弧光保护系统在中低压开关柜的应用

魏宾

西安供电局

摘要：在中低压配电系统中，弧光事故对母线、变压器造成近距离短路故障冲击，如不能及时切除，可引起变电站开关柜和其它设备故障，造成严重的损失和重大人身伤亡事故。为了保证中低压配电系统安全稳定运行，需要配置专用的保护设备，用于快速切断故障。本文分析了中低压设备运行存在的问题，对中低压母线弧光保护装置的原理和系统构成进行了分析，结合实际使用情况，分析其技术优势和现有弧光保护存在的问题，在此基础上对弧光保护运行提出建议。

关键字：弧光；开关柜；母线；保护

中国分类号：TM774.1 文献标志码：A 文章编号：

Application of Arc Protection System in Medium and Low V oltage

Switchgear

Abstract：In MV & LV distribution network, arc fault will have short-circuit impact in short distance on bus bar and transformer. If not separated in time, it will cause failure of substation switchgear and other devices, resulting into great loss and severe personal casualties. In order to insure safe and stable performance of MV & LV distribution network, appropriative equipments are needed to cut off failure quickly. In this paper, problems existing in MV & LV facilities’ working , together with principle and systematic construction of MV & LV bus bar arc protection appliance are dissected. Analysis of MV & LV bus bar arc protection appliance’s technique superiority and temporary problems of arc protection is made,combining its practical use. And based on that, advice on operation of arc protection system is proposed.

Keywords：arc; switchgear; bus bar; protection system

0引言

近年来，随着我国经济的快速发展，中低压配电系统的规模应用越来越大，由于弧光引起的事故也随之增多。目前，我国在中低压母线（35kV\20kV\10kV）普遍不装设低压母线速断保护，主要是采用主变中、低后备对低压母线进行保护。但是由于变压器低后备保护动作时间普遍为0.9-1.2s的动作时间，变压器中后备保护动作时间普遍为1.5-1.8s的动作时间，中低压母线故障切除时间往往超过Ⅱ、Ⅲ类变压器动稳定时间，对母线、变压器造成近距离短路故障冲击，短路电流大，冲击时间长，如不能及时切除，电弧可将开关柜内的器件点燃，引起火灾，大面积烧毁配电设备，甚至破坏站内直流系统，造成严重的损失和重大人身伤亡事故[1-3]。为了保证中低压配电系统安全稳定运行，需要配置专用的保护设备，用于快速切断故障。

本文对中低压母线弧光保护装置的原理和系统构成进行了分析，结合实际使用情况，指出其技术优势和现有弧光保护存在的问题，在此基础上对弧光保护运行提出建议。

1 电弧光及其危害

在电力系统输配电线路和开关柜中，经常会由于短路故障而出现很大的电流，从而使整个系统遭到破坏甚至瘫痪。在电路短路的瞬间会出现温度急剧增加，周围空气发生电离，进而引起电弧性短路起火而发出刺眼的强光，而对于通电的两个电极，在其接触的瞬间和离开的瞬间均会产生耀眼的强光，这种强光即是电弧光。

按照电弧光发生的机理不同，可分为带电导体间的电弧、带电导体与地之间的电弧和绝缘表面的爬电。

1）带电导体间的电弧性短路起火：该情况下有两种可能，其一是两导体（如相线与中性线）接触时因短路电流产生的高温，使接触点金属熔化，之后金属熔化成团收缩而脱离接触的过程，在这种情况下可能建立电弧。其二是线路绝缘水平严重下降，雷电产生的瞬态过电压或电网故障产生的暂态过电压都可能击穿劣化的线路绝缘而建立电弧。

2) 接地故障电弧起火：在电气线路施工中，由于带电导体绝缘外皮与钢管间的摩擦会使绝缘薄膜严重受损，另外，发生雷击时地面上出现瞬变电磁场，它对电气线路将感应很强的瞬态过电压，芯线上感应的瞬态过电压是基本相同的，而电缆梯架则因接地而为地电压。因此，芯线对地的电位差较大，非常容易引起接地故障电弧。

3) 爬电起火：爬电是指电弧不是建立在空气间隙中的电弧，而是出现在设备绝缘表面上的电弧。例如当绝缘子表面附着了大量污秽在潮湿或淋雨环境中由闪络发展而来的表面放电，还有电源插头的绝缘表面上的一个或多个相线插脚和PE 线插脚，它们之间的绝缘表面极有可能发生爬电。

以上各种情况下，都极易产生电弧引起火灾，因而要有效的捕捉电弧光并及时的断电来保护电力系统或保护装置。然而，要有效的捕捉电弧光，就需要对电弧光的光信息做出科学的分析，以适用性较高的单位度量电弧光，准确判断电弧光的产生并快速进行动作处理，以有效预防破坏的恶化，从而起到保护作用[4]。

2 弧光保护系统组成

电弧光保护均采用模块化方式构成系统，一般包括主控制单元、扩展单元（包括各种电流采集扩展单元、弧光采集扩展单元、跳闸出口中间扩展单元）、弧光传感器（点式传感器、光带型传感器）等多个模块构成[5]。

弧光传感器是检测弧光的重要元件，主要分为两类，一类为带式光纤弧光传感器，一类为点式弧光传感器。

带式光纤弧光传感器主要应用于空间狭小并且遮挡较多的应用场合，采用一根光纤传感器布置在所有需要检测的场合，整根光纤均能检测弧光信号，优点为布置方便，缺点为无法实现故障定位，光纤传感器长度受限，在开关柜较多时不方便实现系统扩展。

点式弧光传感器主要应用于开关柜母线室、开关室和电缆室，可以实现故障定位功能，施工便捷，系统扩展方便，缺点为现场每个传感器均需要联结至采集器，在开关柜内部施工时比较困难。

弧光传感器作为光感应元件，检测发生弧光故障时弧光信号，弧光传感器至弧光采集器采用光信号或者电信号传输。采用光信号传输弧光信号时考虑到开关柜体绝缘及现场施工的便捷性，各家均采用塑料光纤作为传输弧光信号介质，弧光传感器起到光信号采集、衰减及滤光作用，弧光的光电转换在采集器内完成。另外，还有部分传感器内置了光电转换功能，直接将光信号转换为电流信号，并采用电缆信号线作为传输弧光信号的手段。

主控单元负责分析处理来自弧光传感器和电流采集信息，并根据分析结果发出跳闸信号以切除故障。根据传感器的布置位置，主控单元还可以分析确定故障点的位置，提供定位信息。为了能够监测更多测试位置，系统还包含扩展单元，扩展单元可以进一步扩展传感器的数量。另外，扩展单元还包含电流采集信息模块，用于监测母线电流，在出现过流时发出保护信息。

各单元联接方式主要采用光纤、电缆星型连接或者电缆级联方式联接。采用星型联接时主控单元和电流采集扩展单元、主控单元和弧光采集扩展单元之间采用通信光缆或者电缆直接连接。采用电缆级联方式联接时主控单元、弧光采集扩展单元、电流采集扩展单元均配置多个通信接口，通过装置间中继方式联接。

