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
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)揮安全管理要求,,提升管理質(zhì)量,。
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)行了使用操作,,用戶已經(jīng)覆蓋了我國近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
技術(shù)參數(shù)代碼 | 代碼說明 |
弧光主控板數(shù) | |
0 | 0塊主控板,,可接0塊采集板信號(hào) |
1 | 1塊主控板,可接6塊采集板信號(hào) |
2 | 2塊主控板,,可接12塊采集板信號(hào) |
3 | 3塊主控板,,可接18塊采集板信號(hào) |
4 | 4塊主控板,可接24塊采集板信號(hào) |
弧光采集板數(shù) | |
0 | 0塊采集板,,可直接采集0個(gè)弧光探頭信號(hào) |
1 | 1塊采集板,,可直接采集5個(gè)弧光探頭信號(hào) |
2 | 2塊采集板,可直接采集10個(gè)弧光探頭信號(hào) |
3 | 3塊采集板,,可直接采集15個(gè)弧光探頭信號(hào) |
4 | 4塊采集板,,可直接采集20個(gè)弧光探頭信號(hào) |
電流輸入 | |
1 | 1A |
5 |
|
電源 | |
1 | 裝置電源為DC110V,開入電源DC110V |
2 | 裝置電源為DC220V,,開入電源DC220V |
3 | 裝置電源為AC110V,,開入電源DC24V(裝置自帶) |
4 | 裝置電源為AC220V,開入電源DC24V(裝置自帶) |
電源 | |
0 | 不需要 |
1 | 支持MMS |
2 | 支持MMS,,GOOSE |
(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)
型號(hào) | 主要功能 | 技術(shù)參數(shù) | |
| 8組弧光保護(hù) | 可選配4塊采集板,1塊采集板可采集5路探頭,共支持20路弧光探頭直接采集,。 亦可選配4塊主控板(即可接入4臺(tái)ARB5-E擴(kuò)展單元)1塊主控板可接收6塊采集板的探頭,,共支持120路弧光探頭采集。 | |
4組失靈保護(hù) | |||
4組電流回路TA監(jiān)測(cè) | |||
4組三相電流采集 | |||
11路可編程跳閘出口 | |||
非電量保護(hù) | |||
裝置故障告警 | |||
2路RS485 | |||
2路以太網(wǎng) | |||
1路打印接口 | |||
1路IRIG-B碼對(duì)時(shí)接口 | |||
支持IEC61850,、modbusRTU,、modbusTCP、IEC103 | |||
支持GOOSE輸入輸出(選配) | |||
| 弧光信號(hào)采集 | 可選配6塊采集板,,1塊采集板可采集5路探頭,,共支持30路弧光探頭直接采集。 | |
模擬狀態(tài)傳輸 | |||
需要配合ARB5-M主控單元使用 | |||
| 弧光信號(hào)監(jiān)測(cè) | 點(diǎn)式弧光傳感器,,可安裝于 母線室,、電纜室或斷路器室。 | |
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及工程服務(wù)費(fèi) |
| 視項(xiàng)目情況核價(jià) |
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):
[1]黃林.電解鋁供電整流中的電弧光保護(hù)[D].2013
[2]鄭建飛.牽引變電所電弧光保護(hù)方案在海外項(xiàng)目的應(yīng)用實(shí)踐[D].2014
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