[发明专利]一种中低压开关柜弧光保护方法及系统、及弧光采集单元

说明书

本发明公开了一种中低压开关柜弧光保护系统及方法，该方法包括以下步骤：间隔层综合保护装置采集开关柜母线区、间隔区弧光信号，进行数据处理。弧光GOOSE信号通过过程层GOOSE网络发送给弧光主控单元，弧光主控单元结合辅助电流判据进行逻辑判断，发出GOOSE跳闸命令。间隔层综合保护装置在接收到主控单元的GOOSE跳闸命令后，执行进线、分段或各个间隔的开关跳闸。该方法可以实现母线区以及间隔区的弧光保护，同时可实现开关柜断路器与CT之间发生弧光故障的死区保护。通过GOOSE网络实现弧光信号的传递及跳闸功能，可有效减少弧光传输光纤以及电缆的敷设。故该方法有益于工程推广。

技术领域

本发明属于电力系统保护技术领域，特别涉及一种中低压系统开关柜引发弧光故障时的电弧光保护技术。

背景技术

中低压开关柜由于结构紧凑，发生短路故障时，往往伴随较强的弧光故障，在开关柜发生故障时，大多情况需要靠上一级的后备保护来切除。如果故障无法及时切除，短时间内弧光故障释放出巨大的能量，足以烧毁开关柜，导致供电恢复时间很长，造成很大的经济损失以及影响。弧光保护以弧光和故障电流为双判据，在发生弧光短路故障时，可以在毫秒级切除故障，不会对开关柜造成很大的影响。随着配电电网越来越受到重视，弧光保护在中低压开关柜中越来越被广泛地使用。

传统弧光保护分为母线弧光保护和间隔区弧光保护。母线弧光保护一般情况按照母线段进行配置。发生母线区弧光故障时，弧光保护需跳开母线进线或分段开关。母线弧光保护需要在开关柜母线区安装弧光传感器，弧光传感器采集到弧光信号通过弧光信号传输光纤直接或间接地通过弧光扩展单元连接至弧光保护装置。这种情况下弧光信号传输光纤的敷设往往需要在柜内和柜体之间布线，传感器数量较多时，传感器信号传输光纤敷设施工量会很大。

在开关柜间隔区，即在开关柜断路器下方发生弧光故障时，属于间隔区弧光故障，这种情况只需跳开本间隔开关就可以隔离弧光故障，若跳开母线进线或者分段开关会导致停电范围扩大。近些年来，国内有些学者或二次设备供应商提出将弧光保护功能融合在各间隔区综合保护装置当中，来实现间隔区弧光故障的快速隔离。并且这种技术也在工程中得到应用。间隔区综合保护装置以本间隔的负荷电流为辅助判据，结合安装在本间隔断路器下方的弧光传感器采集到的间隔区弧光信号，来判断本间隔是否发生弧光故障。当发生故障时，及时跳开本间隔开关来切除弧光故障。但弧光故障若发生在本间隔断路器与CT之间时，由于本间隔CT采集不到故障电流，往往导致弧光保护功能拒动而无法及时切除故障。

发明内容

针对母线弧光保护和间隔区弧光保护现有方案的不足，本发明提出一种基于过程层GOOSE网络的中低压开关柜弧光保护系统及方法，通过使用间隔层综合保护装置实现开关柜母线区、间隔区弧光信号采集，以大大减少弧光信号传输光纤敷设的工作量；弧光主控单元根据间隔层综合保护装置采集到的弧光信号实现母线区和间隔区的弧光保护，使用母线进线或分段电流作为辅助判据，避免间隔区发生弧光死区故障导致装置拒动的影响，同时基于过程层GOOSE网络的信号传递可以减少电缆的敷设。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种中低压开关柜弧光保护方法，所述中低压开关柜安装有一套或者数套弧光传感器，所述方法包括如下步骤：

(1)弧光传感器将采集的弧光信号通过弧光信号传输光纤传输给本间隔的

间隔层综合保护装置；

(2)间隔层综合保护装置根据采集到的弧光信号，判断弧光信号是否动作；

(3)间隔层综合保护装置将弧光动作信号封装成符合IEC61850标准的

GOOSE信号，并通过过程层GOOSE网络发送给弧光主控单元；

(4)弧光主控单元实时接收并解析间隔层综合保护装置发送的弧光动作信

号，结合辅助电流判据，进行逻辑判断，根据判断结果发出GOOSE跳令；