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    加入日期:2018.12.14   浏览次数:925次    字体大小:       

    弧光保护装置

    什么是弧光保护装置

    弧光保护是指电力系统由于各种的短路原因可引起弧光,弧光会以300m/s的速度爆发,摧毁途中的任何物质。只要系统中不断电,弧光就会一直存在。要想最大限度的减少弧光的危害,我们需要安全、迅速地切断电弧光,这样可以在发生弧光故障的时候,保护操作人员不受伤害,并且可以降低财产损失程度简称电弧光保护。越来越多的变电站中的低压开关柜都配置电弧光保护,通过弧光保护装置可以快速地切除故障点,保证系统的安全稳定运行。

    电弧光的危害

    开关柜内的发生短路弧光的功率可高达100MW,电弧燃烧所产生的能量与电弧的燃烧时间及短路电流变化值呈指数倍增长(如下图所示),燃烧产生的高温、高压将会逐步摧毁元器件、铜排以及成列的开关柜,高明亮的弧光和有毒气体对人体也有巨大的伤害。

    电弧光的危害

    要保证设备不受结构性损伤,必须尽量缩短切除时间,下表中介绍各种燃弧时间长短和对设备造成的损坏程度的评估。

      燃弧时间   设备损坏程度
      35ms   没有显著的损坏,一般可以在检验绝缘电阻后投入使用。
      100ms   损坏较小,在开关柜再次投入运行以前需要进行清洁或某些小的修理。
      500ms   设备损坏很严重,在现场的人员也受到严重的伤害,必须更换部分设备才可以再投入运行。

    弧光保护装置主要作用

    1、减少或降低电弧光对于人体的伤害;

    2、减少或降低电弧光短路故障对于设备的损害;

    3、避免变压器因近距离母线故障造成动稳定破坏,延长变压器的使用寿命;

    4、缩短电弧光故障切除时间,避免波及站内直流系统造成重大损失;

    5、减少因电弧光故障造成设备停运的时间,更快地恢复供电。

    主要特点

    1、动作迅速可靠
    采用了可靠的快速算法,可以在短时间内判断弧光变化信号和电流变化信号并迅速出口,从发现故障到出口跳闸时间间隔优于10ms,确保开关柜内设备的弧光在75ms以内切除。

    2、全数字化设计
    采用全数字化设计,配置灵活,动作精度高,而且排除了由于旋钮或其他机械设计导致的误差隐患。

    3、保护原理简单、合理
    根据弧光产生时的特点,装置采用弧光和电流双重判据,判据简单且可以有效的保证动作的准确性。

    4、强大的电气性能
    弧光探头设计、连接线等全部采用耐高温、阻燃的高分子材料,具有超强的电气隔离效果。装置完全满足EMC的标准,保证了弧光保护系统的整体稳定性和动作的可靠性。

    5、故障信息记录全面
    在故障弧光发生并引起装置跳闸后,主控单元或馈线保护单元可以准确的记录弧光探头检测到故障弧光的位置信息,且可以详细记录动作时刻的三相电流值。

    6、多种辅助保护功能
    主控单元不但有弧光保护,还有断路器失灵等辅助保护,这些保护是弧光保护的合理配置和有效补充。

    原理说明

    电弧光保护以电流单元为基础分组,弧光探头可以整定关联到任意一组电流信号上。当弧光单元把光信号从弧光传感器传输到主控单元时,并且同时电流启动元件动作,电弧光保护动作,装置可选择弧光信号动作单判据作为动作逻辑判断。其逻辑结构图如下所示:

    原理逻辑图

    弧光保护系统的说明

    弧光保护系统主要由主控单元、弧光采集单元和弧光传感器组成,为了适应现场的应用需求,分为了母线型弧光保护系统和馈线型弧光保护系统。

    主控单元
    主控单元是母线型弧光保护系统的核心。它检测分析故障信号、接收分析采集单元的弧光故障信号,并对两种信号进行综合分析判断。在满足跳闸条件时,发出跳闸指令以切除故障。

    弧光采集单元
    弧光采集单元与主控单元配合使用,是弧光保护系统的重要组成部分,主要用于采集故障弧光,并将判断后的结果通过高速总线传递给主控单元。单个弧光采集单元可以安装16路弧光探头,根据系统的大小可以任意增减弧光采集单元的数量。弧光采集单元通常安装在选定的开关柜内中。

    弧光传感器
    弧光传感器中的探头安装在柜内各间隔中,可实现由简单到复杂、有选择性的保护。弧光探头作为光感应元件,在发生弧光故障时检测突然增加的光强。主流应用分为光纤式弧光传感器和电缆式弧光传感器两种。

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