Ⅰ 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。
Ⅱ 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。
Ⅲ 電弧光保護在熱電廠10KV廠用電系統的應用與分析
摘要:介紹了電弧光產生、危害及電弧光保護的原理和組成,對發電廠10KV中壓廠用電系統保護的現狀及存在盼不足進行了分析,以福建省東南電化股份有限公司熱電廠為例,討論了10kV廠用電系統電弧光保護裝置的設計應用方案.
關鍵詞:電弧光保護;母線保護;必要性;
1電弧光
1.1電弧光的產生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,當兩點之間的電壓超過其空氣絕緣強度極限時就會發生,只要兩端的電壓提供的能量足以補償熱損耗並維持適當的溫度條件,電弧將會持續發生.類似地,如果電路兩相發生短路故障也可以產生電弧.
1.2電弧光的危害電力系統中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、將可能造成重大危害.故障時電弧光發生產生的氣體會導致開關設備劇烈振動,固定元件松脫,造成一次、二次設備嚴重污損,絕緣電阻為零.甚至開關櫃爆炸導致人員傷亡;故障時電弧光發生產生的高溫會導致銅排、鋁排、電纜熔毀,絕緣護套著火,燃燒產生的有毒煙氣傷害呼吸系統,高溫灼傷皮膚,強光刺傷眼睛.
2電弧光保護
2.1電弧光保護的原理供、配電系統遭受感應雷入侵造成各種短路事故,各種人為誤操作引起的事故和操作過電壓造成的人員傷亡和設備損壞等都會以瞬間擊穿和短路,引起爆炸、燃燒產生電弧光的形式表現出來,電弧光它不僅會對設備造成嚴重毀滅性的破壞,還會對人身安全構成直接威脅.這種破壞和威脅是由於電弧光本身的特性所決定的.如圖1和表1所示:根據電弧光特性原理可知,如果能在100ms內切除故障,就能最大限度的降低對人身和設備造成的損失.母線電弧光保護系統,突破了常規保護的判據原則,率先採用了檢測弧光和電流兩個非關聯參數(電量和非電量)作為判據(如圖2所示);當檢測到弧光或者電流增量時發出報警信號,並不發出跳閘指令.當故障時電弧光發生,裝置會發出lms跳閘輸出信號,迅速切斷故障源,這個速度遠遠快於傳統的母線保護,加上斷路器35---60ms的跳閘時間,這樣開關櫃內部切除故障的時間完全可以控制在100ms以內.因此,電弧光保護系統可以大大降低故障造成的經濟損失,確保操作人員安全,為快速處理故障、恢復供電創造條件.
2.2電弧光保護的的系統組成母線電弧光保護系統主要由主控單元BS622(管理控制整個系統)、電流單元(電流檢測單元)、弧光單元(電弧光檢測單元)、弧光感測器(把光信號轉換為電信號傳給弧光單元或主控單元1、電源模塊及連接各部件之間的光纖和數據線組成.
3電弧光保護的必要性
3.1現階段10KV中壓母線保護存在的問題
發電廠廠用10KV中壓母線是全廠輔機和供電系統供電樞紐,當母線發生故障時,將使連接在母線上的所有元件在修復故障母線期間或轉換到另一組無故障母線運行以前被迫停電,還可能引起系統穩定性的破壞,造成嚴重後果.隨著電力系統的不斷發展,對母線保護的快速性、可靠性、靈敏度等要求越來越高.
根據IEC298標准和國標GB3906—1991的規定,10KV中壓開關櫃承受的內部燃弧時間僅為lOOms,任何時間的延長都會超出開關櫃設計承受的極限.
中壓母線在國標《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》(GB50062-92)中沒有專門要求對中壓母線配備專用保護.而是利用進線開關的後備保護來兼顧的.但進線開關與出線開關的保護需要相互配合:一般速斷保護延時的級差至少為300毫秒,甚至500毫秒;而過流保護的配合級差更是長達1—2秒.導致在發生母線短路故障時未能在第一時間切除故障,變壓器後備過流保護,是現階段採用的最廣泛的中壓母線保護,其通常保護動作時間定值為1秒以上,顯然速度上遠遠無法滿足快速切除母線故障的要求.
