淺談電弧光保護(hù)裝置及系統(tǒng)在中低壓母線保護(hù)中的應(yīng)用

安科瑞 陳聰

摘要：為提升中低壓系統(tǒng)工作質(zhì)量，減少風(fēng)險(xiǎn)問題出現(xiàn)，在現(xiàn)有工作環(huán)境上，必然會(huì)設(shè)定母線保護(hù)，以提升其工作的有效性。但是在實(shí)際的運(yùn)行操作現(xiàn)狀中分析可知，中低壓母線的故障必然會(huì)導(dǎo)致變壓器以及母線開關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)作受到影響。為此中低壓母線保護(hù)就需要得到相關(guān)人員的充分認(rèn)識(shí)和理解，尋找出一種符合安全工作要求，且快速有效的保護(hù)裝置設(shè)備，這也是現(xiàn)階段電弧光保護(hù)系統(tǒng)安裝管理的主要內(nèi)容。為此本文基于中低壓母線保護(hù)工作特點(diǎn)，提出針對(duì)性的電弧光保護(hù)系統(tǒng)，以求發(fā)揮安*管理要求，提升管理質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：中低壓；母線；電弧光保護(hù)

引言：

在當(dāng)前的電力系統(tǒng)環(huán)境中，35千伏以下電壓等級(jí)的母線因?yàn)槭冀K穩(wěn)定運(yùn)作，因此未能設(shè)定專項(xiàng)的母線保護(hù)裝置。但是因?yàn)橹械蛪耗妇€中所呈現(xiàn)出的線路內(nèi)容較多，操作較為頻繁，三相導(dǎo)體線之間的距離與地面之間的距離相對(duì)較近，很容易受到外力因素的影響產(chǎn)生問題，設(shè)備的制造質(zhì)量也會(huì)比高壓設(shè)備更差，設(shè)備的絕緣老化以及機(jī)械的磨損性較高，運(yùn)行操作的環(huán)境較為惡劣，系統(tǒng)運(yùn)作的環(huán)境條件也會(huì)出現(xiàn)變化，人為的操作問題等因素，導(dǎo)致中低壓母線的故障問題也會(huì)比高壓等母線問題更高。但是長(zhǎng)期的發(fā)展中，人們對(duì)于低壓母線的保護(hù)關(guān)注度不足，多數(shù)都是以延時(shí)后備保護(hù)機(jī)制切除母線故障問題，這就會(huì)導(dǎo)致故障問題逐漸的擴(kuò)張，產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。在此背景下電弧光保護(hù)系統(tǒng)也隨之產(chǎn)生。

一、弧光短路故障的防護(hù)措施

1、消極防護(hù)措施分析

當(dāng)前使用弧光短路故障防護(hù)管理的主要目的，是為了限制故障電弧所產(chǎn)生的各種反應(yīng)。諸如強(qiáng)化開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)、密封以及隔離不同的單元室、設(shè)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(tài)。另外若是通過強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的方式深化開關(guān)柜的燃弧耐受時(shí)間，就需要增設(shè)設(shè)備費(fèi)用，導(dǎo)致不必要的資金消耗支出。

2、積極防護(hù)措施分析

為達(dá)到很好的防護(hù)處理，現(xiàn)階段我們可以通過使用高速中壓母線保護(hù)切除故障的方式，更好地限制故障電弧處理的時(shí)間等等，從根本上有效地限制故障電弧問題，消除各種特殊的反應(yīng)對(duì)于設(shè)備和人員所產(chǎn)生的危害問題。若是中低壓母線保護(hù)可以在開關(guān)柜的使用的耐受燃弧時(shí)間之內(nèi)，完成故障的切除，必然會(huì)很大限度的限制弧光故障問題對(duì)于開關(guān)設(shè)備所出現(xiàn)的損壞。從另一方面觀察可知，限制開關(guān)設(shè)備的損壞，也會(huì)直接速斷故障問題出現(xiàn)的可能性，這也能有效的避免主變壓器長(zhǎng)時(shí)間受損短路電流沖擊而出現(xiàn)損壞的情況，這也是下階段對(duì)需要很好限制弧光短路故障損壞的防護(hù)措施手段。

在現(xiàn)有環(huán)境中我們使用的中壓母線保護(hù)措施手段包含：變壓器的后備過流保護(hù)方案段、過流保護(hù)閉鎖變壓器過流保護(hù)方案，而使用過流的基礎(chǔ)原則在于高阻抗母線保護(hù)工作方案。

二、電弧光保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建

在現(xiàn)代的光保護(hù)系統(tǒng)中，為了達(dá)到很好的工作效果，我們可以將系統(tǒng)劃分為幾個(gè)主要的部分。也就是主控單元、電流單元、弧光單元、弧光感應(yīng)器、數(shù)據(jù)線以及光纖。這項(xiàng)系統(tǒng)的實(shí)際操作基礎(chǔ)原理在于，通過監(jiān)測(cè)分析開關(guān)柜之中的弧光，實(shí)現(xiàn)弧光傳感器之間的連接，實(shí)現(xiàn)傳感器與主控單元或是弧光單元之間的串聯(lián)。電流的單元?jiǎng)t是為了實(shí)現(xiàn)傳輸電流信號(hào)的高效操作。在弧光傳感器檢測(cè)到了弧光信號(hào)之后，若是電流單元檢測(cè)到了過流的信號(hào)，就可以判斷其出現(xiàn)了電弧光故障。

