專利名稱：室內(nèi)電容器組起煙燃弧故障的保護方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種室內(nèi)電容器組起煙燃弧故障的保護方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
變電站電容器無功補償設(shè)備中，為限制電容器合閘涌流、抑制電網(wǎng)諧波，需串聯(lián)1%-12%等不同電抗率的電抗器。目前室內(nèi)電容器串聯(lián)電抗器以4. 5%-6%電抗率為常見，且電抗器以環(huán)氧樹脂澆注的干式絕緣為主。電容器組運行過程中，常受到如下不利因素的影響，導(dǎo)致故障率一直偏高 (I)設(shè)備制造存在薄弱環(huán)節(jié)
電容器串聯(lián)電抗器在車間澆注過程中，絕緣材料內(nèi)留有氣隙、雜質(zhì)，匝間絕緣裕度不高，將會給電容器的運行留下故障隱患；某些廠家為節(jié)約成本，電抗器容量裕度也不大，當(dāng)電容器沖擊合閘或承受電容器故障電流吋，內(nèi)部易產(chǎn)生熱擊穿的累積效應(yīng)；在潮濕條件下極易產(chǎn)生起煙、燃弧等故障。(2)電容器組頻繁投切
變電站電容器組投切為VQC自動控制，為平衡無功，調(diào)整母線電壓，導(dǎo)致電容器頻繁投切。據(jù)相關(guān)試驗驗證，分閘過電壓受電容器串聯(lián)電抗率的影響，隨電抗率的升高而增加，電容器開關(guān)的頻繁投切，即使采用避雷器保護，但是過電壓長期累積效應(yīng)將對電抗器、電容器絕緣產(chǎn)生傷害；其次，隨著電容器的投切，電抗器內(nèi)部金屬導(dǎo)體與絕緣介質(zhì)由于熱膨脹系數(shù)不同，不斷的熱脹冷縮最終導(dǎo)致絕緣材料產(chǎn)生氣隙，甚至開裂，存在起煙燃弧故障隱患。(3)電容器故障電流
電容器串聯(lián)電抗器的安裝位置有的置于電容器前端，有的置于電容器組中心點側(cè)。若置于電容器前端進線側(cè)時，當(dāng)電容器發(fā)生電容單元擊穿或完全擊穿短路故障后，故障電流將通過電抗器繞組，使得電抗器產(chǎn)生過熱擊穿的風(fēng)險。(4)電網(wǎng)諧波的影響
電容器串聯(lián)電抗器的配置需結(jié)合電網(wǎng)背景諧波綜合考慮，當(dāng)電網(wǎng)5次諧波含量較高時，需配置5%左右電抗器；當(dāng)電網(wǎng)3次諧波含量較高時，需配置12%電抗器。諧波影響導(dǎo)致電容器以及電抗器故障，極端情況下電容器組、電抗器起煙燃燒。傳統(tǒng)的電容器組保護原理為基于電容器組元器件發(fā)生故障后，阻抗改變引起電容器組工作回路電壓、電流等電氣參數(shù)的變化，有選擇的啟動電容器跳閘回路，切斷故障。主要的保護配置有電容器組低電壓保護、過電壓保護、三相不平衡電壓保護、三相不平衡電流保護、電壓差動保護、過流速斷保護等。然而實踐證明，部分室內(nèi)電容器組起煙、燃弧故障后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，電容器組工作回路的電壓、電流參數(shù)并未發(fā)生明顯變化，導(dǎo)致保護失效。換言之，即部分電容器組起煙燃弧故障后短時內(nèi)并未破壞或僅僅部分破壞了電容器組元器件阻抗特性，導(dǎo)致基于電壓、電流參數(shù)變化而配置的傳統(tǒng)的保護裝置存在保護盲區(qū)，無法在故障第一時間內(nèi)有效切除故障。同吋，我們知道，現(xiàn)有室內(nèi)火災(zāi)報警系統(tǒng)，其多通過在室內(nèi)設(shè)置多個煙霧傳感器進行感應(yīng)報警。主要包括一核心控制器，與控制器相并聯(lián)連接的多個煙感探頭以及相對應(yīng)的轉(zhuǎn)換模塊，如圖2所示。當(dāng)室內(nèi)起煙時，煙霧傳感器輸出煙霧信號，控制器采集到該信號后輸出至對應(yīng)的轉(zhuǎn)換模塊，所述的轉(zhuǎn)換模塊發(fā)出報警信號至監(jiān)控中心，即實現(xiàn)及時報警。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種能夠及早發(fā)現(xiàn)電容器組故障以達到第一時間排除故障的室內(nèi)電容器組起煙燃弧的保護方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為ー種室內(nèi)電容器組起煙燃弧故障的保護方法，它包括如下步驟
