抗非电弧光干扰的弧光保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抗非电弧光干扰的弧光保护装置，该装置包括主控单元、电流模块、电源模块、弧光模块、输出模块、弧光传感器组和通信模块，所述电流模块、电源模块、弧光模块、弧光传感器和通信模块组分别与主控单元连接，控制器根据紫外光和可见光比例、紫外光光强2种不同判据，对干扰光源和弧光光源进行区分。本发明专利技术保护装置运行稳定可靠,排除了外界干扰的光源对弧光保护装置的影响，不会出现误动作现象,保护正确动作率100％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统
，涉及弧光保护装置，具体涉及抗非电弧光干扰的弧光保护装置。
技术介绍
电弧光是放电过程中发生的一种现象，当两点之间的电压超过其工频绝缘强度极限时就会发生。当适当的条件出现时，一个携带着电流的等离子产生，直到电源侧的保护设备断开才会消失。空气在通常条件是很好的绝缘体，但由于温度的升高或者其他外部因素的作用，其化学和物理特性发生改变时，它可能变成通电的导体。只要两端的电压提供的能量足以补偿热损耗并维持适当的温度条件，电弧将会持续发生。如果电弧被拉长和冷却，维持它的必要条件缺失进而熄灭。类似地，如果电路两相发生短路也可以产生电弧，短路是两个不同电压的导体发生低阻抗的连接，形成低阻抗的导电体，(例如:金属工具遗忘在柜子的母排上、错误的连接或动物闯入柜子内，这些都是各种潜在的可能)一旦形成短路，会引起很大的短路电流值，其大小取决于电路的特性。中、低压母线由于(1)出线多、操作频繁；(2)相导体线间距离与大地的距离比较近，易受小动物危害；(3)设备制造质量比高压设备差；(4)设备绝缘老化和机械磨损；(5)运行条件恶劣，系统运行条件改变；(6)人为和操作错误故障率比高压母线高。发生短路故障时，所产生的电弧光对设备及人员会造成极大的伤害。但是目前在国内中低压母线系统中一般不配置专用的快速母线保护，而是依赖上一级变压器的后备保护切除母线短路故障，这样导致了故障切除时间的延长，加大了设备的损伤程度，破坏严重时可能造成事故进一步扩大，威胁到系统的稳定运行，该问题已引起业内专业人士的高度重视。电力系统由于各种的短路原因可引起弧光，弧光会以300m/s的速度爆发，摧毁途中的任何物质。只要系统不断电，弧光就会一直存在。要想最大限度的减少弧光的危害，我们需要安全、迅速地切断电弧光，这样可以在发生弧光故障的时候，保护操作人员不受伤害，并且可以降低财产损失程度。因此近20年国内外不少厂家致力于开发电弧光保护系统，采用弧光检测和过电流检测双判据原理，保护动作速度快、可靠性高，填补了国内中、低压专用快速母线保护的空白。在电弧光保护系统领域居于世界领先地位的芬兰UTU、ABB、南瑞等，目前运行中的很多弧光保护装置采用的都是光强和过电流双判据，其中光这个判据无法区别是弧光本身还是干扰光源，因此有部分运行中的弧光保护装置仅投入电流判据，单独投入弧光判据的时候出现过误动作，影响恶劣，市场认可度并不高。而根据各试验站针对燃弧试验光谱进行分析，发现弧光70%以上是紫外光。综合上述种种原因，非常有必要针对现在的弧光传感器和弧光保护系统或装置进行对应的改善，我公司此次研发的抗非电弧光干扰的弧光保护装置采用紫外光白光一体化的光传感器把干扰光源和弧光本身光源进行区分，再加过电流双重判据作为保护动作条件，使得产品可靠性提高，无误动作，做到100%正确动作。中压开关柜发生内部电弧故障释放的能量是很大的，其总能量取决于短路电流大小、故障电弧燃烧的时间、同时燃烧的电弧的数量等因素。在一条短时耐受电流为25kA和电弧电压约为600V的20kV电力系统中，故障电弧释放的能量为40.5MJ。这一能量能在1秒内可使15.6升水蒸发掉，或使42公斤的铁熔化。在中压开关柜中，国外一般采用IEC298中附录A中指定的100ms的内部电弧额定时间作为电弧故障防护标准，它指的是开关柜可以承受的内部电弧燃烧时间。也就是说，发生开关柜内部故障时保护动作切除故障的时间在100ms以内的话，对开关设备及附近人员的损害限制到最小。国外著名厂家生产的中压开关柜，一般都进行内部电弧试验，并在产品样本中提供这一性能指标。