淺談中壓係統母線弧光保護的必要性

hth下载地址 陳聰

 摘要：本文介紹了中低壓開關(guan) 櫃內(nei) 部發生電弧故障的原因、危害以及弧光保護在中壓母線保護中的原理、用途、應用關(guan) 鍵點，同時還介紹了弧光保護應用現狀，探討了無線測溫在線監測係統在實際工作場景中的應用案例，證明了其在電力監控方麵的重要應用價(jia) 值。

   關(guan) 鍵詞：弧光保護

0引言

   與(yu) 變電站高壓開關(guan) 櫃、室外刀閘開關(guan) 等一些重要的設備，經過長期的運行，往往開關(guan) 觸點以及母線連接出會(hui) 由於(yu) 老化、接觸過大的電阻而發熱，而這些發熱位置的溫度不能得到提前預警監測，就容易導致安全事故的發生。我們(men) 知道，高壓設備接頭部位的溫度難以監測，這主要是由於(yu) 此部位都會(hui) 有高壓裸露，采用一般的溫度測量方法由於(yu) 不能解決(jue) 高壓絕緣問題，所以都不可使用。無線測溫監測裝置，通過無線電波來傳(chuan) 輸信號，傳(chuan) 感器主要是安裝到高壓設備上，同接收設備間無電氣聯係，所以，無線測溫係統能夠從(cong) 根本上解決(jue) 高壓設備發熱部位溫度監測難的問題。   我國的電力工業(ye) 已經進入大規模的發展建設，大量的用電設施，對電力的需求是極大的，因此，這時我們(men) 需要在安全可靠、經濟運行的背景下，提供這些需求，但是電力方麵的發展還不夠完善，存在著弊端和安全隱患。本文就幾個(ge) 方麵來探討中低壓係統母線裝設弧光保護的必要性。

1重視中低壓母線故障的原因

   我國電力發展建設的速度超前，它已經進入人電網、大機組、超高壓輸電階段，並且對發電機組的容量要求越來越高，這時就需要在安全運行方麵要跟上要求，因為(wei) 單台大機組的運行情況，會(hui) 直接影響到整個(ge) 電網的運行穩定性、安全性以及經濟性。同時，發電廠的用電係統與(yu) 安全運行，對發電機組的影響也越來越大。由此可以看出，如果中低壓母線出現故障，它會(hui) 產(chan) 生弧光，所產(chan) 生的弧光對電力設備及人本身的影響極大，會(hui) 造成不同程度的損傷(shang) ，有時還會(hui) 引發“鏈式反應"。國家對於(yu) 這個(ge) 問題極其重視，按照我國現行的繼電保護設計標準來看，在配置方麵一般不會(hui) 使用專(zhuan) 用的設備進行保護，而是采用另一種方法，即借助於(yu) 上一級元件的後備過流的方法來保護，從(cong) 而切除中低壓係統母線短路的問題，這樣的做法是有弊端的，電路故障應該用最短的時間去維修，而這類保護方法會(hui) 導致維修時間延長，對設備也有一定的損傷(shang) 。這些問題如果沒有使用恰當的方法，還會(hui) 引起不同程度的故障，輕則會(hui) 發展為(wei) 輸電網故障，重則會(hui) 使電力係統出現整體(ti) 的故障。

2中低壓係統母線故障發生的原因

   弧光放電燃燒，表示著中低壓母線出現了故障。中低壓母線所釋放的能量是極大的，它發生故障時所產(chan) 生的弧光，會(hui) 使壓力和溫度瞬間升高，形成電弧之後，與(yu) 它接觸的空氣會(hui) 被立刻電離，繼而會(hui) 產(chan) 生具有很高能量的爆炸性壓力和高溫，在產(chan) 生這些巨大能量的時候，如果沒有及時被切除，將會(hui) 對設備以及人員造成不同程度的損傷(shang) 。然而，造成中低壓開關(guan) 櫃內(nei) 出現這類故障的原因有很多。2.1設備質量不過關(guan)    沒有科學合理地設計開關(guan) 櫃的結構，開關(guan) 櫃過大或者過小，再加上製造質量沒有做到位，在正式投入使用時，會(hui) 導致絕緣處老化以及機械設備受到磨損，從(cong) 而會(hui) 導致它的絕緣水平程度下降，設備質量方麵，需要為(wei) 後麵的使用打下良好的基礎，質量方麵如果不過關(guan) ，就會(hui) 導致後續出現問題。2.2運行維護不到位   運行維護方麵也是極其重要的，它在什麽(me) 樣的環境下使用，關(guan) 乎到係統的穩定性與(yu) 安全性。如果在高溫、潮濕、化學侵蝕等這些惡劣環境下運行，所使用的絕緣材料便容易受損，會(hui) 縮短它的使用期限，而在絕緣的表麵，會(hui) 出現一些不同程度的損傷(shang) ，絕緣便會(hui) 出現故障，進而 就會(hui) 導致中低壓母線係統出現短路的故障。2.3維護操作不當   電廠的檢修維護在整個(ge) 係統中起著關(guan) 鍵的作用，而有些人對這個(ge) 工作極不重視，常常會(hui) 出現由於(yu) 操作不當而出現的故障，如在檢修時，誤將自己的工具遺落在開關(guan) 櫃中、忘記測量並記錄自己所在工作區域的電壓等， 這些典型的操作不當，都會(hui) 引起中低壓係統母線出現故障，進而導致出現更大的問題。2.4其他   除了上述這些因素以外，還有一些由於(yu) 工作人員的不認真造成的故障，如開關(guan) 櫃沒有密封好，一些小動物會(hui) 偷偷溜進去，對絕緣處進行啃咬，從(cong) 而導致中低壓係統母線出現故障。除此之外，電力係統的迅速發展，電網的結構總是在不停地改變，用電的情況增多，從(cong) 而導致電纜增多，電量超負荷，也是故障出現的所在。

