未曉妃
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
弧光短路是配電網(wǎng)中嚴(yán)重的故障。尤其是發(fā)生在中、低壓開關(guān)柜內(nèi)部時(shí),由于電弧電阻原因,短路電流往往無(wú)法達(dá)到過流速斷整定值,因而不能動(dòng)作決速切斷故障,電弧持續(xù)燃燒釋放巨大,將造成開關(guān)柜被嚴(yán)重?zé)龤У臑?zāi)難性后果。開關(guān)柜的弧光短路故障,往往由于未得到及時(shí),將發(fā)展為母線故障,其危害是非常嚴(yán)重的,可能造成發(fā)電廠廠用電瓦解、重要用戶停電,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致多組開關(guān)柜同時(shí)燒毀的“火燒連營(yíng)”事故等。近年來(lái),因母線故障造成巨大短路電流沖擊導(dǎo)致變壓器損壞也不少見,造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失。
1 弧光放電的產(chǎn)生
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。
2 中低壓開關(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)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變(系統(tǒng)容量、電纜應(yīng)用增多)。
(3)人體或其他物品意外接觸到帶電部位。
(4)絕緣損壞(包括老化、受潮、裂痕等)。
(5)元件損壞,沒有良好的維修和保養(yǎng)設(shè)備。
(6)過電壓。
(7)操作過程中的失誤或者設(shè)計(jì)、安裝錯(cuò)誤。
3 電弧光保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展及作用
3.1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、低壓開關(guān)柜的應(yīng)用數(shù)量越來(lái)越多,因開關(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。
3.2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)有開關(guān)設(shè)備的使用壽命,推遲更換開關(guān)設(shè)備的時(shí)間。
4 電弧光保護(hù)系統(tǒng)及其實(shí)際應(yīng)用
某廠6kV開關(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)開關(guān)設(shè)備。
4.1電弧光保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)
(1)采用電弧光及過流雙判據(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。
4.2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)通過光纖和數(shù)據(jù)線傳輸?shù)街骺貑卧?,主控單元依?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)選定的開關(guān)柜中,選擇原則是保證該單元與主控單元和各個(gè)開關(guān)柜里裝設(shè)的電弧光傳感器的連接線距離較短。
5 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
(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。
6 安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)
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。
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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