基于模块化的配置方法，弧光保护系统可以适合于各种不同场合的电弧光保护应用, 可组成从只有一个主控单元的简单系统，到包含多个单元能用于选择性弧光保护的复杂系统。

3 弧光保护系统应用

3.1 DPR360ARC弧光保护系统

DPR360ARC是目前国内弧光保护系统应用较成熟的设备。该系统采用基于紫外传感器的弧光探头技术和基于FPGA 的高速串行通信技术，实现了母线、开关柜的快速保护，从弧光发生到

跳闸出口的时间控制在 4 ms 以内，为开关柜、

母线和各种变流设备的弧光故障提供保护[6]。

DPR360ARC在开关柜中的应用实例如图1

所示。馈线开关母线室，母线上其他间隔（PT柜、隔离柜等）属于母线范畴，每个间隔安装弧光传

感器，直接或通过扩展器接入主控单元，如图1

中母线室S1弧光传感器。

每个馈线单元及母联开关开关室配置一个弧

光继电器，开关室及电缆室分别安装弧光传感器，接入弧光继电器，如图1中开关室S2、电缆室S3

弧光传感器安装所示。

主控单元直接或通过电流单元跳变低、分段

开关，弧光继电器直跳本单元开关。变低、分段

开关CT直接或通过采集单元接入主控单元。

弧光保护主控单元弧光传

感器

电缆室开关室

母线室

弧光继电器

图1 开关柜内部故障100%快速保护典型应用示例图弧光保护系统动作逻辑示意图如图2所示。母线按照区域划分逻辑，母线配置的弧光探头直接接入主控单元，若故障发生在d1位置，故障处于母线保护范围，母线室弧光传感器S1监测到弧光动作，并且电流判据满足，则主控单元根据整定的逻辑速跳主变低压侧开关、分段开关。

弧光继电器与主控单元之间通过光纤通信双向，由主控单元根据运行方式不同将变低或母联电流动作状态发送至弧光继电器，若故障发生在d2，d3位置，故障处于馈出开关保护范围，当弧光继电器监测到开关室弧光传感器S2、电缆室弧光传感器S3发生弧光，并且电流判据满足情况下，直接跳本开关，在开关跳闸同时弧光继电器发送故障信号（失灵信号）至弧光主控单元。

若故障发生在d4位置，故障处于断路器上触头位置，弧光继电器监测到开关室弧光传感器S2动作后跳本开关断路器不能够切除故障，若主控单元收到弧光继电器已动作信号，在经过50～150ms(可整定)后，若弧光继电器所属区域电源点相电流或负序电流或零序电流满足，则主控单元根据整定的逻辑跳主变低压侧开关、分段开关，起到失灵保护作用。

跳闸

母线室弧光保护动

作时主控单元直跳

变低或分段开关

主控单元采集电源点电

流信息，并将电流动作

信息传输至弧光继电器

弧光与电流判据均

满足时跳本断路器

主控单元将电源点电流动

作信息送至弧光继电器

若主控单元收到弧光继电器已

动作信号，经过开关固有动作

时间后，故障仍然存在，主控

单元跳变低开关或分段开关

图2开关柜内部故障保护动作逻辑示例图

3.2 弧光保护系统特点

弧光保护系统通过检测开关柜内部发生故障时产生电弧这一特点，结合过流闭锁原理，解除故障动作快速可靠、系统配置简单、适应性强，是目前较理想的母线保护解决方案，其特点[6]如下：

（1）原理简单。通过检测电弧光，结合过流闭锁，结构简单。

（2）动作迅速可靠。通过检测电弧光信号，整套母线的保护动作时间可4 ms以内；采用检测弧光

信号和过流闭锁的双判据原理，可实现保护的可靠动作整套系统连续自检，充分保证整套系统工作的安全性和可靠性。

（3）故障点定位。PC机显示弧光发生位置，方便快速处理故障，恢复供电。

（4）断路器失灵保护。在主断路器拒动时发出跳闸指令跳上一级断路器，提高保护系统的安全性。

（5）光纤内部互联。电流单元与主控单元、弧光扩展器与主控单元、弧光单元与弧光扩展器之间均采用光纤互联，提高了系统的抗干扰能力。

（6）光纤传感器。弧光探头与主控单元或弧光单元之间采用光纤传递光信号，防止现场恶劣电磁

环境的干扰。探头采用紫光探头，防止可见光的干扰。

（7）各单元并行工作。电流单元和弧光单元并行工作，与上级单元的连接方式采用星形拓扑结构，防止个别单元的故障影响其它单元的工作。

3.3 弧光保护使用情况调研

本文对山西和云南两地弧光保护运行情况进行了分析调研。山西某35kV变电站电采用南京弘毅电气自动化有限公司的DPR360ARC电弧光保护，2012年投运至今，正确动作一次，无不正确动作。在2013年9月16日16时42分，因检修人员违规操作，私自打开开关柜后门在6kV母线上加挂接地线，带地线合闸。致使6kV母联B，C相短路（B相21.06A,C相19.52A）。电弧光保护0s动作，0.6s跳开6kV进线1，进线2开关。

云南省电力公司是较早开展使用弧光保护的单位之一，云南局变电站2010年首次在110kV杨林变投入电弧光保护装置实验运行，2011年开始云南省公司在部分基建工程中增加10kV开关柜弧光保护。安装在母线室内，云南电研院整定过流定值，按低压侧的1.8～2.0倍电流，电弧光流明5000～8000。但后因没有相关技术标准，目前电弧光保护改为开环（不投跳闸压板）运行状态。

4 弧光保护存在问题及建议

目前对于弧光保护装置的应用已有成功的案例，但是在大面积推广中还遇到如下问题：1）弧光保护配置问题，弧光传感器安装的数量和分布位置越多，故障发现和定位越精确，但这会大大增加系统的运行成本。例如：山西某变电站在进线及出线开关柜内母线室、断路器室、电缆室均全部加装弧光传感器，造成该套弧光保护费用高、且与保护配置不符。如何合理选择应用弧光保护装置仍是需要进一步研究。

2）弧光保护系统目前还没有明确的标准和规范。这样在传感器选择和配置、系统验收和运行方面还缺乏依据，仍然进一步积累运行经验。这使得在部分地区弧光保护处于开环运行状态，不投跳闸压板[8]。

3）弧光保护的安装及调试还没有相应规范，目前对厂家依赖较多，所安装的探头（传感器）测到的光流明，受探头安装位置及故障发生点的位置影响较大，存在运行死角问题[9]。

4）弧光保护安装后，必须整段母线停电方可进行校验，对一次设备运行，造成影响。

为了弥补上述不足，中低压母线可采用母差保护和弧光保护相结合的方法。针对于具体的情况选择母差保护或是弧光保护方法。例如，对出线回路多的可采用弧光保护，出线回路少的可采用母差保护[10]。

弧光保护系统目前需要进一步积累运行经验并形成规范。因此可以对运行时间长，设备绝缘件受损的变电站进行试点装设，为弧光保护运行积累运行经验，并形成初步运行规范和整定规范。

5 结论

目前，弧光保护装置已经在变电站和一些企业应用，由于系统配置简单、适应性强，动作迅速可靠，是目前较理想的母线保护解决方案。但是由于缺乏相应的明确的标准和规范，在弧光保护系统运行和整定方面还需要进一步积累经验，这样才能为大面积推广奠定坚实的基础。

参考文献

[1]钟声.电弧光保护在变电站中的应用[J].内蒙古电力技术，

2006,24:70.

