一种分布式弧光保护方法及系统与流程

1.本发明属于电力系统保护技术领域，具体涉及一种分布式弧光保护方法及系统。


背景技术：

2.10~35kv中低压开关柜实现负荷投切和工业企业用电以及民用供电息息相关，其重要性不言而喻。成套开关柜在变电站以及厂矿企业中都有大量应用。中低压开关柜结构紧凑，绝缘性能较高压电气设备要差，加上操作频繁及其他一些外部原因，开关柜短路故障时有发生，更有甚者会发生“火烧连营”的严重事故。故障电弧引发强光、强热和爆炸对工作人员以及设备都会造成很大危害。
3.现有弧光保护装置通过弧光采集光纤采集各个间隔的弧光信号，弧光采集光纤往往需要在柜内和柜体之间布线，弧光采集光纤用量及敷设工作量很大；由于跳闸回路涉及到进线开关、分段开关以及各馈线间隔开关，跳闸回路多，电缆用量及敷设工作量很大。而且，现有弧光保护装置可能还需要组屏安装，占用了配电室空间。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中的不足，本发明提供一种分布式弧光保护方法及系统，不需要配置额外的弧光保护装置，减少了弧光采集光纤用量及敷设工作量，降低了施工难度，节约了空间和成本。
5.为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种分布式弧光保护方法，采集进线电流及各间隔中不同位置产生的弧光信号；将采集到的弧光信号转换为开关量并传输至进线综合保护装置；进线综合保护装置根据进线电流及弧光信号的发生位置生成跳闸指令，并将跳闸指令发送至对应的综合保护装置；各综合保护装置接收并执行跳闸指令。
6.进一步地，所述弧光信号包括母线区弧光信号和间隔区弧光信号。
7.进一步地，所述综合保护装置包括进线综合保护装置、馈线综合保护装置和分段综合保护装置。
8.进一步地，所述进线综合保护装置根据进线过流判据及弧光信号发生位置来判断是母线区故障还是间隔区故障，若是母线区故障，则选择直接跳进线间隔开关或通过分段综合保护装置跳分段间隔开关；若是间隔区故障，则通过馈线综合保护装置跳馈线间隔开关。
9.一种分布式弧光保护系统，包括进线综合保护装置、馈线综合保护装置和分段综合保护装置，分段综合保护装置、多个进线综合保护装置和多个馈线综合保护装置通过环状通信网进行通信；所述馈线综合保护装置和所述分段综合保护装置分别采集本间隔内不同位置产生的弧光信号，并将采集到的弧光信号转换为开关量后通过环状通信网传送至所述进线综合保护装置；所述进线综合保护装置采集进线电流并根据进线电流和弧光信号的发生位置生成跳闸指令，跳闸指令被传送至对应的综合保护装置，各综合保护装置接收并执行跳闸指令。
10.进一步地，所述弧光信号包括母线区弧光信号和间隔区弧光信号。
11.进一步地，所述进线综合保护装置根据进线过流判据及弧光信号发生位置来判断是母线区故障还是间隔区故障，若是母线区故障，则选择直接跳进线间隔开关或通过分段综合保护装置跳分段间隔开关；若是间隔区故障，则通过馈线综合保护装置跳馈线间隔开关。
12.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过利用现有的综合保护装置结合故障电流判据实现弧光保护，不需要配置额外的弧光保护装置，弧光采集光纤和跳闸电缆只需在本间隔开关柜内敷设，无需柜间敷设，可大大减少现有弧光保护装置弧光采集光纤和跳闸电缆用量，减少现场敷设工作量，降低施工难度，而且各综合保护装置可以安装于开关柜，无需组屏安装，节约现场空间。弧光保护以柜内发生故障时的弧光检测为依据，同时结合故障电流判据，发生故障时可在数十毫秒内切除故障。
附图说明
13.图1是本发明实施例提供的一种分布式弧光保护系统的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
15.实施例一：一种分布式弧光保护方法，采集进线电流及各间隔中不同位置产生的弧光信号；将采集到的弧光信号转换为开关量并传输至进线综合保护装置；进线综合保护装置根据进线电流及弧光信号的发生位置生成跳闸指令，并将跳闸指令发送至对应的综合保护装置；各综合保护装置接收并执行跳闸指令。
