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摘要：隨著我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日益強大和發(fā)展，對電網(wǎng)繼電保護設(shè)備“四性"的要求越來越高，特別是對快速度的要求。但目前，我國變電站低壓側(cè)沒有配備母線差動保護。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線短路時，只能依靠主變低壓側(cè)后備保護動作，不能立即切除故障。對于電力系統(tǒng)，縮短1s切除時間不僅可以避免大多數(shù)設(shè)備損壞事故，而且可以防止人身傷亡事故。
關(guān)鍵詞：優(yōu)勢；系統(tǒng)；方案配置；弧光短路；電弧光保護
針對上述問題，本文著重探討了電弧光保護裝置的優(yōu)點和組成。認(rèn)真分析了電弧光產(chǎn)生的原因，認(rèn)真研究了變電站低壓側(cè)幾種典型接線方式下的電弧光保護配置。
引言
內(nèi)蒙古烏蘭察布電網(wǎng)是蒙西電網(wǎng)的重要組成部分。近年來，其電力銷售一直在蒙西電網(wǎng)中。2016年，烏蘭察布電業(yè)局完成供電273億KW·h，位于蒙西電網(wǎng)名稱。該地區(qū)主要由三個電壓級組成：500KV主框架支撐500KV變電站；21個220KV變電站雙環(huán)網(wǎng)布局框架；220KV以下35KV以上變電站61個。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，區(qū)域負荷不斷增加。
高載能作為專線用戶，多為變電站低壓側(cè)35kV、10kV電纜出線供電。這種出線方式導(dǎo)致不接地系統(tǒng)對地電容電流急劇增加。一旦線路接地，容易產(chǎn)生間歇性過電壓，造成設(shè)備過電壓、電纜頭爆炸等危害。因此，它會對主變壓器產(chǎn)生嚴(yán)重影響，需要快速切除。但考慮到保護的選擇性和靈敏度，傳統(tǒng)的保護在主變壓器低壓側(cè)母線和區(qū)域故障往往無法快速切除。這對主變壓器和電網(wǎng)系統(tǒng)造成了很大的損壞。
一弧光保護的優(yōu)點
1、快速可靠：
采用可靠的快速算法，可在短時間內(nèi)判斷弧光變化信號和電流變化信號，快速出口。從發(fā)現(xiàn)故障到出口跳閘的間隔優(yōu)于7ms，確保開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的弧光在100ms內(nèi)切除。
2、全數(shù)字化設(shè)計：
該裝置采用全數(shù)字設(shè)計，配置靈活，動作精度高，消除了旋鈕或其他機械設(shè)計造成的誤差隱患。
3、保護原則簡單合理
根據(jù)弧光產(chǎn)生時的特點，該裝置采用弧光和電流雙重判證，判證簡單，能有效保證動作的準(zhǔn)確性。
4、電氣性能強
故障弧探頭和連接線均采用耐高溫、阻燃的聚合物材料，具有電氣隔離效果。該裝置完quan符合EMC標(biāo)準(zhǔn)，確?；”Ｗo系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和動作的可靠性。
5、故障信息記錄
故障弧光發(fā)生并導(dǎo)致裝置跳閘后，主控單元或饋線保護單元可準(zhǔn)確記錄哪個弧光探頭檢測到故障弧光，并可詳細記錄動作時間的三相電流值和動作時間的故障弧光強度。
6、各種輔助保護功能
主控單元不僅有弧光保護，還有過流保護、接地保護、斷路器故障等輔助保護，是弧光保護的合理配置和有效補充。
二弧光保護系統(tǒng)的組成
1、主控單元
主控制單元是母線弧光保護系統(tǒng)的核心。它檢測和分析故障信號，接收和分析采集單元的弧光故障信號，并對這兩個信號進行綜合分析和判斷。滿足跳閘條件時，發(fā)出跳閘指令，切除故障。主控制單元一般安裝在進線柜或接近進線柜的開關(guān)柜的二次控制門板上。
主控制單元包括：
（1）三個弧光信號檢測接口主要用于接收弧光采集單元的弧光故障信號；弧光信號輸出口主要用于弧光故障信號輸出和內(nèi)部連接。
（2）三個數(shù)據(jù)通信接口，其中一個用于輸入數(shù)據(jù)，另一個用于輸出數(shù)據(jù)。
（3）4路快速跳閘輸出接口，符合IEC255-23繼電器標(biāo)準(zhǔn)。
（4）2路報警出口，其中一路為裝置故障出口。
（5）電流輸入，用于判斷故障電流。
2、輔助單元
弧光采集單元和主控單元是弧光保護系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于采集故障弧光，并通過光信號將判斷結(jié)果傳遞給主控單元。單個弧光采集單元可安裝8個弧光探頭，可根據(jù)系統(tǒng)大小隨意增減弧光采集單元數(shù)量。弧光采集單元通常安裝在選定的開關(guān)柜內(nèi)，選擇的原則是保證單元相關(guān)光纖的用量盡可能少。
3、弧光傳感器
專門用于故障弧光采集，是一種無源弧光探測傳感器，安裝在開關(guān)柜母線室或饋線柜內(nèi)電氣元件的連接處。當(dāng)發(fā)生弧光故障時，光照度顯著增加，弧光傳感器直接將光信號傳輸?shù)交」獠杉瘑卧蝠伨€保護單元。
三弧光保護方案配置
分布式弧光保護系統(tǒng)由弧光保護主機單元和多個弧光采集單元組成。弧光主機單元采集母線進線電流，接收弧光采集單元采集的弧光信號、采集開關(guān)位置等。，并實時進行邏輯操作。當(dāng)弧光故障發(fā)生時，弧光主機單元移動并跳出相應(yīng)的進線或分段開關(guān)?；」獠杉瘑卧獙崟r采集弧光傳感器信號，并通過光纖將弧光信號級別連接到弧光主機單元。
一般情況下，整個母線段配備一個弧光主機單元；每個弧光保護主機單元可連接8個弧光采集單元；每個弧光采集單元可采集8個弧光傳感器的信號。配置弧光采集單元的數(shù)量應(yīng)根據(jù)母線段間隔的數(shù)量和每個間隔安裝的弧光傳感器的數(shù)量來確定。
四安科瑞ARB5-M弧光保護產(chǎn)品選型說明
ARB5-弧光主控單元
（1）＊表示可選附件，需額外增加費用1500元。
（2）主控板和采集板數(shù)量之和不得大于4。
（3）從弧光探頭到采集板的長度不得超過20米。
（4）如有特殊要求，請?zhí)貏e注明。
五安科瑞ARB5-M弧光保護產(chǎn)品功能及技術(shù)參數(shù)
六安科瑞ARB5-M弧光保護產(chǎn)品現(xiàn)場安裝
弧光保護主控單元、探頭安裝圖如下。
七結(jié)論
高壓開關(guān)柜經(jīng)常發(fā)生弧短路故障事故，需要安裝特殊的母線保護設(shè)施?；」獗Ｗo系統(tǒng)具有原理簡單、靈敏度高、動作快速可靠等優(yōu)點，減少了弧光短路對設(shè)備的危害。目前，在國華寶日希勒電廠等一批母高壓廠電系統(tǒng)中，弧光保護裝置已得到應(yīng)用，運行良好。隨著應(yīng)用實例的增加，其運行可靠性也將更加完善。
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