① 電弧光保護裝置在配電系統中的重要嗎
「安全即效益」配置bilsum弧光保護的核心理念。貼合用戶需求,全方位多功能,給激進中低壓母線及開關櫃帶來更安全的運行維護,為您的效益空間提供保證。 Bs622中低壓母線弧光短路快速維護系統以智能電網的發展為方向,結合國外先進的智能電網產品設計理念,為客戶提供具有前瞻性和最優性價比的弧光維護裝置及完善的維護配置方案。
弧光保護產品的重要性:
發電廠、大用戶廠用及配電系統中低壓開關櫃眾多,整個供電系統的核心設備,對全廠/配電系統的平安運行至關重要。但是目前慣例的維護配置方案,中低壓母線沒有配置專門的維護,通常由進線開關的後備維護整定來實現;並且進線與出線開關的維護需要相互配合,所以廠用/配電系統的中低壓母線故障要經過延時切除。一般速斷保護延時的級差至少為300ms甚至500ms ;而過流保護的配合級差更是長達12秒。
鑒於中低壓母線在配電系統中的重要地位,任何故障的延時切除,都將嚴重危及人身和設備安全,造成巨大的損失,所以對中低壓母線的運行維護有充分理由予以重視。
同時,故障電弧光具有發展迅速、不可預測、破壞力大、極易傳播的特點、電弧中心溫度逾越一萬攝氏度,弧光的光強度可以逾越正常的照明光強2000倍。因此,對故障電弧光早發現、早處置成為抑制電弧光發展的關鍵,只有盡力爭取每一毫秒使供電斷路器跳閘切除故障,才幹夠使設備和人身平安得到最大限度的維護。
② 電弧光保護系統在風力發電場集電母線保護中的應用怎麼樣
(摘要:對風電場斷路器桓故障——孤光短路以及變壓器的動穩定時間,研究風電場集電母線保護動作時間要求,做出風電場斷路器櫃電孤光短路故障的集電母線保護方案及防護措施。
關鍵詞:風電場;電弧光;集電母線保護
在風力發電場升壓站中,35kV及以下電壓等級的風電場集電母線由於延續電網以往的方法設計,不會裝設保護。但是,由於風電場集電母線上的集電線路較多,大地與三相導體線間距離間的距離較近,容易受小型動物的危害,設備製造質量比高壓設備惡劣,誤操作,運行環境比較差、設備機械老化和絕緣降低,等原因,風電場集電母線的故障幾率比一般的電網變電站故障要高。長期以來,對風電場集電母線的保護不重視,一般採用帶有較大延時的後備保護來切除集電母線故障,這已不能適應風電場集電母線的運行要求,使故障擴大,從而使投資商蒙受損失。近年來,由於風力發電的快速發展,各種原因斷路器設備被嚴重燒毀,越級跳閘事件屢見不鮮。受外部短路電流沖擊損壞主變壓器的事故也呈現增長態勢,事故處理不當會擴大發展為大型電網事故,已引起電網營銷部門的重視。究其大多是風電場沒有裝設集電母線保護,故障未能快速切除造成。必然為了保證風電場母線斷路器設備及變壓器的穩定運行,根據繼電保護四性的要求,在風電場配置專用集電線保護已成為燃眉之急。
1路器櫃燃弧耐受時間指標分析
表l燃弧持續時間下對設備的損害程度
電弧燃燒時間 設備損壞程度
35ms 沒有顯著的損壞。一般可以在檢驗絕緣電阻後投入使用
100ms 設備損壞較小。 在開關櫃再次投入運行以前僅需要進行清潔或可能的某些小的修理。
500ms 設備損壞很嚴重.現場工作人員可能受到嚴重傷害.必須更換部分設備才可以再投入運行
斷路器櫃燃弧耐受時間。IEC298標准附錄AA中規定的燃弧時間是100ms,目前風電場配置的斷路器櫃絕大部分是按照IEC298標准製造的。由於弧光故障一般在斷路器動作前發生並且持續燃燒的,燃燒的持續時間等於斷路器分閘時間加上保護動作時間,切除短路故障時間應小於100ms才能防止短路故障大造成危害。
2斷路器櫃短路故障的保護措施研究
2.1消極的防護措施
