淺談電弧光保護裝置及係統在中低壓母線保護中的應用

hth下载地址 陳聰

摘要：為(wei) 提升中低壓係統工作質量，減少風險問題出現，在現有工作環境上，必然會(hui) 設定母線保護，以提升其工作的有效性。但是在實際的運行操作現狀中分析可知，中低壓母線的故障必然會(hui) 導致變壓器以及母線開關(guan) 設備的安全運作受到影響。為(wei) 此中低壓母線保護就需要得到相關(guan) 人員的充分認識和理解，尋找出一種符合安全工作要求，且快速有效的保護裝置設備，這也是現階段電弧光保護係統安裝管理的主要內(nei) 容。為(wei) 此本文基於(yu) 中低壓母線保護工作特點，提出針對性的電弧光保護係統，以求發揮安*管理要求，提升管理質量。

關(guan) 鍵詞：中低壓；母線；電弧光保護

引言：

在當前的電力係統環境中，35千伏以下電壓等級的母線因為(wei) 始終穩定運作，因此未能設定專(zhuan) 項的母線保護裝置。但是因為(wei) 中低壓母線中所呈現出的線路內(nei) 容較多，操作較為(wei) 頻繁，三相導體(ti) 線之間的距離與(yu) 地麵之間的距離相對較近，很容易受到外力因素的影響產(chan) 生問題，設備的製造質量也會(hui) 比高壓設備更差，設備的絕緣老化以及機械的磨損性較高，運行操作的環境較為(wei) 惡劣，係統運作的環境條件也會(hui) 出現變化，人為(wei) 的操作問題等因素，導致中低壓母線的故障問題也會(hui) 比高壓等母線問題更高。但是長期的發展中，人們(men) 對於(yu) 低壓母線的保護關(guan) 注度不足，多數都是以延時後備保護機製切除母線故障問題，這就會(hui) 導致故障問題逐漸的擴張，產(chan) 生嚴(yan) 重的危害。在此背景下電弧光保護係統也隨之產(chan) 生。

一、弧光短路故障的防護措施

1、消極防護措施分析

當前使用弧光短路故障防護管理的主要目的，是為(wei) 了限製故障電弧所產(chan) 生的各種反應。諸如強化開關(guan) 櫃的結構、密封以及隔離不同的單元室、設定釋放板以及泄壓的通道等等。使用這種措施可以減少損壞的程度狀態。另外若是通過強化結構的方式深化開關(guan) 櫃的燃弧耐受時間，就需要增設設備費用，導致不必要的資金消耗支出。

2、積極防護措施分析

為(wei) 達到很好的防護處理，現階段我們(men) 可以通過使用高速中壓母線保護切除故障的方式，更好地限製故障電弧處理的時間等等，從(cong) 根本上有效地限製故障電弧問題，消除各種特殊的反應對於(yu) 設備和人員所產(chan) 生的危害問題。若是中低壓母線保護可以在開關(guan) 櫃的使用的耐受燃弧時間之內(nei) ，完成故障的切除，必然會(hui) 很大限度的限製弧光故障問題對於(yu) 開關(guan) 設備所出現的損壞。從(cong) 另一方麵觀察可知，限製開關(guan) 設備的損壞，也會(hui) 直接速斷故障問題出現的可能性，這也能有效的避免主變壓器長時間受損短路電流衝(chong) 擊而出現損壞的情況，這也是下階段對需要很好限製弧光短路故障損壞的防護措施手段。

在現有環境中我們(men) 使用的中壓母線保護措施手段包含：變壓器的後備過流保護方案段、過流保護閉鎖變壓器過流保護方案，而使用過流的基礎原則在於(yu) 高阻抗母線保護工作方案。

二、電弧光保護係統的構建

在現代的光保護係統中，為(wei) 了達到很好的工作效果，我們(men) 可以將係統劃分為(wei) 幾個(ge) 主要的部分。也就是主控單元、電流單元、弧光單元、弧光感應器、數據線以及光纖。這項係統的實際操作基礎原理在於(yu) ，通過監測分析開關(guan) 櫃之中的弧光，實現弧光傳(chuan) 感器之間的連接，實現傳(chuan) 感器與(yu) 主控單元或是弧光單元之間的串聯。電流的單元則是為(wei) 了實現傳(chuan) 輸電流信號的高效操作。在弧光傳(chuan) 感器檢測到了弧光信號之後，若是電流單元檢測到了過流的信號，就可以判斷其出現了電弧光故障。

1、主控單元

主控單元是電弧光保護係統的核心操作部件，其實際的作用在於(yu) 強化管理，實現整個(ge) 係統結構主體(ti) 的控製管理。主控單元一般都有四個(ge) 數據傳(chuan) 輸的接口，每一個(ge) 接口位置多數可以直接連接多個(ge) 弧光或是電流單元，輸出接口更多的是4路快速跳閘輸出以及6路常規繼電器跳閘輸出。20個(ge) 弧光檢測光纖接口，主要是為(wei) 了更好地連接弧光傳(chuan) 感器。通過主控單元的操作優(you) 化，可準確的分析和判斷電弧光所產(chan) 生的主要位置。

