一種判斷電氣裝置短路的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種判斷電氣裝置短路的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，IlOkV及以上電壓等級均已有比較成熟的保護措施， 6kV(10kV)到35kV這個電壓等級范圍內(nèi)廠用中壓配電開關(guān)柜為全廠輔機/供電系統(tǒng)的供電 樞紐，在發(fā)生內(nèi)部故障時是否能迅速切除故障，對全廠（變電站）配電系統(tǒng)的安全運行至關(guān) 重要，但是按目前的保護方案：在電力系統(tǒng)中，35kV及以下電壓等級的母線由于沒有穩(wěn)定 問題，一般未裝設(shè)母線保護。然而，由于中低壓母線上的出線多，操作頻繁，三相導(dǎo)體線間距 離與大地的距離比較近，容易受小動物危害，設(shè)備制造質(zhì)量比高壓設(shè)備差，設(shè)備絕緣老化和 機械磨損，運行條件惡劣，系統(tǒng)運行條件改變，人為和操作錯誤等原因，中低壓母線的故障 幾率比高壓、超高壓母線高得多。但長期以來，人們對中低壓母線的保護一直不夠重視，大 多采用帶有較大延時的后備保護來切除母線上的故障，往往使故障被發(fā)展、擴大。
[0003] 鑒于中壓母線的重要地位，任何故障的延時切除，都是我們極為不愿意看到的現(xiàn) 狀，因為開關(guān)柜內(nèi)的電弧光發(fā)生時廣生的尚溫、尚壓、弧光、振動、爆破音給開關(guān)柜等相關(guān)設(shè) 備造成嚴重的損傷，甚至波及到變壓器，造成變壓器的燒毀，嚴重危及人身的安全，從而造 成巨大的經(jīng)濟損失。如2009年安徽電力公司某供電局220kV變電站35kV開關(guān)柜誤操作電 弧光事故造成一人死亡；2009年重慶某電廠廠用電進線柜電流互感器絕緣電弧光故障造 成停機及廠用變壓器返廠維修；2011年云南電網(wǎng)公司"2. 24"事故，怒江供電局某變電站因 電弧光事故造成一人死亡。
[0004] 由于多年運行表明中低壓配電柜內(nèi)部弧光保護對人身及設(shè)備帶來極大的損 害，各國電力專家開始對電弧光故障進行研宄及認識。國際電工委員會IEC修訂了其 IEC60298-2003標(biāo)準了中壓開關(guān)柜內(nèi)部電弧光故障產(chǎn)生的原因、解決方案及測試方法，加 拿大電力和電子制造商協(xié)會（EEMC)制定了在內(nèi)部弧光故障的條件下金屬鎧裝開關(guān)柜電 阻的測試規(guī)則，美國出版了 IEEE C37. 20. 7中壓金屬鎧裝開關(guān)柜內(nèi)部弧光故障的測試導(dǎo) 貝1J。此外美國在電力職業(yè)安全生產(chǎn)方面針對電弧光弧閃事故建立了相關(guān)標(biāo)準和要求，美國 國家防火協(xié)會（NFPA)，作為美國國家電力規(guī)范（NBC)的一個補充，制定了 NFPA 70E-2004 職業(yè)電力安全要求標(biāo)準。國內(nèi)根據(jù)IEC60298-2003標(biāo)準制定我國現(xiàn)有標(biāo)準GB 3906-2006 《3. 6kV~40. 5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》，定義了內(nèi)部電弧級開關(guān)設(shè)備和控制 設(shè)備（IAC)，其內(nèi)部故障電弧試驗規(guī)定為必做的型式試驗。
[0005] 近年來由于對內(nèi)部故障電弧特征參數(shù)的不斷了解，中壓開關(guān)柜相關(guān)新標(biāo)準對防弧 光故障要求的不斷提高，國內(nèi)一些專家一直強調(diào)裝設(shè)專用中低壓母線保護的重要性，用戶 也希望可以提供一種造價偏低，原理簡單，適用于6-35kV的母線保護，以最大限度減小母 線故障對設(shè)備的損害，提供供電可靠性，作為最快速度的專用母線弧光保護系統(tǒng)應(yīng)運而生， 它不僅能很好地應(yīng)用于新裝開關(guān)柜里也能方便地加裝到已運行的開關(guān)柜中，其目標(biāo)就是在 第一時間里切除弧光故障使人身傷亡及設(shè)備損害降至最低，與其他專用母線保護相比有價 格優(yōu)勢。
