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    • 技術文章

      淺析中低壓系統母線裝設弧光保護的必要性

      2023-11-09 15:02:54  來源:安科瑞陳芳芳

      摘要:隨著社會進步,各方面技術也在進步,如電力的發明使用,使我們從一開始的煤油時代走入了電力時代。在電力方面,我國處于地位,文章主要探討了中低壓系統母線裝設弧光保護的必要性,以及它存在的弊端。

      關鍵詞:中低壓母線;弧光保護;必要性

      0 引言

      我國的電力工業已經進入大規模的發展建設,大量的用電設施,對電力的需求是的,因此,這時我們需要在安全可靠、經濟運行的背景下,提供這些需求,但是電力方面的發展還不夠完善,存在著弊端和安全隱患。本文就幾個方面來探討中低壓系統母線裝設弧光保護的必要性。

      1 重視中低壓母線故障的原因

      我國電力發展建設的速度超前,它已經進入人電網、大機組、壓輸電階段,并且對發電機組的容量要求越來越高,這時就需要在安全運行方面要跟上要求,因為單臺大機組的運行情況,會直接影響到整個電網的運行穩定性、安全性以及經濟性。同時,發電廠的用電系統與安全運行,對發電機組的影響也越來越大。由此可以看出,如果中低壓母線出現故障,它會產生弧光,所產生的弧光對電力設備及人本身的影響,會造成不同程度的損傷,有時還會引發“鏈式反應”。對于這個問題重視,按照我國現行的繼電保護設計標準來看,在配置方面一般不會使用設備進行保護,而是采用另一種方法,即借助于上元件的后備過流的方法來保護,從而切除中低壓系統母線短路的問題,這樣的做法是有弊端的,電路故障應該用的時間去維修,而這類保護方法會導致維修時間延長,對設備也有一定的損傷。這些問題如果沒有使用恰當的方法,還會引起不同程度的故障,輕則會發展為輸電網故障,重則會使電力系統出現整體的故障。

      2 中低壓系統母線故障發生的原因

      弧光放電燃燒,表示著中低壓母線出現了故障。中低壓母線所釋放的是的,它發生故障時所產生的弧光,會使壓力和溫度瞬間升高,形成電弧之后,與它接觸的空氣會被立刻電離,繼而會產生具有的爆炸性壓力和高溫,在產生這些巨大的時候,如果沒有及時被切除,將會對設備以及人員造成不同程度的損傷。然而,造成中低壓開關柜內出現這類故障的原因有很多。

      2.1設備質量不過關

      沒有科學合理地設計開關柜的結構,開關柜過大或者過小,再加上制造質量沒有做到位,在正式投入使用時,會導致絕緣處老化以及機械設備受到磨損,從而會導致它的絕緣水平程度下降,設備質量方面,需要為后面的使用打下良好的基礎,質量方面如果不過關,就會導致后續出現問題。

      2.2運行維護不到位

      運行維護方面也是重要的,它在什么樣的環境下使用,關乎到系統的穩定性與安全性。如果在高溫、潮濕、化學侵蝕等這些惡劣環境下運行,所使用的絕緣材料便容易受損,會縮短它的使用期限,而在絕緣的表面,會出現一些不同程度的損傷,絕緣便會出現故障,進而就會導致中低壓母線系統出現短路的故障。

      2.3維護操作不當

      電廠的檢修維護在整個系統中起著關鍵的作用,而有些人對這個工作不重視,常常會出現由于操作不當而出現的故障,如在檢修時,誤將自己的工具遺落在開關柜中、忘記測量并記錄自己所在工作區域的電壓等,這些典型的操作不當,都會引起中低壓系統母線出現故障,進而導致出現更大的問題。

      2.4其他

      除了上述這些因素以外,還有一些由于工作人員的不認真造成的故障,如開關柜沒有密封好,一些小動物會偷偷溜進去,對絕緣處進行啃咬,從而導致中低壓系統母線出現故障。除此之外,電力系統的迅速發展,電網的結構總是在不停地改變,用電的情況增多,從而導致電纜增多,電量超負荷,也是故障出現的所在。

      3 弧光母線的保護系統

      弧光產生斷路的危害性,弧光會在開關柜內發生爆炸,而燃燒的氣體和會迅速擴散到周圍,并且它還能融化和蒸發金屬,由于這些危害,我們才需要一個保護系統。不僅這樣,任何設備都需要保護,中低壓系統母線也不例外。而電弧光母線的保護系統,是一種針對中低壓系統母線的特點經過多位專家研究出來的系統,它具有多種優點,它適用于各種運行方式,在各種運行方式下都不需要人為進行切換就能進行保護,這是一個便利的系統,不僅能起到很好的保護作用,還能提高可靠性,是一個理想型的保護中低壓系統母線的解決辦法。

      3.1弧光的原理

      弧光保護的原理,如圖1所示,它的動作判斷據為故障時產生的兩個條件,也就是弧光和電流增量。在發生故障時,它會檢查開關柜,然后,在同時檢測到弧光和電流增量時,就會下達跳閘的指令。

