[发明专利]一种基于光电联合的电弧稳定燃弧检测方法

说明书

本发明公开了一种基于光电联合电弧稳定燃弧检测方法，属于电力系统继电保护技术领域。获取紫外光光信号，光信号采集装置检测到紫外光光强增量定义为Δφ₁,将紫外光光信号转换为电流信号；检测电压梯度du/dt；当紫外光光强增量Δφ₁转换后的电流或检测到电压梯度du/dt大于或等于整定值时，启动弧光保护；获取可见光光信号，光信号采集装置检测到可见光光强增量定义为Δφ₂，将可见光光信号转换为电流信号；检测零序暂态电流增量定义为Δi；对比可见光光强增量Δφ₂转换的电流信号与零序暂态电流增量Δi是否具有正相关相似度；若有正相关相似度，则判断电弧在稳定燃弧，出口保护信号；若无正相关相似度，则判断电弧并未稳定燃弧，复归。本发明检测结果准确性高，可靠性高，鲁棒性高。

技术领域

本发明涉及一种基于光电联合的电弧稳定燃弧检测方法，属于电力系统继电保护技术领域，。

背景技术

我国的配电网中性点接地方式多为非有效接地方式，在这种情况下发生单相接地故障后，由于故障电流较小，线电压依然对称，可以继续带故障运行1～2个小时，此时虽然提高了供电可靠性，但是安全性却得不到保障。随着电缆线路越来越多地应用在配电网中，系统容性电流增加，当容性电流大于150A时，消弧线圈补偿困难，发生单相接地故障时，长时间带故障运行会损害设备绝，还会引发人身安全事故。配电网在运行过程中，除了小动物和树障等原因以外，电网受到过电压的影响，会使绝缘发生击穿，形成电弧性故障。而且，成套的开关柜，电缆环网柜、配电柜大量应用在中压配电系统中，由于设备自身原因、运行环境等因素，使得开关柜内部接地故障频发，柜体内部电弧故障问题日益严重。配电网弧光接地故障在单相接地故障中占很大比例，根据故障场景的不同，电弧故障又可以分为柜内的电弧故障和户外开放性电弧故障。开关柜、电缆环网柜、配电柜作为电力系统重要的组成部分，开关柜、电缆环网柜、配电柜内的电弧故障一旦形成，由于空间密闭，电弧趋于稳定燃烧，热量无法散发出去，产生很高的温度，严重时可能会使其爆炸，造成事故的进一步扩大，所以对于开关柜、电缆环网柜、配电柜内的电弧故障要准确快速的检测并使保护快速动作。采用光电特征参量融合的检测方法，会使保护更快、更可靠的动作，对电网安全可靠运行具有重要意义。

开关柜、电缆环网柜、配电柜是配电网直接面向用户的关键节点。传统的开关柜、电缆环网柜、配电柜保护方案包括变压器后备过流保护、馈线过流保护、高阻抗母线保护，存在动作响应速度慢、对配合设备要求高等困难，国家电网、南方电网等电力企业对此技术顾虑重重。常规的弧光保护由可见光和电流突变构成保护判据，虽然比过流保护可靠，但是根据实际现场运行经验，会受到一些可见光的干扰，易误动，可靠性较差。准确又快速的检测电弧故障，是电力系统继电保护领域追求的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种基于光电联合的电弧稳定燃弧检测方法，用以解决配电网电弧故障难以检测的技术问题。

获取紫外光光信号，光信号采集装置检测到紫外光光强增量定义为Δφ₁,将紫外光光信号转换为电流信号；检测电压梯度du/dt；当紫外光光强增量Δφ₁转换后的电流或检测到电压梯度du/dt大于或等于整定值时，启动弧光保护；获取可见光光信号，光信号采集装置检测到可见光光强增量定义为Δφ₂，将可见光光信号转换为电流信号；检测零序暂态电流增量定义为Δi；对比可见光光强增量Δφ₂转换的电流信号与零序暂态电流增量Δi的增量是否具有正相关相似度；若有正相关相似度，则判断电弧在稳定燃弧，出口保护信号；若无正相关相似度，则判断电弧并未稳定燃弧，复归。可实现开关柜、电缆环网柜、配电柜柜内电弧故障检测，检测结果灵敏度高，可靠性高。

本发明的技术方案是：一种基于光电联合的电弧稳定燃弧检测方法，具体步骤为：

Step1：获取紫外光光信号，光信号采集装置检测到紫外光光强增量定义为Δφ₁，通过光电转换器将紫外光光信号转换为电流信号；