(a)、在室內(nèi)電容器組上方，布置至少ー只煙霧傳感器，其用于捕捉對應(yīng)的電容器組起煙、燃弧故障產(chǎn)生的煙霧；
(b)、將火災(zāi)報警裝置所控制的轉(zhuǎn)換模塊的空接點與所述電容器組的開關(guān)跳閘線圈相連接，形成電容器組開關(guān)跳閘電路，當(dāng)室內(nèi)電容器組發(fā)生起煙、燃弧故障時，所述的轉(zhuǎn)換模塊輸出的空接點接通所述的電容器組開關(guān)跳閘電路，以使電容器組開關(guān)跳閘，切斷故障。進ー步地，步驟(b)中，在所述的轉(zhuǎn)換模塊的空接點前串接ー塊壓板，所述的壓板用于控制電容器組開關(guān)跳閘電路。本發(fā)明還提供ー種室內(nèi)電容器組起煙燃弧故障的保護裝置，其包括設(shè)置在室內(nèi)電容器組上方的至少ー只煙霧傳感器、與所述的煙霧傳感器相電連接用于接收煙霧傳感器輸出信號的控制器、與所述的控制器輸出端相連接的轉(zhuǎn)換模塊，所述的轉(zhuǎn)換模塊具有一空接點，所述的空接點與所述的電容器組的開關(guān)跳閘線圈相電連接形成電容器組開關(guān)跳閘電路，當(dāng)室內(nèi)電容器組發(fā)生起煙、燃弧故障時，所述的轉(zhuǎn)換模塊輸出的空接點接通所述的電容器組開關(guān)跳閘電路，以使電容器組開關(guān)跳閘，切斷故障。進ー步地，其還包括設(shè)置在所述的轉(zhuǎn)換模塊空接點前用于控制電容器組開關(guān)跳閘電路的壓板。所述的控制器、轉(zhuǎn)換模塊、壓板安裝在同一柜體內(nèi)。或者，所述的控制器、轉(zhuǎn)換模塊采用現(xiàn)有室內(nèi)火災(zāi)報警系統(tǒng)上的控制器和轉(zhuǎn)換模塊。由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點本發(fā)明通過在室內(nèi)電容器組上方設(shè)置煙霧傳感器，能夠及時發(fā)現(xiàn)電容器組起煙燃弧狀況，并通過與電容器組的開關(guān)跳閘線圈相關(guān)聯(lián)連接，在檢測到電容器組有起煙燃弧時，能夠立即啟動電容器組的開關(guān)跳閘，第一時間切斷故障，能夠解決基于電氣參數(shù)變化而開發(fā)的傳統(tǒng)的電容器保護不能靈敏反應(yīng)電容器組的起煙、燃弧，導(dǎo)致故障進ー步擴大的問題。換言之，即當(dāng)電容器組起煙、燃弧故障在相當(dāng)長的時間內(nèi)無法啟動傳統(tǒng)的電容器組保護裝置時，采用本發(fā)明方法及裝置能夠第一時間切除故障，避免故障進ー步蔓延。


圖I為離子式火災(zāi)報警工作原理示意 圖2現(xiàn)有室內(nèi)火災(zāi)報警系統(tǒng)原理示意 圖3為轉(zhuǎn)換模塊的接口示意 圖4為本發(fā)明保護裝置原理示意 圖5為本發(fā)明保護裝置電路簡 其中1、煙霧傳感器；2、控制器；3、轉(zhuǎn)換模塊；4、開關(guān)跳閘線圈；5、壓板；10、控制器；20、煙霧傳感器；30、轉(zhuǎn)換模塊。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方式作進一步詳細的說明
在介紹本發(fā)明之前，我們首先對離子式火災(zāi)報警原理進行說明如圖I所示，虛線框內(nèi)為電離室，X為放射源Am241，(镅，人工合成放射線物質(zhì))，A、B、C分別為電離室內(nèi)部的電極板。正常工作狀態(tài)下，放射源發(fā)出的射線使得電離室的氣體電離，形成帶電粒子，在外施電場作用下帶電粒子定向移動，形成電流，此時電離室便可看成一個典型的電阻原件，極板B上便會產(chǎn)生相對穩(wěn)定的電位Vb。若發(fā)生火災(zāi)，煙霧進入AB間的電離室，便會讓AB極板間的氣體電離狀態(tài)改變，等效電阻發(fā)生變化，而BC極板間的參照室因不感覺煙霧的存在，阻值相對穩(wěn)定。