安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司
免費(fèi)會(huì)員
未曉妃
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
0引言
在變電站運(yùn)行過程中，安全性和穩(wěn)定性是一個(gè)重要因素。近年來(lái)，在變電站建設(shè)中，由于室內(nèi)開關(guān)柜占地面積小、操作集中、運(yùn)行維護(hù)方便，由于各種原因，越來(lái)越多的開關(guān)設(shè)備被嚴(yán)重?zé)龤В冸娬臼鹿侍幚聿划?dāng)將直接影響變電站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，導(dǎo)致電網(wǎng)事故擴(kuò)大，不僅造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還可能造成人員傷亡。在變電站設(shè)計(jì)過程中，為確保變壓器、母線、開關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行，按相關(guān)規(guī)范配置保護(hù)裝置，但目前國(guó)內(nèi)35kV及以下母線一般不配備快速母線保護(hù)，但由變壓器備用過流保護(hù)切除母線故障，備用保護(hù)動(dòng)作至少0.5s，這就增加了對(duì)設(shè)備的損壞程度。因此，變電站低壓開關(guān)柜配備電弧光保護(hù)，一旦出現(xiàn)故障，可及時(shí)切除故障，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。
1.低壓開關(guān)柜設(shè)備運(yùn)行中的問題及運(yùn)行要求
1.1開關(guān)柜設(shè)備運(yùn)行中的問題
在變電站設(shè)計(jì)過程中，110kV及以上母線設(shè)置母線，35kV及以下母線系統(tǒng)電壓等級(jí)一般不配置快速母線保護(hù)，但依靠變壓器備用過流保護(hù)切除母線短路故障，導(dǎo)致故障切除時(shí)間延長(zhǎng)，增加設(shè)備損壞程度。
在設(shè)備使用過程中，母線操作頻繁，設(shè)備絕緣老化和機(jī)械磨損不可避免。運(yùn)行條件的變化和人工操作錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致母線故障率的增加，對(duì)變電站的運(yùn)行存在安全風(fēng)險(xiǎn)。
1.2開關(guān)柜安全運(yùn)行要求
（1）開關(guān)柜內(nèi)的電弧耐受性時(shí)間。根據(jù)IEC298標(biāo)準(zhǔn)，開關(guān)柜內(nèi)的電弧耐受性為100ms。目前市場(chǎng)上銷售的開關(guān)柜是按照本標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)計(jì)的，開關(guān)柜在使用過程中可承受的電弧燃燒時(shí)間為100ms。由于電弧光故障一般發(fā)生在斷路器動(dòng)作前，故障短路電弧一直處于燃燒狀態(tài)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器開關(guān)時(shí)間之和是電弧燃燒的持續(xù)時(shí)間。因此，從開關(guān)柜保護(hù)的角度來(lái)看，保護(hù)動(dòng)作應(yīng)在100ms內(nèi)迅速響應(yīng)，切除電弧短路故障，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大，造成更大的危害。
（2）開關(guān)柜弧光故障保護(hù)。除加強(qiáng)開關(guān)柜結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)快速保護(hù)母線配置，在開關(guān)柜耐火弧時(shí)間內(nèi)切除故障，從根本上限制故障電弧，損壞開關(guān)設(shè)備和人員安全。
2.電弧光母線保護(hù)系統(tǒng)
弧光保護(hù)是一種快速可靠的母線保護(hù)系統(tǒng)。根據(jù)檢測(cè)弧光和過流雙判據(jù)原理，可快速響應(yīng)變電站故障，適用于各種運(yùn)行方式，為變電站中低壓母線保護(hù)提供解決方案?；」獗Ｗo(hù)系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)方面：
2.1主單元
