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沿海電廠弧光保護(hù)策略與應(yīng)用方案深度分析

更新時間:2024-07-19      瀏覽次數(shù):106

摘要:隨著能源需求的不斷擴(kuò)大,對于電力系統(tǒng)中的用電保護(hù)受到越來越多人的關(guān)注。目前的電廠廠用電的保護(hù)模式較為單一,特別在母線發(fā)生弧光路的時候無法及時采取相應(yīng)的措施,從而擴(kuò)大了因路造成的損失。文章簡要分析了弧光保護(hù)的原理、弧光產(chǎn)生的原因以及對于電廠的危害并介紹了弧光保護(hù)系統(tǒng),在實(shí)際生產(chǎn)過程中有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞:弧光保護(hù);電廠;用電保護(hù)

0引言

電廠的用電保護(hù)中一般存在母線的不穩(wěn)定情況,傳統(tǒng)的廠電保護(hù)系統(tǒng)均沒有安裝母線保護(hù)裝置。文章提出弧光保護(hù)系統(tǒng)對于電廠廠用電的保護(hù)。弧光保護(hù)一般是以一段母線作為一個控制單元,每個單元進(jìn)行單獨(dú)保護(hù),弧光保護(hù)的主要問題是弧光路,弧光路是電廠廠用電為常見的故障之一,在電弧電阻的影響下路電流無法達(dá)到過流的狀態(tài)從而導(dǎo)致弧光傳感器無法的獲得光信號主控單元也不能及時作出相應(yīng)的切斷故障點(diǎn)的命令,在一定的時間內(nèi)會造成弧光發(fā)出大量的熱量,長此以往會造成較大的安全隱患,從而導(dǎo)致人員傷亡以及設(shè)備的損壞。

1弧光保護(hù)原理

弧光保護(hù)的配置以每段母線為一個單元,一個單元即為一套保護(hù)。原理是通過裝設(shè)在母線連接間隔上的弧光傳感器進(jìn)行相應(yīng)母線室弧光檢測,由擴(kuò)展單元和總線電纜將弧光信號上傳到對應(yīng)的主單元,若為分段母線接線,主單元在收到弧光信號的同時,將弧光信號同步轉(zhuǎn)發(fā)至另外一個主單元,然后比較自身采集到的電流信號,若弧光和電流均滿足判據(jù),則判為本段母線發(fā)生故障,發(fā)出跳閘令跳開主變進(jìn)線斷路器。其主要原理圖如圖1所示。

2弧光產(chǎn)生的原因及危害

沿海電廠弧光的產(chǎn)生原因主要分為以下幾點(diǎn):母線的絕緣層出現(xiàn)破損及老化現(xiàn)象;沿海電廠的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變導(dǎo)致電壓發(fā)生變化;有物品碰到電網(wǎng)中帶電的地方;操作人員的操作流程不合規(guī)范以及環(huán)境惡劣等幾點(diǎn)都有可能造成弧光的產(chǎn)生。

弧光對于人體以及設(shè)備都有較大的危害。在產(chǎn)生弧光后放電的電流值較大,此時電弧的溫度可能會達(dá)到數(shù)千度的高溫可以造成人體大范圍的,同時被弧光放電產(chǎn)生的高溫融化的金屬在發(fā)生一系列物理反應(yīng)后,會滲入人體的皮膚從而嚴(yán)重威脅人體的健康。同時,電弧在產(chǎn)生弧光會產(chǎn)生高壓氣體,這些氣體沖擊可能會造成電力設(shè)備的損壞,在開關(guān)柜中發(fā)生弧光故障時會釋放出大量的熱量會燒壞開關(guān)柜中高額的設(shè)備,弧光還能沖擊變壓器造成電網(wǎng)出現(xiàn)斷電的現(xiàn)象,同時弧光產(chǎn)生的高溫會嚴(yán)重破壞電力系統(tǒng)中的各種線路從而威脅電廠的正常運(yùn)行。

3弧光保護(hù)系統(tǒng)

3.1主要控制單元

弧光保護(hù)系統(tǒng)的主要控制單元是整個系統(tǒng)的核心部分,它的工作原理主要是在電力系統(tǒng)中對電流進(jìn)行不斷的檢測同時對于弧光傳感器反饋的信息進(jìn)行分析處理,在識別危險源時及時對于故障點(diǎn)進(jìn)行切斷。主要控制單元一般安裝在進(jìn)線柜的控制門板上,主控單元能夠結(jié)合弧光傳感器反饋的信息進(jìn)行準(zhǔn)備得定位,同時使用者還可以根據(jù)不同的運(yùn)行模式選擇不同的切斷方式和信號反饋。

3.2電源模塊

在電廠廠用電的弧光保護(hù)系統(tǒng)中有一個單獨(dú)的電源,此電源的主要供電目標(biāo)是弧光保護(hù)系統(tǒng)的核心主要控制單元,在主要控制單元得到供電后會輸出電流給電流元件以及弧光單元,電源模塊與主控單元安裝在同一位置。

