專利名稱：一種弧光保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于快速母線保護(hù)的 弧光保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
母線作為電能匯集與分配的樞紐，在電力系統(tǒng)占有極其重要的地位。母線運(yùn)行的 可靠性將直接影響到整個(gè)電網(wǎng)的可靠性。母線短路故障若不能及時(shí)切除，將使事故擴(kuò)大，破 壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，造成電網(wǎng)的瓦解。目前國(guó)內(nèi)220kV及以上電壓等級(jí)的母線上，為滿 足電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性要求，一般都裝設(shè)有專門的快速母線保護(hù)，用以快速切除母線區(qū)內(nèi) 故障。IlOkV電壓等級(jí)的母線，視其重要程度和復(fù)雜程度，有些裝設(shè)專門的母線保護(hù)，有的則 不裝。35kV及以下電壓等級(jí)的母線由于沒(méi)有穩(wěn)定問(wèn)題，無(wú)論其出線條數(shù)多少、復(fù)雜程度如 何，一般未裝設(shè)母線保護(hù)，母線故障是靠變壓器后備保護(hù)(復(fù)合電壓電壓過(guò)流保護(hù))切除。 中低壓母線的故障，雖不會(huì)像高壓或超高壓系統(tǒng)母線故障那樣造成系統(tǒng)失穩(wěn)、大 面積停電等極其嚴(yán)重的災(zāi)難后果，但其危害也是很大的，特別是在一些重要的用戶變電站 和發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)，處理不當(dāng)也會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。在采用戶內(nèi)開(kāi)關(guān)柜式配電裝 置的情況下，電弧還可能將開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的器件點(diǎn)燃，引起火災(zāi)，大面積燒毀配電設(shè)備，甚至造 成更為嚴(yán)重的后果。如果裝有快速保護(hù)，故障發(fā)生后保護(hù)立即動(dòng)作，在電弧燃起之前就已將 故障切除，則故障可以快速消除，供電可以迅速恢復(fù)，損失可大大降低。所以，為了保證變壓 器及母線開(kāi)關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行，根據(jù)繼電保護(hù)快速性的要求，迫切需要配置專用中低壓母 線保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于解決目前中低壓母線快速保護(hù)的問(wèn)題，提高一種弧光保護(hù)裝 置，該裝置具有非?？斓膭?dòng)作速度，其整套保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間在幾毫秒以內(nèi)，遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)母線 保護(hù)的技術(shù)方案。在發(fā)生弧光故障，柜內(nèi)壓力和溫度急劇增加以前，弧光保護(hù)裝置就可以發(fā) 出跳閘指令切除供給的短路電流，使設(shè)備損壞及人員傷害的損失減小到最小?；」獗Ｗo(hù)裝 置作為中低壓母線保護(hù)，對(duì)配電系統(tǒng)還將提供以下益處保護(hù)昂貴的主變壓器或廠用變壓 器免受巨大的短路電流沖擊而損壞；防止波及站用直流系統(tǒng)，避免事故擴(kuò)大而造成的經(jīng)濟(jì) 損失。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種弧光保護(hù)裝置，該裝置包括紫外傳感器、弧光插 件、接口 FPGA、電流檢測(cè)插件、開(kāi)出回路和DSP，接口 FPGA直接掛在DSP的總線上，開(kāi)出回路 直接與DSP的IO接口連接，電流檢測(cè)插件與DSP內(nèi)部的AD模塊相連，弧光插件包括光電轉(zhuǎn) 換、比較器和弧光FPGA，弧光插件通過(guò)接口 FPGA與DSP相連；紫外傳感器通過(guò)檢測(cè)弧光中的紫外成分，將光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸給弧光插件；弧光插件中的光電轉(zhuǎn)換部分將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，此模擬的電信號(hào)通過(guò)比較器 與門檻電平進(jìn)行比較得到弧光信息的數(shù)字信號(hào)，弧光FPGA對(duì)弧光的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和時(shí)間補(bǔ)償之后，采用編碼的方式發(fā)送給接口 FPGA ；接口 FPGA首先對(duì)由弧光FPGA傳過(guò)來(lái)的編碼信息進(jìn)行解碼和校驗(yàn)，對(duì)正確傳輸?shù)?信息存入緩存，供DSP讀??；電流檢測(cè)插件采集電源點(diǎn)的電流量并輸入到DSP ；DSP通過(guò)檢測(cè)短路電流和來(lái)自弧光傳感器的動(dòng)作信息，并對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、 判斷，發(fā)出跳閘信號(hào)給開(kāi)出回路用來(lái)切除電源點(diǎn)的進(jìn)線斷路器。所述弧光保護(hù)裝置利用上述插件實(shí)現(xiàn)弧光保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)功能。裝置只有 同時(shí)檢測(cè)到弧光和過(guò)流時(shí)才發(fā)出跳閘指令切除進(jìn)線斷路器。在進(jìn)線斷路器未能動(dòng)作切除故 障時(shí)，它將啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)邏輯，發(fā)出跳閘指令給上游斷路器切除故障。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開(kāi)出回路采用高速的固態(tài)繼電器輸出，從檢 測(cè)到弧光發(fā)生到裝置跳閘出口，時(shí)間控制在4ms以內(nèi)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述弧光保護(hù)裝置還包括人機(jī)接口插件，人機(jī)接 口插件和DSP的IO接口連接，用于設(shè)定裝置的定制和參數(shù)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述弧光保護(hù)裝置還包括通信接口插件，通信接 口插件DSP的IO接口連接，用于將弧光保護(hù)裝置和上位機(jī)或后臺(tái)相連。