[发明专利]一种快速电弧光保护方法

摘要

一种快速电弧光保护方法，它由单片机、弧光传感器、电流互感器和出口继电器组成保护系统，弧光传感器采集的开关柜弧光信号经光电转换和放大后送入单片机，电流互感器采集的开关柜电流信号经转换和放大后也送入单片机；工作时单片机以设定的采样频率对输入的光信号和电流信号进行采样，且在每次采样后计算光的相对突变值、光当前值，并根据电流增量估算出下一采样时刻的电流有效值，然后将它们与各自的设定值相比较，若三者均大于设定值，则输出保护信号，通过出口继电器切断开关柜电源。本方法可以排除当前环境的干扰，即使在非常明亮的情况下也不会误动，而且可以对即将发生的弧光故障做出预判，提高了弧光故障的响应速度。

主权项

一种快速电弧光保护方法，其特征是，它利用单片机(IC1)、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(J)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和电流互感器电压信号U2的当前采样值U2k，式中，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U1k、当前采样值U1k前一个周波相同相位的采样值U1k N和采样值U1k N前一个周波相同相位的采样值U1k 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：‖U1k U1k N| |U1k N U1k 2N‖＞ΔU1k其中：k为当前采样点号；N为一个周波采样数；ΔU1k为光突变量；U1k为当前光采样值；U1k N为当前光采样值U1k前一个周波相同相位的采样值；U1k 2N为光采样值U1k 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U2k、当前采样值U2k前一个采样时刻采样值U2k 1、采样值U2k 1前一个采样时刻采样值U2k 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： Im = 4 × U 2 k - 1 2 × ( U 2 k - 1 2 - U 2 k × U 2 k - 1 ) 4 × U 2 k - 1 2 - ( U 2 k + U 2 k - 2 ) 2 其中：k为当前采样点号；Im为估算的下一个采样时刻电流有效值；U2k是当前电流采样值；U2k 1是当前采样值U2k的前一个采样时刻采样值；U2k 2是采样值U2k 1的前一个采样时刻采样值；然后将它们与各自的设定值相比较，若三者均大于设定值，则输出保护信号，通过出口继电器切断开关柜电源。