[2]马永真. 浅议电弧光保护[J]. 云南电力技术，2011,39:70.

[3]张喜玲，杨慧霞，蒋冠前.弧光保护关键技术研究[J]电力系统保

护与控制,2013，41(14):130-131

[4]王德志, 张爱萍. 电弧光保护在应用实践中的改进[J]. 电力系统

保护与控制,2009,37(24):230.

[5]吴英俊，陈琳灿，章广清，陈成优，范宏．应用于中低压母线

侧的弧光保护系统[J].上海电力学院学报，2013，29(1)：27-29.

[6]李从飞，陈凡，鲁雅斌，田伟. DPR360ARC 弧光保护系统设

计[J]. 电力系统保护与控制,2010, 38(12):126-127.

电弧光保护装置发展状况综述

电弧光保护装置发展状况综述发表时间：2016-07-18T15:30:57.443Z 来源：《电力设备》2016年第8期作者：陈波1 康真1 陈亮2 张军侠2 胡宇3 [导读] 期望为相关部门制定产品标准提供参考，也期望为电力同行全面了解内部电弧故障及电弧光保护产品提供帮助。陈波1 康真1 陈亮2 张军侠2 胡宇3 （1.国网宁夏电力公司检修公司，宁夏银川 750011；2. 陕西德瑞森电气工程有限公司，陕西西安 710054；3.陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安 710001）摘要:本文阐述了开关柜内部电弧故障的起因、危害、相关标准的具体要求以及电弧光保护在母线保护中的地位和积极作用，同时还介绍了国内外电弧光保护产品的基本状况，给出了电弧光保护产品的分类，分析了电弧光保护产品所涉及的关键技术，系统总结了电弧光保护产品自身及其市场推进中存在的问题，以期为相关部门制订产品标准提供参考、为电力同行全面了解这类产品提供帮助。关键字：电弧光保护；母线保护；关键技术；快速识别；快速开断；故障预警1 概述在我国，40.5kV及以下电压等级的配电系统大多为中性点高阻接地系统，开关柜内部或外部单相弧光接地虽不会出现短路电流，但由此引发的弧光接地过电压可达3.5倍相电压，甚至更高[1]，由此引发开关柜内部其它相的薄弱环节对地放电从而发展成相间电弧光短路事故的概率很大。在国外，52kV及以下电压等级的配电系统也有中性点低阻接地或直接接地的，那么单相弧光接地直接就是单相短路，若在开关柜内，瞬间就会发展为相间短路或三相短路事故。由于配电系统成本控制及继电保护配置的原因，在开关柜内部发生电弧短路这种小概率事件时往往需要1s以上才能完成故障识别及开断，这已经超出绝大多数开关柜内部电弧故障承受能力的极限。在高能电弧及故障电流长时间的作用下，开关柜自身会损毁，变压器会受到严重冲击或损坏[2]，相关的金属材料及绝缘材料会汽化，相邻开关柜也会被“火烧连营”，高温有毒气体、高亮度弧光或柜体高压燃爆会威胁到邻近人员的身体健康甚至生命安全，给企业带来重大的经济损失并可能造成不良的社会影响。电弧光保护装置也称电弧光母线保护装置，就是针对开关柜内部电弧故障设计的，目的是实现对故障电流及内部电弧的快速识别，以便在最短时间内直接触发电源侧断路器动作从而切除故障，达到保护电力设备及人身安全、降低恢复供电的成本投入、缩短恢复供电的时间的效果，并由此给电力企业或电力用户带来安全效益、经济效益和社会效益。但到目前为止，并没有关于电弧光保护装置的标准公布，所以这类产品呈现出千姿百态、五花八门的现象，其性能的确认还缺乏权威性，没有规范性的型式试验作为依据，一些性能指标都是厂家自我宣传，用户有些无所适从。本文着重归纳和展现目前产品的类别及性能差异，期望为相关部门制定产品标准提供参考，也期望为电力同行全面了解内部电弧故障及电弧光保护产品提供帮助。 2 开关柜内部电弧故障 GB3906-1991《3-35kV交流金属封闭开关设备》参照采用IEC298(1990)《1kV以上52kV及以下交流金属封闭开关设备和控制设备》在其“设计和结构”章节(6.16)对开关柜的内部电弧故障性能作出了规定：当引燃内部电弧时，不应伤及人，同时也不应该影响相邻的金属封闭开关设备的运行。要采取必要的防护措施，保证人身安全，但最重要的是应该避免上述电弧的发生，就是万一发生也能够限制它的持续时间和后果。在其“型式试验”章节(7.15)将内部故障电弧效应的试验列入了根据供需双方协议进行的试验项目[3]。在其附录A中，规定了试验持续时间：电弧持续时间的选择与保护装置确定的电弧可能的持续时间有关，一般取0.8~1s。在试验具有压力释放帘板的金属封闭开关设备时，仅就验证它对压力的释放阻力而论，电弧持续时间为0.1s一般已足够。 GB3906-2006《3.6kV-40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》，修改采用IEC62271-200：2003《额定电压1kV以上52kV及以下交流金属封闭开关设备和控制设备》(第一版、即IEC60298的第四版），取代GB3906-1991。标准定义了内部电弧级开关设备和控制设备(IAC)，即经过验证能满足在内部电弧情况下保护人员规定要求的金属封闭开关设备和控制设备(3.132)。在其“设计和结构”章节(5.101)明确了内部故障性能要求：满足本标准要求设计和制造的金属封闭开关设备和控制设备，原则上能够防止内部故障的出现。至少在其整个使用期间出现内部电弧的概率是很小的，但不应完全忽视。因产品缺陷、异常的使用条件或者误操作引起的外壳内部的故障可能导致内部电弧，如果现场有人，会造成伤害。并在其“型式试验”章节(6.106)将内部电弧试验列入IAC级开关设备和控制设备强制试验项目。标准还列出了内部故障的部位、原因及降低内部故障概率的措施，具体如下：表1 内部故障的部位、原因及降低内部故障概率的措施举例除采取上表中的措施之外，也可采取其它措施来提高内部电弧情况下对人员更高的防护，这些措施是为了限制此类事件的外部影响。下面是这些措施的例子： (1)通过光传感器、压力传感器、热传感器或母线差动保护触发的快速故障排除；

