一種判斷電氣裝置短路的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種判斷電氣裝置短路的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，IlOkV及以上電壓等級(jí)均已有比較成熟的保護(hù)措施， 6kV(10kV)到35kV這個(gè)電壓等級(jí)范圍內(nèi)廠用中壓配電開關(guān)柜為全廠輔機(jī)/供電系統(tǒng)的供電 樞紐，在發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)是否能迅速切除故障，對(duì)全廠（變電站）配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān) 重要，但是按目前的保護(hù)方案：在電力系統(tǒng)中，35kV及以下電壓等級(jí)的母線由于沒有穩(wěn)定 問題，一般未裝設(shè)母線保護(hù)。然而，由于中低壓母線上的出線多，操作頻繁，三相導(dǎo)體線間距 離與大地的距離比較近，容易受小動(dòng)物危害，設(shè)備制造質(zhì)量比高壓設(shè)備差，設(shè)備絕緣老化和 機(jī)械磨損，運(yùn)行條件惡劣，系統(tǒng)運(yùn)行條件改變，人為和操作錯(cuò)誤等原因，中低壓母線的故障 幾率比高壓、超高壓母線高得多。但長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)中低壓母線的保護(hù)一直不夠重視，大 多采用帶有較大延時(shí)的后備保護(hù)來(lái)切除母線上的故障，往往使故障被發(fā)展、擴(kuò)大。
[0003] 鑒于中壓母線的重要地位，任何故障的延時(shí)切除，都是我們極為不愿意看到的現(xiàn) 狀，因?yàn)殚_關(guān)柜內(nèi)的電弧光發(fā)生時(shí)廣生的尚溫、尚壓、弧光、振動(dòng)、爆破音給開關(guān)柜等相關(guān)設(shè) 備造成嚴(yán)重的損傷，甚至波及到變壓器，造成變壓器的燒毀，嚴(yán)重危及人身的安全，從而造 成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如2009年安徽電力公司某供電局220kV變電站35kV開關(guān)柜誤操作電 弧光事故造成一人死亡；2009年重慶某電廠廠用電進(jìn)線柜電流互感器絕緣電弧光故障造 成停機(jī)及廠用變壓器返廠維修；2011年云南電網(wǎng)公司"2. 24"事故，怒江供電局某變電站因 電弧光事故造成一人死亡。
[0004] 由于多年運(yùn)行表明中低壓配電柜內(nèi)部弧光保護(hù)對(duì)人身及設(shè)備帶來(lái)極大的損 害，各國(guó)電力專家開始對(duì)電弧光故障進(jìn)行研宄及認(rèn)識(shí)。國(guó)際電工委員會(huì)IEC修訂了其 IEC60298-2003標(biāo)準(zhǔn)了中壓開關(guān)柜內(nèi)部電弧光故障產(chǎn)生的原因、解決方案及測(cè)試方法，加 拿大電力和電子制造商協(xié)會(huì)（EEMC)制定了在內(nèi)部弧光故障的條件下金屬鎧裝開關(guān)柜電 阻的測(cè)試規(guī)則，美國(guó)出版了 IEEE C37. 20. 7中壓金屬鎧裝開關(guān)柜內(nèi)部弧光故障的測(cè)試導(dǎo) 貝1J。此外美國(guó)在電力職業(yè)安全生產(chǎn)方面針對(duì)電弧光弧閃事故建立了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，美國(guó) 國(guó)家防火協(xié)會(huì)（NFPA)，作為美國(guó)國(guó)家電力規(guī)范（NBC)的一個(gè)補(bǔ)充，制定了 NFPA 70E-2004 職業(yè)電力安全要求標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)根據(jù)IEC60298-2003標(biāo)準(zhǔn)制定我國(guó)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)GB 3906-2006 《3. 6kV~40. 5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》，定義了內(nèi)部電弧級(jí)開關(guān)設(shè)備和控制 設(shè)備（IAC)，其內(nèi)部故障電弧試驗(yàn)規(guī)定為必做的型式試驗(yàn)。
[0005] 近年來(lái)由于對(duì)內(nèi)部故障電弧特征參數(shù)的不斷了解，中壓開關(guān)柜相關(guān)新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防弧 光故障要求的不斷提高，國(guó)內(nèi)一些專家一直強(qiáng)調(diào)裝設(shè)專用中低壓母線保護(hù)的重要性，用戶 也希望可以提供一種造價(jià)偏低，原理簡(jiǎn)單，適用于6-35kV的母線保護(hù)，以最大限度減小母 線故障對(duì)設(shè)備的損害，提供供電可靠性，作為最快速度的專用母線弧光保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生， 它不僅能很好地應(yīng)用于新裝開關(guān)柜里也能方便地加裝到已運(yùn)行的開關(guān)柜中，其目標(biāo)就是在 第一時(shí)間里切除弧光故障使人身傷亡及設(shè)備損害降至最低，與其他專用母線保護(hù)相比有價(jià) 格優(yōu)勢(shì)。