16.进线综合保护装置根据进线过流判据（进线电流大于过流保护定值）及弧光信号发生位置来判断是母线区故障还是间隔区故障，在母线室和断路器室采集到的弧光信号，则为母线区弧光信号，表明发生了母线区故障；在电缆室采集到的弧光信号，则为间隔区弧光信号，表明发生了间隔区故障；若是母线区故障，则选择通过进线综合保护装置直接跳进线间隔开关或通过分段综合保护装置跳分段间隔开关；若是间隔区故障，则通过馈线综合保护装置跳馈线间隔开关。
17.实施例二：如图1所示，基于实施例一所述方法，本实施例提供一种分布式弧光保护系统，包括进线1综合保护装置、进线2综合保护装置、馈线1综合保护装置、馈线2综合保护装置、馈线3综合保护装置和分段综合保护装置，各综合保护装置至少具有两个网口，相邻综合保护装置之间采用多模光纤或网线形成手拉手环网通信，采用高可靠性无缝冗余规范，馈线1综合保护装置、馈线2综合保护装置、馈线3综合保护装置和分段综合保护装置在具备常规综保功能的基础上，增加就地采集本间隔母线室、断路器室、电缆室的弧光信号的功能，分别采集各自间隔内产生的弧光信号，并将采集到的弧光信号进行分区，把各间隔中的母线室和断路器室的弧光信号划分为母线区弧光信号，把各间隔中的电缆室的弧光信号划分为间隔区弧光信号。馈线1综合保护装置、馈线2综合保护装置、馈线3综合保护装置和分段综合保护
装置分别将采集到的弧光信号转换为开关量信号以便于进行环网通信传输。进线间隔的进线1综合保护装置和进线2综合保护装置还分别采集本间隔的进线电流，用于弧光保护的过流判据；进线间隔的进线1综合保护装置和进线2综合保护装置根据进线电流和弧光信号的发生位置生成跳闸指令，跳闸指令被传送至对应的综合保护装置，各综合保护装置接收并执行跳闸指令。
18.以进线ⅰ侧为例，馈线1综合保护装置和分段综合保护装置分别采集各自间隔内不同位置产生的弧光信号，并将弧光信号转换为开关量信号通过环网通信传输至进线1综合保护装置；进线1综合保护装置通过电流互感器ct采集进线电流，进线间隔的进线1综合保护装置根据进线电流和弧光信号的发生位置生成跳闸指令，若弧光信号为母线区弧光信号，则发生了母线区故障，进线1综合保护装置选择直接跳进线间隔开关cb1或通过环网通信发送跳闸指令给分段综合保护装置，分段综合保护装置接收到跳闸指令后跳分段间隔开关cb3；若弧光信号为间隔区弧光信号，则发生了间隔区故障，进线1综合保护装置通过环网通信发送跳闸指令给馈线1综合保护装置，馈线1综合保护装置接收到跳闸指令后跳馈线1的断路器室内的间隔开关。由于各综合保护装置至少具有两个网口，相邻综合保护装置之间采用多模光纤或网线形成手拉手环网通信，在出现一个网口或网线中断的情况下，不会影响弧光保护系统的正常运行。
19.本实施例中，发生弧光故障有以下两种情况：（1）故障若发生在开关柜的母线室或断路器室，即属于母线区故障。进线1综合保护装置或进线2综合保护装置根据相应进线过流，并结合哪个间隔综合保护装置发来的母线区弧光信号或者是进线综合保护装置自身采集到的弧光信号，从而判断出跳进线间隔开关或是发跳闸指令经环网通信跳分段开关。
20.（2）故障若发生在馈线开关柜电缆室，即属于间隔区故障。进线1综合保护装置或进线2综合保护装置根据相应进线过流判据，并结合哪个馈线间隔综合保护装置发来的间隔区弧光信号，从而判断出发跳闸指令经环网通信跳相应馈线开关。特别地，在馈线柜断路器与电流互感器ct的死区之间发生弧光故障时，依然可以判断出间隔区弧光信号，从而跳开馈线间隔开关。
21.本发明通过利用现有的综合保护装置结合故障电流判据实现弧光保护，不需要配置额外的弧光保护装置，弧光采集光纤和跳闸电缆只需在本间隔开关柜内敷设，无需柜间敷设，可大大减少现有弧光保护装置弧光采集光纤和跳闸电缆用量，减少现场敷设工作量，降低施工难度，而且各综合保护装置可以安装于开关柜，无需组屏安装，节约现场空间。弧光保护以柜内发生故障时的弧光检测为依据，同时结合故障电流判据，发生故障时可在数十毫秒内切除故障。
22.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。