煤矿井下防越级跳闸保护系统解析

煤矿井下防越级跳闸保护系统解析摘要：井下防“越级跳闸”系统采用光纤差动保护和智能零时限电流保护技术实现。具有优异的抗干扰性能、强大的主站监控功能等特点，实现了井下电力系统的实时监控和“防越级保护”，保证了井下供电平稳可靠的运行。关键词：电力监控越级跳闸差动保护零时限电流保护项目的必要性矿井电网目前存在的主要问题矿井电网的保护“越级跳闸”问题，造成供电系统大面积停电目前我国煤炭企业电网普遍存在多级辐射状的供电模式，其特点为：一方面由于延伸级数较多，上级电网给定的配合时限越来越短，以致终端用户的保护时限无法配合；另一方面由于供电系统容量增大、供电线路短，不同级的系统短路电流很接近，以致各级保护的电流定值无法配合，因此，无奈之际只能牺牲选择性而保证快速性，致使矿井电网继电保护普遍存在“越级跳闸”问题，当系统出现短路故障时由于无选择性配合，造成井下供电系统大面积停电，引发停电停风事故，严重影响煤炭安全生产。矿井电网漏电保护的可靠性问题，影响供电可靠性我国3～35kV矿井电网多采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，这种小电流接地系统漏电保护（接地保护）的可靠性问题一直是困扰煤矿供电安全的技术难题。过去当系统发生单相接地故障时，只能采用逐线路拉闸停电的办法判断故障线路，影响供电可靠性，后来国内外研究了众多的漏电（接地）故障选线技术，这些技术中的某些方法在中性点不接地系统或采用集中的接地选线装置中应用效果尚好、有些方法在实际应用中可靠性极差，在单装置中实现可靠的漏电保护功能则更加困难，特别是在中性点经消弧线圈接地系统，由于受补偿方式（过补偿、欠补偿和谐振补偿）、消弧线圈脱谐度等因素的影响，造成漏电保护功能不可靠，影响矿井电网的供电可靠性。项目实施的必要性以上问题已成为制约煤炭安全生产的技术难题，解决这些难题、提高矿井电网的可靠性已势在必行。传统的电流保护技术采用定值与时限配合的原则实现保护选择性，鉴于上述分析的原因，这种配合原则已无法从原理上解决煤矿电网的保护选择性问题；随着矿井供电容量的增大，越来越多的矿井电网采用消弧线圈接地方式，而现场的许多保护装置仍采用功率方向型原理的漏电保护技术，当系统发生接地故障时，则势必造成系统“误动”现象频繁。防“越级跳闸”与电力监控技术简介

Light-Eye弧光保护系统技术说明书

LIGHT-EYE 弧光保护系统（Ver2.2）技术说明书保定市斯德尔电气有限公司

1 电弧光简介 1.1概述在我国，中、低压母线短路故障中，重点设备和人员伤害主要有电弧光引起，然而，我国的大多数中低压母线没有设置快速母线保护，而只是采用了简单的消弧装置和变压器后备保护。这些保护智能化较低，动作速度慢，往往会延长故障切除时间，从而进一步扩大设备损坏程度，甚至会引起“火烧连营”的恶性事故，冲击变压器一次运行，影响整个电网的安全运行。 Light-Eye弧光保护系统是我公司根据国内实际情况，吸收国外电弧光保护的特点，与华北电力大学、河北大学等高校合作，针对电力系统电弧光保护而设计，隆重推出的一款具独特的创新技术、具有广泛实用性的新型电弧光保护系统。 1.2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。电弧能量 22 电弧光危害示意图

1.3电弧光产生的原因引起开关柜弧光短路故障的原因很多，一般分为以下五类 1）绝缘故障主要是柜中绝缘材料爬距不足，未满足加强绝缘要求，在脏污环境，天气潮湿下发生绝缘故障。另外，由于绝缘材料材质缺陷，运行年限较长的开关柜，在强电磁场作用下绝缘老化，也可能造成绝缘损坏而导致故障。 2）载流回路不良由于一些接头截面不够，紧固螺栓松动，手车柜触头接触不良，在大电流流过时引起发热，冒火进而引起相间，相对地击穿等等。 3）外来物体的进入如小动物（老鼠等）进入开关柜内部，或维修人员在工作完成后将工具遗留在开关柜内。 4）认为操作错误如走错间隔，误操作，未对工作区域进行接地，未对工作区域进行验电等。 5）系统方面的原因如系统容量增大，接地方式改变，电缆应用增多，保护及自控装置配置不当，系统谐振过电压等。 2 Light-Eye弧光保护系统简介 2.1 目前国内用于中、低压系统的保护及其局限性 1）变压器后备过流保护，典型的保护动作时间为1.2s~2s。 2）采用馈线速断保护闭锁变压器后备过流保护，典型的保护动作时间为300ms~500ms。 3）高阻抗母线差动保护，典型的保护动作时间为30ms~50ms。上述保护均有致命的弱点就是动作时间太慢，根据电弧光危害示意图所示，保护装置动作时间不能超过20ms，否则会产生不可修复的器件损坏，从而延长故障修复时间。 2.2 Light-Eye的产品优势 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7ms，确保开关柜内设备的弧光在100ms以内切除。 2、全数字化设计：本装置采用全数字化设计，配置灵活，动作精度高，而且排除了由于旋钮或

弧光保护的必要性

弧光保护的必要性安全生产建议书发布时间:[2014年11月17日] 建议在厂用/配电6KV（10KV）开关柜增设母线电弧光保护系统母线电弧光故障时有发生在我国电力系统中母线电弧光故障时有发生。例如1992年浙江某电厂由于小动物造成厂用电一段母线烧毁；2005年山西某电厂检修工误入开关间隔电弧光事故造成二人重伤；2008年江苏某电厂厂用电开关柜在运行中爆炸造成机组停机；2008年浙江某供电局110/10KV变电站10KV开关柜电弧光爆炸造成一人死亡；2009年安徽某供电局220/35KV变电站35KV开关柜误操作电弧光事故造成一人死亡；2009年重庆某电厂厂用电进线柜电流互感器绝缘电弧光故障造成停机及厂用变压器返厂维修；上海某电厂一期，湖南省某电厂，黑龙江某电厂，广东某供电局，甘肃某供电局都曾有过沉痛的教训。母线电弧光保护新技术产生的背景由于多年运行表明中压开关柜内部弧光故障对人身及设备带来极大的损害，各国电力专家开始对电弧光故障进行研究及认识。在世界上，大家公认的第一次对电弧光故障进行深入研究的人是Ralph Lee先生。在他的1982年美国电力电子工程师协会（IEEE）论文里Ralph Lee 先生第一次描述了电弧光故障现象及对人身的伤害。1987年，Ralph Lee先生又发表了一篇IEEE文章讨论了电弧光故障产生的声音及压力的作用。在1994年，美国劳工部重大工作事故统计显示全国范围内6588起由于电流引起的触电、火灾及爆炸事故导致548人死亡。美国芝加哥的Capelli-Shellpfeffer, Inc.咨询公司报道过在美国每一天有5-10起由于电弧光致伤的人员需要住院疗伤。不需要住院的伤病人员就无法统计了。在1999年，美国电力科学研究院（EPRI）调查中指出在两年的统计里电力公司每一次电气设备故障除了其所造成的直接损失之外，产生的间接损失估计为1575万元美金。美国电力科学研究院（EPRI）还报告了在过去的十年里，一家生产企业每年平均有两起电弧光事故。上个世纪80年代，在欧洲的国际电工委员会（IEC）修订了其IEC298-1981标准。在附件AA中描述了中压开关柜内部电弧光故障产生的原因，解决方案及测试方法。2003年11月，国际电工委员会（IEC）制定了新的中压开关柜标准IEC62271-200代替了其IEC298-1990标准，新的标准在防止开关柜内部弧光故障对人身及设备危害方面提出了更加严格的要求。在北美，为了提高安全生产，加拿大电力和电子制造商协会（EEMAC）根据IEC298-1981的附件AA制定了EEMAC G14-1-1987在内部弧光故障的条件下金属铠装开关柜电阻的测试规则。在IEC298-1981及EEMAC G14-1-1987标准基础之上，美国在2001年也出版了IEEE C37.20.7中压金属铠装开关柜内部弧光故障的测试导则。此外，美国在电力职业安全生产方面针对电弧光弧闪事故建立了相关标准和要求。美国国家防火协会（NFPA），作为美国国家电力规范（NEC）的一个补充，制定了NFPA 70E 2004 职业电力安全要求标准。作为最快速度的专用母线电弧光保护应运而生。它不仅能很好地应用于新装开关柜里也能方便地加装到已运行的开关柜中。其目标就是在第一时间里切除弧光故障使人身伤亡及设备损害降到最低。国内外中压专用母线保护的应用情况在国外由于各国政府的重视和指令性文件及规程规定，欧洲、北美、苏联及英联邦诸国中压开关配置各种专用母线保护的比率已超过95%。近年来由于中压开关柜标准（IEC62271-200）对防弧光故障要求的提高，作为新技术的母线电弧光保护大量的在中压及低压开关柜配套使用。厂用/配电系统的6KV（10KV）母线一般不配置专用的快速母线保护是目前国内的典型设计做法，是符合国标《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062－92)及现行的电力行业规程规范要求的。这一设计规范导致了目前中压开关柜没有专用母线保护。即专用母线保护“可用可不用”“景上添花”的局面。为什么35KV及以下的母线没有配置专用的快速母线保护？其中重要的原因之一是中压母线故障绝大部分情况下“没有系统稳定性的问题”。因此，长期以来人们对中低压母线保护一直不够重视。虽然国内外的中压开关柜的制造技术进步很快，6KV（10kV）母线发生故障的机率大为减少，但是由于厂用/配电的6KV

