淺析電弧光保護(hù)在中低壓母線系統(tǒng)中的應(yīng)用方案

時(shí)間：2024-10-09作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：214

摘要：近年來，中低壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，中低壓開關(guān)柜體積小、可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。從而占據(jù)了電力市場(chǎng)的重要份額。而中低壓開關(guān)柜體積較小、設(shè)備間距偏小，柜體內(nèi)的弧光短路故障時(shí)有發(fā)生，造成開關(guān)設(shè)備被嚴(yán)重?zé)龤У氖鹿蕦覍野l(fā)生。本文分析了弧光短路的特性，現(xiàn)有保護(hù)方案存在的問題，介紹了一種新型中低壓母線電弧光保護(hù)系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)了配置該型系統(tǒng)的必要性。

關(guān)鍵詞：中低壓母線；電弧光保護(hù)系統(tǒng)；應(yīng)用；

1概述

在電力系統(tǒng)中，35kV及以下電壓等級(jí)的母線一般不考慮穩(wěn)定問題，因此一般未裝設(shè)單獨(dú)的母線保護(hù)。南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(dòng)物危害等原因，中低壓母線的故障幾率比高壓、壓母線高得多。由于人們對(duì)中低壓母線保護(hù)不夠重視，多采用帶有較大延時(shí)的后備保護(hù)來切除母線上的故障，往往造成事故的發(fā)展和擴(kuò)大，

2電弧光短路特性分析

2.1故障電弧產(chǎn)生的原因

發(fā)生在開關(guān)柜內(nèi)部的弧光短路故障，究其原因可歸納為兩類，一類是設(shè)備原因，另一類是人為原因。將這些原因做具體分析，得到以下5種情況：

(1)設(shè)備絕緣故障。目前開關(guān)柜內(nèi)部空間越來越小，造成開關(guān)柜中部分絕緣材料爬距不夠，絕緣強(qiáng)度不足，長期運(yùn)行容易造成絕緣擊穿放電事故。

(2)載流回路接觸不良。這類因素一般是一次設(shè)備的連接部分不牢靠引起的。

(3)外來物體的影響。一般是老鼠等小動(dòng)物的進(jìn)入或工作人員工作結(jié)束后誤將扳手物品在開關(guān)柜內(nèi)部。

2.2故障電弧的危害

發(fā)生弧光故障時(shí)產(chǎn)生的明亮弧光，不但可能引起運(yùn)行維護(hù)人員暫時(shí)性失明，巨大的聲響效應(yīng)還可能引起人的休克，這些對(duì)人體的傷害都是巨大的。一旦燃弧時(shí)間超過了lOOms，其所釋放的便會(huì)迅速，而隨著燃燒時(shí)間的延長，將陸續(xù)造成開關(guān)柜內(nèi)的各種電纜、連接銅排和鋼板等材料的燃燒、熔化。如果故障發(fā)生時(shí)，恰好有檢修、運(yùn)行人員在開關(guān)柜周圍工作，特別是開關(guān)柜門因?yàn)楣ぷ餍枰呀?jīng)打開的情況下，則故障電弧產(chǎn)生的巨大將會(huì)對(duì)工作人員造成巨大的傷害。

3現(xiàn)有中低壓母線保護(hù)方案存在的問題

3.1主變中低壓側(cè)后備保護(hù)方案

此方案需考慮母線上的出線與母分開關(guān)的配合問題，因此其動(dòng)作時(shí)限一般較長，通常時(shí)間定值取1．0～1．4秒。很明顯，如此長動(dòng)作時(shí)限的保護(hù)來隔離故障是無法滿足快速f生這一繼電保護(hù)的基本要求的，很有可能造成事故的發(fā)展擴(kuò)大，造成更大的損失。

