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【實(shí)際案例】電弧光保護(hù)在6kV廠用電系統(tǒng)中的應(yīng)用方案

瀏覽次數(shù):558更新時(shí)間:2023-10-19

 

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

1弧光短路發(fā)生的機(jī)理及影響

1.1弧光放電發(fā)生的機(jī)理

當(dāng)兩電間電壓升高時(shí),電近處空氣中的正負(fù)離子被電場(chǎng)加速,并在移動(dòng)過(guò)程中與其他空氣分子碰撞產(chǎn)生新的離子,這種離子大量增加的現(xiàn)象稱為電離。當(dāng)空氣被電離時(shí),溫度隨之急劇上升產(chǎn)生電弧,這種放電稱為弧光放電。弧光放電一般不需要很高的電壓,屬于低電壓大電流放電。

1.2中低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)發(fā)生弧光短路的主要因素

(1)使用了性能不良的導(dǎo)電體。

(2)絕緣損壞(包括老化、受潮、裂痕等)。

(3)人體或其他物品意外接觸到帶電部位。

(4)操作過(guò)程中的失誤或者設(shè)計(jì)、安裝錯(cuò)誤。

(5)元件損壞,沒(méi)有良好的維修和保養(yǎng)設(shè)備。

(6)過(guò)電壓。

(7)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變(系統(tǒng)容量、電纜應(yīng)用增多)。

1.3不同燃弧時(shí)間與設(shè)備損壞程度的關(guān)系

根據(jù)搜集到的國(guó)外資料,不同燃弧時(shí)問(wèn)對(duì)設(shè)備

造成的損壞程度如下:

(1)35ms:沒(méi)有顯著的損壞,一般可在檢驗(yàn)絕緣電阻合格后投入使用;

(2)1001TIS:損壞較小,在開(kāi)關(guān)柜再次投入運(yùn)行前需要進(jìn)行清潔或小修;

(3)500Iris:設(shè)備損壞很嚴(yán)重,現(xiàn)場(chǎng)人員也受到嚴(yán)重傷害,更換部分設(shè)備才可再投入運(yùn)行。

因此,切斷弧光短路故障的時(shí)間非常關(guān)鍵,只有速度更快的保護(hù)系統(tǒng)才能提供更的保護(hù),在弧光短路故障時(shí)保護(hù)人和設(shè)備的安全。

2電弧光保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展及作用

2.1電弧光保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展

近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)電力工業(yè)的高速發(fā)展,中、低壓開(kāi)關(guān)柜的應(yīng)用數(shù)量越來(lái)越多,因開(kāi)關(guān)柜弧光短路故障而引發(fā)的中、低壓母線故障日益增多。鑒于用戶對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高,國(guó)內(nèi)專家一直強(qiáng)調(diào)裝設(shè)專用中、低壓母線保護(hù)的重要性,用戶也希望能提供一種造價(jià)較低、原理簡(jiǎn)單、適用于6—35kV的母線保護(hù),以大限度地減少母線故障

對(duì)設(shè)備及人員的危害,提高供電可靠性。在這種背景下,電弧光保護(hù)系統(tǒng)在我國(guó)電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

2.2電弧光保護(hù)的作用

(1)保護(hù)附近工作人員免受電弧短路故障造成的傷害。

(2)保護(hù)中、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備免受嚴(yán)重?fù)p壞,防止火災(zāi)事故的發(fā)生。

(3)保護(hù)昂貴的主變壓器或廠用變壓器免受短路電流沖擊而損壞。

(4)防止波及站用直流系統(tǒng),避免造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

(5)大限度地減少用戶的停電時(shí)間,將用戶的停電恢復(fù)時(shí)問(wèn)由原來(lái)的2天至3個(gè)星期減少到幾個(gè)小時(shí)。