主單元是電弧保護(hù)系統(tǒng)的主要組成部分，主要檢測(cè)電弧光傳感器的短路電流和動(dòng)作信息，處理和判斷收集到的故障信息，發(fā)出故障處理信號(hào)，切除故障。電弧光保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)在同時(shí)檢測(cè)到電弧光和過流時(shí)發(fā)出相應(yīng)的切斷指令。如果進(jìn)線斷路器沒有及時(shí)切斷故障，系統(tǒng)將啟動(dòng)斷路器故障保護(hù)邏輯，并向上級(jí)斷路器發(fā)出跳閘指令進(jìn)行故障切除。此外，電弧保護(hù)系統(tǒng)的主單元還將根據(jù)輔助單元傳輸?shù)碾娀」鈧鞲衅鞯膭?dòng)作信息確定電弧光故障點(diǎn)的位置，并發(fā)送溫度報(bào)警信息。
2.2輔助單元
電弧保護(hù)系統(tǒng)的輔助單元一般安裝在開關(guān)柜內(nèi)，每個(gè)輔助單元可與10個(gè)電弧傳感器、1個(gè)溫度傳感器和1個(gè)便攜式電弧傳感器連接。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生電弧故障時(shí)，輔助單元可以收集電弧傳感器中傳輸?shù)膭?dòng)作信息，并將其傳輸給主單元，然后分析和響應(yīng)故障。輔助單元和電弧傳感器的地址號(hào)可顯示在主單元中，有助于及時(shí)解除故障。
2.3弧光傳感器
弧光傳感器是感應(yīng)故障的主要部件，安裝在開關(guān)柜的每個(gè)間隔室內(nèi)?；」鈧鞲衅魇枪飧袘?yīng)元件。如果出現(xiàn)弧光故障，光強(qiáng)度顯著增加，傳感器檢測(cè)光強(qiáng)度，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)并傳輸給輔助單元。
2.4電流單元
電流單元主要檢測(cè)系統(tǒng)中的電流變量，并將其發(fā)送到主控單元進(jìn)行分析和處理，然后將處理結(jié)果作為判斷系統(tǒng)電流的依據(jù)。
2.5電弧光保護(hù)系統(tǒng)
系統(tǒng)采用弧光檢測(cè)和過電流檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站運(yùn)行設(shè)備的雙重檢測(cè)和判斷，如果同時(shí)檢測(cè)弧光和電流增量信號(hào)，設(shè)備和系統(tǒng)故障，需要快速啟動(dòng)繼電器，發(fā)出跳閘指令，當(dāng)系統(tǒng)只檢測(cè)到一個(gè)信號(hào)時(shí)，只需發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通知技術(shù)人員系統(tǒng)故障。
安裝電弧光保護(hù)裝置的設(shè)備和系統(tǒng)具有斷路器故障保護(hù)功能，即當(dāng)進(jìn)線斷路器拒絕移動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)出越級(jí)跳閘信號(hào)，切斷上短路信號(hào)，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
3電弧光保護(hù)在變電站中的應(yīng)用
本文以變電站為例，分析討論了電弧光保護(hù)在變電站中的應(yīng)用。
在本項(xiàng)目中，電弧光保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)際情況，在技術(shù)上，電弧光保護(hù)裝置應(yīng)能夠提供“故障報(bào)警信號(hào)”、從“故障動(dòng)作信號(hào)”到計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，有助于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站設(shè)備運(yùn)行中的故障和問題，提高解決效率，減少對(duì)電力傳輸?shù)挠绊?。同時(shí)，電弧光保護(hù)的出口跳閘繼電器應(yīng)滿足啟動(dòng)功率不小于5W的要求、動(dòng)作電壓介于55-70之間，動(dòng)作時(shí)間不小于10ms。
ARB5-弧光主控單元
（1）＊表示可選附件，需要另外增加費(fèi)用1500元。
（2）主控板和采集板數(shù)量之和不能大于4。
（3）弧光探頭到采集板的長(zhǎng)度不能超過20米。
（4）如有特殊要求，請(qǐng)?zhí)貏e注明。
5安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)
6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。
7結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，采用電弧光保護(hù)系統(tǒng)對(duì)變電站進(jìn)行保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間為5-7ms，可以迅速實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的響應(yīng)和處理，使變電設(shè)備的損失減到小，大大提高了變電站運(yùn)行的安全性和運(yùn)行效率。
