摘要：本文介紹了電弧光工程，分析了不同類型開關(guān)柜的傳感器安裝方法和保護(hù)配置，通過實(shí)際工程安裝的電弧光保護(hù)裝置和開關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)，證明了滿足保護(hù)快速性、靈敏度、選擇性和可靠性的要求，可以實(shí)現(xiàn)母線的快速保護(hù)。

關(guān)鍵詞:弧光故障；電弧光保護(hù)；開關(guān)柜；中低壓；

0引言

內(nèi)蒙古西部電網(wǎng)載能企業(yè)用戶的接線方式一般直接從變電站35kV接線到企業(yè)用戶。線路距離開關(guān)柜、電纜頭單接地故障和相間短路故障較為頻繁。這些故障伴隨著電弧。在保護(hù)動(dòng)作切除35kV母線之前，電弧產(chǎn)生的溫可以熔化電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備，使單相接地故障發(fā)展迅速。由于負(fù)荷能源用戶負(fù)荷變化頻繁，容易發(fā)生相間短路故障，損壞相鄰間隔的電氣設(shè)備，導(dǎo)致35kV系統(tǒng)近端短路故障，甚至擴(kuò)大35kV母線故障范圍，延長故障時(shí)間，影響風(fēng)電場的穩(wěn)定運(yùn)行和生產(chǎn)，因此中廣核風(fēng)電有限公司內(nèi)蒙古分公司決定選擇風(fēng)電場進(jìn)行電弧光保護(hù)改造，效果明顯，在公司其他風(fēng)電場推廣應(yīng)用。

1電弧光保護(hù)

弧光保護(hù)是一種新型的母線保護(hù)方案，系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于切除所有低壓或中壓空氣絕緣鎧裝開關(guān)柜中可能產(chǎn)生弧光短路斷路器的快速保護(hù)。電弧光保護(hù)是根據(jù)故障過程中產(chǎn)生的電弧光來判斷和切除故障的一種非電氣保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，會伴有電弧光。根據(jù)電弧光來判斷故障切除的保護(hù)是電弧光保護(hù)。它是非電氣保護(hù)，當(dāng)弧短路時(shí)，弧短路點(diǎn)可以快速定位在弧檢測傳感器覆蓋區(qū)域，因此弧光保護(hù)僅依靠弧光源作為跳閘判斷可能是一些外部因素光源使弧光保護(hù)誤行動(dòng)，因此一般弧光保護(hù)將有兩個(gè)判斷，即弧光和電流增量?；」獗Ｗo(hù)只有同時(shí)檢測到弧光信號和過流增量，才能出口跳閘。圖1是弧光保護(hù)的基本原理圖。

其基本原理是“與或"關(guān)系。當(dāng)三相電流I或弧光L有判斷時(shí)，弧光保護(hù)裝置會發(fā)出信息；當(dāng)三相電流I和弧光L同時(shí)關(guān)系時(shí)，弧光保護(hù)裝置會跳閘。

電弧光保護(hù)的組成部分

主單元包括電流檢測和斷路器故障保護(hù)。通過檢測電弧光傳感器的短路電流和動(dòng)作信息，處理和判斷收集到的數(shù)據(jù)，并在滿足跳閘條件時(shí)發(fā)出跳閘命令，以消除故障。當(dāng)進(jìn)線斷路器無法切除故障時(shí)，將啟動(dòng)斷路器故障保護(hù)邏輯，并向上級斷路器發(fā)出跳閘命令切除故障。此外，主單元根據(jù)輔助單元傳輸?shù)幕」鈧鞲衅鲃?dòng)作信息和溫度傳感器測量的溫度，提供弧光故障點(diǎn)的定位和溫度報(bào)警信息。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生弧光故障時(shí)，輔助單元收集電弧光傳感器的動(dòng)作信息并傳輸給主單元，顯示輔助單元和弧光傳感器的地址號，有利于及時(shí)準(zhǔn)確地定位開關(guān)柜，為維護(hù)提供信息。電弧光傳感器，專門用于母線保護(hù)的電弧光傳感器安裝在開關(guān)柜的母線室內(nèi)。作為一個(gè)光傳感器元件，它將檢測到電弧故障中突然增加的強(qiáng)光，并將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號傳輸給輔助單元。

3弧光裝置的主要設(shè)備配置

在母線上安裝35kV系統(tǒng)弧光保護(hù)設(shè)備，每個(gè)柜子在電纜室和開關(guān)室安裝兩個(gè)探頭，如表1所示。

4電弧光保護(hù)現(xiàn)場調(diào)試情況

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

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

故障狀態(tài)時(shí),AB兩項(xiàng)電壓幅值隨時(shí)間變化是基本一致的,C相發(fā)生故障電壓為零。通過現(xiàn)場調(diào)試情況以及帶開關(guān)傳動(dòng)情況,電弧光保護(hù)能很好實(shí)現(xiàn)對母線的快速保護(hù)，如圖5所示。此時(shí),311斷路器開關(guān)柜發(fā)生故障,311斷路器電弧光保護(hù)裝置接收到光纖傳感器、弧光傳感器的動(dòng)作信號、過流信號,弧光保護(hù)能順利斷開301斷路器，同時(shí)也滿足保護(hù)快速性、靈敏性、選擇性和可靠性要求。

5安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品選型說明

ARB5-弧光主控單元

（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?zhí)貏e注明。

5安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)

6安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品現(xiàn)場安裝

弧光保護(hù)主控單元、探頭安裝圖如下。

8結(jié)論

某風(fēng)電場如果使用弧光保護(hù)，不僅能快速切除開關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障，實(shí)現(xiàn)中低壓母線的快速保護(hù),而且還能提電力系統(tǒng)和設(shè)備的性和穩(wěn)定性。具體功能體現(xiàn)在以下方面:①保護(hù)人員和中低壓開關(guān)設(shè)備的，避免了弧光故障造成的損害;②保護(hù)變壓器免受短路電流損壞;③保護(hù)升壓站內(nèi)直流系統(tǒng);④可以預(yù)防火災(zāi)發(fā)生;⑤延長開關(guān)設(shè)備使用壽命。

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