(6)延長(zhǎng)現(xiàn)有開(kāi)關(guān)設(shè)備的使用壽命,推遲更換開(kāi)關(guān)設(shè)備的時(shí)間。

3電弧光保護(hù)系統(tǒng)及其實(shí)際應(yīng)用

某廠6kV開(kāi)關(guān)柜采用ARB5光電式電弧光保護(hù)系統(tǒng),其工作原理是:采用電弧光傳感器監(jiān)測(cè)電弧光信號(hào),配合過(guò)流判斷故障,其可控硅出口小于lms,快速繼電器出口小于8ms以及斷路器3560ms的跳閘時(shí)間,從而保護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)備。

3.1電弧光保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

(1)采用電弧光及過(guò)流雙判據(jù)原理。

(2)連續(xù)的自我檢測(cè)。

(3)采用光纖傳輸跳閘指令,可控硅高速出口和快速繼電器出口相結(jié)合,動(dòng)作時(shí)間小于8ms。

(4)主輔元件分離,單系統(tǒng)可以保護(hù)256個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

(5)輸入輸出均可編程,配置靈活,適合任何復(fù)雜工況。

(6)顯示故障位置,便于故障處理,大地提高了供電恢復(fù)速度。

3.2電弧光保護(hù)系統(tǒng)的組成

電弧光保護(hù)系統(tǒng)由1個(gè)電弧光主控單元、1個(gè)電源模塊、2個(gè)電流輔助單元、1個(gè)弧光單元和若干電弧光傳感器(按間隔量配置)組成。

將電弧光傳感器安裝在開(kāi)關(guān)柜母線室內(nèi),確保母線室內(nèi)發(fā)生弧光短路故障時(shí)能探測(cè)到弧光。信號(hào)通過(guò)光纖和數(shù)據(jù)線傳輸?shù)街骺貑卧骺貑卧罁?jù)設(shè)定邏輯,判斷是否發(fā)出跳閘指令?;」鈫卧惭b在某個(gè)選定的開(kāi)關(guān)柜中,選擇原則是保證該單元與主控單元和各個(gè)開(kāi)關(guān)柜里裝設(shè)的電弧光傳感器的連接線距離較短。

3.3電弧光保護(hù)的邏輯

(1)6kV段任一開(kāi)關(guān)柜的母線室產(chǎn)生弧光(現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)用手電筒光源模擬),主控單元都能發(fā)出光報(bào)警(綠燈變紅燈閃爍),并能顯示相應(yīng)正確的地址,但不發(fā)送跳閘信號(hào)。

(2)6kV段工作電源進(jìn)線柜或備用電源進(jìn)線柜三相電流中的任何一相出現(xiàn)過(guò)流情況(現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采用繼電保護(hù)測(cè)試儀給電流的方式模擬),主控單元都能發(fā)出過(guò)流報(bào)警(綠燈變紅燈閃爍),并能顯示相應(yīng)正確的地址,但不發(fā)送跳閘信號(hào)。

(3)6kV段任一開(kāi)關(guān)柜的母線室產(chǎn)生弧光,同時(shí)工作電源進(jìn)線柜或備用電源進(jìn)線柜三相電流中的任一相出現(xiàn)過(guò)流情況(試驗(yàn)?zāi)M方法同上),主控單元都能發(fā)出光報(bào)警和過(guò)流報(bào)警,并能顯示相應(yīng)正確的地址,同時(shí)送出相應(yīng)的跳閘信號(hào)。

(4)工作電源進(jìn)線柜任何一相給過(guò)流信號(hào)并同時(shí)在任一個(gè)弧光通道給弧光信號(hào)時(shí),主控單元發(fā)跳閘信號(hào)給工作電源進(jìn)線柜跳閘出口及閉鎖快切出口繼電器。

(5)備用電源進(jìn)線柜任何一相給過(guò)流信號(hào)并同時(shí)在任一個(gè)弧光通道給弧光信號(hào)時(shí),主控單元發(fā)跳閘信號(hào)給備用電源進(jìn)線柜跳閘出口及閉鎖快切出口繼電器。

4安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品選型說(shuō)明

ARB5-弧光主控單元

image.png

(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(guò)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。

 

作者介紹

未曉妃,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)槲㈦娋W(wǎng)能效管理和環(huán)保安全用電。

 

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