3.2 10KV中壓母線故障幾率較高
1OKV中壓母線配電系統由於系統出線多、操作頻繁、三相導體線間距離與大地的距離比較近,運行條件惡劣,系統運行方式改變頻繁,人為誤操作也更容易發生,因此10KV中壓母線的故障幾率遠遠超於高壓母線的故障幾率,這已是不爭的事實.據報道,我國電力系統每年中壓手車櫃就有幾百面被燒毀.究其原因大多是因為沒有裝設專門的中壓母線保護,未能快速切除故障造成的.所以,為了保證變壓器及母線開關設備的安全運行,根據繼電保護快速性的要求,迫切需要配置專用中壓母線保護.
3.3母線弧光保護的可靠性
電弧光保護系統測量的電和光是兩個不同的物理性質的參數,採用光信號和故障電流信號雙判據的動作原理決定了它的誤動作率比系統中其他主保護(進、饋線、變壓器等)要小得多.動作迅速可靠,開光櫃內的故障切除時間可控制在lOOms以內,遠快於傳統母線保護,可將故障損失降低到最小.BILSUM的電弧光保護裝置已在實際的項目上運行多年,可在有燃弧時候精確拉閘,使用起來非常穩定。
4 結論
10KV中壓開關櫃弧光短路故障事故時有發生,裝設專門的中壓母線保護裝置是十分必要的.電弧光保護系統可以快速而有選擇的切除故障,從而最大限度的減少弧光短路對設備的危害,提高供電的可靠性,實際應用效果良好.
Ⅳ 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。
Ⅳ 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。
Ⅵ 弧光保護裝置 哪好
都差不多,
千萬注意一個廠家:杭州艾賽 作芬蘭UTU的亞太代理
該公司銷售渠道保護非常差,出現運營商串貨現象,而且問題出現後,該公司處理問題的態度之差,
特別是該公司的老總趙總,無法給運營商提供合理的回復,而且態度蠻橫,
讓運營商經濟蒙受損失後,在情感上也無法接受,
希望各位注意,千萬不要再作給別人做嫁衣的事情了
Ⅶ 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。
Ⅷ 電弧光保護系統在中低壓母線保護中應用有優勢嗎
1. 概述
在電力系統中,35kV及以下電壓等級一般未裝設母線保護。但是中低壓母線上的出線多,操作頻繁,三相導體線間距離與大地的距離比較近,容易受小動物危害,設備製造質量比高壓設備差,設備絕緣老化和機械磨損,運行條件惡劣,系統運行條件改變,人為和操作錯誤等原因,造成中低壓母線的故障幾率比高壓、超高壓母線高得多。但長期以來,人們對中低壓母線的保護一直不夠重視,大多採用帶有較大延時的後備保護來切除母線上的故障,往往使故障被發展、擴大,從而造成巨大的經濟損失。
近年來,由於各種原因開關設備被嚴重燒毀,有的甚至發展成「火燒連營」的事故時有發生。而主變壓器由於遭受外部短路電流沖擊損壞的事故也逐年增加,這些配網事故處理不當甚至被擴大發展為輸電網事故,造成重大的經濟損失,已引起電力部門的廣泛關注。究其原因大多是因為沒有裝設中低壓母線保護,未能快速切除故障造成的。所以,為了保證變壓器及母線開關設備的安全運行,根據繼電保護快速性的要求,迫切需要配置專用中低壓母線保護。
2.開關櫃內部燃弧耐受時間及變壓器動作穩定時間指標
2.1 開關櫃內部電燃弧耐受時間
