浅析电弧光?；ぴ诨鹆Ψ⒌绯в玫绺哐瓜低持械挠τ?/h1>

更新时间：2024-01-04 　点击次数： 868次

摘要：介绍了电弧光?；ぷ爸玫淖槌?对火力发电厂高压厂用电系统?；さ南肿醇按嬖诘牟蛔憬辛朔治?以一个典型的2×300MW火力发电厂工程为例,讨论了高压厂用电系统电弧光?；ぷ爸玫纳杓朴τ梅桨?对电弧光保护装置的应用前景进行了展望。

关键词：电弧光?；ぃ桓哐钩в玫缦低?；应用

0引言

随着我国电网特高压、大电网发展的不断深化,对于发电厂安全、可靠运行的要求不断提高。作为电网中的主要电源,火力发电厂的安全可靠性直接影响电网的安全可靠性。高压厂用电系统的安全运行直接关系到整个电厂的安全可靠性,因此,高压厂用电系统的?；は缘弥凉刂匾?/span>

按照我国现行的厂用电和继电?；ど杓乒娉坦娣?高压厂用电系统一般不配置快速母线保护,而是由上元件的后备?；だ辞谐赶叨搪饭收?。此种配置导致故障切除时间延长,加大了设备的损害。近年来,随着系统短路电流的不断增长,由于厂用电系统短路故障切除不及时引起的电弧光对设备及人员造成伤害的事故时有发生,为防止该问题而设计的电弧光?；は低吃诨鸬绯е幸灿辛擞τ?。本文主要从电弧光?；さ脑?、构成及其在火电厂高压系统应用的典型方案出发,对该?；は低车挠τ媒刑教?。

1火力发电厂高压厂用电系统的?；は肿?/span>

根据GB/T14285—2006《继电保护和安全自动装置技术规程》和DL/T5153—2002《火力发电厂厂用电设计技术规定》,针对高压厂用电源及母线故障的?；づ渲靡话阄?

1. 相间短路故障保护。厂用变压器装设过电流保护,用于?；け溲蛊骷跋嗔谠南嗉涠搪饭收?保护装于变压器电源侧;在二次侧(3kV,6kV,10kV)母线断路器上装设电流速断?；?带时限动作于该分支断路器。

2. 单相接地故障保护。300MW机组高压厂用电源多为低电阻接地系统,其厂用母线和厂用电源回路的单相接地?；び山佑诘缭幢溲蛊髦行缘愕牡缱枞〉昧阈虻缌骼词迪??；ざ骱蟠毕耷谐没芈范下菲?。

综上所述,高压厂用母线不配置快速母线?；?而是由上元件的后备保护来切除母线短路故障,故障切除时间延长。

2电弧危害和电弧光?；さ脑?/span>

2.1电弧造成的危害

高压开关柜内断路器设备发生短路时产生的电弧使开关柜内的温度、压力迅速上升,从而造成重大危害。

(1)电弧温度高,由于过热造成母线铜排、铝排熔毁,电缆熔毁,电缆绝缘层着火,严重时引发配电室或电缆沟火灾。

(2)压力、温度剧增造成开关设备爆炸。

(3)碎片飞射、高温、强光、有害气体、爆炸音等造成人员伤害。

(4)由于弧光引起事故扩大,会造成更大面积的停电和火灾事故,导致?；蛉５纭?/span>

2.2电弧光?；さ脑?/span>

电弧光?；は低持饕腔诨」庠隽慷髋芯?并辅以电流增量动作判据,当2个判据均发出跳闸令时,动作跳闸。电弧光?；は低持饕?部分组成:弧光传感器和控制保护主单元?；」獯衅鞣稚⒉贾迷诟哐箍毓衲诘哪赶呤液投下菲魇夷?控制?；さピ胁贾迷诘缭垂衲?采集弧光传感器及电流传感器的动作数据,实现控制?；ぢ呒疤⑹涑觥５缁」獗；は低车墓收锨谐苁奔湮?0～100ms,可避免设备受电弧危害而损坏。

2.3电弧光?；さ奶氐?/span>

电弧光?；げ捎没」庾魑收现髋芯莶⒉捎霉缌髯魑账跫?原理简单,同时也保证了可靠性。另外,该整套保护系统具有较好的速动性,可快速切除高压厂用母线的短路故障,防止设备损坏和人员损伤。由于弧光传感器定值的整定无成熟的规范依据,因此,该保护系统需要更多的运行经验,弧光传感器的元件质量也直接影响?；は低车男阅?。

3电弧光保护系统的构成

电弧光?；は低车墓钩扇缤?所示,该系统一般包含4个部分。

图1电弧光?；は低彻钩墒疽馔?/span>

(1)控制?；ぶ鞯ピ?。主单元包含电流检测和控制?；すδ?通过分析处理电流检测数据和来自弧光传感器的动作信息,在满足跳闸条件时,发跳闸令切除故障。主单元一般具有断路器失灵保护功能,在进线断路器不能切除故障时,启动失灵?；ぢ呒?跳上断路器。此外,主单元还应具有数据传输、故障信息上传、就地显示等功能。