1、主控單元

主控單元是電弧光保護(hù)系統(tǒng)的核心操作部件，其實(shí)際的作用在于強(qiáng)化管理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主體的控制管理。主控單元一般都有四個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?，每一個(gè)接口位置多數(shù)可以直接連接多個(gè)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(guī)繼電器跳閘輸出。20個(gè)弧光檢測(cè)光纖接口，主要是為了更好地連接弧光傳感器。通過主控單元的操作優(yōu)化，可準(zhǔn)確的分析和判斷電弧光所產(chǎn)生的主要位置。

一個(gè)主控單元的出現(xiàn)就可以同時(shí)保護(hù)數(shù)個(gè)獨(dú)立的開關(guān)柜，為此電弧光保護(hù)系統(tǒng)的弧光單元以及電流單元內(nèi)容可以分別放置在不同的開關(guān)柜之中，將檢測(cè)到的弧光以及電流信號(hào)傳輸?shù)街骺貑卧?，主控單元?duì)于這些收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合分析，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行輸出和傳遞到斷路器之中。

2、弧光單元

弧光單元主要是為了更好地檢測(cè)弧光的狀態(tài)，通過10個(gè)弧光檢測(cè)光纖接口的高效工作，可以有效的連接弧光傳感器設(shè)備?；」鈫卧Y(jié)構(gòu)面板之中的單位可以有效地計(jì)算出光的輕度，對(duì)光感狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成校對(duì)分析之后，將信息傳遞到下一個(gè)電流或是弧光的單元之中，亦或是傳遞到主控單元之中。通過弧光單元的構(gòu)建一級(jí)保護(hù)系統(tǒng)的工作，可以準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)到超過這個(gè)的光感定值數(shù)據(jù)的弧光傳感器位置。

3、電流單元

電流單元是為了更好的檢測(cè)電流的信號(hào)，同時(shí)將信號(hào)直接轉(zhuǎn)化成為一種光信號(hào)數(shù)據(jù)。再通過數(shù)據(jù)的反應(yīng)傳輸?shù)街骺貑卧小闈M足工作要求電流單元可以匹配不同電流狀態(tài)的互感器，電流的調(diào)整分析可以通過面板電位的計(jì)算進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化。電流單元檢測(cè)到的電流數(shù)據(jù)可以通過光纖或是數(shù)據(jù)線的傳輸，輸送到主控單元之中，主控單元結(jié)合設(shè)定的基礎(chǔ)工作要求和邏輯操作依據(jù)判斷是否實(shí)現(xiàn)了輸出跳閘信號(hào)數(shù)據(jù)。

三、電弧光保護(hù)系統(tǒng)在中低壓母線保護(hù)中的應(yīng)用

為了保證工作效果，在主控單元以及弧光單元所構(gòu)建的數(shù)據(jù)傳輸模式都是以光纖或是數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)制進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。光纖傳輸出發(fā)相關(guān)的信號(hào)數(shù)據(jù)，將其傳送到主控單元，而工作的電源、信號(hào)數(shù)據(jù)、自我控制數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的傳遞則是需要通過數(shù)據(jù)傳輸線的工作來實(shí)現(xiàn)。

為了分析電弧光保護(hù)系統(tǒng)在中低壓母線保護(hù)中的應(yīng)用，我們結(jié)合實(shí)際的工作模式和工作特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行分析觀察可知，這種電弧光保護(hù)系統(tǒng)本身就是一種工作原理簡(jiǎn)單明確、操作流暢、反應(yīng)速度較快且安全可靠的設(shè)備，保護(hù)的范圍相對(duì)較廣，實(shí)際的安裝維護(hù)較為便捷。當(dāng)前已經(jīng)有很多電弧保護(hù)系統(tǒng)都在使用這種電弧光保護(hù)系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了中低壓母線保護(hù)質(zhì)量的提升。

近年來，因?yàn)槎喾N因素的影響限制，我國(guó)的變電站開關(guān)柜設(shè)備被損毀，并且導(dǎo)致很多相關(guān)聯(lián)的設(shè)備也被一同損毀。而主變壓器由于受到外部短路電流的沖擊影響，導(dǎo)致嚴(yán)重的損壞。這些事故的處理不當(dāng)必然會(huì)產(chǎn)生出較大的輸電網(wǎng)操作風(fēng)險(xiǎn)問題，造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。通過系統(tǒng)的分析觀察可知，導(dǎo)致這些問題產(chǎn)生的主要原因在于沒有設(shè)定專門的低壓保護(hù)裝置，而電弧光保護(hù)系統(tǒng)在中低壓母線保護(hù)中的應(yīng)用的提出，則能提升工作效率，減少風(fēng)險(xiǎn)問題。在當(dāng)前的環(huán)境中很多變電站都在使用這種系統(tǒng)，并且在中低壓開關(guān)柜中進(jìn)行了*方位的使用操作，用戶已經(jīng)覆蓋了我國(guó)近90%以上的變電站、發(fā)電廠以及工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境之中。

四、安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)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(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。

五、 安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)

六、 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。

總結(jié)

隨著現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)以及光學(xué)電子技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，新興的母線保護(hù)基礎(chǔ)原理以及裝置設(shè)備頻出，為時(shí)下中低壓母線保護(hù)提供了多種多樣的應(yīng)對(duì)工作機(jī)制。電弧光的保護(hù)本身作為一種針對(duì)于中低壓開關(guān)柜故障特點(diǎn)所研發(fā)的母線保護(hù)系統(tǒng)裝置，操作原理便捷簡(jiǎn)單，工作效率較高，對(duì)于變電站的一次設(shè)備沒有特殊的要求，可以適用于多種環(huán)境下的運(yùn)作方式，在現(xiàn)有工作機(jī)制下，有不需要保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，符合多樣化的母線保護(hù)工作需求。

參考文獻(xiàn)：

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