專利名稱：分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，適用于電路故障監(jiān)測和保護領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
開關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障是配電系統(tǒng)中ー種非常嚴重的故障，往往會造成災(zāi)難性的后果，其內(nèi)部電弧燃燒釋放的巨大能量所產(chǎn)生的各種故障電弧效應(yīng)，嚴重?zé)龤О嘿F的開關(guān)設(shè)備，短路電流沖擊可損壞主變壓器，造成長時間停電。更嚴重的是，它還會造成附近エ作人員的人身傷亡事故。目前，在實際運行中的中低壓開關(guān)柜及母線故障保護方案主要有三種變壓器后備過流保護方案、饋線過流保護閉鎖變壓器過流保護方案和采用環(huán)流原理的高阻抗母線保護方案。以上三種方案由于動作時間都超過開關(guān)柜內(nèi)部耐受的最大燃弧時間(I 00ms)，均不能滿足快速切除故障或保護覆蓋范圍的要求?；」馐菣z測弧光短路最快速有效的方法，但目前為止沒有根據(jù)電弧光進行短路監(jiān)測的裝置和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，采用檢測電弧故障時發(fā)出的弧光為判據(jù)，與已安裝的繼電保護設(shè)備配合使用，達到進行短路監(jiān)測的目的并保護配電系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，其包括ー個電弧光傳感器，該電弧光傳感器將采集到的光信號送至電弧光信號檢測單元；電弧光信號檢測單元與故障分析單元連接；故障分析単元與監(jiān)測多路擴展單元連接，故障分析単元將電弧故障弧光信號進行數(shù)據(jù)處理后把處理結(jié)果送至監(jiān)測多路擴展単元。該系統(tǒng)與繼電保護裝置連接，繼電保護裝置與斷路器連接。電弧光信號檢測單元還與ー個計時單元連接，計時單元對電弧光信號持續(xù)的時間進行計時；計時單元與故障分析單元連接。監(jiān)測多路擴展単元包括編碼器和多路數(shù)據(jù)選擇器；編碼器接收故障分析単元傳輸來的信號，進行地址編碼后將信號發(fā)送給多路數(shù)據(jù)選擇器；多路數(shù)據(jù)選擇器輸出一路故障信號；所述編碼器還與LED顯示模塊連接。該系統(tǒng)為基于ARM的分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，主要由電弧光傳感器、電弧光信號檢測單元、計時單元、故障分析単元、監(jiān)測多路擴展單元組成，電弧光傳感器將采集到的光信號送至電弧光信號檢測單元，經(jīng)電弧光信號檢測單元的處理送至故障分析単元，計時單元將對電弧光信號持續(xù)的時間進行計時，故障分析単元將電弧故障弧光信號進行數(shù)據(jù)處理判斷發(fā)出脫扣信號，將信號輸送至現(xiàn)有的繼電保護裝置，繼電保護裝置一旦檢測到電弧弧光超越限制，與內(nèi)部CT所測電流進行配合，發(fā)出跳閘指示使故障回路的上游斷路器立即分閘。
但是中低壓開關(guān)柜中線路回數(shù)眾多，繼電保護裝置沒有足夠的開關(guān)量接ロ，對應(yīng)的電弧光保護需要多路擴展。所以在系統(tǒng)中設(shè)置有一個監(jiān)測多路擴展単元，監(jiān)測多路擴展單元實現(xiàn)多路輸入一路輸出的故障信號。本發(fā)明的有益效果為該系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，而且動作時間快，抗干擾能力強，不僅可単獨使用也可與各種繼電保護裝置集成，擴展單元的使用使得ー套電弧光監(jiān)測與保護系統(tǒng)可以保護更多的回路，適合中低壓開關(guān)柜使用，從而使得開關(guān)柜在成本增加不多的情況下安全性技術(shù)水平和附加值都得到很大提高。