(2)弧光传感器?；」獯衅鞣稚沧坝诳毓衲赶呤液投下菲魇夷?作为光感应元件,应检测在故障中增强的光强并将光信号转换为电信号传送给辅助单元。

(3)辅助单元。辅助单元分散安装在开关柜内,收集来自弧光传感器的故障动作信息并汇总上传给主单元。每个辅助单元可接入多个弧光传感器。

(4)辅助元件有通信电缆等,主要用于联结以上3部分设备,共同组成完整的电弧光?；は低?。

4高压厂用电系统电弧光?；さ湫头桨?/span>

在典型的2×300MW火力发电厂工程中,每台机组设1台高压厂用工作变压器和2段高压厂用母线。高压厂用工作变压器低压侧采用双分裂绕组,2个绕组分别接入对应的高压母线段,高压母线备用电源引自全厂公用的启动备用变压器。下面介绍一种应用于上述工程条件的高压厂用电系统电弧光保护的典型设计方案。

4.1主单元的配置

电弧光?；は低臣爸鞯ピ锤哐钩в玫缒赶叨闻渲?即每段高压厂用母线配置1套电弧光保护系统。在工作电源进线开关柜配置1台主单元,用于工作进线的电流检测和整个系统的控制保护;同时,在备用电源进线柜配置1台电流辅助单元,用于备用电源进线的电流检测。

4.2弧光传感器的配置

在每面高压开关柜的母线室和断路器室分别配置弧光传感器,用于检测开关柜在故障时的增强光强。也可根据技术经济分析,仅在母线室配置弧光传感器。

4.3辅助单元的配置

单台辅助单元可接入多台弧光传感器,因此,辅助单元的配置数量根据实际选用的弧光?；ぷ爸酶ㄖピ慕尤肽芰θ范āＳΡＶさ缁」獯衅鞯慕酉呔嗬攵?8～10面开关柜设置1台辅助单元。

4.4保护跳闸出口

按母线段配置的电弧光?；は低?当弧光判据和电流判据均满足动作条件时,应发跳闸令动作于该母线段工作电源进线断路器和备用电源进线断路器跳闸。是否投入断路器失灵功能,需根据系统条件和电弧光故障情况综合分析确定。

5安科瑞ARB5-M弧光保护产品选型说明

ARB5-弧光主控单元

技术参数代码	代码说明
弧光主控板数
0	0块主控板，可接0块采集板信号
1	1块主控板，可接6块采集板信号
2	2块主控板，可接12块采集板信号
3	3块主控板，可接18块采集板信号
4	4块主控板，可接24块采集板信号
弧光采集板数
0	0块采集板，可直接采集0个弧光探头信号
1	1块采集板，可直接采集5个弧光探头信号
2	2块采集板，可直接采集10个弧光探头信号
3	3块采集板，可直接采集15个弧光探头信号
4	4块采集板，可直接采集20个弧光探头信号
电流输入
1	1A
5
电源
1	装置电源为DC110V，开入电源DC110V
2	装置电源为DC220V，开入电源DC220V
3	装置电源为AC110V，开入电源DC24V（装置自带）
4	装置电源为AC220V，开入电源DC24V（装置自带）
电源
0	不需要
1	支持MMS
2	支持MMS，GOOSE

（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弧光保护产品功能和技术参数

型号	主要功能	技术参数
ARB5-M弧光?；ぶ骺氐ピ?/span>	8组弧光保护	可选配4块采集板，1块采集板可采集5路探头，共支持20路弧光探头直接采集。 亦可选配4块主控板（即可接入4台ARB5-E扩展单元）1块主控板可接收6块采集板的探头，共支持120路弧光探头采集。
	4组失灵保护
	4组电流回路TA监测
	4组三相电流采集
	11路可编程跳闸出口
	非电量?；?/span>
	装置故障告警
	2路RS485
	2路以太网
	1路打印接口
	1路IRIG-B码对时接口
	支持IEC61850、modbusRTU、modbusTCP、IEC103
	支持GOOSE输入输出（选配）
ARB5-E弧光?；だ┱沟ピ?/span>	弧光信号采集	可选配6块采集板，1块采集板可采集5路探头，共支持30路弧光探头直接采集。
	模拟状态传输
	需要配合ARB5-M主控单元使用
ARB5-S弧光探头	弧光信号监测	点式弧光传感器，可安装于 母线室、电缆室或断路器室。
现场调试及工程服务费		视项目情况核价

7安科瑞ARB5-M弧光?；げ废殖“沧?/span>

弧光保护主控单元、探头安装图如下。

8结束语

电弧光保护作为一种原理简单、速动性好的新型?；は低?为火力发电厂高压厂用电系统母线故障?；?减少设备损坏和人员损伤,提供了一种良好的途径。目前,在渭河电厂2×300MW工程、灞桥电厂2×300MW工程等项目的高压厂用电系统中,电弧光?；は低骋训玫搅擞τ?至今运行情况良好。今后的工程项目中,电弧光?；は低吃诨鹆Ψ⒌绯Св玫缦低持械挠τ帽亟庸惴?随着应用实例的不断增加,其运行整定也将更加完善和成熟。

参考文献：

1. 邹瑄.电弧光?；ぴ诨鸬绯Ц哐钩в玫缦低持械挠τ茫?/span>

[2] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5（版）.

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