限制故障電弧產生的各種效應是這種措施的原理,如隔離各單元室、強化斷路器櫃的內部結構、設置泄壓通道和釋放板等,採用這種措施能使電弧光故障損失少量降低。
表2增加弧耐受時間和增加成本對比評估
開關櫃提供的燃弧耐受時間 開關櫃提供的燃弧耐受時間
200毫秒 10%
1秒 100%
然而,如果要通過強化內部結構的方法從而提高斷路器櫃的燃弧耐受時間會產生更高的成本。
2.2積極的防護措施
當前一般採用的集電母線保護方案是:
2.2.1變壓器後備保護。對於饋線和母線分段開關配合方面考慮,保護跳閘時限正常情況下,設為1.O一1.4秒,那麼不難得出是不能夠滿足要求的。
2.2.2集電線路過流保護閉鎖保護方案。這一方案提高了動作速度,一般動作時限為300到1400ms.顯然,還是不能滿足100ms以內切除故障。
2.2.3電流差動集電母線保護方案。電流差動集38內蒙古石油化工2014年第4期
電母線保護方案,保護動作時限一般是35.0ms。再加上斷路器分閘時間,這個速度對於100ms還是太長。而且採用電流差動集電母線保護方案接線復雜,對電流互感器的精度要求很高,安裝在有風電場這樣有很多集電線路母線上有很大的困難,且造價很高。顯而易見,以上方案是不能滿足保護覆蓋范圍要求或快速切除母線故障的,那麼採用一種新的集電母線保護系統是迫切需要的,從而達到解決運行中由於集電母線發生故障率高、切除故障時間長而導致故障擴大,造成大量的經濟損失。
3電弧光母線保護系統及應用情況
3.1電孤光的特點
空氣弧光產生時候最大的瞬時功率可以達40MW內部溫度可以升至1萬20,000℃弧光產生時和結束時的溫度可以達到4,500℃(中壓范圍內)弧光的最大電壓可達500一1,000V弧光的光強可以超過正常的照明光強2,000倍有效降低故障危害是弧光保護系統必須解決的問題,而解決問題的關鍵在於盡快切斷電源,熄滅電弧。弧光保護系統就是為實現快速切斷電弧故障而研製的,在低壓或中壓開關裝置中產生電弧故障瞬間,向斷路器發出快速跳閘命令。在發生電弧故障時,弧光保護系統可通過檢查、檢測電弧感測器的覆蓋區域來迅速定位故障。有兩種類型電弧檢測感測器:纏繞光纖感測器,能檢測光信號並通過光纖傳輸;聚光透鏡型感測器,按問隔配置的感測器。
3.2保護裝置的配置
裝置採用一體式主機設計,電流監測、弧光監測和信號處理系統在一個主機內完成。與現行的分體式設計相比,避免了系統的電流單元外部連接故障,系統的運行可靠性更高。具有以下組成部分:主單元、擴展單元、弧光感測器。弧光保護裝置的動作時間≤2.5ms,弧光保護裝置應具備故障定位功能,應能判別出發生弧光的具體位置,連續的自檢功能可自我偵測繼電器輔助電源、連接光纖,確保了系統的可靠性。提供兩種弧光探測方式,環狀光纖感測器或透鏡式感測器,整條光纖感測器均可探測電弧光,保證了保護區域無盲區。
3.3應用情況
電弧光保護在包括中國在內的二十個多個國家的低壓保護系統中應用已有超過一千套以上,最大運行的系統裝配20個主單元,應用已遍及電力系統的發、輸、配、用各大領域。
電弧光保護系統應用最多的國家是非洲的南非。不統計,該國到2013年年底已有1200多套電弧光保護系統投入運行,最大的系統安裝有18個主單元。
在內蒙古自治區,烏蘭察布供電局、呼和浩特供電局、巴彥淖爾供電局等盟市供電局相繼配置了電弧光保護,且運行穩定,並進一步的開始了推廣,一些風電場已經開始進行低壓集電系統的母線保護改造,應用電弧光保護。
4結束語
隨著微機和光電子技術的不斷研究更新,各種新型母線保護原理和裝置不斷出現,其中bilsum電弧光保護是針對斷路器櫃故障特性研發的母線保護,具有動作可靠迅速、原理簡單、對風電場升壓站一次設備無特殊要求、適應於各種運行方式、且在各種運行方式下保護不需要切換等優點,為風力發電企業提供了一個理想的集電母線保護解決方案。