IEC298標准附錄AA中規定的內部燃弧時間是100ms,目前市場上銷售的開關櫃基本上是按照IEC298標准生產的。由於發生弧光故障在斷路器動作前,故障短路電弧是一直在燃燒的,即保護動作時間加上斷路器分閘時間之和,即為電弧燃燒的持續時間。也就是說,從保護開關櫃方面考慮,保護動作時間應在小於100ms切除故障以防止弧光短路故障進一步發展擴大造成更大的危害。
電弧能量與燃燒時間及破壞作用
電弧事故 故障時間 保護 主變 損壞程度
實際發生的電弧事故 2 secs 過流保護 110/21 kV 30 MVA
實際發生的電弧事故 2 secs 過流保護 110/21 kV 30 MVA
實際發生的電弧事故 2 secs 過流保護 110/21 kV 30 MVA
實際發生的電弧事故 0.07 secs 過流保護 110/21 kV 30 MVA
實際發生的電弧事故 0.07 secs 過流保護 110/21 kV 30 MVA
上表為實際發生各種燃弧時間下產生的電弧能量及對開關櫃材料的損壞程度。
下表為對增加開關櫃內部燃弧耐受時間和相應增加成本進行評估的結果。
3. 開關櫃弧光短路故障的防護措施
3.1 消極性防護措施
採用消極性防護措施的目的,是通過加強開關櫃的結構來限制故障電弧產生的各種效應,如加強開關櫃的結構,密封隔離各單元室、設置釋放板和泄壓通道等。採用這種措施在一定程度上能減少損壞程度;另一方面,如果要採用通過加強結構的方式來較大地提高開關櫃的燃弧耐受時間的話,則需要增加很大的設備費用。
3.2 積極性防護措施
採用高速專用中壓母線保護切除故障以限制故障電弧的持續時間,從根本上限制故障電弧,消除其各種效應對設備和人員的危害。如果中低壓母線保護能在開關櫃耐受燃弧時間以內切除故障的話,將最大限度地限制弧光故障對開關設備的損壞; 從另一方面看,限制開關設備的損壞,即阻斷了故障發展的可能性,從而可避免主變壓器長時間遭受短路電流的沖擊而損壞。這也是目前迫切需要的最有效的限制弧光短路故障損壞開關設備及變壓器的防護措施。
4. 現有的中壓母線保護方案及存在的問題
4.1變壓器後備過流保護方案:
這是目前國內應用最廣泛的中壓母線保護方案。由於考慮到與饋線和母線分段開關的配合,保護跳閘時間一般整定為1.0 - 1.4秒,有的甚至更長,達2.0秒以上。這一動作速度很顯然是遠遠不能滿足快速切除中壓母線故障要求的。
4.2饋線過流保護閉鎖變壓器過流保護方案:
這是近年來微機過流保護在中壓饋線廣泛應用,國外提出的利用饋線過流元件閉鎖變壓器過流保護的應用較為廣泛的過流閉鎖式保護方案。這一方案與變壓器後備過流保護方案相比其動作速度有了一定的提高,典型動作時間為300 - 400ms。但對於要求100ms以內切除故障顯然也是不能滿足要求。
4.3採用環流原理的高阻抗母線保護方案:
這是國外某些重要項目採用的專用電流差動中壓母線保護方案,典型的保護動作時間為35-60ms。考慮到斷路器的分閘時間,這一動作速度對要求100ms 以內切除故障。採用這種方案的接線復雜,對CT的要求高,安裝在有很多出線的6-35kV母線上有很多困難,也很不經濟。此外,由於其保護范圍由於受到CT安裝位置的限制,不能保護到發生故障幾率較高的電纜室電纜接頭處的故障。因此也不適合中壓母線保護應用。
從實際應用情況來看,現有的保護方案不能滿足快速切除母線故障或保護覆蓋范圍要求,需要採用一種新型中壓母線保護系統,以解決目前實際運行中由於中低壓母線發生故障幾率較高、延遲切除故障導致故障發展、擴大,從而造成的巨大的經濟損失的問題。
5. 新型電弧光母線保護系統及應用情況
5.1 系統組成
