一种测算弧光保护装置电流整定值的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测算弧光保护装置电流整定值的方法，包括如下步骤：首先准确测量配电柜容量、一次电压、电流、阻抗，各设备的电气参数以及一个工作周期内电流互感器二次线圈的电压、电流信息；然后通过等效电路图法计算出弧光保护装置电流线圈安装位置的最大允许短路电流Ifz.max，确保电流整定值(Ifz)≤Ifz.max；最后验证Ifz.max≤k*ALF*In；本发明专利技术的方法使得保护动作更准确，避免出现保护失效或过保护现象；而且动作更快，由于本弧光保护装置电流整定值更准确，因而在短路故障发生时，更快速地检测到电流到达整定值，从而反馈到跳闸出口侧。

【技术实现步骤摘要】
一种测算弧光保护装置电流整定值的方法
本专利技术涉及配电柜内保护装置电流值测量领域，具体地讲是一种测算弧光保护装置电流整定值的方法。
技术介绍
随着电网的快速发展，110kV及以上电压等级均已有比较成熟的保护措施，6kV(10kV)到35kV这个电压等级范围内厂用中压配电开关柜为全厂辅机/供电系统的供电枢纽，在发生内部故障时是否能迅速切除故障，对全厂(变电站)配电系统的安全运行至关重要，但是按目前的保护方案：在电力系统中，35kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题，一般未装设母线保护。然而，由于中低压母线上的出线多，操作频繁，三相导体线间距离与大地的距离比较近，容易受小动物危害，设备制造质量比高压设备差，设备绝缘老化和机械磨损，运行条件恶劣，系统运行条件改变，人为和操作错误等原因，中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。但长期以来，人们对中低压母线的保护一直不够重视，大多采用带有较大延时的后备保护来切除母线上的故障，往往使故障被发展、扩大。鉴于中压母线的重要地位，任何故障的延时切除，都是我们极为不愿意看到的现状，因为开关柜内的电弧光发生时产生的高温、高压、弧光、振动、爆破音给开关柜等相关设备造成严重的损伤，甚至波及到变压器，造成变压器的烧毁，严重危及人身的安全，从而造成巨大的经济损失。如2009年安徽电力公司某供电局220kV变电站35kV开关柜误操作电弧光事故造成一人死亡；2009年重庆某电厂厂用电进线柜电流互感器绝缘电弧光故障造成停机及厂用变压器返厂维修；2011年云南电网公司“2.24”事故，怒江供电局某变电站因电弧光事故造成一人死亡。由于多年运行表明中低压配电柜内部弧光保护对人身及设备带来极大的损害，各国电力专家开始对电弧光故障进行研究及认识。国际电工委员会IEC修订了其IEC60298-2003标准了中压开关柜内部电弧光故障产生的原因、解决方案及测试方法，加拿大电力和电子制造商协会(EEMAC)制定了在内部弧光故障的条件下金属铠装开关柜电阻的测试规则，美国出版了IEEEC37.20.7中压金属铠装开关柜内部弧光故障的测试导则。此外美国在电力职业安全生产方面针对电弧光弧闪事故建立了相关标准和要求，美国国家防火协会(NFPA),作为美国国家电力规范(NBC)的一个补充，制定了NFPA70E-2004职业电力安全要求标准。国内根据IEC60298-2003标准制定我国现有标准GB3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》，定义了内部电弧级开关设备和控制设备(IAC)，其内部故障电弧试验规定为必做的型式试验。近年来由于对内部故障电弧特征参数的不断了解，中压开关柜相关新标准对防弧光故障要求的不断提高，国内一些专家一直强调装设专用中低压母线保护的重要性，用户也希望可以提供一种造价偏低，原理简单，适用于6-35kV的母线保护，以最大限度减小母线故障对设备的损害，提供供电可靠性，作为最快速度的专用母线弧光保护系统应运而生，它不仅能很好地应用于新装开关柜里也能方便地加装到已运行的开关柜中，其目标就是在第一时间里切除弧光故障使人身伤亡及设备损害降至最低，与其他专用母线保护相比有价格优势。低压开关柜内短路计算涉及到的开关柜有GCS、还有GGD，以及国内某生产厂家生产的MNS开关柜。其中低压进线的额定电流从3200A到1250A不等，这些短路点有的发生在分支母线上，有的发生在馈电断路器的出口处。另外，变压器到低压开关柜都安装了母线槽，两列开关柜之间也通过母联和母线槽连接，通过沟通，发现用户们对于如何计算低压开关柜内的短路电流不是很熟悉。目前，在配电柜正常运行过程中，弧光保护装置的动作电流整定值传统的计算方法均是按照额定电流Ied的倍数来整定，通常取5-20倍,采用这种方法通常是可行的，但是由于配电柜的工作方式千差万别，弧光保护的动作电流整定值按照上述的额定电流Ied倍数来整定不够准确，有时会出现保护失效或是过保护现象。