③ 電弧光保護裝置的作用
什麼是電弧來光保護裝置
在我國,源中、低壓母線短路故障中,重點設備和人員傷害主要由電弧光引起,然而,我國的大多數中低壓母線沒有設置快速母線保護,而只是採用了簡單的消弧裝置和變壓器後備保護。這些保護智能化較低,動作速度慢,往往會延長故障切除時間,從而進一步擴大設備損壞程度,甚至會引起「火燒連營」的惡性事故,沖擊變壓器一次運行,影響整個電網的安全運行。而電弧光保護裝置,吸收國外電弧光保護的特點具有廣泛實用性、高可靠性的新型電弧光保護系統。採用弧光檢測和過電流檢測雙判據原理,具有保護動作速度快、可靠性高等特點。
電弧光保護裝置的主要作用
1、減少或降低電弧光對於人體的傷害。
2、減少或降低電弧光短路故障對於設備的損害。
3、避免變壓器因近距離母線故障造成動穩定破壞,延長變壓器的使用壽命。
4、縮短電弧光故障切除時間,避免波及站內直流系統造成重大損失。
5、減少因電弧光故障造成設備停運的時間,更快地恢復供電。
主要應用於以下場合
1、電力變電站。
2、火電廠電氣段開關櫃母線室及饋線櫃。
3、風電場升壓站集電線路開關櫃。
4、箱式變電站。
5、鋁鎂行業大型直流整流櫃。
④ 開關櫃弧光保護裝置
概述
在110KV變電站的中低壓母線一般不配置母線保護,近年來為了有效抑制變電站中低壓母線開關設備損壞及母線和斷路器故障引起主變壓器損壞的發生,越來越多的變電站中低壓開關櫃配置電弧光保護。通過弧光保護裝置可以快速地切除故障點,保證系統的安全穩定運行。
應用范圍
適用於電力開關櫃中,引入電弧光保護裝置,可以捕捉到電氣弧光,並快速地切除故障點,保證電力系統的安全穩定運行。
主要特點
1、動作迅速可靠
採用了可靠的快速演算法,可以在短時間內判斷弧光變化信號和電流變化信號並迅速出口,從發現故障到出口跳閘時間間隔優於10ms,確保開關櫃內設備的弧光在75ms以內切除。
2、全數字化設計
本裝置採用全數字化設計,配置靈活,動作精度高,而且排除了由於旋鈕或其他機械設計導致的誤差隱患。
3、保護原理簡單、合理
根據弧光產生時的特點,裝置採用弧光和電流雙重判據,判據簡單且可以有效的保證動作的准確性。
4、強大的電氣性能
弧光探頭設計、連接線等全部採用耐高溫、阻燃的高分子材料,具有超強的電氣隔離效果。裝置完全滿足EMC的標准,保證了弧光保護系統的整體穩定性和動作的可靠性。
5、故障信息記錄全面
在故障弧光發生並引起裝置跳閘後,主控單元或饋線保護單元可以准確的記錄弧光探頭檢測到故障弧光的位置信息,且可以詳細記錄動作時刻的三相電流值。
6、多種輔助保護功能
主控單元不但有弧光保護,還有斷路器失靈等輔助保護,這些保護是弧光保護的合理配置和有效補充。
主要作用
1、減少或降低電弧光對於人體的傷害;
2、減少或降低電弧光短路故障對於設備的損害;
3、避免變壓器因近距離母線故障造成動穩定破壞,延長變壓器的使用壽命;
4、縮短電弧光故障切除時間,避免波及站內直流系統造成重大損失;
5、減少因電弧光故障造成設備停運的時間,更快地恢復供電。
⑤ 採用電弧光保護產品的重要性
首先是可以避免短路故障時產生的電弧光對人員及設備造成極大的危害。其次是可版以避免電弧光短路事故權造成大范圍的停電及恢復供電時間延長。最後,從經濟方面看,由於短路時所產生的電弧光造成的損失遠高於中低壓母線故障保護裝置的投資;中低壓母線保護裝置雖不能阻止電弧光發生,卻能快速的切除母線短路故障,使工作人員、電氣設備在最大程度上免受傷害。
⑥ 電弧光保護是什麼
什麼是弧光放電?
