浅析电弧光?；ぴ诒涞缯局械挠τ?/h1>

更新时间：2023-12-14      浏览次数：738

安科瑞 陈聪

摘要：电弧光?；ぴ诒涞缯驹诵泄讨芯哂惺种匾囊庖?，文章对电力系统中的中、低压设备的运行问题进行分析，并且提出了电弧光?；し绞?，迅速切除变电站运行过程中的故障点，保障变电站的安全稳定运行。

关键词：电弧光?；?；变电站；安全稳定运行；燃弧耐受时间

0引言

在变电站运行过程中，安全性和稳定性是重要因素，近年来在变电站的建设中，由于户内开关柜占地面积小，操作集中，方便运行和维护等特点，在变电站中大量配置中低压开关柜运行过程中由于各种原因造成开关设备被严重烧毁的事故越来越多，对变电站事故的处理不当，会直接影响变电站运行的安全性与稳定性，导致电网事故不断扩大，不仅会带来严重的经济损失，还可能造成人员伤亡事故。在变电站设计过程中，为了保证变压器、母线、开关设备的安全运行，都遵照相关规范配置?；ぷ爸?，但目前国内35kV及以下的母线一般不配置快速母线?；?，而是由变压器的后备过流?；だ辞谐赶吖收?，由后备?；ざ髑谐收系氖奔渲辽傥?.5s，这样就加大了对设备的损伤程度。因此，在变电站中低压开关柜中配置电弧光?；?，一旦出现故障，可以及时将故障切除，防止故障进一步扩大。

1中低压开关柜设备运行过程中的问题和运行要求

1.1开关柜设备运行过程中的问题

在变电站设计过程中，110kV及以上的母线会设置母，电压等级在35kV及以下的母线系统中一般不配置快速母线?；?，而是依赖上变压器的后备过流?；だ辞谐赶叨搪饭收?，这样导致了故障切除时间的延长，加大了设备的损伤程度。

在设备的使用过程中母线上的操作比较频繁，设备绝缘老化、机械磨损是必然现象，运行条件发生改变以及人为操作错误，会导致母线故障率升高，对变电站的运行存在安全隐患。

1.2开关柜安全运行要求

(1)开关柜内部燃弧耐受时间。根据IEC298标准，开关柜内部燃弧耐受时间为100ms，当前市面上销售的开关柜是按照该标准要求设计的，开关柜使用过程中可以承受的电弧燃烧时间为100ms。由于电弧光故障一般都发生在断路器动作前，故障短路电弧一直处于燃烧状态，?；ざ魇奔溆攵下菲鞣终⑹奔渲臀缁∪忌盏某中奔?。因此，从开关柜?；さ慕嵌壤唇?，?；ざ饔Ω靡?00ms内迅速做出响应，对电弧短路故障进行切除，防止故障进一步扩大而造成更大的危害。

(2)开关柜弧光故障防护。除了加强开关柜的结构外，还应对母线配置快速?；?，在开关柜耐受燃弧时间以内切除故障，从根本上限制故障电弧，对开关设备的损坏和人员安全的危害。

2电弧光母线?；は低?/span>

电弧光?；な且恢挚焖?、可靠的母线?；は低?，根据检测弧光和过流双判据原理，能够迅速对变电站中出现的故障进行响应，对于各种运行方式都适用，为变电站中低压的母线?；ぬ峁┝私饩龇桨?。电弧光?；は低持饕ㄒ韵录父龇矫娴哪谌荩?/span>

2.1主单元

主单元是电弧?；は低持械闹饕糠?，主要对短路电流以及来自电弧光传感器的动作信息进行检测，并且对收集到的故障信息进行处理、判断，从而发出故障处理信号，对故障进行切除。电弧光?；は低骋谕奔觳獾交」夂凸魇辈呕岱⒊鱿嘤Φ厍卸险⒅噶?，如果进线断路器没有及时动作对故障进行切除，则系统会启动断路器失灵?；ぢ呒?，发出跳闸指令跳上级的断路器进行故障切除。此外，电弧?；は低车闹鞯ピ够岣莞ㄖピ莸幕」獯衅鞯亩餍畔?，对弧光故障点的位置进行确定，发出温度报警信息。

2.2辅助单元

电弧?；は低车母ㄖピ话愣及沧霸诳毓裰?，每一个辅助单元可以与10个弧光传感器、1个温度传感器、1个便携式弧光传感器相连。当系统发生弧光故障的时候辅助单元可以对弧光传感器中传递来的动作信息进行收集，并且将其传递给主单元，主单元再对故障进行分析和响应。在主单元中可以显示辅助单元和弧光传感器的地址编号，有助于及时对故障进行解除。

2.3弧光传感器

弧光传感器是对故障进行感应的主要部件，安装在开关柜的各间隔室中，弧光传感器是光感应元件，如果出现弧光故障时，光强度大幅度增加，传感器检测光强，将光信号转换成电流信号，并且传输给辅助单元。