VAMP221电弧光保护操作和技术手册、VAMP321配置参考手册

VAMP 221 电弧光保护系统操作和配置手册技术手册

操作和配置手册

操作和配置手册目录 1.概要 (4) 1.1.VAMP 221电弧光保护系统元件 (4) 1.1.1.主单元VAMP 221 (5) 1.1. 2.I/O单元 VAM 12L / VAM 12 LD, VAM 10L / VAM 10LD, VAM 3L / VAM 3LX 和 VAM 4C / VAM 4CD (7) 1.1.3.弧光传感器VA 1 DA, VA 1 EH, ARC SLx, ARC SLm-x 和VA 1 DP (8) 1.1.4.其它系统元件 (13) 1.2.操作安全 (13) 2.用户界面 (14) 2.1.主单元VAMP 221的前面板 (14) 2.1.1.显示和状态指示 (15) 2.1.2.按键和编程开关 (16) 2.1.3.在菜单中移动 (17) 2.2.I/O 单元 (18) 2.2.1.VAM 12L (18) 2.2.2.VAM 12LD (20) 2.2.3.VAM 10L (22) 2.2.4.VAM 10LD (23) 2.2.5.VAM 3L (25) 2.2.6.VAM 3LX (26) 2.2.7.VAM 4C (27) 2.2.8.VAM 4CD (28) 2.2.9.中间继电器 VAR 4CE –前面板 (30) 2.2.10.中间继电器 VAMP 4R -前面板 (31) 3.VAMP 221电弧光保护系统操作和故障排除 (32) 3.1.系统状态指示 (32) 3.1.1.弧光故障 (32) 3.1.2.过流告警 (34) 3.1.3.自检告警 (35) 3.1.4.故障代码 (36) 3.2.使用编程开关 (43) 3.2.1.主单元的编程开关 (43) 3.2.2.编程开关 - I/O 单元 (44) 3.3.调整过流定值 (48) 3.4.电弧光保护系统配置 (50) 3.4.1.检查系统配置 (51) 4.系统调试 (52) 4.1.测试 – 概要 (52) 4.2.进行测试 (53) 4.3.定期调试 (53)

电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用

电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用近几年来, 随着乌海电力工业的快速发展, 35kV 中低压开关柜的应用数量越来越多, 由于开关柜弧光短路故障引发的中低压母线故障时有发生, 并且也发生过主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故, 经济损失严重; 另一方面, 用户对供电的可靠性要求也越来越高: 因此, 乌海电业局在35 kV开关柜装设了专用快速母线保护———电弧光保护。 1 装设电弧光保护的必要性 1.1 开关柜内部燃弧耐受时间当开关柜内部弧光短路故障时, IEC298 标准附录AA 中规定的内部燃弧时间是100 ms, 也就是说,开关柜可以承受的电弧燃烧时间, 即保护动作和断路器切除故障的时间之和应小于100 ms 才能达到保护该开关柜的目的。目前市场上销售的开关柜基本上是按照IEC298 标准生产的, 也就是说, 开关柜可以承受的电弧燃烧时间为100 ms。表1 为国外对各种燃弧持续时间下进行试验得出的对设备造成的损害程度。 1.2 变压器动稳定时间及中低压母线保护动作时间的要求国标规定的110 kV 及以上电压等级的变压器的热稳定允许时间为2 s, 动稳定时间为0.25 s。但实际上, 在低压侧出口短路故障时过流后备保护切除动作时间往往在2 s 以上, 距变压器的动稳定时间要求0.25 s 相差甚远, 这也是造成变压器损坏的重要原因。 1.3 现有的中低压母线保护方式及存在的问题 1.3.1 变压器后备过流保护这是目前国内应用最广泛的中低压母线保护方式( 乌海电业局也是应用的这种保护方式) 。由于考虑到与馈线和母线分段开关的配合, 保护跳闸时间一般整定为 1.0~1.4 s, 有的甚至更长, 达2.0 s 以上。这一动作时间远远不能满足快速切除中低压母线故障的要求。

VAMP321电弧光保护系统概述及应用

VAMP321电弧光保护系统概述及应用 1. 概述在电力系统中，35kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题，一般未装设母线保护。然而，由于中低压母线上的出线多，操作频繁，三相导体线间距离与大地的距离比较近，容易受小动物危害，设备制造质量比高压设备差，设备绝缘老化和机械磨损，运行条件恶劣，系统运行条件改变，人为和操作错误等原因，中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。但长期以来，人们对中低压母线的保护一直不够重视，大多采用带有较大延时的后备保护来切除母线上的故障，往往使故障被发展、扩大，从而造成巨大的经济损失。近年来，由于各种原因开关设备被严重烧毁，有的甚至发展成“火烧连营”的事故时有发生。而主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故也逐年增加，这些配网事故处理不当甚至被扩大发展为输电网事故，造成重大的经济损失，已引起电力部门的广泛关注。究其原因大多是因为没有装设中低压母线保护，未能快速切除故障造成的。所以，为了保证变压器及母线开关设备的安全运行，根据继电保护快速性的要求，迫切需要配置专用中低压母线保护。本文首先介绍开关柜弧光短路故障以及变压器动稳定时间对中低压母线保护动作时间的要求；其次介绍开关柜弧光短路故障的防护措施及现有的中低压母线保护方案；最后介绍一新型的电弧光中低压母线保护系统。 2. 开关柜内部燃弧耐受时间及变压器动稳定时间指标 2.1 开关柜内部电燃弧耐受时间 IEC298标准附录AA中规定的内部燃弧时间是100ms，目前市场上销售的开关柜基本上是按照IEC298标准生产的，也就是说，开关柜可以承受的电弧燃烧时间为100ms。由于发生弧光故障在断路器动作前，故障短路电弧是一直在燃烧的，即保护动作时间加上断路器分闸时间之和，即为电弧燃烧的持续时间。也就是说，从保护开关柜方面考虑，保护动作时间应在小于100ms切除故障以防止弧光短路故障进一步发展扩大造成更大的危害。上表为国外对各种燃弧持续时间下进行试验得出的对设备造成的损害程度。图1为各种燃弧时间下产生的电弧能量及对开关柜材料的损坏程度。图1.电弧能量与燃烧时间及破坏作用 2.2 变压器的动稳定时间据有关资料统计，一些地区110kV及以上等级的变压器遭受短路故障电流冲击直接导致损坏的事故，约占全部事故的50%以上，与前几年统计相比呈大幅度上升的趋势。这类故障的案例很多，特别是变压器低压侧出口（低压母线）短路时形成的故障一般需要更换绕组，严重时可能要更换全部绕组，从而造成十分严重的后果和损失。国标规定的110kV及以上电压等级的变压器的热稳定允许时间为2秒，动稳定时间为0.25秒。但实际上，在低压侧出口短路故障靠过流后备保护切除的动作时间往往在2秒以上，离0.25秒的变压器的动稳定时间相差甚远。所以，可以说，继电保护的不完善也是造成变压器损坏的重要原因。目前针对近区（低压母线）短路故障引起变压器损坏的保护的动作时间太长，远大于变压器允许承受的短路电流持续时间，显然不能满足保护变压器的要求，