      圖1弧光保護原理示意圖

      3.2弧光的特點

      人們選用這個保護系統,是由于它具有很多明顯的優點:

      ①它的原理簡單、通俗易懂,保護結構簡單,它在發生故障時,只需要檢查開關柜內,然后,在同時檢測弧光和電流增量,就會下達跳閘的指令;

      ②能夠更快迅速地發現故障并起到保護作用,當出現電路故障時,應該用及時地去維修,而這個系統能快的發現故障,以檢測弧光信號和過流關閉為依據,從而可以實現保護的可靠動作,這個系統起到一個連鎖反應,本身會連鎖自我檢查,如此就能夠充分地保證整個系統的安全性以及可靠性;

      ③能準確地找出故障點并準確定位,在發生故障時,它能夠準確地找出故障點,并且能夠準確記故障點的位置,能保證工作人員在維修時,能快速地找到故障位置,并且處理故障來恢復供電系統;

      ④在斷路器不起作用時,起到一個保護作用,在主斷路失控的情況下,它可以發出一個指令,不受其他機器的控制,跳過上跳閘動作,從而提高系統的安全性與可靠性。這些特點,更好地說明了這個保護系統的優越性,是保護中低壓系統母線解決辦法。

      4 弧光保護系統與變壓器后備過流保護的對比

      弧光保護系統是專門用于來保護中低壓系統母線的系統,它的動作時間快,相比于傳統的保護系統,要更具有優越性,它采用弧光和電流閉鎖的方法來進行雙重判斷,增加了它的可靠性,從而對安全性能也有了一定的保障,它在發生故障時,能準確地定位,減少了維修人員查找的時間,大大減短了維修時間,從而來保障故障之后快速供電。而變壓器后備過流保護它也有優點,它不需要1套裝置系統,工作量較小,而且它不能像弧光保護系統那樣對故障點準確定位,耗費的時間長,并且可靠性低。總而言之,各有各的優點,但是從綜合來看,弧光保護系統是比較理想的解決方法。

      5 安科瑞ARB5-M弧光保護產品選型說明

      ARB5-弧光主控單元

      技術參數代碼

      代碼說明

      弧光主控板數

      0

      0塊主控板,可接0塊采集板信號

      1

      1塊主控板,可接6塊采集板信號

      2

      2塊主控板,可接12塊采集板信號

      3

      3塊主控板,可接18塊采集板信號

      4

      4塊主控板,可接24塊采集板信號

      弧光采集板數

      0

      0塊采集板,可直接采集0個弧光探頭信號

      1

      1塊采集板,可直接采集5個弧光探頭信號

      2

      2塊采集板,可直接采集10個弧光探頭信號

      3

      3塊采集板,可直接采集15個弧光探頭信號

      4

      4塊采集板,可直接采集20個弧光探頭信號

      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,需要另外增加費用1500元。

      (2)主控板和采集板數量之和不能大于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,請特別注明。

      6 安科瑞ARB5-M弧光保護產品功能和技術參數

      型號

      主要功能

      技術參數

      ARB5-M弧光保護主控單元

      8組弧光保護

      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ARB5-E擴展單元)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

      4組電流回路TA監測

      4組三相電流采集

      11路可編程跳閘出口

      非電量保護

      裝置故障告警

      2路RS485

      2路以太網

      1路打印接口

      1路IRIG-B碼對時接口

      支持IEC61850、modbusRTU、modbusTCP、IEC103

      支持GOOSE輸入輸出(選配)

      ARB5-E弧光保護擴展單元

      弧光信號采集

      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。

      模擬狀態傳輸

      需要配合ARB5-M主控單元使用

      ARB5-S弧光探頭

      弧光信號監測

      點式弧光傳感器,可安裝于

      母線室、電纜室或斷路器室。

      現場調試及工程服務費

       

      視項目情況核價

      7 安科瑞ARB5-M弧光保護產品現場安裝

      弧光保護主控單元、探頭安裝圖如下。

      8 結束語

      隨著我國電力建設的發展,發電廠日漸增多,發電廠中的中壓開關柜也日漸增多,而隨之而來的就是故障不斷地出現,因此,我們對中低壓系統母線的保護,應該越來越重視。中低壓系統母線的保護,不僅需要、熟練地掌握技術,還需要一些保護系統來協調配合,而弧光保護系統作為一個理想的解決方法,可以地解除故障,減少設備維護的次數,提高電力系統的經濟效益,提高電力系統的安全性和可靠性,將損失降到,保證電力可以不斷地供給,從而保證了整個電力系統安全、穩定地運行。

      參考文獻:

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      [3] 陳浪.中壓母線裝設電弧光保護的必要性[J].企業科技與發展,2012,(8):54-56.

      [4] 樊建軍,張景玉,李碩.電弧光保護在中低壓開關柜和母線保護中的應用[J].內蒙古電力技術,2011,(2):53-55.

      [5] 王新恒.中低壓系統母線裝設弧光保護的必要性分析.

      [6] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.5(版).

      作者簡介:

      陳芳芳,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究中低壓綜合保護及絕緣監測系統


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      陳芳芳 女士
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