當兩電極間電壓升高時,在電極最近處空氣中的正負離子被電場加速,在移動的過程中與其它空氣分子碰撞產生新的離子,這種離子大量增加的現象稱為「電離」。空氣被電離的同時,溫度隨之急劇上升產生電弧,這種放電稱為弧光放電。弧光放電一般不需要很高的電壓,屬於低電壓大電流放電。
弧光放電產生的條件是小間隙和大電流,如果增加間隙或減小電流,電弧將會消失。
電弧光是怎樣形成的?
電弧性短路起火:如將兩電極接觸後再拉開建立了電弧,則維持此10mm 長的電弧只需20V 的電壓。也就是說只要先接觸,之後又分開,很可能產生局部溫度很高的電弧而成為起火源。按電弧發生的不同部分可分為帶電導體間的電弧、帶電導體與地之間的電弧和絕緣表面的爬電。
帶電導體間的電弧性短路起火:短路起火時有兩種可能,其一是兩導體(如相線與中性線)接觸時因短路電流產生的高溫,使接觸點金屬熔化,之後金屬熔化成團收縮而脫離接觸的過程,在這種情況下可能建立電弧。「又如線路絕緣水平嚴重下降,雷電產生的瞬態過電壓或電網故障產生的暫態過電壓都可能擊穿劣化的線路絕緣而建立電弧。」「電弧性短路的起火危險遠大於上述金屬性短路的起火危險。」
接地故障電弧起火:由於「接地故障發生的幾率遠大於帶電導體間的短路」,所以「接地故障電弧引起的火災遠多於帶電導體間的電弧火災」。這是因為「在電氣線路施工中,穿鋼管拉電線時帶電導體絕緣外皮之間並無因相對運動而產生的摩擦,但帶電導體絕緣外皮與鋼管間的摩擦卻使絕緣摩薄或受損。另外,發生雷擊時地面上出現瞬變電磁場,它對電氣線路將感應瞬態過電壓」,此時「芯線上感應的瞬態過電壓是基本相同的,而電纜梯架則因接地而為地電壓」,所以,芯線對地的電位差較大。從摩損和電位差大兩方面分析,接地故障電弧起火率自然偏高。
爬電起火:爬電是指電弧不是建立在空氣間隙中的電弧,而是出現在設備絕緣表面上的電弧。例如電源插頭的絕緣表面上的一個或多個相線插腳和PE線插腳,它們之間的絕緣表面可能發生爬電。
電弧光在中、低壓開關櫃內產生的主要因素是什麼?
使用了不良性能的導電體
絕緣材料的損壞(包括:裂痕,進水,老化等)
人體或其他物品意外地接觸到帶電的物品
操作過程中的失誤或者設計或安裝錯誤
元件損壞,沒有良好的維修和保養設備
過電壓
電網結構的改變(系統容量增大、電纜應用增多)
電弧光的危害
開關設備內部間隔發生故障而產生的電弧光會造成開關設備中的壓力和溫度迅速增加,如不及時切除、將可能造成以下重大危害:
電弧光中心溫度(相當於太陽表面溫度的2~4倍,約為10000~20000°C)過高導致銅排、鋁排熔毀氣化;
電纜熔毀,電纜護套著火;
開關設備劇烈振動,使固定元件松脫;
使上一級變壓器承受近距離短路沖擊,故障電流產生的電動力可能導致變壓器繞組變形引起匝間短路;
故障產生的弧光沖擊波以300m/s的速度爆發,可摧毀途中的任何物質,若波及站內直流系統導致全站直流失電,將造成無法彌補的重大損失;
燃燒產生的有毒氣體被人吸入會產生生命危險;
高溫灼傷皮膚,強光刺傷眼睛
爆破音振損傷耳膜,肺臟;
爆炸碎片飛射,造成人員傷亡。
電弧光的監測及防護
當低壓開關櫃發生電弧,可以通過三種不同的設計理念保護操作人員和設備的安全:
改善設備的機械結構,使之能夠承受電弧(被動保護)
設備安裝限制內部電弧效應的裝置(主動保護)
設備安裝限流斷路器
主動保護有以下兩種常見的、可行的方法:1) 通過壓力感測器進行監測;2) 通過弧光感測器進行監測