3弧光母線的保護係統工作原理

   弧光產(chan) 生斷路的危害性極大，弧光會(hui) 在開關(guan) 櫃內(nei) 發生爆炸，而燃燒的氣體(ti) 和熱能會(hui) 迅速擴散到周圍，並且它還能融化和蒸發金屬，由於(yu) 這些危害，我們(men) 才需要一個(ge) 保護係統。不僅(jin) 這樣，任何設備都需要保護，中低壓係統母線也不例外。而電弧光母線的保護係統，是一種針對中低壓係統母線的特點經過多位專(zhuan) 家研究出來的係統，它具有多種優(you) 點，它適用於(yu) 各種運行方式，在各種運行方式下都不需要人為(wei) 進行切換就能進行保護，這是一個(ge) 便利的係統，不僅(jin) 能起到很好的保護作用，還能提高可靠性，是一個(ge) 理想型的保護中低壓係統母線的解決(jue) 辦法。3.1弧光的原理   弧光保護的原理，如圖 1所示，它的動作判斷據為(wei) 故障時產(chan) 生的兩(liang) 個(ge) 條件，也就是弧光和電流增量。在發生故障時，它會(hui) 檢查開關(guan) 櫃，然後，在同時檢測到弧光和電流增量時，就會(hui) 下達跳閘的指令。 圖1  弧光保護原理示意圖3.2弧光的特點   人們(men) 選用這個(ge) 保護係統，是由於(yu) 它具有很多明顯的優(you) 點：①它的原理簡單、通俗易懂，保護結構簡單，它在發生故障時，隻需要檢查開關(guan) 櫃內(nei) ，然後，在同時檢測弧光和電流增量，就會(hui) 下達跳閘的指令；②能夠更快迅速 地發現故障並起到保護作用，當出現電路故障時，應該用及時地去維修，而這個(ge) 係統能最快的發現故障，以檢測弧光信號和過流關(guan) 閉為(wei) 依據，從(cong) 而可以實現保護的可靠動作，這個(ge) 係統起到一個(ge) 連鎖反應，本身會(hui) 連鎖自我檢查，如此就能夠充分地保證整個(ge) 係統的安全性以及可靠性；③能準確地找出故障點並準確定位，在發生故障時，它能夠準確地找出故障點，並且能夠準確地標記故障點的位置，能保證工作人員在維修時，能快速地找到故障位置，並且處理故障來恢複供電係統；④在斷路器不起作用時，起到一個(ge) 保護作用，在主斷路失控的情況下，它可以發出一個(ge) 指令，不受其他機器的控製，跳過上一級完成跳閘動作，從(cong) 而提高係統的安全性與(yu) 可靠性。這些特點，更好地說明了這個(ge) 保護係統的*性，是保護中低壓係統母線很好的解決(jue) 辦法。4弧光保護係統與(yu) 變壓器後備過流保護的對比   弧光保護係統是專(zhuan) 門用於(yu) 來保護中低壓係統母線的係統，它的動作時間快，相比於(yu) 傳(chuan) 統的保護係統，要更具有*性，它采用弧光和電流閉鎖的方法來進行雙重判斷，增加了它的可靠性，從(cong) 而對安全性能也有了一定的保障，它在發生故障時，能準確地定位，減少了維修人員查找的時間，大大減短了維修時間，從(cong) 而來保障故障之後快速供電。   而變壓器後備過流保護它也有優(you) 點，它不需要專(zhuan) 門的1套裝置係統，工作量較小，而且它不能像弧光保護係 統那樣對故障點準確定位，耗費的時間長，並且可靠性低。總而言之，各有各的優(you) 點，但是從(cong) 綜合來看，弧光保護係統是比較理想的解決(jue) 方法。5hth下载地址ARB5-M弧光保護裝置5.1產(chan) 品選型說明ARB5-弧光主控單元

（1）＊表示可選附件。（2）主控板和采集板數量之和不能大於(yu) 4。（3）弧光探頭到采集板的長度不能超過20米。（4）如有特殊要求，請特別注明。

5.2功能和技術參數

5.3弧光保護產(chan) 品現場安裝   弧光保護主控單元、探頭安裝圖如下：

6結語

   隨著我國電力建設的發展，發電廠日漸增多，發電廠中的中壓開關(guan) 櫃也日漸增多，而隨之而來的就是故障不斷地出現，因此，我們(men) 對中低壓係統母線的保護，應該越來越重視。中低壓係統母線的保護，不僅(jin) 需要精準、熟練地掌握技術，還需要一些保護係統來協調配合完成，而弧光保護係統作為(wei) 一個(ge) 理想的解決(jue) 方法，可以有效地解除故障，減少設備維護的次數，提高電力係統的經濟效益，提高電力係統的安全性和可靠性，降低損失，保證電力可以不斷地供給，從(cong) 而保證了整個(ge) 電力係統安全、穩定地運行。參考文獻：[1]於(yu) 興(xing) 羽.中低壓係統母線裝設弧光保護的必要性分析[2]陳浪.中壓母線裝設電弧光保護的必要性[J].企業(ye) 科技與(yu) 發展，2012，(8) :54-56.[3]hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) 2020.06版．  [4]hth下载地址用戶變電站變配電監控解決(jue) 方案2021.10