国内的开关柜，一般米用等效IEC298的GB3906、DL404等标准生产的，但在产品样本中一般没有列出内部电弧额定时间这一指标。在国外，在用户提出要求高于100ms的内部电弧耐受时间要求时，一般由用户和生产厂另行商定解决。当然，这将增加开关柜的费用。根据国外的应用经验，将内部电弧故障额定值从100ms增加到200ms，开关柜的成本增加10% ;但如果将该指标增加到1秒，则开关柜的成本将增加100%。现有的针对开关柜内部弧光故障(相当于母线故障)的保护，国内普遍采用变压器后备过流保护作为主保护，由于过流保护为了保证其选择性，其动作时限需要按照阶梯原则配合，即自负荷侧到电源侧的动作时限逐级拉长，以致到了主变压器处已达到1.5?2.0秒，有的更是长达6秒，如此长的故障切除时间，对于开关柜额定耐受电弧时间只有100ms来说，一旦发生内部弧光故障，对开关设备的损坏将是非常严重的。此外，由于国标规定的llOkV及以上电压等级的变压器的动稳定时间为0.25秒，中低压母线保护系统的故障切除时间也必须满足这一要求。为了加快切除中低压母线故障的速度，国外曾配合微机过流保护装置的广泛应用，提出了一种利用馈线过流闭锁进线速断保护的闭锁式保护方案。这种保护方案在国外一些电网采用，它与前一种变压器后备过流保护方案相比，保护的动作速度有了一定的提高，动作时间大约为200ms-300ms，仍不能满足总故障清除时间100ms的要求。应用于高压、超高压系统的母差保护的动作速度很快，可达到20-35ms。然而，由于以下几方面的原因而不适合于中低压母线应用。其一，采用母差保护由于保护范围受到CT安装位置的限制，不能保护到发生故障几率较高的电缆室电缆接头处的故障。其二，采用母差保护不能提供故障定位功能，这对于组成中低压母线的开关柜一般分为多个单元室，而一段母线上往往连接有十多台、甚至二十多台开关柜，快速母线保护切除故障后，在开关柜外观是看不到损坏痕迹的，如果母线保护系统没有故障定位功能的话，对于查找故障点可能需要较长的时间，因而影响检修速度和尽快恢复供电。此外，采用这种方案还存在接线复杂，对CT的要求高并且安装在6-35kV母线上有很多困难，也很不经济等问题。所以，母差保护也是不适合中压母线保护应用的。现有的保护方案显然是不能满足快速切除故障或保护覆盖范围要求的，迫切需要采用一种新型中压母线保护系统，以解决中低压母线发生故障几率较高、延迟切除故障导致故障发展、扩大，从而造成的巨大的经济损失的问题。抗非电弧光干扰的电弧光保护装置，开关柜发生内部故障时，电弧燃烧的结果会生产各种故障特性，如产生可见光、声波、压力波，甚至是红外线、紫外线或无线电频率的辐射等。通过检测这些特征量，国外开发出各种新原理的中低压开关柜内部故障(中低压母线故障)保护系统，其中检测可见光认为的一种实际可行的方法。电弧光保护装置所覆盖的保护范围，是通过布置弧光传感器的物理位置来实现的，因此其覆盖范围是在开关柜内是不受限制的。但是国内中压柜，每半个月需巡检设备，在巡检设备过程中会使用电筒、手机等通过光源，很可能同时负载有变化或者电流突变，从而满足光强和过流双判据，引起误动作，而抗非电弧光干扰的电弧光保护装置采用紫外光和可见光光强、及紫外光和可见光比例情况2类数据进行分析，可以避免上述误动作的发生。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种抗非电弧光干扰的弧光保护装置，通过检测到弧光和过流时才发出跳闸指令，解决了在巡检设备过程中会使用电筒、手机等通过光源，很可能同时负载有变化或者电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗非电弧光干扰的弧光保护装置，其特征在于,该装置包括主控单元、电流模块、电源模块、弧光模块、输出模块、弧光传感器组和通信模块，所述电流模块、电源模块、弧光模块、弧光传感器和通信模块组分别与主控单元连接，控制器根据紫外光和可见光比例、紫外光光强2种不同判据，对干扰光源和弧光光源进行区分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄云闻，余利生，易咏波，
申请(专利权)人：安徽罗伯特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34