第一種方法(採用壓力感測器作為電弧光探測單元)壓力波是裝置內出現電弧事故的效應之一,它將在電弧出現後的10-15毫秒後出現,可以安裝一些壓力感測器用於探測壓力峰值。當內部的壓力達到設定值時,電弧監測裝置發出動作指令,控制開關器件動作。但是要預先確定電弧在櫃內產生的過壓值並非易事。
第二種方法(採用光纖感測器作為電弧光探測單元)弧光監測器的操作邏輯如下:電弧現象會產生強烈的光輻射,因此櫃體內出現的弧光可以被弧光感測器探測到。當弧光監控系統探測到故障,會發出動作信號給斷路器。這種方法的探測反應時間僅為1毫秒。弧光感測器分為可分為電流型和光纖性(可見光和紫外光),其中支持可見光的弧光感測器有UTU,ABB;支持可見光和紫外光感測器比善科技arcsenor系列弧光感測器,五石金HG系列感測器。
⑦ 弧光保護裝置
什麼是弧光保護
弧光保護是指電力系統由於各種的短路原因可引起弧光,弧光會以300m/s的速度爆發,摧毀途中的任何物質。只要系統中不斷電,弧光就會一直存在。要想最大限度的減少弧光的危害,我們需要安全、迅速地切斷電弧光,這樣可以在發生弧光故障的時候,保護操作人員不受傷害,並且可以降低財產損失程度簡稱電弧光保護。
弧光保護的特點
1、動作迅速可靠
採用了可靠的快速演算法,可以在短時間內判斷弧光變化信號和電流變化信號並迅速出口,從發現故障到出口跳閘時間間隔優於10ms,確保開關櫃內設備的弧光在75ms以內切除。
2、全數字化設計
本裝置採用全數字化設計,配置靈活,動作精度高,而且排除了由於旋鈕或其他機械設計導致的誤差隱患。
3、保護原理簡單、合理
根據弧光產生時的特點,裝置採用弧光和電流雙重判據,判據簡單且可以有效的保證動作的准確性。
4、強大的電氣性能
弧光探頭設計、連接線等全部採用耐高溫、阻燃的高分子材料,具有超強的電氣隔離效果。裝置完全滿足EMC的標准,保證了弧光保護系統的整體穩定性和動作的可靠性。
5、故障信息記錄全面
在故障弧光發生並引起裝置跳閘後,主控單元或饋線保護單元可以准確的記錄弧光探頭檢測到故障弧光的位置信息,且可以詳細記錄動作時刻的三相電流值。
6、多種輔助保護功能
主控單元不但有弧光保護,還有斷路器失靈等輔助保護,這些保護是弧光保護的合理配置和有效補充。
⑧ 電弧光保護裝置的前景如何
在國內前景是不錯的,現在研發電弧光保護裝置的廠家很少,國內很多品牌不是研發廠家。國內有名的研發電弧光保護的廠家有南京弘毅,成都比善科技。
⑨ 弧光保護裝置選什麼好
國產的弧光保護比進口的更適用,國產的把主控單元、電流單元和弧光採集單元集成內在一起,安裝方便,容可靠性高,進口的分幾個單元主要是為了自己的利益。其實UTU和RIZNER兩個產品實質上是一樣的,面板不同而已。
目前南京、保定的生產廠家都是採用一體式的裝置,只有早起仿ABB、VAMP、UTU的廠家按照進口產品的結構模式做的,各個單元之間通過電纜連接,人為增加了節點,反而降低了設備的可靠性。
弧光保護的技術發源地在芬蘭。ABB的REA系列,Vamp的321,221系列,在國內都有比較多的應用,還有Arcteq、UTU 也都有較成熟的弧光保護產品。
電弧是放電過程中發生的一種現象,當兩點之間的電壓超過其工頻絕緣強度極限時就會發生。當適當的條件出現時,一個攜帶著電流的等離子產生,直到電源側的保護設備斷開才會消失。空氣在通常條件是很好的絕緣體,但由於溫度的升高或者其他外部因素的作用,其化學和物理特性發生改變時,它可能變成通電的導體。