[0006] 低壓開關(guān)柜內(nèi)短路計(jì)算涉及到的開關(guān)柜有GCS、還有GGD，以及國(guó)內(nèi)某生產(chǎn)廠家生 產(chǎn)的麗S開關(guān)柜。其中低壓進(jìn)線的額定電流從3200A到1250A不等，這些短路點(diǎn)有的發(fā)生 在分支母線上，有的發(fā)生在饋電斷路器的出口處。另外，變壓器到低壓開關(guān)柜都安裝了母線 槽，兩列開關(guān)柜之間也通過(guò)母聯(lián)和母線槽連接，通過(guò)溝通，發(fā)現(xiàn)用戶們對(duì)于如何計(jì)算低壓開 關(guān)柜內(nèi)的短路電流不是很熟悉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種判斷電氣裝置短路的方法。
[0008] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：一種判斷電氣裝置短路的方法，包括 如下判斷步驟：
[0009] 步驟1)、收集電氣裝置中電流互感器的各個(gè)參數(shù)：
[0010] 具體包括鐵芯有效截面積Sc、平均磁路長(zhǎng)度L，電流互感器二次繞組電流和電壓；
[0011] 步驟2)、根據(jù)電流互感器的比差和角差計(jì)算電流互感器比差值和角差值：
[0012] 首先，計(jì)算不同電流和負(fù)荷情況下的鐵芯磁通密度B，然后根據(jù)由鐵芯磁化曲線查 出平均磁路長(zhǎng)度L對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁磁密IN Q、INln、以及鐵芯的損耗角Θ ;計(jì)算公式為：B = 45*E2/ N2n*S。，E2 = I2*Z2;
[0013] 其次，計(jì)算電流互感器的比差值：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種判斷電氣裝置短路的方法，其特征在于，包括如下判斷步驟： 步驟1)、收集電氣裝置中電流互感器的各個(gè)參數(shù)： 具體包括鐵芯有效截面積S。、平均磁路長(zhǎng)度L，電流互感器二次繞組電流和電壓； 步驟2)、根據(jù)電流互感器的比差和角差計(jì)算電流互感器比差值和角差值： 首先，計(jì)算不同電流和負(fù)荷情況下的鐵芯磁通密度B，然后根據(jù)由鐵芯磁化曲線查出平 均磁路長(zhǎng)度L對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁磁密INciUNln、以及鐵芯的損耗角Θ ; 計(jì)算公式為：B = 45*E2/N2n*Sc，E2 = I2*Z2; 其次，計(jì)算電流互感器的比差值：
上述公式中，E2表示二次繞組感應(yīng)電勢(shì)，I 2表示二次實(shí)際電流，Z 2表示二次實(shí)際阻抗， N2n表示二次線圈匝數(shù)，I 1表示一次電流； 步驟3)、判斷實(shí)際電流互感器正常運(yùn)行時(shí)和異常運(yùn)行時(shí)的電流互感器比角差值： 在對(duì)電流互感器定檢預(yù)試時(shí)，試驗(yàn)得出一個(gè)電流互感器比角差值； 在電氣裝置正常運(yùn)行時(shí)，利用步驟2)中電流互感器比差值和角差值公式不斷計(jì)算，直 到算出來(lái)的電流互感器比角差值與試驗(yàn)得出的基本一致，否則返回步驟1); 當(dāng)電氣裝置運(yùn)行異常時(shí)，電流互感器比角差值超出正常比角差值kl倍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種判斷電氣裝置短路的方法，其特征在于，所述kl的取值 范圍在2. O至10.0 之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種判斷電氣裝置短路的方法，其特征在于：所述kl的取值 范圍為3. 0。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種判斷電氣裝置短路的方法，包括如下判斷步驟：步驟1)、收集電氣裝置中電流互感器的各個(gè)參數(shù)；步驟2)、根據(jù)電流互感器的比差和角差計(jì)算電流互感器比差值和角差值；步驟3)、判斷實(shí)際電流互感器正常運(yùn)行時(shí)和異常運(yùn)行時(shí)的電流互感器比角差值。本發(fā)明判斷電氣裝置短路的方法不僅判斷速度快，而且能夠通過(guò)在線監(jiān)測(cè)電流互感器的參數(shù)，使計(jì)算更加準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)判斷失效的現(xiàn)象。
【IPC分類】G01R31-02
【公開號(hào)】CN104678245
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510055543
【發(fā)明人】丁心志, 劉柱揆, 許守東
【申請(qǐng)人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日