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弧光保护装置在船舶中压配电板设计与应用

更新时间:2023-07-21  点击次数: 747次

摘要:船舶中压配电板弧光故障导致的电站设备损坏和停电事故,不仅会造成较大的经济损失,而且严重影响船舶电站的稳定运行,威胁船舶电站操作人员的,通过研究应用中压配电板弧光?;ぷ爸?,采取有效的?;ご胧?,解决母排故障短路问题,对于提高船舶电站的性、稳定性,降低经济损失具有重要意义。

关键词:船舶;中压配电板;弧光?;?/span>

1装设电弧光保护的必要性

1.1适用范围

弧光?;ぷ爸檬视糜诖爸醒古涞缦低常晒└餍痛爸?、低压配电板的弧光保护使用。

1.2设计原则

(1)组成尽量简单、可靠,力求操作维修方便。充分利用国内外成熟的技术,对弧光保护装置性能参数、结构及维护进行适应性设计。

(2)在设计中突出功能性能和生存能力,同时考虑可用性、机动性、稳定性、电磁兼容性和性,充分利用现有成熟技术和研究成果。

(3)弧光?;ぷ爸玫纳杓坡愦白芴迳杓埔?,其接口与船舶总体要求匹配。

2、组成及主要功能

2.1组成

弧光?;ぷ爸糜?mm钢板折弯焊接而成,全封闭设计,通过面板屏蔽玻璃窗时刻关注内部信息。设有主单元、传感器I/O单元、电流I/O单元、CXCH-01系列的电连接器、走线槽等(弧光传感器安装在中压配电板中电缆室、断路器室、母线室的合适位置)。

2.2主要功能

弧光?;ぷ爸弥饕邮罩醒古涞绨逯械缋率?、断路器室、母线室的弧光故障信号、过电流故障信号。故障信号经过传感器I/O单元、电流I/O单元、主单元逻辑处理后,向故障屏的断路器或接触器发出分闸指令。

(1)主单元

主单元是弧光?;ぷ爸玫暮诵牟考牍芾淼ピ邮誌/O单元传送过来的弧光故障信号和过电流信号,根据弧光传感器输送信号,24h不间断检测各扩展单元的运行状况,准确判断故障点位置,经过逻辑判断后,发出跳闸指令。

(2)传感器I/O单元

传感器I/O单元作为主单元的扩展部分,一个传感器I/O单元能够接入10组弧光传感器。其中,3个通道点对点对故障屏切除;其余7个通道通过标准电缆将故障信号传送至主单元,再由主单元根据检测过电流故障信号结果,经过逻辑判断确定是否向其它控制屏发出跳闸信号。

(3)电流I/O单元

电流I/O单元是弧光?;ぷ爸玫牡缌鞑杉┱沟ピ?,检测过电流故障信号,并将检测到的过电流故障信号传输到主单元,由主单元依据设定的逻辑,判断是否发出跳闸指令。

(4)弧光传感器

弧光传感器采用特殊光敏电阻材料?;」獯衅靼沧霸谥醒古涞绨宓哪赶呤?、断路器室、电缆室内。当被监控的一次设备发生弧光故障时,弧光传感器将弧光故障信号转换成电流信号,传输给传感器I/O单元。

3、总体方案设计

弧光?;ぷ爸玫恼逋庑纬叽缥?70×440×350mm(不包括电连接器),内部由一个主单元、两个传感器I/O单元、两个电流I/O单元、9个电连接器、走线槽等组成;外部由20个弧光传感器组成,外形如图1。

1.png

内部安装板左侧布置一个传感器I/O单元、一个电流I/O单元;右侧布置一个传感器I/O单元、一个电流I/O单元;各单元之间布置走线槽;安装板前侧布置带活动门的主单元(主单元嵌装在活动门中);通过面板屏蔽观察窗监视弧光?;ぷ爸玫墓ぷ髯刺魇曰蚣煨奘保却蚩姘?,再打开活动门?;」獗;ぷ爸玫母鞯ピ捎玫脊焓交蛘咔度胧椒椒ò沧坝谧爸媚?。

3.1主单元

主单元整体硬件结构采用目前主流微机?;ぷ爸媒峁剐问?,满足通用化和??榛?。

硬件主要包括保护???、监控???、输入输出???、模拟量输入??楹偷缭茨??大部分。各??橹渫ü獾绺衾牖虼型ㄐ畔吡?,互相之间尽可能减少直接的电气联系,提高系统的可靠性和抗干扰能力。流程图如图2。