电弧光保护系统

1.电弧光保护概述电弧光保护系统可以在开关柜发生弧光故障的时候，保护操作人员不受伤害，并且降低财产损失程度。当出现弧光时候，弧光以300m/s的速度爆发，摧毁途中的任何物质。只要系统不断电，弧光就会一直存在。要想最大限度的减少弧光的危害，我们需要一种安全、迅速而有效的半导体电弧光保护系统。在开关柜抽屉内，弧光可以迅速的在10ms内达到3M远，因此要想最大程度降低损失，时间是个最主要的因素。RIZNER-EagleEye电弧光保护系统输出跳闸信号时间小于1ms,即使在安装或者维护的时候也能保护操作人员的安全。 2.RIZNER-EagleEye电弧光保护系统概述 RIZNER-EagleEye电弧光保护系统的面市已经近10年.所有的主要的电力系统和电力公司都已使用.芬兰IVOLoviisa核电站的运行证实, 在发生电弧时,只有RIZNER-EagleEye的电弧光保护才能保护他们的开关柜。 RIZNER-EagleEye电弧光保护系统使用先进的处理器技术来控制系统的功能。该处理器技术也使得电弧光保护系统功能的编程，可匹配开关柜的不同运行方式。在跳闸回路里采用的半导体技术（可控硅开关）确保了开关柜里的供电开关以最小的延时得到跳闸信号。在不论是RIZNER-EagleEye电弧光保护系统的主控单元，还是电弧光单元探测到电弧光，并且电流单元的整定的电流定值被超过，电弧光保护系统的跳闸信号将在小于1ms到达供电开关。电流的信息也可直接取自安全电流回路，在此情况下，电弧光保护也可尽可能快的得到过流的信息。如果偶尔光线信号超过光线设定值或者电流信号超过电流设定值，系统不会输出跳闸信号，也不会记忆在跳闸回路中，但是在主控单元上会显示报警信号。在编程的时候，必须考虑系统按照用户所希望的方式正常工作。采用光纤技术来向主控单元传输跳闸信号，确保了电弧光保护系统的完美功能，它的抗干扰能力强，跳闸信号可以非常迅速的输出到断路器。 3.电弧光保护系统组成 3.1概述如果使用光纤三工器，一套RIZNER-EagleEye电弧光保护系统能保护1500m 的中压开关柜或500m低压开关柜。在此情形下，在开关柜的每个柜子都要装一个弧光传感器来保护。在开放式母线系统中，弧光传感器的间隔约为5...6 m。一个RIZNER-EagleEye主控单元能同时保护几个独立的开关柜，因此，电弧光保护系统的弧光单元和电流单元可以分散到不同的开关柜内，把检测到的弧光或电流信号传送到主控单元，主控单元收集到这些必要的数据，根据实际情况输出跳闸信号到断路器。在主控单元和弧光单元或电流单元间的数据传送是靠光纤和数据传输线来完成的。光纤传输触发信号至主控单元。工作电源，报警信号，自控数据信息流的传送则通过数据传输线来完成。主控单元提供4个快速1ms独立跳闸和报警母线和6个常规继电器出口。在系统里进行连接时，必须小心考虑每一母线最后一个电流单元的开关位置。开关位置决定了此电流单元能否按设定的程序正常工作。 3.2RIZNER-EagleEye主控单元

10kV智能开关站的关键技术

随着我国国民经济快速发展，城市用电量增长迅猛，配电网络规模迅速扩大，电力用户对电力供应的可靠性和电力服务的要求越来越高，对配电网运行的稳定性和可靠性提出更高的要求。传统配电网络和运维管理模式已不满足电网发展需要，加快智能配电网的建设和提升配电网智能化水平，已经迫在眉睫。 10kV开关站作为配电网络一级站房应首率先智能化，智能技术实现开关站设备的状态预估和无人值守，提高开关站的安全可靠性，提高生产效率降低不良成本。 1 10kV智能开关站的关键技术 1.1 嵌入式无线射频测温技术测温模块采用嵌入式的设计方式，使得该部分完全装于触臂的绝缘层内，同时在安装时采取了隔热、抗震等措施，使得原有的绝缘距离不受影响，保障了原有的绝缘水平。无线射频测温技术的原理是通过温度传感器的单片微处理器控制将测量设备温度转换成数字信号，再通过无线发射接收模块传递至接收器，通过微处理器将采集到的温度信息，然后上传到后台显示。 1.2 Ekey技术每个TR测温模块均具有全球唯一的ID号，智能监控单元能自动搜索各监测点的温度。同时，配合eKey的技术设计，为了防止柜间的频率冲突，使用编码开关将相邻和相近的开关柜设置成不同频段，保证无线信号传输正常。 1.3 开关柜温度状态预估技术智能管理系统可以内嵌开关柜的温升数学建模公式。系统可以根据保护或自动化装置上传的电流值计算出开关柜的理论温升情况，在加上智能监控单元上实际测量的开关室环境温度，就可以计算出测温点的理论计算温度。再对比智能监控单元实际测量的温度，系统就可以判断出当前开关柜的温度状态情况。这样的温度状态预估系统就可以准确的依照当前的运行工况判断开关柜的运行状态，从而做到开关柜的状态预估，将开关柜故障消灭在萌芽状态。 1.4智能程序化一键操作技术智能操控技术配合智能管理系统可以实现开关设备的一键式或全站程序化操作，预先依据操作票定义好操作序列，使用远方遥控技术、遥信监视技术、程序分析技术、系统处理技术等将原来由现场复杂的多个单步操作由远方一键操作实现。 1.5 IEC 61850/GOOSE弧光保护技术利用IEC 61850/ GOOSE网络技术以极小的成本实现电弧故障保护，大大降低了电弧故障对开

