弧光保护

本项目在详细分析集中式母线弧光保护存在的缺点基础上，提出了一种分散型智能弧光保护系统，可以区分故障位置，兼具母线和开关柜保护功能。并根据中性点接地方式不同，细化成为具有电流和电压闭锁判据的两种方案。本项目研究开发的分散型智能弧光保护系统，解决了现有的集中式弧光保护可靠性低的问题。该系统能区分母线故障和开关柜故障，兼有母线保护和馈线保护的功能，能够快速切除低压母线及馈线故障。并具有电流闭锁和电压闭锁两种判据，可以由控制宇实现自由投退，可以灵活适应大电流和小电流接地系统，尤其解决了小电流接地系统下单相短路故障发生放弧时电流闭锁方式下弧光保护不能快速动作的问题，将故障消除的放电初期，减轻设备损坏程度。另外，保护装置可以进一步集成现有综保装置的功能，从而形成具有弧光保护功能的低压保护，可以完全取代现有综保装置，减少装置投资，降低施工难度，可以广泛应用于改造站和新建站。国网电科院验证中心对装置进行了委托试验，试验结果表明保护动作正确，运行可靠，达到了预期的设计目标。并分别在湖南省110kV花果园变电站和220kV叶于冲变电站投入运行，截止到日前已近一年时间，现场运行情况良好。项目成果的推广应用，降低了变电站低压侧近区短路对变压器的冲击，减少了开关柜爆炸及烧毁的事故，进一步提升了变电站的运维技术水平，提高了电网的安全稳定运行及供电可靠性，解决了因低压母线故障造成的设备损坏带来的修复时间较长的问题，并有效降低了设备修复成本。

该系列标准以规范配电网开关柜母线保护、状态监测、测量与校准方法为目的，集成2项省部级科技成果、87项知识产权、50篇论文和5部专著的重要核心技术，确定了开关柜母线保护与设备状态监测过程中的关键技术参数，整合多方面的最新研究成果，在近10年的技术参数验证和大量推广应用的基础上，确定了标准功能要求、技术要求、技术指标和检测验证方法。标准明确规定了弧光保护装置、无线测温装置、控制误差等学术定义，详细规定了开关柜正常运行过程中的各项技术参数。科学性、指导性和实用性强，结构完整、规范，技术内容先进，技术参数科学，合理，技术体系完善，整体达到国际领先水平。

该项目基本解决了中压开关柜事故情况下烧毁严重的问题，该方案从电网现场故障的常见形式出发，能够迅速且有选择性切除开关柜开关室和电缆室内的短路短路，是精确化的中压开关柜全覆盖主保护系统，领先于国内电网系统现有弧光保护方案；该母线保护系统装置已分别在国电南自继保试验室、华东中试所、西高所做了型式试验、动模试验、弧光探头灵敏性和选择性试验，取得了入网证，为实用化推广应用打下了很高的基础；该母线保护不对原有保护改动或更换，不需加装保护CT，不影响原有保护使用，可在分段母线上分别安装。

本发明实施例公开了开关柜弧光保护装置及其故障诊断方法，包括弧光保护主控单元，电学探头和温度探头；采用电学探头满足电学信号阈值条件，采用温度探头满足阈值条件，两者取“与”操作，然后通过定时器的延时，弧光保护装置方可进行动作。本发明主要判据基于温度参量而不是弧光参量，可以更早期的发现弧光故障，温度探头也更方便校验，具有较大的市场前景。一种弧光保护故障诊断装置特征在于：包括弧光保护主控单元，电学探头和温度探头，电学探头为电压探头或电流探头，用于检测弧光电信号信息，为弧光短路产生的电压信号或电流信号；若温度探头为采用光纤测温探头，主要检测母线或主要电气设备的温度信号，若温度探头为带状光纤测温探头，光纤测温探头通过缠绕在重点设备周围或开关柜母线上，测温探头用于检测温度数值，其探头与被测设备距离r小于40cm；测温探头检测温度数值，当探头与被测设备距离为r，温度数值则为：正对距离为a，面积为(pi*r3/a)区域的平均温度；电学探头和温度探头分别直接连接到弧光保护主控单元，主控单元经过分析、计算、处理后，给出跳闸信号。a取值范围为(15-30)cm。采用电学探头满足电学信号阈值条件，采用温度探头满足阈值条件，两者取“与”操作，然后通过定时器的延时，弧光保护装置方可进行动作，当电学探头采用电压探头时，电压信号阈值为：额定电压有效值的(120-150)％，采用电流探头时，电流信号阈值为：电流工频信号与(3-25)次奇数谐波合成有效值的(120-200)％，温度信号阈值为：设备可持续运行最高温度的(120-150)％。定时器延时时间为(200-500)ms。目前市面上运用最多的弧光保护装置还是双判据的保护方法，但这种方法由于采用可见光传感器替代弧光，致使存在误动风险；传感器装设较随意、无法校验等造成保护装置处于盲区，阈值整定不方便统一的问题，致使用户存在可靠性担忧；本发明有效地解决了上述问题，有益效果包括：通过规定和优化弧光保护故障诊断的方法，有效提高弧光保护的可靠性、准确性和灵敏性等。