电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用 电弧光养护在中低压开关柜和母线养护中的应用 近几年来, 随着乌海电力工业的快速进展, 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遇外部短路电流冲击损坏的事故, 经济损失严重; 另一方面, 用户对供电的稳当性要求也越来越高: 因此, 乌海电业局在35 kV开关柜装设了专用快速母线养护———电弧光养护 1 装设电弧光养护的必要性 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, 即养护动作和断路器切除故障的时间之和应小于100 ms 才能达成养护该开关柜的目的目前市场上销售的开关柜根本上是按照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举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养护动作时间的要求 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养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理由 1.3 现有的中低压母线养护方式及存在的问题 1.3.1 变压器后备过流养护 这是目前国内应用最广泛的中低压母线养护方式( 乌海电业局也是应用的这种养护方式) 由于考虑到与馈线和母线分段开关的合作, 养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得志快速切除中低压母线故障的要求 1.3.2 馈线过流养护闭锁变压器过流养护 近年来利用馈线过流元件闭锁变压器过流养护的应用较为广泛, 与变压器后备过流养护方式相比其动作速度有了确定的提高, 典型动作时间为300~400 ms但对于要求100 ms 以内切除故障的, 鲜明不能得志要求 1.3.3 采用环流原理的高阻抗母线养护 这种养护方式典型的养护动作时间为35~60ms考虑到断路器的分闸时间, 这一动作速度对要求100 ms 以内切除故障来说也慢并且这种养护方式的接线繁杂, 对TA 的质量要求高, 安装在有好多出线的6~35 kV 母线上分外困难, 也不经济。

此外, 由于其养护范围受到TA 安装位置的限制, 不能养护到发生故障几率较高的电缆室电缆接头处的故障因此并不适合应用于中低压母线养护从实际应用处境来看, 现有的养护方式鲜明不能得志快速切除母线故障或养护笼罩范围的要求,因此, 在中低压母线和开关柜装设一种快速的母线养护是必要的, 也是迫切的 2 VAMP221 新型电弧光母线养护系统 2.1 VAMP221 电弧光养护原理 电弧光养护原理很简朴, 主要动作依据为故障产生的两个不同因素: 弧光及电流增量当同时检测到弧光和电流增量时发出跳闸命令也就是说, 当系统发生故障时, 弧光传感器将弧光信号转化为电信号, 通过I/O 辅佐单元传给主单元, 主单元再通过检测电流信号并且达成启动值, 即发出跳闸信号养护原理见图1 所示 2.2 VAMP221 电弧光养护系统布局 VAMP221 电弧光养护系统布局如图2 所示, 其主要部件组成如下 2.2.1 主单元 主单元包含有电流检测和断路器失灵养护, 它通过检测短路电流和来自弧光传感器的动作信息,并对收集的数据举行处理、判断, 发出跳闸信号以切除故障该系统在同时检测到弧光和过流时发出跳闸指令。

在进线断路器未能动作切除故障时, 它将启动断路器失灵养护规律, 发出跳闸指令给上级断路器切除故障此外, 主单元根据辅佐单元传送来的弧光传感器的动作信息和温度传感器测量的温度, 供给弧光故障点的定位和温度报警信息 2.2.2 辅佐单元 辅佐单元安装在开关柜中, 当系统发生弧光故障时, 辅佐单元收集来自弧光传感器的动作信息并传送给主单元, 在主单元上显示辅佐单元和弧光传感器的地址编号, 有利于实时检修和摈弃故障 2.2.3 弧光传感器 弧光传感器安装在开关柜各间隔室中, 可实现对由简朴到各种繁杂接线中、低压开关柜供给有选择性的养护弧光传感器作为光感应元件, 将检测在发生弧光故障时突然增加的光强, 并将光信号转换成电流信号传送给辅佐单元 2.2.4 便携式弧光传感器 其功能和性能与前述弧光传感器一致, 区别只是它可以在连接电缆允许的范围内肆意移动它可以临时连接到辅佐单元上, 通过安置在离工作地点较近的地方( 譬如挂在胸前口袋上) 用于巩固运行操作人员在带电修理开关时的安好性 2.2.5 温度传感器 温度传感器可用于监视开关柜内部的关键部件( 譬如母线接头) 的温度, 在超过其整定值时主单元可发出报警信号。

3 VAMP221 电弧光养护系统在五福变电站 35 kV 母线养护中的应用 养护对象是该变电站的35 kV I、II 段母线整套系统由主单元VAMP221、电流辅佐单元VAM4C、辅佐单元VAM10L、弧光传感器VA1DA 和连接电缆组成, 接线原理见图3在每个开关柜母线室内安装1 个弧光传感器, 在母联断路器和母联隔离车安装1 个弧光传感器, 在母线桥加装3 个弧光传感器,在TV 柜内安装2 个弧光传感器, 通过辅佐单元VAM10L 把采到的弧光信号传送给主单元VAMP221系统配置VAM4C 用于供给过流判据主单元VAMP221 和辅佐单元VAM4C 可安装在进线柜上, 辅佐单元VAM10L 可安装在馈线柜上 概括配置方案为: 35 kV I、II 段母线采用1 套电弧光养护系统, 配置主单元VAMP221 1 台, 电流辅佐单元VAM4C 1 台, 共有20 面开关柜, 需配置26 个探头式弧光传感器, 4 个辅佐单元VAM10L 当弧光传感器采集到弧光信号、主单元VAMP221 或辅佐单元VAM4C 采集到进线过流信号时, 将启动跳闸继电器跳开进线断路器, 同时将动作信号( 硬接点) 传递给后台监控系统。

系统拥有完善的自检功能, 能实时自检, 系统自检告警信息可以在装置上看到, 也可通过主单元的告警继电器送到后台当任意一段母线展现故障时, 都只会跳开该段母线的进线断路器, 其他段母线仍会正常运行 在母联开关运行时, 跳开故障母线进线断路器和母联断路器其中弧光判据的启动条件为: 光强度超过8 000 lx, 电流超过最大负荷电流 VAMP221 电弧光养护从开头投入运行至今, 系统运行状况良好其优点为: ( 1) 系统调试稳定, 测验合格, 养护正确动作率100% ( 2) 系统运行稳定稳当, 未展现过误动作现象,符合系统设计要求 ( 3) 系统引进了芬兰VAMP 公司生产的弧光养护装置, 消化吸收好, 原理简朴领略, 易于掌管 ( 4) 系统布局设计合理, 实现了与原有养护系统的无缝连接, 很好地保证了该系统的稳当性和实用性 4 结语 电弧光养护能快速切除中低压母线故障, 保证输配电网的安好运行目前, 乌海电业局五福变电站、宝山变电站35 kV 母线已安装了VAMP221 电弧光养护, 运行效果良好, 并可作为参考, 广泛地应用在其他中低压母线上, 发挥其应有的作用。

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