附圖I為本發(fā)明的原理 附圖2為本發(fā)明的監(jiān)測多路擴展単元結(jié)構(gòu) 附圖3為本發(fā)明的故障定位顯示電路原理圖。其中，I、電弧光傳感器；2、電弧光信號檢測單元；3、故障分析単元；4、監(jiān)測多路擴展單元；5、計時單元；6、繼電保護裝置；7、斷路器；8，編碼器；9、多路數(shù)據(jù)選擇器；10、LED顯示模塊。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進ー步說明。在圖I中，分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，其包括ー個電弧光傳感器1，該電弧光傳感器I將采集到的光信號送至電弧光信號檢測單元2 ;電弧光信號檢測單元2與故障分析単元3連接；故障分析単元3與監(jiān)測多路擴展単元4連接，故障分析單元3將電弧故障弧光信號進行數(shù)據(jù)處理后把處理結(jié)果送至監(jiān)測多路擴展単元4。該系統(tǒng)與繼電保護裝置6連接，繼電保護裝置6與斷路器7連接。電弧光信號檢測單元2還與ー個計時単元5連接，計時單元5對電弧光信號持續(xù)的時間進行計時；計時單元5與故障分析單元3連接。在圖2中，監(jiān)測多路擴展単元4包括編碼器8和多路數(shù)據(jù)選擇器9 ;編碼器8接收故障分析単元3傳輸來的信號，進行地址編碼后將信號發(fā)送給多路數(shù)據(jù)選擇器9 ;多路數(shù)據(jù)選擇器9輸出一路故障信號；所述編碼器8還與LED顯示模塊10連接。編碼器8可以采用74LS148芯片來實現(xiàn)。多路數(shù)據(jù)選擇器9可以采用STC12C5A60S2單片機來實現(xiàn)。在圖3中，以8路檢測單元為例，將8路檢測單元進行S0-S7的編號，編碼器輸出的故障電弧的地址用譯碼ニ極管顯示出數(shù)字，從這個數(shù)字就可以輕松地判斷故障信號來自哪個檢測單元，從而了解到故障電弧發(fā)生在開關(guān)柜的哪個位置，ニ極管每位最多可以顯示16個不同的數(shù)字，所以每套弧光傳感器最多可以有16個檢測単元，無論哪一個檢測単元發(fā)生了電弧故障，從ニ極管中的數(shù)字都可以直接判斷出來繼而進行檢修，同時某些単元的擴展會使檢測單元數(shù)量再次増加，使檢測范圍更廣，從而對開關(guān)設(shè)備的保護更充分。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，其特征在于其包括ー個電弧光傳感器，該電弧光傳感器將采集到的光信號送至電弧光信號檢測單元；電弧光信號檢測單元與故障分析單元連接；故障分析単元與監(jiān)測多路擴展單元連接，故障分析単元將電弧故障弧光信號進行數(shù)據(jù)處理后把處理結(jié)果送至監(jiān)測多路擴展単元。
2.如權(quán)利要求I所述的分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，其特征在干該系統(tǒng)與繼電保護裝置連接，繼電保護裝置與斷路器連接。
3.如權(quán)利要求I所述的分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，其特征在干所述電弧光信號檢測單元還與ー個計時單元連接，計時單元對電弧光信號持續(xù)的時間進行計時；計時單元與故障分析單元連接。
4.如權(quán)利要求I所述的分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)測多路擴展単元包括編碼器和多路數(shù)據(jù)選擇器；編碼器接收故障分析單元傳輸來的信號，進行地址編碼后將信號發(fā)送給多路數(shù)據(jù)選擇器；多路數(shù)據(jù)選擇器輸出一路故障信號；所述編碼器還與LED顯示模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分布式多點開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧在線監(jiān)測與保護系統(tǒng)，其包括一個電弧光傳感器，該電弧光傳感器將采集到的光信號送至電弧光信號檢測單元；電弧光信號檢測單元與故障分析單元連接；故障分析單元與監(jiān)測多路擴展單元連接，故障分析單元將電弧故障弧光信號進行數(shù)據(jù)處理后把處理結(jié)果送至監(jiān)測多路擴展單元。本發(fā)明具有經(jīng)濟實用，安裝簡便，抗干擾能力強，便于推廣使用，適用于各種開關(guān)柜等特點。
文檔編號H02H7/22GK102646963SQ20121010680
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者李建修, 李立生, 邵志敏 申請人:山東電力研究院