3.3弧光傳感器

弧光傳感器的主要作用是對母線進(jìn)行保護(hù),是一種光感應(yīng)的器件,當(dāng)出現(xiàn)弧光危害時,光信號會隨之大,此時弧光傳感器會捕捉光信號并把它反饋到主控單元。

3.4電流元件

電流元件主要是用來檢測電流信號的一種元件,由于電流元件具有多樣性因此弧光保護(hù)系統(tǒng)中的故障切入模式也有多種選擇性,電流元件可以搭配不同種類的電流互感器。電流元件在檢測到電流信息后會及時通過光纖反饋到主控單元中,主控單元在經(jīng)過分析處理后會發(fā)出相應(yīng)的命令,如果主控單元判斷會產(chǎn)生弧光時發(fā)出的是切斷故障點(diǎn)的命令,反之則不會發(fā)出命令。電流元件為了用的距離采集到電流信息一般安裝在電源的進(jìn)線柜中。

3.5弧光單元

弧光單元的出現(xiàn)時為了彌補(bǔ)主控單元中弧光檢測接口不足的情況,一個弧光單元具有十個弧光檢測接口,每個接口均通過光纖將光信號傳遞給弧光傳感器,同時弧光傳感器的感光強(qiáng)度可以通過主控面板進(jìn)行一定程度的調(diào)節(jié)。弧光單元的安裝原則是保證弧光單元與主控單元的距離不能太遠(yuǎn),以保證數(shù)據(jù)的安全可靠性。

4安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品選型說明

ARB5-弧光主控單元

技術(shù)參數(shù)代碼

代碼說明

弧光主控板數(shù)

0

0塊主控板,可接0塊采集板信號

1

1塊主控板,可接6塊采集板信號

2

2塊主控板,可接12塊采集板信號

3

3塊主控板,可接18塊采集板信號

4

4塊主控板,可接24塊采集板信號

弧光采集板數(shù)

0

0塊采集板,可直接采集0個弧光探頭信號

1

1塊采集板,可直接采集5個弧光探頭信號

2

2塊采集板,可直接采集10個弧光探頭信號

3

3塊采集板,可直接采集15個弧光探頭信號

4

4塊采集板,可直接采集20個弧光探頭信號

電流輸入

1

1A

5


電源

1

裝置電源為DC110V,開入電源DC110V

2

裝置電源為DC220V,開入電源DC220V

3

裝置電源為AC110V,開入電源DC24V(裝置自帶)

4

裝置電源為AC220V,開入電源DC24V(裝置自帶)

電源

0

不需要

1

支持MMS

2

支持MMS,GOOSE

(1)*表示可選附件,需要另外增加費(fèi)用1500元。

(2)主控板和采集板數(shù)量之和不能大于4。

(3)弧光探頭到采集板的長度不能超過20米。

(4)如有特殊要求,請?zhí)貏e注明。

5安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)

型號

主要功能

技術(shù)參數(shù)

momARB5-M弧光保護(hù)主控單元

8組弧光保護(hù)

可選配4塊采集板,1塊采集板可采集5路探頭,共支持20路弧光探頭直接采集。

亦可選配4塊主控板(即可接入4臺ARB5-E擴(kuò)展單元)1塊主控板可接收6塊采集板的探頭,共支持120路弧光探頭采集。

4組失靈保護(hù)

4組電流回路TA監(jiān)測

4組三相電流采集

11路可編程跳閘出口

非電量保護(hù)

裝置故障告警

2路RS485

2路以太網(wǎng)

1路打印接口

1路IRIG-B碼對時接口

支持IEC61850、modbusRTU、modbusTCP、IEC103

支持GOOSE輸入輸出(選配)

momARB5-E弧光保護(hù)擴(kuò)展單元

弧光信號采集

可選配6塊采集板,1塊采集板可采集5路探頭,共支持30路弧光探頭直接采集。

模擬狀態(tài)傳輸

需要配合ARB5-M主控單元使用

ARB5-S弧光探頭

弧光信號監(jiān)測

點(diǎn)式弧光傳感器,可安裝于

母線室、電纜室或斷路器室。

現(xiàn)場調(diào)試及工程服務(wù)費(fèi)


視項(xiàng)目情況核價

6安科瑞ARB5-M弧光保護(hù)產(chǎn)品現(xiàn)場安裝

弧光保護(hù)主控單元、探頭安裝圖如下。

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233585b06a3e9e2b2cca7ab9acbe6519d14e7416055a26f2e7f9e596baff90

7結(jié)束語

綜上所述,弧光保護(hù)的原理較為簡單,同時弧光保護(hù)機(jī)制反應(yīng)迅速,能夠及時切斷危險源,雖然電弧出現(xiàn)的幾率不很很高,但是一旦發(fā)生電弧時會造成巨大的損失,因此在廠用電電力保護(hù)系統(tǒng)中安裝電弧保護(hù)系統(tǒng)在很大程度上減少了弧光對于電網(wǎng)系統(tǒng)的影響,保護(hù)了人員以及電力設(shè)備的安全,提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

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[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊2022.5(版).


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