簡婷

安科瑞電氣(qi)股(gu)份(fen)有限公(gong)司 上海嘉定201801

摘要：文章介紹(shao)了某風電場加裝電弧光(guang)工(gong)程，并分析(xi)了針對不(bu)同類(lei)型開關(guan)柜的傳感器(qi)安(an)裝方(fang)法和保(bao)護(hu)(hu)配(pei)置情況，通(tong)過實際工(gong)程安(an)裝的電弧光(guang)保(bao)護(hu)(hu)裝置的動作調試和帶(dai)開關(guan)傳動試驗，證明滿足保(bao)護(hu)(hu)快(kuai)速(su)(su)性(xing)、靈(ling)敏性(xing)、選(xuan)擇性(xing)和可(ke)靠性(xing)的要求，能(neng)很好實現對母(mu)線的快(kuai)速(su)(su)保(bao)護(hu)(hu)。

關鍵詞：弧(hu)光故障；電弧(hu)光保護(hu)；開關(guan)柜；中(zhong)低(di)壓(ya)

0 引(yin)言

      內蒙古西部電網高載能企業用戶的接線方式一般是從變電站35kV出線直接接至企業用戶，線路距離開關柜、電纜頭單相接地故障和相間短路故障較頻繁，這些故障發生的同時伴隨著電氣弧光的產生。在保護動作切除35kV母線之前，電氣弧光產生的高溫可將電氣設備和機械設備熔化，使單相接地故障發展迅速。由于高載能用戶負荷變化頻繁，較易發生相間短路故障，而損壞相鄰間隔的電氣設備，導致35kV系統易發生近端短路故障，甚至將35kV母線故障范圍擴大、故障時間延長等，這些都影響了風電場的穩定運行生產，因此中廣核風電有限公司內蒙古分公司決定選用某風電場進行電弧光保護的改造，效果明顯的話，將推廣應用于公司其他風電場。

1 電弧光保護

      弧光保護是一種新型的母線保護方案，系統設計用于切除所有低壓或中壓空氣絕緣鎧裝開關柜中可能產生弧光短路斷路器的快速保護中。電弧光保護依據故障時產生的電弧光來判斷故障并切除，是一種非電氣量保護當系統發生故障時會伴有弧光量的產生，依據電弧光來判斷切除故障的保護就是電弧光保護。它是非電氣量保護，當發生弧光短路時，在弧光檢測傳感器覆蓋的區域內弧光短路點可以被快速定位，這樣的話弧光保護僅僅靠弧光源作為跳閘判據很可能會受到一些外來因素光源使得弧光保護誤動作，所以一般的弧光保護都會有兩個判據，就是弧光和電流增量。只有同時檢測到弧光信號和過流增量，弧光保護才會出口跳閘動作，圖1是弧光保護基本原理圖。

      其基本原理是“與或"關系，當三相電流I或弧光L有一個判據時，弧光保護裝置會發信;當三相電流I和弧光L同時為與關系時，弧光保護裝置跳閘。

2 電弧(hu)光保護的組(zu)成部分

      主單元包含有電流檢測和斷路器失靈保護，它通過檢測短路電流和來自電弧光傳感器的動作信息，并對收集的數據進行處理、判斷，在滿足跳閘條件時，發出跳閘命令以切除故障。在進線斷路器不能切除故障時，它將啟動斷路器失靈保護邏輯，發出跳閘命令給上級斷路器來切除故障。此外，主單元根據輔助單元傳送來的弧光傳感器動作信息和溫度傳感器測量的溫度，提供弧光故障點的定位和溫度報警信息。

      輔助單元當系統發生弧光故障時，輔助單元收集來自電弧光傳感器的動作信息并傳送給主單元，在主單元上顯示輔助單元和弧光傳感器的地址編號，有利于及時準確故障定位開關柜，為檢修提供信息。電弧光傳感器，于母線保護的弧光傳感器安裝在開關柜的母線室內，它作為光感應元件，將檢測在發生弧光故障中突然增加的強光，并將光信號轉換成電流信號傳送給輔助單元。

3 弧光(guang)裝置的主(zhu)要設備配置

      安裝35kV系統弧光保護設備，裸光纖安裝在母線上，每個柜子在電纜室和開關室分別安裝2個探頭，如表1所示。

4 電弧光保(bao)護現(xian)場(chang)調(diao)試情況

      在35kV母線出線,311斷路器開關柜模擬弧光短路故障，動作錄波情況如圖2所示。正常工作時，三相電壓幅值隨時間變化是一致的，如圖3所示。

      正常至故障工作時,AB兩項電壓幅值隨時間變化是基本一致的,C相發生故障,電壓基本沒有了為零，如圖4所示。

      故障狀態時,AB兩項電壓幅值隨時間變化是基本一致的,C相發生故障電壓為零。通過現場調試情況以及帶開關傳動情況,電弧光保護能很好實現對母線的快速保護，如圖5所示。此時,311斷路器開關柜發生故障,311斷路器電弧光保護裝置接收到光纖傳感器、弧光傳感器的動作信號、過流信號,弧光保護能順利斷開301斷路器，同時也滿足保護快速性、靈敏性、選擇性和可靠性要求。

5 安科(ke)瑞(rui)ARB5-M弧光保護(hu)產品選型說(shuo)明(ming)

ARB5-弧光主控單元

（1）＊表示可選(xuan)附件，需要(yao)另外增加費(fei)用1500元。

（2）主(zhu)控(kong)板(ban)和采集板(ban)數量(liang)之和不能(neng)大于4。

（3）弧光探(tan)頭(tou)到(dao)采集板(ban)的長度不(bu)能超過20米。

（4）如有特殊要求，請特別注(zhu)明。

6 安(an)科瑞ARB5-M弧光保護產品功(gong)能和(he)技術參數

7 安科瑞ARB5-M弧(hu)光保護(hu)產品(pin)現(xian)場安裝

弧光保護主控單元(yuan)、探頭(tou)安裝圖如下(xia)。

8 結論

      某風電(dian)場如果使用弧(hu)光(guang)保護(hu)，不僅能快速切除開(kai)關柜內(nei)部(bu)弧(hu)光(guang)短路故障(zhang)，實現(xian)中低壓(ya)母線(xian)的(de)快速保護(hu),而且還(huan)能提高(gao)電(dian)力系統和設(she)備的(de)性和穩定性。具體(ti)(ti)功能體(ti)(ti)現(xian)在(zai)以(yi)下方面:①保護(hu)人員和中低壓(ya)開(kai)關設(she)備的(de)，避免了弧(hu)光(guang)故障(zhang)造成的(de)損害;②保護(hu)變壓(ya)器免受短路電(dian)流損壞;③保護(hu)升壓(ya)站內(nei)直流系統;④可以(yi)預防火災(zai)發生;⑤延(yan)長(chang)開(kai)關設(she)備使用壽命。

參考(kao)文獻(xian)：

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[2]楊永磊，段強.煉化裝置安裝和檢修中焊(han)接氣孔產生(sheng)的原因(yin)及處理方法[J].焊(han)管，2015，（10):57-60.

[3]張(zhang)明亮，郟廣震，陳雪峰，等.化工(gong)裝(zhuang)置交付檢修前(qian)的工(gong)藝過(guo)程(cheng)控制[J].化工(gong)管(guan)理，2016，（20):295-296.

[4]安科瑞企業微(wei)電網設計與應用(yong)手(shou)冊2022.5（版）.

作者簡(jian)介(jie)：

簡婷，女，本科，安科瑞電氣股(gu)份有限公司，主(zhu)要研究中低壓綜合保護及(ji)絕緣監測系(xi)統。