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述弧光保護(hù)裝置包括若干并列設(shè)置的弧光插 件，用于擴(kuò)展紫外傳感器的接入數(shù)量。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、弧光檢測(cè)探頭采用紫外傳感器，可有效避免其他光源的干擾；2、從檢測(cè)到弧光發(fā)生到保護(hù)出口時(shí)間控制在4ms以內(nèi)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的弧光保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，一種基于紫外傳感器的弧光保護(hù)裝置，該裝置包括DSP、接口 FPGA、兩 個(gè)弧光插件、兩個(gè)電流檢測(cè)插件、開(kāi)出繼電器插件等；接口 FPGA直接掛在DSP的總線上、開(kāi) 出繼電器、通信接口插件和人機(jī)接口插件直接與DSP的IO接口連接，電流檢測(cè)插件與DSP 內(nèi)部的AD模塊相連，弧光插件包括光電轉(zhuǎn)換、比較器和弧光FPGA，弧光插件通過(guò)接口 FPGA 與DSP相連。紫外傳感器通過(guò)檢測(cè)弧光中的紫外成分，將光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸給弧光插件?；」獠寮械墓怆娹D(zhuǎn)換部分將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，此模擬的電信號(hào)通過(guò)比較器 與門檻電平進(jìn)行比較得到弧光信息的數(shù)字信號(hào)，弧光FPGA對(duì)弧光的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和 時(shí)間補(bǔ)償之后，采用編碼的方式發(fā)送給接口 FPGA。每個(gè)弧光插件可以接入1-8個(gè)紫外傳感
ο接口 FPGA首先對(duì)由弧光FPGA傳過(guò)來(lái)的編碼信息進(jìn)行解碼和校驗(yàn)，對(duì)正確傳輸?shù)?信息存入緩存，供DSP讀取。電流檢測(cè)插件采集電源點(diǎn)的電流量并輸入到DSP。[0026]人機(jī)接口插件用于設(shè)定裝置的定制和參數(shù)。通信接口插件用于與裝置的上位機(jī)或后臺(tái)相連。弧光保護(hù)裝置通過(guò)檢測(cè)短路電流和來(lái)自弧光傳感器的動(dòng)作信息，并對(duì)收集的數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理、判斷，發(fā)出跳閘信號(hào)給開(kāi)出繼電器插件用來(lái)切除電源點(diǎn)的進(jìn)線斷路器。
權(quán)利要求一種弧光保護(hù)裝置，其特征是，該裝置包括紫外傳感器、弧光插件、接口FPGA、電流檢測(cè)插件、開(kāi)出回路和DSP，接口FPGA直接掛在DSP的總線上、開(kāi)出回路、直接與DSP的IO接口連接，電流檢測(cè)插件與DSP內(nèi)部的AD模塊相連，弧光插件包括光電轉(zhuǎn)換、比較器和弧光FPGA，弧光插件通過(guò)接口FPGA與DSP相連；紫外傳感器通過(guò)檢測(cè)弧光中的紫外成分，將光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸給弧光插件；弧光插件中的光電轉(zhuǎn)換部分將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，此模擬的電信號(hào)通過(guò)比較器與門檻電平進(jìn)行比較得到弧光信息的數(shù)字信號(hào)，弧光FPGA對(duì)弧光的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和時(shí)間補(bǔ)償之后，采用編碼的方式發(fā)送給接口FPGA；接口FPGA首先對(duì)由弧光FPGA傳過(guò)來(lái)的編碼信息進(jìn)行解碼和校驗(yàn)，對(duì)正確傳輸?shù)男畔⒋嫒刖彺?，供DSP讀取；電流檢測(cè)插件采集電源點(diǎn)的電流量并輸入到DSP；DSP通過(guò)檢測(cè)短路電流和來(lái)自弧光傳感器的動(dòng)作信息，并對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、判斷，發(fā)出跳閘信號(hào)給開(kāi)出回路用來(lái)切除電源點(diǎn)的進(jìn)線斷路器。
2.根據(jù)權(quán)利1所要求的弧光保護(hù)裝置，其特征在于，所述開(kāi)出回路采用高速的固態(tài)繼 電器輸出。
3.根據(jù)權(quán)利1所要求的弧光保護(hù)裝置，其特征在于，所述弧光保護(hù)裝置還包括人機(jī)接 口插件，人機(jī)接口插件和DSP的10接口連接，用于設(shè)定裝置的定制和參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利1所要求的弧光保護(hù)裝置，其特征在于，所述弧光保護(hù)裝置還包括通信接 口插件，通信接口插件DSP的10接口連接，用于將弧光保護(hù)裝置和上位機(jī)或后臺(tái)相連。
5.根據(jù)權(quán)利1所要求的弧光保護(hù)裝置，其特征在于，所述弧光保護(hù)裝置包括若干并列 設(shè)置的弧光插件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種弧光保護(hù)裝置，該裝置具有非常快的動(dòng)作速度，其整套保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間在幾毫秒以內(nèi)，遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)母線保護(hù)的技術(shù)方案。該裝置包括紫外傳感器、弧光插件、接口FPGA、電流檢測(cè)插件、開(kāi)出回路和DSP，接口FPGA直接掛在DSP的總線上，開(kāi)出回路直接與DSP的IO接口連接，電流檢測(cè)插件與DSP內(nèi)部的AD模塊相連，弧光插件包括光電轉(zhuǎn)換、比較器和弧光FPGA，弧光插件通過(guò)接口FPGA與DSP相連；DSP通過(guò)檢測(cè)短路電流和來(lái)自弧光傳感器的動(dòng)作信息，并對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、判斷，發(fā)出跳閘信號(hào)給開(kāi)出回路用來(lái)切除電源點(diǎn)的進(jìn)線斷路器。
文檔編號(hào)H02H7/22GK201601481SQ200920282800
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者李從飛 申請(qǐng)人:南京弘毅電氣自動(dòng)化有限公司