一种弧光保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种弧光保护装置，该装置具有非常快的动作速度，其整套保护的动作时间在几毫秒以内，远快于传统母线保护的技术方案。该装置包括紫外传感器、弧光插件、接口ＦＰＧＡ、电流检测插件、开出回路和ＤＳＰ，接口ＦＰＧＡ直接挂在ＤＳＰ的总线上，开出回路直接与ＤＳＰ的ＩＯ接口连接，电流检测插件与ＤＳＰ内部的ＡＤ模块相连，弧光插件包括光电转换、比较器和弧光ＦＰＧＡ，弧光插件通过接口ＦＰＧＡ与ＤＳＰ相连；ＤＳＰ通过检测短路电流和来自弧光传感器的动作信息，并对收集的数据进行处理、判断，发出跳闸信号给开出回路用来切除电源点的进线断路器。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及属于电力系统继电保护领域，特别涉及一种用于快速母线保护的 弧光保护装置。
技术介绍
母线作为电能汇集与分配的枢纽，在电力系统占有极其重要的地位。母线运行的 可靠性将直接影响到整个电网的可靠性。母线短路故障若不能及时切除，将使事故扩大，破 坏电力系统的稳定运行，造成电网的瓦解。目前国内220kV及以上电压等级的母线上，为满 足电力系统暂态稳定性要求，一般都装设有专门的快速母线保护，用以快速切除母线区内 故障。IlOkV电压等级的母线，视其重要程度和复杂程度，有些装设专门的母线保护，有的则 不装。35kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题，无论其出线条数多少、复杂程度如 何，一般未装设母线保护，母线故障是靠变压器后备保护(复合电压电压过流保护)切除。 中低压母线的故障，虽不会像高压或超高压系统母线故障那样造成系统失稳、大 面积停电等极其严重的灾难后果，但其危害也是很大的，特别是在一些重要的用户变电站 和发电厂的厂用电系统，处理不当也会造成重大的经济损失。在采用户内开关柜式配电装 置的情况下，电弧还可能将开关柜内的器件点燃，引起火灾，大面积烧毁配电设备，甚至造 成更为严重的后果。如果装有快速保护，故障发生后保护立即动作，在电弧燃起之前就已将 故障切除，则故障可以快速消除，供电可以迅速恢复，损失可大大降低。所以，为了保证变压 器及母线开关设备的安全运行，根据继电保护快速性的要求，迫切需要配置专用中低压母 线保护。
技术实现思路
本技术目的在于解决目前中低压母线快速保护的问题，提高一种弧光保护装 置，该装置具有非常快的动作速度，其整套保护的动作时间在几毫秒以内，远快于传统母线 保护的技术方案。在发生弧光故障，柜内压力和温度急剧增加以前，弧光保护装置就可以发 出跳闸指令切除供给的短路电流，使设备损坏及人员伤害的损失减小到最小。弧光保护装 置作为中低压母线保护，对配电系统还将提供以下益处保护昂贵的主变压器或厂用变压 器免受巨大的短路电流冲击而损坏；防止波及站用直流系统，避免事故扩大而造成的经济 损失。本技术的技术方案是一种弧光保护装置，该装置包括紫外传感器、弧光插 件、接口 FPGA、电流检测插件、开出回路和DSP，接口 FPGA直接挂在DSP的总线上，开出回路 直接与DSP的IO接口连接，电流检测插件与DSP内部的AD模块相连，弧光插件包括光电转 换、比较器和弧光FPGA，弧光插件通过接口 FPGA与DSP相连；紫外传感器通过检测弧光中的紫外成分，将光信号通过光纤传输给弧光插件；弧光插件中的光电转换部分将光信号转换为电信号，此模拟的电信号通过比较器 与门槛电平进行比较得到弧光信息的数字信号，弧光FPGA对弧光的数字信号进行滤波和时间补偿之后，采用编码的方式发送给接口 FPGA ；接口 FPGA首先对由弧光FPGA传过来的编码信息进行解码和校验，对正确传输的 信息存入缓存，供DSP读取；电流检测插件采集电源点的电流量并输入到DSP ；DSP通过检测短路电流和来自弧光传感器的动作信息，并对收集的数据进行处理、 判断，发出跳闸信号给开出回路用来切除电源点的进线断路器。所述弧光保护装置利用上述插件实现弧光保护和断路器失灵保护功能。装置只有 同时检测到弧光和过流时才发出跳闸指令切除进线断路器。在进线断路器未能动作切除故 障时，它将启动断路器失灵保护逻辑，发出跳闸指令给上游断路器切除故障。