明涉及電力設備領域，更具體地，涉及一種臨界電弧光鎖相判斷方法和裝置。

背景技術

目前，開關柜作為在發電、輸電、配電和變電各個過程實現開合、控制和保護用電設備的主要部件，在電力系統中發揮著重要作用。開關柜內部的部件主要包括斷路器、隔離開關、負荷開關、操作機構、互感器以及各種保護裝置等。

這些部件，在工作過程中，可以會因為各種異常因素而發生大概率且不定期的異常放電。這類異常放電不僅會引起開關柜內部設備絕緣部分的損傷和擊穿，嚴重的還會引發母線對地短路或相間短路，產生電弧，導致開關柜受損甚至爆炸。這種問題嚴重威脅著設備、電網以及運維人員的安全。

對于開關柜內部間歇性電弧和貫穿性電弧實時有效的監測和判斷，不僅能夠對電網隱患進行有效預警，還能夠對電網故障進行及時保護。由于開關柜中，在強電運輸和轉移的過程中經常會發生放電，因此放電是否引發了電弧光則成為了判斷放電是否為異常放電的有效判據。

現有技術中，已經采用了開關柜弧光保護系統來對開關柜的異常放電情況進行報警和保護。通常，弧光保護系統采用弧光傳感器采集開關柜或電纜室內的電弧光強度，采用電感線圈采集母線電流，并通過采集得到的電弧光強度和母線電流大小同時對異常放電情況進行判定，并實現保護動作。

然而，現有技術中的這種方法，只有在母線電流異常的基礎上，才可能判定出異常放電情況。這相當于默認了異常放電只可能是通過貫穿性電弧形成的，而基于間歇性電流所導致的異常放電則被排除在外。在這一邏輯下，當間歇性電流導致開關柜異常甚至電網異常時，現有技術中的弧光保護系統無法對開關柜的元件執行保護動作，導致了大量安全隱患的存在。

另外，現有技術中，裝置需要與多個電感線圈和紫外光電探頭連接以實現探測和信息采集，因此，系統復雜度高，硬件成本大，安裝維護過程復雜。

第三，現有技術中只能對總的電弧光強度進行利用，并基于總的光強度判斷異常放電，容易受到外界環境光等多種因素的影響，導致判定結果準確度不高，以及保護動作的觸發時間難以合理設置等問題。因此，現有技術中的保護方法一方面容易誤觸發保護，從而降低電網運行效率；另一方面也容易在真實故障時錯過保護動作，導致電網故障。

因此，亟需一種新的臨界電弧光鎖相判斷裝置。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種臨界電弧光鎖相判斷方法和裝置，通過從電弧光信號中提取電力工頻基波，基于對電力工頻基波信號的幅度進行計算得到預警和控制信號，以實現保護動作。

本發明采用如下的技術方案。本發明第一方面，涉及一種臨界電弧光鎖相判斷方法，其方法包括以下步驟：步驟1，實時監測并采集開關柜內部的電弧光輻照強度，并將采集獲得的光輻照強度轉換為電信號；步驟2，提取電信號的電力工頻基波，并將電信號的電力工頻基波的幅值與第一閾值進行比較，以及基于比較結果生成預警信號；步驟3，將電信號的電力工頻基波的幅值與第二閾值進行比較，以及基于比較結果和保護時間門限生成控制信號；步驟4，基于預警信號和控制信號執行臨界電弧光環境下開關柜的保護。

優選地，步驟2中，比較第一閾值Ut和電力工頻基波信號Uac的最大幅值，當電力工頻基波信號Uac的最大幅值大于等于第一閾值Ut時，生成預警信號。