BS622是一種快速可靠的專用中低壓母線保護系統,它採用檢測弧光和過流雙判據原理,具有原理簡單、動作可靠迅速、對變電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,為目前發電廠、變電站、工業及商業配電系統380V - 35kV中低壓母線保護理想的解決方案。
BS622電弧光保護系統結構如圖2所示,它由以下主要部件組成:
5.1.1主單元
主單元包含有電流檢測和斷路器失靈保護等主要邏輯控制,它通過檢測短路電流和來自弧光感測器的動作信息,並對收集的數據進行處理、判斷,發出跳閘信號以切除故障。該系統只要在同時檢測到弧光及紫外光和過流時才發出跳閘指令。在進線斷路器未能動作切除故障時,它將啟動斷路器失靈保護邏輯,發出跳閘指令給上游斷路器切除故障。此外,主單元根據輔助單元傳送來的弧光感測器的動作信息和溫度感測器測量的溫度,提供弧光故障點的定位和溫度報警信息。
每個主單元最多可接入20個擴展單元,它採用RS485匯流排與輔助單元通信。主單元中具有二進制I/O介面供主單元之間交換過流和弧光感測器動作信息,以實現有選擇性的切除母線故障。
5.1.2擴展單元
擴展單元安裝在開關櫃中。每個擴展單元可接入16個弧光感測器、1個攜帶型弧光感測器和1個溫度感測器。擴展單元的地址通過拔碼開關設定。當系統發生弧光故障時,擴展單元收集來自弧光感測器的動作信息並傳送給主單元,在主單元上顯示擴展單元和弧光感測器的地址編號,有利於及時檢修和排除故障。
5.1.3弧光感測器
弧光感測器安裝在開關櫃各間隔室中,可實現對由簡單到各種復雜接線中、低壓開關櫃提供有選擇性的保護。弧光感測器作為光感應元件,將檢測在發生弧光故障時突然增加的光強,並將光信號轉換成電流信號傳送給擴展單元。
5.1.4溫度感測器
溫度感測器可用於監視開關櫃內部的關鍵部件(比如母線接頭)的溫度,在超過其整定值時主單元可發出報警信號。
BILSUM專用電弧光保護系統提供的動作時間為5-7ms,遠快於傳統母線保護方案。對開關櫃各單元室的總故障清除時間可控制在100ms以內。因此在發生弧光故障櫃內壓力和溫度急劇增加以前就可以切除供給的短路電流, 使損失減到最小。開關櫃在排除電弧故障原因後, 進行有限清理工作後, 開關櫃可繼續進行工作,供電可迅速恢復。
5.2 應用情況
BS622電弧光保護系統作為一種原理簡單、動作快速可靠、保護覆蓋范圍廣、安裝維護方便的電弧光保護系統,目前已有超過1300套BILSUM電弧光保護系統在1000V - 10kV高中低壓開關櫃中投入運行,用戶遍及發電廠、變電站以及工業商業用戶等領域。
6. 結語
現代電力系統的發展,配電網容量的逐漸增大,中低壓母線故障對電力系統安全運行的影響越來越嚴重。它不僅使中壓開關設備嚴重燒毀,造成「火燒連營」事故;而且可能損壞昂貴的變壓器,造成十分嚴重的經濟損失。此外,這些事故如果處理不當還會發展為輸電網故障,嚴重危害整個電力系統的安全運行。因此,在配電系統引入適應其故障模式的中低壓母線保護系統以快速切除中低壓母線故障,保證輸配電網的安全運行。
隨著現代微機和光電子技術的發展,各種新型母線保護原理和裝置不斷出現,為實現中低壓專用母線保護提供了各種解決方案。電弧光保護作為一種針對中壓開關櫃故障特性開發的中低壓母線保護系統,具有原理簡單、動作可靠迅速、對變電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,為用戶提供了一個理想的中低壓母線保護解決方案。