當(dāng)BC極板間的參照室因煙霧發(fā)生變化時，B點電位也將發(fā)生變化。這種變化經(jīng)過測量回路和信號回路的處理放大，轉(zhuǎn)化為火警信號輸出，從而實現(xiàn)了煙信號向電信號的轉(zhuǎn)變。根據(jù)上述原理，現(xiàn)有火災(zāi)報警系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)如圖2所示，其包括一核心控制器10、與核心控制器10輸入端相并聯(lián)連接的多個煙霧傳感器20、與核心控制器20輸出端相并聯(lián)連接的多個轉(zhuǎn)換模塊30，每個煙霧傳感器20和轉(zhuǎn)換模塊30均有地址，且兩者相一一對應(yīng)。轉(zhuǎn)換模塊30的端口如圖3所示。在使用狀態(tài)下，所有煙霧傳感器和轉(zhuǎn)換模塊的S+、S-并聯(lián)后接至控制器的S+、S-，所有轉(zhuǎn)換模塊的24V+、24V-并聯(lián)，控制器的S+、S-為24V直流輸出，并且在上面疊加了一些小信號，正常工作時，控制器20對每個煙霧傳感器進行巡檢，一旦某個煙霧傳感器的電壓值達到控制器內(nèi)的設(shè)定值(煙量的大小是可整定的)，控制器就對這個探頭連續(xù)地巡檢三次進行確認，確認成功后發(fā)軟報文信號。同時，可以看到，在轉(zhuǎn)換模塊30上還存在一些空接點?；谏鲜鲈?，本發(fā)明室內(nèi)電容器組起煙燃弧保護裝置如圖4所示，其包括設(shè)置在電容器組上方的至少一個煙霧傳感器I、用于采集煙霧傳感器I輸出信號的控制器2、與控制器2輸出端相連接的轉(zhuǎn)換模塊3，轉(zhuǎn)換模塊3的空接點與電容器組的開關(guān)跳閘線圈TQ4相電連接形成電容器組開關(guān)跳閘電路，當(dāng)室內(nèi)電容器組發(fā)生起煙、燃弧故障時，轉(zhuǎn)換模塊3輸出的空接點接通電容器組開關(guān)跳閘電路，以使電容器組開關(guān)跳閘，切斷故障。由于在室內(nèi)電容器組進行檢修等過程中，可能需要焊接相關(guān)設(shè)備，由此可能會產(chǎn)生煙霧，為防止煙霧傳感器因此煙霧而產(chǎn)生動作，本發(fā)明中，在開關(guān)跳閘電路上還設(shè)置一常閉壓板5，如圖5所示，即在正常運營狀態(tài)下，壓板5在電路中處于閉合狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)跳閘電路接通則表示有故障產(chǎn)生；當(dāng)需要檢修或因為其他人為原因可能在電容器組所在的室內(nèi)產(chǎn)生煙霧時，首先將壓板5打開，這樣，即使室內(nèi)有煙霧產(chǎn)生，由于壓板5的打開使得跳閘電路始終處于開路狀態(tài)，故不會產(chǎn)生誤控。通過上述對現(xiàn)有火災(zāi)報警系統(tǒng)的介紹，為充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源，本發(fā)明中，控制器2及轉(zhuǎn)換模塊3可沿用現(xiàn)有的室內(nèi)報警系統(tǒng)中的控制器和轉(zhuǎn)換模塊，即只需在電容器組上方設(shè)置煙霧傳感器，將現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換模塊空接頭與電容器組線圈相電連接，即可實現(xiàn)在原報警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造出本發(fā)明保護裝置即在火災(zāi)報警裝置檢測確認火災(zāi)信息后一邊發(fā)軟報文信號，一邊通過S+、S-向轉(zhuǎn)換模塊發(fā)命令，驅(qū)動轉(zhuǎn)換模塊中的中間繼電器動作，啟動電容器組開關(guān)跳閘回路，切除故障。當(dāng)然為了使得設(shè)備更加集成化，本發(fā)明中，可將控制器、轉(zhuǎn)換模塊以及壓板安裝在同一個柜體中，從而使得保護裝置更加簡潔化。本發(fā)明所提供的起煙燃弧保護方法及保護裝置，對于室內(nèi)電容器組，能夠解決基 于電氣參數(shù)變化而開發(fā)的傳統(tǒng)的電容器保護不能靈敏反應(yīng)電容器組的起煙、燃弧從而導(dǎo)致故障進一步擴大的弊端。