2.4电流单元

电流单元主要检测系统中电流的变量，并且可以将其送到主控单元上，对这些数据进行分析和处理，然后将处理结果作为判断系统电流情况的依据。

2.5电弧光?；は低?/span>

该系统采用弧光检测和过电流检测的方式，实现对整个变电站运行设备的双重检测与判断，如果同时检测到弧光与电流增量信号，说明设备和系统出现了故障，则需要快速启动继电器，发出跳闸的指令，当系统中只检测到其中一个信号的时候，则只需要发出报警信号，通知技术人员系统出现故障即可。

安装了电弧光?；ぷ爸玫纳璞负拖低尘哂卸下菲魇Я楸；すδ?，即当进线断路器发生拒动的时候，会发出越级跳闸的信号，从而对上短路信号进行切断，确保系统运行稳定。

3电弧光?；ぴ诒涞缯局械挠τ?/span>

本文以某变电站为例，对电弧光?；ぴ诒涞缯局械挠τ媒蟹治鲇胩教?。

某变电站安装应用了ARB5型弧光?；は低?，几年来系统的运行十分稳定可靠，在?；つ赶叻矫娣⒒恿酥匾饔?。本工程的接线方式为2条电源进线，单母分段，一共有14面开关柜和2个母线桥?；」獗；づ渲玫姆绞街饕牵阂惶ˋRB5主控单元，16个光探头、300米光纤。将主控单元安装在10kV进线柜的面板上，光探头安装在14面柜以及两个母线槽中。在对本工程进行安装的时候，是在处于运行过程中的变电站上加装弧光设备，所以由于停电的时间较短，为了保证能够完成安装调试工作，要提前做好准备。安装的步骤主要为以下几个方面：（1）根据变电站加装弧光系统的实际情况，由弧光系统设备厂家的设计人员对电气安装图纸进行设计，将图纸提供给变电站相关技术人员审核，结合变电站的实际情况进行改进，直到图纸符合要求。（2）对安装所需要的辅材以及辅件进行准备，变电站要根据设计人员提供的图纸，提前在开关柜上开好装置以及压板安装孔，为安装做好准备。（3）当变电站确定停电时间之后，要提前通知厂家，由厂家安排技术人员到现场进行配合安装。变电站停电时要考虑综合因素，确定具体时间。（4）在停电的前一天需要将主控制装置安装完毕，停电之后，变电站技术人员要安排弧光设备常见的技术人员，打开开关柜的柜门，在安装完毕之后及时关闭柜门。（5）电源的进线、母线以及总控单元之间的CT线可以由变电站技术人员辅助敷设完成，弧光?；こ隹谒匾灿Ω糜杀涞缯痉笊?。（6）具体的安装和调试过程应该由厂家技术人员完成。（7）所有的装置调试完毕之后，由厂家的技术人员对变电站的技术人员进行培训。培训之后要进行测试，测试验收合格之后即完成整个项目。

在本项目中，电弧光?；は低骋攵允导氏低车氖导是榭?，在技术方面，电弧光?；ぷ爸糜Ω媚芄惶峁?ldquo;故障报警信号”、“故障动作信号”到计算机监控系统，有助于计算机监控系统及时发现变电站设备运行过程中的故障与问题，提高解决效率，减少对电力传输的影响。同时，电弧光?；さ某隹谔⒓痰缙饔Ω靡闫舳β什恍∮?W、动作电压介于55-70之间、动作时间不小于10ms的要求。

对弧光?；は低辰邪沧暗氖焙?，应该要遵循一定的技术规范：（1）KGN柜的安装。在安装KGN柜的时候应该要按照?；つ赶吒羰?、母线侧隔离刀闸室的原则，在柜子上侧中部进行安装，不仅可以确保有足够的绝缘距离，还能有足够的角度检测到柜内的弧光是否满足要求。对于本项目中35kV的开关柜来讲，应该在母线隔室、母线侧隔离刀闸室中各自安装一个弧光传感器，如果是10kV，如果母线与母线侧隔离刀闸同时在一室，则只需要安装一个弧光传感器，如果母线和母线侧隔离刀闸不在同一室，则需要分别安装弧光传感器。（2）KYN柜安装。安装KYNN柜的时候只能在母线隔室安装，在上侧中部安装不仅可以保证足够的绝缘距离，还能保证及时检测到柜子内的弧光。（3）为了避免电弧光?；さ奈扪≡裥蕴⑶榭龀鱿?，应该要进一步简化二次回路，变电站中的35kV和10kV母线要采用分列运行的方式。（4）新建的变电站在投产之前应该要装设相应的电弧光?；ぷ爸?，运行变电站可以结合开关柜的大修情况，假装电弧光?；ぷ爸?。

4安科瑞ARB5-M弧光?；げ费⌒退得?/span>

ARB5-弧光主控单元

 

 

 

 

 

 

（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。

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弧光?；ぶ骺氐ピ?、探头安装图如下。

 

7结束语

综上所述，采用电弧光?；は低扯员涞缯窘斜；?，其动作时间为5-7ms，可以迅速实现对故障的响应和处理，使变电设备的损失减到小，大大提高了变电站运行的安全性和运行效率。

参考文献：

1. 唐成静.电弧光?；ぴ诒涞缯局械挠τ茫?/span>

[2] 吴海莉，胡发明.应用于110kV变电站的电弧光?；は低砙J].上海电力学院学报，2012（12）.

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5（版）.

 

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