一個(ge) 主控單元的出現就可以同時保護數個(ge) 獨立的開關(guan) 櫃，為(wei) 此電弧光保護係統的弧光單元以及電流單元內(nei) 容可以分別放置在不同的開關(guan) 櫃之中，將檢測到的弧光以及電流信號傳(chuan) 輸到主控單元之中，主控單元對於(yu) 這些收集到的數據信息進行整合分析，結合實際情況進行輸出和傳(chuan) 遞到斷路器之中。

2、弧光單元

弧光單元主要是為(wei) 了更好地檢測弧光的狀態，通過10個(ge) 弧光檢測光纖接口的高效工作，可以有效的連接弧光傳(chuan) 感器設備。弧光單元結構麵板之中的單位可以有效地計算出光的輕度，對光感狀態進行調節，完成校對分析之後，將信息傳(chuan) 遞到下一個(ge) 電流或是弧光的單元之中，亦或是傳(chuan) 遞到主控單元之中。通過弧光單元的構建一級保護係統的工作，可以準確的認識到超過這個(ge) 的光感定值數據的弧光傳(chuan) 感器位置。

3、電流單元

電流單元是為(wei) 了更好的檢測電流的信號，同時將信號直接轉化成為(wei) 一種光信號數據。再通過數據的反應傳(chuan) 輸到主控單元之中。為(wei) 滿足工作要求電流單元可以匹配不同電流狀態的互感器，電流的調整分析可以通過麵板電位的計算進行調節優(you) 化。電流單元檢測到的電流數據可以通過光纖或是數據線的傳(chuan) 輸，輸送到主控單元之中，主控單元結合設定的基礎工作要求和邏輯操作依據判斷是否實現了輸出跳閘信號數據。

三、電弧光保護係統在中低壓母線保護中的應用

為(wei) 了保證工作效果，在主控單元以及弧光單元所構建的數據傳(chuan) 輸模式都是以光纖或是數據傳(chuan) 輸的機製進行實現的。光纖傳(chuan) 輸出發相關(guan) 的信號數據，將其傳(chuan) 送到主控單元，而工作的電源、信號數據、自我控製數據信息內(nei) 容的傳(chuan) 遞則是需要通過數據傳(chuan) 輸線的工作來實現。

為(wei) 了分析電弧光保護係統在中低壓母線保護中的應用，我們(men) 結合實際的工作模式和工作特點對其進行分析觀察可知，這種電弧光保護係統本身就是一種工作原理簡單明確、操作流暢、反應速度較快且安全可靠的設備，保護的範圍相對較廣，實際的安裝維護較為(wei) 便捷。當前已經有很多電弧保護係統都在使用這種電弧光保護係統，不僅(jin) 實現了中低壓母線保護質量的提升。

近年來，因為(wei) 多種因素的影響限製，我國的變電站開關(guan) 櫃設備被損毀，並且導致很多相關(guan) 聯的設備也被一同損毀。而主變壓器由於(yu) 受到外部短路電流的衝(chong) 擊影響，導致嚴(yan) 重的損壞。這些事故的處理不當必然會(hui) 產(chan) 生出較大的輸電網操作風險問題，造成較為(wei) 嚴(yan) 重的經濟損失。通過係統的分析觀察可知，導致這些問題產(chan) 生的主要原因在於(yu) 沒有設定專(zhuan) 門的低壓保護裝置，而電弧光保護係統在中低壓母線保護中的應用的提出，則能提升工作效率，減少風險問題。在當前的環境中很多變電站都在使用這種係統，並且在中低壓開關(guan) 櫃中進行了*方位的使用操作，用戶已經覆蓋了我國近90%以上的變電站、發電廠以及工業(ye) 生產(chan) 環境之中。

四、hth下载地址ARB5-M弧光保護產(chan) 品選型說明

ARB5-弧光主控單元

（1）＊表示可選附件，需要另外增加費用1500元。

（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。

五、 hth下载地址ARB5-M弧光保護產(chan) 品功能和技術參數

六、 hth下载地址ARB5-M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。

總結

隨著現代化計算機技術以及光學電子技術的出現和發展，新興(xing) 的母線保護基礎原理以及裝置設備頻出，為(wei) 時下中低壓母線保護提供了多種多樣的應對工作機製。電弧光的保護本身作為(wei) 一種針對於(yu) 中低壓開關(guan) 櫃故障特點所研發的母線保護係統裝置，操作原理便捷簡單，工作效率較高，對於(yu) 變電站的一次設備沒有特殊的要求，可以適用於(yu) 多種環境下的運作方式，在現有工作機製下，有不需要保護的優(you) 點，符合多樣化的母線保護工作需求。

參考文獻：

[1]黃林.電解鋁供電整流中的電弧光保護[D].2013

[2]鄭建飛.牽引變電所電弧光保護方案在海外項目的應用實踐[D].2014