換言之，即電容器組起煙、燃弧故障在相當(dāng)長的時間內(nèi)無法啟動傳統(tǒng)的電容器組保護裝置時，本發(fā)明能夠第一時間切除故障，避免故障進一步蔓延。本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及實質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種室內(nèi)電容器組起煙燃弧故障的保護方法，它包括如下步驟 (a)、在室內(nèi)電容器組上方，布置至少一只煙霧傳感器，其用于捕捉對應(yīng)的電容器組起煙、燃弧故障產(chǎn)生的煙霧； (b)、將火災(zāi)報警裝置所控制的轉(zhuǎn)換模塊的空接點與所述電容器組的開關(guān)跳閘線圈相連接，形成電容器組開關(guān)跳閘電路，當(dāng)室內(nèi)電容器組發(fā)生起煙、燃弧故障時，所述的轉(zhuǎn)換模塊輸出的空接點接通所述的電容器組開關(guān)跳閘電路，以使電容器組開關(guān)跳閘，切斷故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的室內(nèi)電容器組起煙燃弧故障的保護方法，其特征在于步驟(b)中，在所述的轉(zhuǎn)換模塊的空接點前串接一塊壓板，所述的壓板用于控制電容器組開關(guān)跳閘電路。
3.—種室內(nèi)電容器組起煙燃弧故障的保護裝置，其包括設(shè)置在室內(nèi)電容器組上方的至少一只煙霧傳感器、與所述的煙霧傳感器相電連接用于接收煙霧傳感器輸出信號的控制器、與所述的控制器輸出端相連接的轉(zhuǎn)換模塊，所述的轉(zhuǎn)換模塊具有一空接點，所述的空接點與所述的電容器組的開關(guān)跳閘線圈相電連接形成電容器組開關(guān)跳閘電路，當(dāng)室內(nèi)電容器組發(fā)生起煙、燃弧故障時，所述的轉(zhuǎn)換模塊輸出的空接點接通所述的電容器組開關(guān)跳閘電路，以使電容器組開關(guān)跳閘，切斷故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室內(nèi)電容器組起煙燃弧故障的保護裝置，其特征在于其還包括設(shè)置在所述的轉(zhuǎn)換模塊空接點前用于控制電容器組開關(guān)跳閘電路的壓板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的室內(nèi)電容器起煙燃弧故障的保護裝置，其特征在于所述的控制器、轉(zhuǎn)換模塊、壓板安裝在同一柜體內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室內(nèi)電容器起煙燃弧故障的保護裝置，其特征在于所述的控制器、轉(zhuǎn)換模塊采用現(xiàn)有室內(nèi)火災(zāi)報警系統(tǒng)上的控制器和轉(zhuǎn)換模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開一種室內(nèi)電容器組起煙燃弧故障的保護裝置及方法，保護裝置包括設(shè)置在室內(nèi)電容器組上方的至少一只煙霧傳感器、與煙霧傳感器相電連接用于接收煙霧傳感器輸出信號的控制器、與控制器輸出端相連接的轉(zhuǎn)換模塊，所述的轉(zhuǎn)換模塊具有一空接點，所述的空接點與電容器組的開關(guān)跳閘線圈相電連接形成電容器組開關(guān)跳閘電路，當(dāng)室內(nèi)電容器組發(fā)生起煙、燃弧故障時，轉(zhuǎn)換模塊輸出的空接點接通所述的電容器組開關(guān)跳閘電路，以使電容器組開關(guān)跳閘，切斷故障。采用本發(fā)明方法及裝置能夠第一時間切除故障，避免故障進一步蔓延。
文檔編號H02H5/00GK102957128SQ20121044556
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者江衛(wèi)中, 王紅星, 朱振亦, 周文華, 徐青龍, 顧建林 申請人:江蘇省電力公司蘇州供電公司, 江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司