作为本技术的进一步改进，所述开出回路采用高速的固态继电器输出，从检 测到弧光发生到装置跳闸出口，时间控制在4ms以内。作为本技术的进一步改进，所述弧光保护装置还包括人机接口插件，人机接 口插件和DSP的IO接口连接，用于设定装置的定制和参数。作为本技术的进一步改进，所述弧光保护装置还包括通信接口插件，通信接 口插件DSP的IO接口连接，用于将弧光保护装置和上位机或后台相连。作为本技术的进一步改进，所述弧光保护装置包括若干并列设置的弧光插 件，用于扩展紫外传感器的接入数量。本技术的优点在于1、弧光检测探头采用紫外传感器，可有效避免其他光源的干扰；2、从检测到弧光发生到保护出口时间控制在4ms以内。附图说明图1为本技术实施例1的弧光保护装置结构框图。具体实施方式以下结合附图和实施例作进一步说明。如图1所示，一种基于紫外传感器的弧光保护装置，该装置包括DSP、接口 FPGA、两 个弧光插件、两个电流检测插件、开出继电器插件等；接口 FPGA直接挂在DSP的总线上、开 出继电器、通信接口插件和人机接口插件直接与DSP的IO接口连接，电流检测插件与DSP 内部的AD模块相连，弧光插件包括光电转换、比较器和弧光FPGA，弧光插件通过接口 FPGA 与DSP相连。紫外传感器通过检测弧光中的紫外成分，将光信号通过光纤传输给弧光插件。弧光插件中的光电转换部分将光信号转换为电信号，此模拟的电信号通过比较器 与门槛电平进行比较得到弧光信息的数字信号，弧光FPGA对弧光的数字信号进行滤波和 时间补偿之后，采用编码的方式发送给接口 FPGA。每个弧光插件可以接入1-8个紫外传感ο接口 FPGA首先对由弧光FPGA传过来的编码信息进行解码和校验，对正确传输的 信息存入缓存，供DSP读取。电流检测插件采集电源点的电流量并输入到DSP。人机接口插件用于设定装置的定制和参数。通信接口插件用于与装置的上位机或后台相连。弧光保护装置通过检测短路电流和来自弧光传感器的动作信息，并对收集的数据 进行处理、判断，发出跳闸信号给开出继电器插件用来切除电源点的进线断路器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弧光保护装置，其特征是，该装置包括紫外传感器、弧光插件、接口ＦＰＧＡ、电流检测插件、开出回路和ＤＳＰ，接口ＦＰＧＡ直接挂在ＤＳＰ的总线上、开出回路、直接与ＤＳＰ的ＩＯ接口连接，电流检测插件与ＤＳＰ内部的ＡＤ模块相连，弧光插件包括光电转换、比较器和弧光ＦＰＧＡ，弧光插件通过接口ＦＰＧＡ与ＤＳＰ相连；　　紫外传感器通过检测弧光中的紫外成分，将光信号通过光纤传输给弧光插件；弧光插件中的光电转换部分将光信号转换为电信号，此模拟的电信号通过比较器与门槛电平进行比较得到弧光信息的数字信号，弧光ＦＰＧＡ对弧光的数字信号进行滤波和时间补偿之后，采用编码的方式发送给接口ＦＰＧＡ；　　接口ＦＰＧＡ首先对由弧光ＦＰＧＡ传过来的编码信息进行解码和校验，对正确传输的信息存入缓存，供ＤＳＰ读取；　　电流检测插件采集电源点的电流量并输入到ＤＳＰ；　　ＤＳＰ通过检测短路电流和来自弧光传感器的动作信息，并对收集的数据进行处理、判断，发出跳闸信号给开出回路用来切除电源点的进线断路器。

【技术特征摘要】
一种弧光保护装置，其特征是，该装置包括紫外传感器、弧光插件、接口FPGA、电流检测插件、开出回路和DSP，接口FPGA直接挂在DSP的总线上、开出回路、直接与DSP的IO接口连接，电流检测插件与DSP内部的AD模块相连，弧光插件包括光电转换、比较器和弧光FPGA，弧光插件通过接口FPGA与DSP相连；紫外传感器通过检测弧光中的紫外成分，将光信号通过光纤传输给弧光插件；弧光插件中的光电转换部分将光信号转换为电信号，此模拟的电信号通过比较器与门槛电平进行比较得到弧光信息的数字信号，弧光FPGA对弧光的数字信号进行滤波和时间补偿之后，采用编码的方式发送给接口FPGA；接口FPGA首先对由弧光FPGA传过来的编码信息进行解码和校验，对正确传输的信息存入缓存，供DSP读...

【专利技术属性】
技术研发人员：李从飞，
申请(专利权)人：南京弘毅电气自动化有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]