2.png

3.2电流I/O单元

电流I/O单元硬件部分包括?;つ??、监控???、输入输出???、模拟量输入??楹偷缭茨??大部分。各??橹渫ü型ㄐ畔吡樱岣吡讼低车目煽啃院涂垢扇拍芰?。软件保护部分程序包括?;つ?榈挠布跏蓟肭绦?、软件初始化、各种保护算法与?;ぢ呒δ艿氖迪忠约案髦滞ㄐ沤涌诘那胄?。监控部分程序包括监控??榈挠布跏蓟肭?、软件初始化、各种通信接口的驱动与协议针对不同?;は允境绦?。

3.3传感器I/O单元

传感器I/O单元硬件主要包括?;つ??、监控???、输入输出??楹偷缭茨??大部分。各??橹渫ü型ㄐ畔吡樱岣呦低车目煽啃院涂垢扇拍芰?。软件保护程序主要包括?;つ?榈挠布跏蓟肭绦?、软件初始化、各种保护逻辑功能的实现以及各通信接口的驱动与协议。

监控程序主要包括监控模块的硬件初始化与驱动、软件初始化、各种通信接口的驱动与协议及针对不同?;さ南允境绦?。

3.4弧光传感器

当中压配电板内发生绝缘损坏放电故障,光照度达到8000勒克斯(Lux)时,弧光传感器将光信号转换成电信号输出。

4关键技术

4.1电磁兼容技术

为了满足电磁兼容要求,外部所有的电缆均通过屏蔽的电连接器进入到弧光?;ぷ爸孟涮迥冢幌涮迕趴虮咴挡捎貌恍飧址吆附?,门内侧对应箱体翻边的四周焊1mm不锈钢条,在不锈钢条上粘屏蔽条,使得箱体和门具有良好的接连;箱体面板设有观察窗,观察窗玻璃采用导电玻璃,在导电玻璃内侧焊有1mm不锈钢条,在不锈钢条与导电玻璃间设有屏蔽条,在导电玻璃的外侧设有装饰框。装置采取可靠的接地措施。

4.2弧光判据的确定

弧光?;ぷ爸玫幕」夤收隙髋芯萁苯佑跋斓狡涔δ苣芊裾J迪郑还庹斩妊⌒。嵋鹬醒古涞绨逶谡5那榭鱿挛蠖?;光照度选大,当中压配电板真正发生短路故障时,又无法实现切除任务,酿成重大事故。因此选择合适的光照度,是弧光?;ぷ爸玫墓丶?。根据调研情况的分析,国外弧光保护装置的弧光传感器的照度动作值设定为8,000勒克斯(Lux),而一般数码相机闪光灯的光照度已达到8,000勒克斯(Lux)。经过模拟试验,用数码相机拍摄时的光照度能将弧光传感器的光信号转换成电信号。经过实际燃弧爆炸试验证明:在燃弧爆炸时,能在规定的时间内将弧光传感器的光信号转换成电信号输出,故将8,000勒克斯(Lux)确定为弧光?;ぷ爸玫墓庹斩扰芯荨?/span>

5安科瑞ARB5-M弧光?;げ费⌒退得?/span>

ARB5-弧光主控单元

3.png

(1)*表示可选附件,需要另外增加费用1500元。

(2)主控板和采集板数量之和不能大于4。

(3)弧光探头到采集板的长度不能超过20米。

(4)如有特殊要求,请特别注明。

6安科瑞ARB5-M弧光?;げ饭δ芎图际醪问?/span>

7安科瑞ARB5-M弧光保护产品现场安装

弧光?;ぶ骺氐ピ?、探头安装图如下。



8结论

弧光?;ぷ爸米芴骞δ苌杓频慕峁苯佑跋熘醒古涞绨灞;すδ艿氖迪?,弧光?;ぷ爸玫墓δ苌杓平杓┠偷碌幕」獗;ぷ爸贸晒?,立足国内现有成熟技术展开,充分考虑弧光?;ぷ爸貌贾玫目蒲浴⒑侠硇?、性、可靠性,采取有效的电磁兼容屏蔽措施,充分化解质量、技术风险,通过研究应用中压配电板弧光?;ぷ爸茫源爸醒古涞绨蹇煽课榷ㄔ诵?,起到积作用,具有重要的现实意义。

参考文献:

  1. 董蕾,宋喜庆.船舶中压配电板弧光?;ぷ爸蒙杓魄澄鯷J].

  2. 陈西庚.厂用成套开关柜的弧光接地保护[J].继电器, 1995,23(2):50-51.

[3] 韩东,王振岳,孙金国.开关设备电弧故障检测及定位装 置[J].华电技术,2011,33(04):39-43.

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5(版).

作者简介:

何花,安科瑞电气股份有限公司

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