在线监测技术的发展概况以及趋势

在线监测技术的发展概况以及趋势在线监测这一设想由来已久。早在 1951 年,美国西屋公司的约翰逊针对运行中发电机因槽放电的加剧导致电机失效,提出并研究了在运行条件下监测槽放电的装置。局部放电的在线监测难度较大,数十年来,它的发展一直受到限制。传感器技术、信号处理技术、电子和光电技术、计算机技术的发展,提高了局部放电在线监测的灵敏度和抗干扰水平。近 20 年来,由于压电元件灵敏度的提高和低噪声集成放大器的应用, 大大提高了超声传感器的信噪比和监测灵敏度,使其得以广泛用于局部放电的在线监测。20 世纪 80 年代以来,我国的在线监测技术也得到了迅速发展。相继研制了不同类型的监测装置。在线监测系统的组成与分类系统的组成不论监测系统是什么类型,它均应包含以下基本单元。 (1)信号的变送一般由相应的传感器来完成,它从电气设备上监测出那些反映设备状态的物理量,例如电流、电压、温度、压力、气体成分等,并将其转换为合适的电信号传送到后续单元,它对监测信号起着观测和读数的作用。 (2)信号的处理其功能是对传感器变送来的信号进行适当的预处理,将信号幅度调整到合适的电平,对混叠的干扰采用滤波器、极性鉴别器等硬件电路进行抑制,以提高系统的信噪比。 (3)数据采集对经过预处理的信号进行采集、A/D 转换和记录。 (4)信号的传输将采集到的信号传送到后续单元。对固定式监测系统,因数据处理单元远离现场,故需配置专门的信号传输单元;对便携式监测装置,只需对信号进行适当的变换和隔离。 (5)数据处理对所采集的数据进行处理和分析,例如,对获取的数字信息作时域和频谱分析,利用软件滤波、平均处理等技术,对信号作进一步的处理,以提高信噪比。获取反映设备状态的特征值,为诊断提供有效额数据信息。 (6)诊断对处理后的数据和历史数据、判据及其他信息进行比较、分析后,对设备的状态或故障部位做出诊断。必要时要采取进一步措施,例如安排维修计划、是否需要退出运行等。整个监测系统可归纳为以下 3 个子系统: (1)被检测设备和传感器,在设备现场; (2)信号预处理和数据采集子系统,一般在被监测设备附近,也在现场; (3)信号处理和诊断系统,实则是一台计算机和监测系统专用软件,位置在距现场约数十至数百米的主控室内。系统的分类监测系统按其使用场所分为便携式和固定式;按监测功能可分为单参数监测系统和多参数综合性诊断系统;按诊断方式可以分为人工

新型电弧光保护与传统保护的应用及比较 (1)

冶金动力METALLURGICAL POWER 2013年第4期总第158期新型电弧光保护与传统保护的应用及比较潘村（合肥天海电气技术有限公司，安徽合肥２３０００１）【摘要】简要介绍了电弧光保护的基本原理和构成，分析了在现阶段采用弧光保护及弧光保护的重要性，并与传统保护进行了比较，指出了它们之间的差异和作用。【关键词】电弧光；传统；保护；差异；作用【中图分类号】TM77【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2013)04-0018-04 Application and Comparison of New Arclight Protection and Conventional Production ＰＡＮＣｕｎ (Hefei Tianhai Electrical Technology Co.,Ltd.,Hefei,Anhui230001,China) 【Abstract】Ｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｒｃｌｉｇｈｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂｒｉｅｆｌｙ．Ｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｕｓｉｎｇａｒｃｌｉｇｈｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｔｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｓｔａｇｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅａｒｃｌｉｇｈｔｐｒｏ－ｔｅｃｔｉｏｎｉｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．【Key words】ａｒｃｌｉｇｈｔ；ｔｒａｄｉｔｉｏｎ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ１简述随着现代电网结构的日趋复杂、系统容量不断增大，以及智能电网的普及和要求，对继电保护的要求越来越高。为保障电力系统的安全可靠运行，一种新型的保护—— —弧光保护走上“岗位”，成为电力系统继电保护技术中重要的一环。弧光保护是２０世纪９０年代初国外开始研究。而国内的开发起步相对较晚，早期的产品均来自于国外并成功地运用于国内。近几年，随着国内技术的发展和成熟，已成功开发研制出智能电弧光保护产品并运用到生产实践之中，取得了良好的经济效益和成功经验。我国于２００４年开始使用进口弧光保护，到目前为止，约７０％～８０％新建电厂均采用了弧光保护。在企业配用电系统，也大量使用了弧光保护。近期，一些省、市电力公司已下发专题文件，指出弧光保护的重要性，并强调必须安装之。可见，弧光保护的重要性已被人们逐渐认识和了解。不久的将来，弧光保护将与传统常规保护并驾齐驱，在保障电力系统的安全和可靠性方面，发挥越来越重要的作用。２弧光保护的用途及保护范围２．１保护范围首先，弧光保护是向大容量电气设备提供设备在出现击穿放电和发生弧光放电故障时的保护装置，它具有多角度、多位置、大范围的监控功能和弧光闪络点定位功能。当用于不同的设备和不同的场所，其基本定位是保护设备发生弧光短路故障时弧光对设备和人员造成的伤害。它通过采集故障时弧光的信息量和布置在开关柜内的探头物理位置并结合故障电流的增长，对设备提供保护和决定保护的范围，因此其覆盖的保护范围是在开关柜内，且不受限制可延伸到电缆室内。２．２用途简言之，只要当电气设备有弧光出现，都可采用弧光保护。目前弧光保护主要用于中压（６～３５ｋＶ）母线系统和开关柜内作为母线或馈线的主保护，其功能和作用完全等同并优于现有各种原理的母差保护，可保护整段母线。当用于馈线柜保护时，可与过流保护配合作为开关柜的主保护，区别在于所采用的判据不同，但功能相似，且更为灵敏。对于当前大量采用的铠装金属封闭高压开关柜和抽屉式低压开关柜，由于元器件紧凑、空间狭小、爬电距离不够、运行条件恶劣、容易受到灰尘的污染而更易引起弧光放电，可选用弧光保护并结合传统保护提高可靠性。而且投资省、接线简单、维护方便， 18