[0006] 低壓開關(guān)柜內(nèi)短路計算涉及到的開關(guān)柜有GCS、還有GGD，以及國內(nèi)某生產(chǎn)廠家生 產(chǎn)的麗S開關(guān)柜。其中低壓進線的額定電流從3200A到1250A不等，這些短路點有的發(fā)生 在分支母線上，有的發(fā)生在饋電斷路器的出口處。另外，變壓器到低壓開關(guān)柜都安裝了母線 槽，兩列開關(guān)柜之間也通過母聯(lián)和母線槽連接，通過溝通，發(fā)現(xiàn)用戶們對于如何計算低壓開 關(guān)柜內(nèi)的短路電流不是很熟悉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種判斷電氣裝置短路的方法。
[0008] 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：一種判斷電氣裝置短路的方法，包括 如下判斷步驟：
[0009] 步驟1)、收集電氣裝置中電流互感器的各個參數(shù)：
[0010] 具體包括鐵芯有效截面積Sc、平均磁路長度L，電流互感器二次繞組電流和電壓；
[0011] 步驟2)、根據(jù)電流互感器的比差和角差計算電流互感器比差值和角差值：
[0012] 首先，計算不同電流和負荷情況下的鐵芯磁通密度B，然后根據(jù)由鐵芯磁化曲線查 出平均磁路長度L對應(yīng)的勵磁磁密IN Q、INln、以及鐵芯的損耗角Θ ;計算公式為：B = 45*E2/ N2n*S。，E2 = I2*Z2;
[0013] 其次，計算電流互感器的比差值：
【主權(quán)項】
1. 一種判斷電氣裝置短路的方法，其特征在于，包括如下判斷步驟： 步驟1)、收集電氣裝置中電流互感器的各個參數(shù)： 具體包括鐵芯有效截面積S。、平均磁路長度L，電流互感器二次繞組電流和電壓； 步驟2)、根據(jù)電流互感器的比差和角差計算電流互感器比差值和角差值： 首先，計算不同電流和負荷情況下的鐵芯磁通密度B，然后根據(jù)由鐵芯磁化曲線查出平 均磁路長度L對應(yīng)的勵磁磁密INciUNln、以及鐵芯的損耗角Θ ; 計算公式為：B = 45*E2/N2n*Sc，E2 = I2*Z2; 其次，計算電流互感器的比差值：
上述公式中，E2表示二次繞組感應(yīng)電勢，I 2表示二次實際電流，Z 2表示二次實際阻抗， N2n表示二次線圈匝數(shù)，I 1表示一次電流； 步驟3)、判斷實際電流互感器正常運行時和異常運行時的電流互感器比角差值： 在對電流互感器定檢預(yù)試時，試驗得出一個電流互感器比角差值； 在電氣裝置正常運行時，利用步驟2)中電流互感器比差值和角差值公式不斷計算，直 到算出來的電流互感器比角差值與試驗得出的基本一致，否則返回步驟1); 當(dāng)電氣裝置運行異常時，電流互感器比角差值超出正常比角差值kl倍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種判斷電氣裝置短路的方法，其特征在于，所述kl的取值 范圍在2. O至10.0 之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種判斷電氣裝置短路的方法，其特征在于：所述kl的取值 范圍為3. 0。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種判斷電氣裝置短路的方法，包括如下判斷步驟：步驟1)、收集電氣裝置中電流互感器的各個參數(shù)；步驟2)、根據(jù)電流互感器的比差和角差計算電流互感器比差值和角差值；步驟3)、判斷實際電流互感器正常運行時和異常運行時的電流互感器比角差值。本發(fā)明判斷電氣裝置短路的方法不僅判斷速度快，而且能夠通過在線監(jiān)測電流互感器的參數(shù)，使計算更加準確，避免出現(xiàn)判斷失效的現(xiàn)象。
【IPC分類】G01R31-02
【公開號】CN104678245
【申請?zhí)枴緾N201510055543
【發(fā)明人】丁心志, 劉柱揆, 許守東
【申請人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月4日