3.2出線的過流保護(hù)方案

此方案利用出線線路保護(hù)中的過流保護(hù)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)過流保護(hù)動(dòng)作后，跳開出線開關(guān)的同時(shí)閉鎖主變相應(yīng)側(cè)的過流保護(hù)。這種方案保護(hù)動(dòng)作時(shí)限一般整定為300～1400ms，在這段時(shí)間內(nèi)，造成事故發(fā)展擴(kuò)大的概率依然較高，所以，此方案仍然不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的需要。

4新型電弧光保護(hù)系統(tǒng)

4.1電弧光保護(hù)的原理

電弧光保護(hù)的原理簡(jiǎn)單，其通過安裝于開關(guān)柜或電纜溝等地的光感探頭感受到光的增量變化，同時(shí)檢測(cè)CT中二次電流的增量，兩者構(gòu)成“與”門，從而發(fā)出跳閘命令。

4.2電弧光保護(hù)的系統(tǒng)組成

(1)主控單元。主控單元猶如人的大腦，負(fù)責(zé)控制、管理整個(gè)系統(tǒng)。它通過接收電流單元傳來的過流信號(hào)和弧光傳感器或弧光單元傳來的弧光信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行分析、判斷，在滿足過流信號(hào)與弧光信號(hào)的“與”邏輯時(shí)，發(fā)出跳閘指令以故障。

(2)電流單元。電流單元用于檢測(cè)過電流信號(hào)，可分A，B，c三相分別檢測(cè)。其檢測(cè)到的信號(hào)通過光纖和數(shù)據(jù)線傳輸?shù)街骺貑卧骺貑卧罁?jù)設(shè)定的邏輯，判斷是否發(fā)出跳閘指令。

4.3電弧光保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)

電弧光保護(hù)已逐步發(fā)展為現(xiàn)階段中低壓母線系統(tǒng)中較為理想的母線保護(hù)。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)保護(hù)原理簡(jiǎn)單。通過感受故障點(diǎn)電弧光和采集電源進(jìn)線電流構(gòu)成“與”門，系統(tǒng)的組成也相對(duì)簡(jiǎn)單。

(2)動(dòng)作迅速可靠。通過采用快速動(dòng)作的繼電器，能夠保證發(fā)生故障時(shí)在短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出跳閘命令，確保設(shè)備外觀不受損壞。




6安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)

型號(hào)	主要功能	技術(shù)參數(shù)
ARB5-M弧光保護(hù)主控單元	8組弧光保護(hù)	可選配4塊采集板，1塊采集板可采集5路探頭，共支持20路弧光探頭直接采集。 亦可選配4塊主控板（即可接入4臺(tái)ARB5-E擴(kuò)展單元）1塊主控板可接收6塊采集板的探頭，共支持120路弧光探頭采集。
	4組失靈保護(hù)
	4組電流回路TA監(jiān)測(cè)
	4組三相電流采集
	11路可編程跳閘出口
	非電量保護(hù)
	裝置故障告警
	2路RS485
	2路以太網(wǎng)
	1路打印接口
	1路IRIG-B碼對(duì)時(shí)接口
	支持IEC61850、modbusRTU、modbusTCP、IEC103
	支持GOOSE輸入輸出（選配）
ARB5-E弧光保護(hù)擴(kuò)展單元	弧光信號(hào)采集	可選配6塊采集板，1塊采集板可采集5路探頭，共支持30路弧光探頭直接采集。
	模擬狀態(tài)傳輸
	需要配合ARB5-M主控單元使用
ARB5-S弧光探頭	弧光信號(hào)監(jiān)測(cè)	點(diǎn)式弧光傳感器，可安裝于 母線室、電纜室或斷路器室。
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及工程服務(wù)費(fèi)		視項(xiàng)目情況核價(jià)

7安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)安裝



弧光保護(hù)主控單元、探頭安裝圖如下。






8結(jié)束語

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)也在不斷發(fā)展壯大，各地配網(wǎng)容量逐年遞增，中低壓母線故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成了嚴(yán)重的影響。新型電弧光保護(hù)具有原理簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速、配置靈活等特點(diǎn)，為解決中低壓母線系統(tǒng)的保護(hù)問題提供了理想的方案。





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• 詞條

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