基于DSP的中低壓形狀柜電弧光保護系統(tǒng)設(shè)計及工程應(yīng)用.pdf

1、近年來，伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，國內(nèi)的電力行業(yè)也在不斷地發(fā)展，中低壓開關(guān)柜在輸配電系統(tǒng)中應(yīng)用也越來越廣泛。與此同時，中低壓開關(guān)柜在短路故障發(fā)生時，產(chǎn)生的弧光會對設(shè)備及人員造成不小的危害，甚至?xí)葑兂赡妇€故障，造成嚴重的經(jīng)濟損失。對于35kV及以下等級的中低壓母線，目前并沒有專門配置相應(yīng)的保護裝置，多是依靠上一級元件的后備過流保護，但是往往切除故障時間較長，損失嚴重。因此，迫切需要在中低壓開關(guān)柜安裝電弧光保護系統(tǒng)。
　　本課題來源于山

2、東某電氣有限公司的電弧光保護系統(tǒng)開發(fā)項目。該系統(tǒng)采用檢測弧光和過流雙判據(jù)原理，能夠快速可靠地切除電弧故障，實現(xiàn)對中低壓開關(guān)柜及母線的保護。
　　本文分析了開關(guān)柜出現(xiàn)弧光短路故障的原因，以及由此帶來的影響和危害;對國內(nèi)外現(xiàn)有母線保護方案的原理和實現(xiàn)技術(shù)進行研究，從保護原理、動作特性、安裝使用情況等方面比較它們的優(yōu)缺點;提出了基于DSP的電弧光保護系統(tǒng)的總體方案，完成了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，并進行了系統(tǒng)的初步工程應(yīng)用。
　　本文設(shè)計

3、的電弧光保護系統(tǒng)，采用檢測弧光和過流雙判據(jù)的原理。電弧最明顯且變化最快的物理量就是弧光，通過弧光傳感器來測量弧光，可以保證動作迅速。同時，為了避免外界光干擾引起誤跳閘，用電流檢測部分來檢測是否過流，這樣可以保證可靠性。
　　本文設(shè)計的電弧光保護系統(tǒng)，由主控單元和擴展單元構(gòu)成，對于較為簡單的應(yīng)用場合，主控單元可以單獨構(gòu)成最小化的電弧光保護系統(tǒng)。本文在硬件設(shè)計方面主要介紹主控單元的設(shè)計，主控單元采用組合插件式結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括電源模塊、弧

4、光信號采集模塊、電流信號采集模塊、CPU模塊、輸出控制模塊、總線板和人機交互模塊。電源模塊給主控單元提供穩(wěn)定的12VDC;弧光信號采集模塊和電流信號采集模塊分別負責(zé)電弧光信號和交流電流信號的采集、轉(zhuǎn)換和處理;CPU模塊負責(zé)全系統(tǒng)的信息匯集、邏輯分析、故障判斷直至跳閘控制;輸出控制模塊負責(zé)跳閘輸出控制;總線板為各板輸送電源供給，還負責(zé)各板的數(shù)據(jù)傳輸，以及內(nèi)外部的數(shù)據(jù)交換;人機交互模塊方便用戶實時查詢運行的狀況，便于操作與管理。本文在軟件設(shè)

5、計方面，主要介紹了主程序流程圖、初始化子程序流程圖、信號處理子程序流程圖和按鍵處理子程序流程圖。
　　本文也介紹了電弧光保護系統(tǒng)的測試和工程應(yīng)用方案設(shè)計、工程安裝，包括安裝的示意圖、基本要求、方法以及現(xiàn)場圖片。最后介紹了電弧光保護系統(tǒng)的工程調(diào)試和在山東淄博某煤礦的運行情況，通過統(tǒng)計現(xiàn)場工作人員的監(jiān)測記錄，在整個運行過程中沒有出現(xiàn)過誤動、拒動或者通信中斷的狀況。運行實踐表明，電弧光保護系統(tǒng)的性能達到既定指標(biāo)，滿足了客戶的要求。