[发明专利]一种快速电弧光保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中低压开关柜电弧光故障监测与保护方法，属保护技术领域。

背景技术

随着工业的发展，各用户用电量不断增加，中低压供配电系统的容量也越来越大，弧光保护装置作为中低压母线的快速保护装置，其应用领域和市场也不断扩大。

弧光保护装置工作时，从检测到弧光故障信号到出口继电器动作的时间，直接关系到用户损失大小。作为保护装置，除应具有快速的响应速度外，稳定可靠的判据选择也非常重要，合理选择判据是准确判断弧光故障的前提。而对于现有的弧光保护装置来说，这二者未能兼得，一般都是只注重响应速度，而忽略了判据选择的合理性。

产生电弧光故障的因素主要是过电流，因而过电流是弧光保护的重要辅助判据，现有的弧光保护装置是根据电弧光和辅助电流信号的有效值来判断弧光故障的，而没有考虑到电弧光信号的相对突变和电流的变化率。这种保护装置的缺点是在明亮的环境中容易发生误动，而当电流接近设定值且急剧增大时，对即将发生的弧光故障不能及时做出预判，保护动作比较滞后，因而不能获得理想的保护效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种判据选择合理、故障响应速度快的电弧光故障保护方法。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种快速电弧光保护方法，它利用单片机、弧光传感器、光电转换与放大电路、电流互感器、电流转换与放大电路和出口继电器组成保护系统，弧光传感器实时采集开关柜电弧光信号、经光电转换和放大后转变成单片机可用的电弧光电压信号U₁送入单片机；电流互感器实时采集开关柜三相电流信号、经转换和放大后转变成单片机可用的电流互感器电压信号U₂送入单片机；运行时单片机以设定的采样频率对输入的电弧光电压信号U₁和电流互感器电压信号U₂进行采样，得到电弧光电压信号U₁的当前采样值U1k(下标k为当前采样点号)和电流互感器电压信号U₂的当前采样值U2k(下标k为当前采样点号)，计算光突变量、光当前值和电流增量，并且每次采样完成后都计算一次；

光突变量利用光当前采样值U_1k、当前采样值U_1k前一个周波相同相位的采样值U_1k-N和采样值U_1k-N前一个周波相同相位的采样值U_1k-2N三个采样值，利用下述公式计算出光的突变值，计算公式如下：

弧光突变计算：

‖U_1k-U_1k-N|-|U_1k-N-U_1k-2N‖＞ΔU_1k

其中：k为当前采样点号；

N为一个周波采样数；

ΔU_1k为光突变量；

U_1k为当前光采样值；

U_1k-N为当前光采样值U_1k前一个周波相同相位的采样值；

U_1k-2N为光采样值U_1k-N前一个周波相同相位的采样值；

电流增量计算利用电流当前采样值U_2k、当前采样值U_2k前一个采样时刻采样值U_2k-1、采样值U_2k-1前一个采样时刻采样值U_2k-2三个连续电流采样值，利用基于电流增量估算下一采样时刻电流有效值的公式，计算出电流估算有效值，计算公式如下：

估算电流有效值：