VAMP321电弧光保护

VAMP321电弧光保护系统概述及应用一、概述在电力系统中，35kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题，一般未装设母线保护。然而，由于中低压母线上的出线多，操作频繁，三相导体线间距离与大地的距离比较近，容易受小动物危害，设备制造质量比高压设备差，设备绝缘老化和机械磨损，运行条件恶劣，系统运行条件改变，人为和操作错误等原因，中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。但长期以来，人们对中低压母线的保护一直不够重视，大多采用带有较大延时的后备保护来切除母线上的故障，往往使故障被发展、扩大，从而造成巨大的经济损失。近年来，由于各种原因开关设备被严重烧毁，有的甚至发展成“火烧连营”的事故时有发生。而主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故也逐年增加，这些配网事故处理不当甚至被扩大发展为输电网事故，造成重大的经济损失，已引起电力部门的广泛关注。究其原因大多是因为没有装设中低压母线保护，未能快速切除故障造成的。所以，为了保证变压器及母线开关设备的安全运行，根据继电保护快速性的要求，迫切需要配置专用中低压母线保护。本文首先介绍开关柜弧光短路故障以及变压器动稳定时间对中低压母线保护动作时间的要求；其次介绍开关柜弧光短路故障的防护措施及现有的中低压母线保护方案；最后介绍一新型的电弧光中低压母线保护系统。二、开关柜内部燃弧耐受时间及变压器动稳定时间指标 2.1 开关柜内部电燃弧耐受时间 IEC298标准附录AA中规定的内部燃弧时间是100ms，目前市场上销售的开关柜基本上是按照IEC298标准生产的，也就是说，开关柜可以承受的电弧燃烧时间为100ms。由于发生弧光故障在断路器动作前，故障短路电弧是一直在燃烧的，即保护动作时间加上断路器分闸时间之和，即为电弧燃烧的持续时间。也就是说，从保护开关柜方面考虑，保护动作时间应在小于100ms切除故障以防止弧光短路故障进一步发展扩大造成更大的危害。上表为国外对各种燃弧持续时间下进行试验得出的对设备造成的损害程度。图1为各种燃弧时间下产生的电弧能量及对开关柜材料的损坏程度。图1.电弧能量与燃烧时间及破坏作用三、变压器的动稳定时间据有关资料统计，一些地区110kV及以上等级的变压器遭受短路故障电流冲击直接导致损坏的事故，约占全部事故的50%以上，与前几年统计相比呈大幅度上升的趋势。这类故障的案例很多，特别是变压器低压侧出口（低压母线）短路时形成的故障一般需要更换绕组，严重时可能要更换全部绕组，从而造成十分严重的后果和损失。国标规定的110kV及以上电压等级的变压器的热稳定允许时间为2秒，动稳定时间为0.25秒。但实际上，在低压侧出口短路故障靠过流后备保护切除的动作时间往往在2秒以上，离0.25秒的变压器的动稳定时间相差甚远。所以，可以说，继电保护的不完善也是造成变压器损坏的重要原因。目前针对近区（低压母线）短路故障引起变压器损坏的保护的动作时间太长，远大于变压器允许承受的短路电流持续时间，显然不能满足保护变压器的要求，

电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用

电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用 2008年第26卷第2期内蒙古电力技术 INNERMONGOLIAELECTRICPOWER53 电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用ApplicationofElectricArcProtectioninIntermediateandLowV oltage SwitchCabinetandBusBarProtections 樊建军.张景玉,李硕 (1.乌海电业局,内蒙古乌海016000;2.海勃湾发电厂,内蒙古乌海016034) [摘要]分析了现有的中低压母线保护方案及存在的问题,介绍了一种新型中低压母线保护装置电弧光保护的原理,特点及其在鸟海电网中的应用情况.该装置的应用,填补了鸟海电网中低压母线没有快速保护的空白,提高了系统安全运行水平. 『关键词1中低压母线保护;开关柜;电弧光保护;应用分析 f中图分类号】TM77[文献标识码】B 『文章编号11008—6218(20o8)02—0o53—03 近几年来,随着乌海电力工业的快速发展,35 kV中低压开关柜的应用数量越来越多,由于开关柜弧光短路故障引发的中低压母线故障时有发生,并且也发生过主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故,经济损失严重;另一方面,用户对供电的可靠性要求也越来越高:因此,乌海电业局在35kV 开关柜装设了专用快速母线保护——电弧光保护. 1装设电弧光保护的必要性 1.1开关柜内部燃弧耐受时间当开关柜内部弧光短路故障时,IEC298标准附录AA中规定的内部燃弧时间是100ms,也就是说, 开关柜可以承受的电弧燃烧时间,即保护动作和断路器切除故障的时间之和应小于100ms才能达到保护该开关柜的目的.目前市场上销售的开关柜基本上是按照IEC298标准生产的,也就是说,开关柜可以承受的电弧燃烧时间为100ms.表1为国外对各种燃弧持续时间下进行试验得出的对设备造成的损害程度. 1.2变压器动稳定时间及中低压母线保护动作时间的要求国标规定的110kV及以上电压等级的变压器的热稳定允许时间为2S,动稳定时间为0.25s.但

高压成套柜技术资料

10KV开关站本项目由17面KYN28A-12型10kV 户内金属凯装抽出式开关柜装置（以下简称开关柜）。卖方应对开关柜的设计、材料采购、设备制造、电气元件组装，图纸、资料的提供以及与各分包商间的联络、协调、检查和在不同场所进行的试验负有全部责任。一、设备概要进线柜两面、PT避雷器柜两面、出线柜十一面、分段柜一面、隔离柜一面，总计：十七面柜。另有直流屏40AH 110V一面、照明箱一只、信号箱两只，具体以图为准。二、主要技术参数及考核指标 1、名称：金属铠装抽出式封闭开关柜型号：KYN28A—12 2、开关柜颜色：淡灰色 GSB G51001-94 序号B03。 3、额定电压：10kV 4、最高工作电压：12kV 5、额定频率：50HZ 6、主母线、2只进线、一只分段、一只隔离，使用TMY-100×10铜排， 7、出线母线使用TMY-600×6 8、热稳定电流（4S）：进线柜31.5kA，出线柜为31.5KA 9、动稳定电流：进线柜为80kA，出线柜为80kA 10、绝缘水平： 1分钟交流工频耐受电压（有效值）：42kV 雷电冲击耐受电压：75kV 12、开关、机构等机械寿命：30000次以上三、断路器技术参数 1、型号：VGL-2-12/2000A-31.5KA 3只， VGL-2-12/1250A-31.5KA 1只，VGL-2-12/630A-25KA 10只； 2、额定电流：进线断路器为1250A，出线断路器为630A 3、开断电流：进线断路器为31.5kA，出线断路器为31.5KA 4、热稳定电流（4S）：进线断路器为31.5kA，出线断路器为25KA 5、动稳定电流：进线2断路器为80kA，出线断路器为80kA 6、绝缘水平：在分闸状态下对地、相间、断口间1分钟工频耐受电压：42kV 在合闸状态下对地、相间1分钟工频耐受电压42kV 雷电冲击耐受电压：75kV 7合闸弹跳时间不大于2mS 7、操作方式：弹簧操作机构(能手动和电动储能) 分、合闸电源：DC110V 储能电机电源：AC220V 操作机构分、合闸电磁铁或合闸接触器端子上的最低动作电压在操作电压额定值的30%-65%之间。四、工期 1.本项目工程要求工期为30个日历天（开工以合同签署次日为准）。中标人应承

电力系统保护报告(电弧光保护系统继电保护)

大庆石油学院电力系统保护报告报告题目电弧光保护系统继电保护教师赵玉峰所在院（系）电气工程学院电气工程及其自动化班级学生姓名学号 20 年月日

目录 1 电力系统保护基本原理 (1) 1.1 电路原理 (1) 1.2 理论分析 (1) 2 电弧光保护系统继电保护在中低压母线保护中的应用 (2) 2.1 电弧光保护系统继电保护的特点 (2) 2.2 电弧光保护系统继电保护的现场应用 (2) 2.3 电弧光保护系统继电保护的评价 (7) 3 课程学习心得 (9)

1电力系统保护基本原理在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害呢）、内部因素（绝缘老化，损坏等）及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。电力系统发生故障或危及其安全运行的事件时，他们能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。 1.1 电路原理一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。（1）测量元件：作用：测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。（2）逻辑元件：作用：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。（3）执行元件：作用；根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时→跳闸；不正常运行时→发信号；正常运行时→不动作。 1.2 理论分析继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等，用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间