KJ-PWR-HB電弧光保護(hù)系統(tǒng)

在我國，中、低壓母線短路故障中，重點(diǎn)設(shè)備和人員傷害主要由電弧光引起，然而，我國的大多數(shù)中低壓母線沒有設(shè)置快速母線保護(hù)，而只是采用了簡單的消弧裝置和變壓器后備保護(hù)。這些保護(hù)智能化較低，動作速度慢，往往會延長故障切除時間，從而進(jìn)一步擴(kuò)大設(shè)備損壞程度，甚至?xí)稹盎馃B營”的惡性事故，沖擊變壓器一次運(yùn)行，影響整個電網(wǎng)的安全運(yùn)行。弧光保護(hù)系統(tǒng)是我公司根據(jù)國內(nèi)實(shí)際情況，吸收國外電弧光保護(hù)的特點(diǎn)，結(jié)合行業(yè)檢測及保護(hù)配置相關(guān)規(guī)程，自主研發(fā)出具有獨(dú)特創(chuàng)新技術(shù)、具有廣泛實(shí)用性、高可靠性的新型電弧光保護(hù)系統(tǒng)。采用弧光檢測和過電流檢測雙判據(jù)原理，具有保護(hù)動作速度快、可靠性高等特點(diǎn)。

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1.1目前國內(nèi)用于中、低壓系統(tǒng)的保護(hù)及其局限性

1）變壓器后備過流保護(hù)，典型的保護(hù)動作時間為1.2s~2s。

2）采用饋線速斷保護(hù)閉鎖變壓器后備過流保護(hù)，典型的保護(hù)動作時間為300ms~500ms。

3）高阻抗母線差動保護(hù)，典型的保護(hù)動作時間為30ms~50ms。

上述保護(hù)均有致命的弱點(diǎn)就是動作時間太慢，根據(jù)電弧光危害示意圖所示，保護(hù)裝置動作時間不能超過20ms，否則會產(chǎn)生不可修復(fù)的器件損壞，從而延長故障修復(fù)時間。

1.2本系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢

1）、動作迅速可靠：

采用了可靠的快速算法，可以在短時間內(nèi)判斷弧光變化信號和電流變化信號并迅速出口，從發(fā)現(xiàn)故障到出口跳閘時間間隔優(yōu)于10ms，確保開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的弧光在75ms以內(nèi)切除。

2、全數(shù)字化設(shè)計：

本裝置采用全數(shù)字化設(shè)計，配置靈活，動作精度高，而且排除了由于旋鈕或其他機(jī)械設(shè)計導(dǎo)致的誤差隱患。

3、保護(hù)原理簡單、合理

根據(jù)弧光產(chǎn)生時的特點(diǎn)，裝置采用弧光和電流雙重判據(jù)，判據(jù)簡單且可以有效的保證動作的準(zhǔn)確性。

4、強(qiáng)大的電氣性能：

弧光探頭設(shè)計、連接線等全部采用耐高溫、阻燃的高分子材料，具有超強(qiáng)的電氣隔離效果。裝置完全滿足EMC的標(biāo)準(zhǔn)，保證了弧光保護(hù)系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和動作的可靠性。

5、故障信息記錄全面

在故障弧光發(fā)生并引起裝置跳閘后，主控單元或饋線保護(hù)單元可以準(zhǔn)確的記錄弧光探頭檢測到故障弧光的位置信息，且可以詳細(xì)記錄動作時刻的三相電流值。

1.3弧光保護(hù)系統(tǒng)組成

弧光保護(hù)系統(tǒng)主要由主控單元、弧光采集單元和弧光傳感器組成，為了適應(yīng)現(xiàn)場的應(yīng)用需求，分為母線型弧光保護(hù)系統(tǒng)和饋線型弧光保護(hù)系統(tǒng)。如下圖所示：

圖2 弧光保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.3.1 主控單元

主控單元是母線型弧光保護(hù)系統(tǒng)的核心。它檢測分析故障信號、接收分析采集單元的弧光故障信號，并對兩種信號進(jìn)行綜合分析判斷。在滿足跳閘條件時，發(fā)出跳閘指令以切除故障。

主控單元一般安裝在進(jìn)線柜或緊鄰進(jìn)線柜的開關(guān)柜的二次控制門板上。主控單元有：

1）16個弧光信號檢測接口，用于接收來自弧光傳感器的弧光故障信號；

2）2路RS485；

3）4路快速跳閘輸出接口，符合IEC255-23繼電器標(biāo)準(zhǔn)。

4）2路報警出口，其中一路為裝置故障出口。

5）12路電流輸入，檢測4組三相電流信號，用于判斷故障電流。

6）主控單元可以根據(jù)客戶需要擴(kuò)展弧光采集單元、或者電流單元

1.3.2 弧光擴(kuò)展采集單元

弧光擴(kuò)展采集單元與主控單元配合使用，是弧光保護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于采集故障弧光，并將判斷后的結(jié)果通過高速總線傳遞給主控單元。單個弧光采集單元可以安裝16路弧光探頭，根據(jù)系統(tǒng)的大小可以任意增減弧光采集單元的數(shù)量。弧光采集單元通常安裝在選定的開關(guān)柜內(nèi)中?；」獠杉瘑卧哂?/span>

1）16個弧光信號檢測接口，用于接收來自弧光傳感器的弧光故障信號；

2）2個數(shù)據(jù)通訊接口，1路RS485，1路CAN總線；

1.3.3 弧光傳感器

弧光傳感器中的探頭安裝在柜內(nèi)各間隔中，可實(shí)現(xiàn)由簡單到復(fù)雜、有選擇性的保護(hù)?；」馓筋^作為光感應(yīng)元件，在發(fā)生弧光故障時檢測突然增加的光強(qiáng)。主流應(yīng)用分為光纖式弧光傳感器和電纜式弧光傳感器兩種。

1）光纖式弧光傳感器

光纖式弧光傳感器，前置探頭采集弧光信號中的特有光譜信息，并通過專用光纖將光信號傳送給弧光采集單元或主控單元，弧光單元或主控單元完成光信號的分析處理與采集。

2）電纜式弧光傳感器

電纜式弧光傳感器，前置探頭采集弧光信號中的特有光譜信息，并在探頭處完成光信號與電信號的轉(zhuǎn)換，輸出4-20mA的電流信號傳送給弧光單元或弧光保護(hù)主控單元。