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种测算弧光保护装置电流整定值的方法，主要解决现有保护装置的动作电流整定值按照额定电流Ied的倍数来整定不够准确，有时会出现保护失效或是过保护现象的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种测算弧光保护装置电流整定值的方法，包括如下步骤：1)、测量准确测量配电柜容量、一次电压、电流、阻抗，各主要设备的电气参数以及一个工作周期内电流互感器二次线圈的电压、电流信息；2)、计算根据1)中测得的值，通过等效电路图法计算出弧光保护装置电流线圈安装位置的最大允许短路电流Ifz.max，确保电流整定值(Ifz)≤Ifz.max；3)、对最大允许负荷电流Ifz.max进行验证，Ifz.max不大于电流互感器额定电流(In)*准确限值系数(ALF)*k，即Ifz.max≤k*ALF*In，其中k为过载倍数；考虑到电网电压允许波动10％、瞬时短路测量时间以及一些突发因素，一般k取值大于等于0.5，小于等于1.0，优选为0.9。进一步的，电流互感器采用保护用电流互感器，优选为稳态保护级电流互感器，优选为P级线圈。进一步的，步骤1)中阻抗中电阻的计算，采用计算公R2＝R1(1+α(t-20)+β(t-20)2)计算，其中R2为t温度下的电阻值，R1为20℃下电阻值，α为电阻一次项温度系数，β为电阻二次项温度系数，α小于β，且0≤α≤0.1。进一步的，在等效电路图中各回路阻抗情况如为，其负序总阻抗是正序总阻抗的0.95～1.05倍；在接地系统中，零序阻抗等于相线零序阻抗与保护线的零序阻抗之和。计算过程以下问题需要留意：(1)阻抗问题要计算短路电流，当然要知道系统中的阻抗。阻抗中包括从低压看中压的阻抗、变压器的阻抗、母线槽的阻抗、低压开关柜内主母线的阻抗、低压开关柜内配电母线的阻抗可以查表。不过需要注意的是：短路中包括三相短路和单相短路，也包括大电流接地系统(TN系统)下的单相接地故障。所以不同条件下，务必获取准确的正序、负序和零序阻抗。(2)电源问题短路供电问题：产生冲击短路电流的不但包括电力变压器，还包括正在运行的最大容量电动机，电源布局及与负荷中心的距离，配电柜总容量，中性点接地数量和方式等。(3)系统耦合问题低压系统不同于中压系统，系统互联的强弱及互联方式、紧密程度以及不同电压电力网见的耦合程度。本专利技术所达到的有益效果是：一、保护动作更准确，避免出现保护失效或过保护现象；二、动作更快，由于本保护装置电流整定值更准确，因而在短路故障发生时，更快速地检测到电流到达整定值，从而反馈到跳闸出口侧。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例本专利技术一种测算弧光保护装置电流整定值的方法，包括如下步骤：1)、测量准确测量配电柜容量、一次电压、电流、阻抗，各主要设备的电气参数以及一个工作周期内电流互感器二次线圈的电压、电流信息；2)、计算根据1)中测得的值，通过等效电路图法计算出弧光保护装置电流线圈安装位置的最大允许短路电流Ifz.max，确保电流整定值(Ifz)≤Ifz.max；3)、对最大允许负荷电流Ifz.max进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测算弧光保护装置电流整定值的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)、测量准确测量配电柜容量、一次电压、电流、阻抗，各设备的电气参数以及一个工作周期内电流互感器二次线圈的电压、电流信息；2)、计算根据1)中测得的值，通过等效电路图法计算出弧光保护装置电流线圈安装位置的最大允许短路电流Ifz.max，确保电流整定值(Ifz)≤Ifz.max；3)、验证对最大允许负荷电流Ifz.max进行验证，Ifz.max不大于电流互感器额定电流(In)*准确限值系数(ALF)*k，即Ifz.max≤k*ALF*In，其中k为过载倍数。

【技术特征摘要】
1.一种测算弧光保护装置电流整定值的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)、测量准确测量配电柜容量、一次电压、电流、阻抗，各设备的电气参数以及一个工作周期内弧光保护装置电流互感器二次线圈的电压、电流信息；阻抗中电阻的计算，采用计算公式R2＝R1(1+α(t-20)+β(t-20)2)计算，其中R2为t温度下的电阻值，R1为20℃下电阻值，α为电阻一次项温度系数，β为电阻二次项温度系数,且α小于β，且0≤α≤0.1；2)、计算根据1)中测得的值，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁心志，刘柱揆，许守东，唐标，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53