電弧光保護(hù)在中低壓開關(guān)柜和母線保護(hù)中的應(yīng)用

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1、電弧光保護(hù)在中低壓開關(guān)柜和母線保護(hù)中的應(yīng)用電弧光保護(hù)在中低壓開關(guān)柜和母線保護(hù)中的應(yīng)用2008年第26卷第2期內(nèi)蒙古電力技術(shù)INNERMONGOLIAELECTRICPOWER53電弧光保護(hù)在中低壓開關(guān)柜和母線保護(hù)中的應(yīng)用ApplicationofElectricArcProtectioninIntermediateandLowVoltageSwitchCabinetandBusBarProtections樊建軍.張景玉,李碩(1.烏海電業(yè)局,內(nèi)蒙古烏海016000;2.海勃灣發(fā)電廠,內(nèi)蒙古烏海016034)[摘要]分析了現(xiàn)有的中低壓母線保護(hù)方案及存在的問題,介紹了一種新型中

2、低壓母線保護(hù)裝置電弧光保護(hù)的原理,特點(diǎn)及其在鳥海電網(wǎng)中的應(yīng)用情況.該裝置的應(yīng)用,填補(bǔ)了鳥海電網(wǎng)中低壓母線沒有快速保護(hù)的空白,提高了系統(tǒng)安全運(yùn)行水平.『關(guān)鍵詞1中低壓母線保護(hù);開關(guān)柜;電弧光保護(hù);應(yīng)用分析f中圖分類號(hào)】TM77[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B『文章編號(hào)11008—6218(20o8)02—0o53—03近幾年來,隨著烏海電力工業(yè)的快速發(fā)展,35kV中低壓開關(guān)柜的應(yīng)用數(shù)量越來越多,由于開關(guān)柜弧光短路故障引發(fā)的中低壓母線故障時(shí)有發(fā)生,并且也發(fā)生過主變壓器由于遭受外部短路電流沖擊損壞的事故,經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重;另一方面,用戶對(duì)供電的可靠性要求也越來越高:因此,烏海電業(yè)局在35kV開關(guān)柜裝

3、設(shè)了專用快速母線保護(hù)——電弧光保護(hù).1裝設(shè)電弧光保護(hù)的必要性1.1開關(guān)柜內(nèi)部燃弧耐受時(shí)間當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障時(shí),IEC298標(biāo)準(zhǔn)附錄AA中規(guī)定的內(nèi)部燃弧時(shí)間是100ms,也就是說,開關(guān)柜可以承受的電弧燃燒時(shí)間,即保護(hù)動(dòng)作和斷路器切除故障的時(shí)間之和應(yīng)小于100ms才能達(dá)到保護(hù)該開關(guān)柜的目的.目前市場(chǎng)上銷售的開關(guān)柜基本上是按照IEC298標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的,也就是說,開關(guān)柜可以承受的電弧燃燒時(shí)間為100ms.表1為國外對(duì)各種燃弧持續(xù)時(shí)間下進(jìn)行試驗(yàn)得出的對(duì)設(shè)備造成的損害程度.1.2變壓器動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間及中低壓母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的要求國標(biāo)規(guī)定的110kV及以上電壓等級(jí)的變壓器的熱穩(wěn)定允許時(shí)間

4、為2S,動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間為0.25s.但表1不同燃弧持續(xù)時(shí)間下對(duì)設(shè)備造成的損壞電弧燃燒時(shí)間/ms設(shè)備損壞程度351o0500沒有明顯的損壞,一般可以在檢驗(yàn)絕緣電阻后投入使用.設(shè)備損壞較小,在開關(guān)柜再次投入運(yùn)行以前僅需要進(jìn)行清潔或可能的某些小的修理.設(shè)備損壞很嚴(yán)重,現(xiàn)場(chǎng)工作人員可能受到嚴(yán)重傷害,必須更換部分設(shè)備才可以再投入運(yùn)行.實(shí)際上,在低壓側(cè)出口短路故障時(shí)過流后備保護(hù)切除動(dòng)作時(shí)間往往在2S以上,距變壓器的動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間要求0.25S相差甚遠(yuǎn),這也是造成變壓器損壞的重要原因.1_3現(xiàn)有的中低壓母線保護(hù)方式及存在的問題1.3.1變壓器后備過流保護(hù)這是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的中低壓母線保護(hù)方式

5、(烏海電業(yè)局也是應(yīng)用的這種保護(hù)方式).由于考慮到與饋線和母線分段開關(guān)的配合,保護(hù)跳閘時(shí)間一般整定為1.0～1.4S,有的甚至更長,達(dá)2.0S以上.這一動(dòng)作時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足快速切除中低壓母線故障的要求.1.3.2饋線過流保護(hù)閉鎖變壓器過流保護(hù)近年來利用饋線過流元件閉鎖變壓器過流保護(hù)的應(yīng)用較為廣泛,與變壓器后備過流保護(hù)方式相比其動(dòng)作速度有了一定的提高,典型動(dòng)作時(shí)問為300～400ms.但對(duì)于要求100ms以內(nèi)切除故障的,顯然【收稿日期】2008—03—25【作者簡(jiǎn)介】樊建軍(1977一),男,內(nèi)蒙古人,畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué),在讀工程碩士,助理工程師,現(xiàn)從事電網(wǎng)調(diào)度工作.54內(nèi)蒙

6、古電力技術(shù)2008年第26卷第2期不能滿足要求.1-3.3采用環(huán)流原理的高阻抗母線保護(hù)這種保護(hù)方式典型的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為35～60ms.考慮到斷路器的分閘時(shí)間,這一動(dòng)作速度對(duì)要求100ms以內(nèi)切除故障來說也慢.并且這種保護(hù)方式的接線復(fù)雜,對(duì)TA的質(zhì)量要求高,安裝在有很多出線的6～35kV母線上非常困難,也不經(jīng)濟(jì).此外,由于其保護(hù)范圍受到TA安裝位置的限制,不能保護(hù)到發(fā)生故障幾率較高的電纜室電纜接頭處的故障.因此并不適合應(yīng)用于中低壓母線保護(hù).從實(shí)際應(yīng)用情況來看.現(xiàn)有的保護(hù)方式顯然不能滿足快速切除母線故障或保護(hù)覆蓋范圍的要求,因此,在中低壓母線和開關(guān)柜裝設(shè)一種快速的母線保護(hù)是必要

7、的,也是迫切的.2VAMP221新型電弧光母線保護(hù)系統(tǒng)2.1VAMP221電弧光保護(hù)原理電弧光保護(hù)原理很簡(jiǎn)單,主要?jiǎng)幼饕罁?jù)為故障產(chǎn)生的兩個(gè)不同因素:弧光及電流增量.當(dāng)同時(shí)檢測(cè)到弧光和電流增量時(shí)發(fā)出跳閘命令.也就是說,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),弧光傳感器將弧光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),通過I/0輔助單元傳給主單元,主單元再通過檢測(cè)電流信號(hào)并且達(dá)到啟動(dòng)值,即發(fā)出跳閘信號(hào).保護(hù)原理見圖1所示.來自弧光傳感器廠_]L>I斷塑Trio,塑≥1&路器l:l圖1電弧光保護(hù)原理示意圖2.2VAMP221電弧光保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)VAMP22