电弧光保护系统
应用于110kV变电站的电弧光保护系统
外, 主控单元根据弧光单元或者弧光传感器输送
的信号 , 能够准确地判断故障点的位置. 障 )并在主控单元上显示故障发 生的位置 , , 缩短 2 2 电流单 元 . 了故障处理时间 , 实现了快速恢复供 电.
2 电 弧 光保 护 系统 的组 成
RZ E —al y IN RE g E e电弧光保护 系统主要 由主 e 控单元 、 电源模块、 电流单元 、 弧光单元、 弧光传感 器, 以及连接各部件之间的光纤和数据线组成, 其 结 构 如 图 2所 示. 该 系统 的工作 过 程 如 下 : 先 利 用 电源模 块 首
光强度大幅度增加 , 弧光传感器可 以直接将光信 号 传送 给主 控单 元或 者弧 光单 元 .
装在母线室 内, 电流单元 电流整定值 为额定 电 其 流的2 5 .5k . 倍 3 V开关柜的第 1 段和第2段母线
弧 光保 护配 置 如图 3 示 . 所
3 1 0k 南 沙 变 电站 弧 光 保 护 实 施 1 V
分和实施方 案进 行了说明 , 出了其在应 用 中存在 的问题 , 指 并提 出了相应的建议.
关键词 :变 电站 ; 电弧光保护 ; 母线故障 中图分类号 :T 3 TM M6 ; I 文献标志码 :A
Ar o e to y t m n 1 0 k S b t to c Pr t c i n S s e i V u s a i n 1
表 1 电 弧 光保 护 与 一般 过 电 流 保护 的时 间对 照 ms
2 1 主控 单元 .
主控单元( al y— u 是电弧光保护系统 Eg Ee ) e M 的核心部件 , 于管理、 用 控制整套系统 , 以及检测 故障电流和弧光信号 , 并对 收到 的两种信号进行 判 断和处理 . 满足 跳 闸条件 时 , 出跳 闸指 令 以 在 发
弧光保护系统
由于配置模块化,可组成只有一个主控单元的简单弧光保护系统,到包含多个功能单元的复杂弧光保护系统。
系统采用光纤星型连接方式,主控单元和电流单元、主控单元和弧光单元、主控单元和弧光扩展单元、弧光扩展单元和弧光单元之间采用单模通信光缆连接;主控单元和弧光探头、弧光单元和弧光探头之间采用专用光缆连接。
本系统通过主控单元和站内监控系统通信,主控单元可选配2路以太网或2路CAN网,通信规约支持部颁IEC60870-5-103标准,可方便地接入站内综自系统,系统构成示意图如下图所示:DPR360ARC弧光保护系统配置案例一:配置方案为主控单元模式,系统结构如下:系统配置说明:弧光保护系统配置1台DPR361ARC主控模块,主控模块配置3组电流采集模块,配置14个弧光传感器,其中包括Q2,Q4处各1个传感器,Q5处各2个传感器,Ⅰ母、Ⅱ母间隔单元各5个传感器,配置5路跳闸出口。
Q2处1个传感器,Q5处1个传感器,Ⅰ母间隔单元5个传感器接至装置4X位置弧光扩展插件的1~7号传感器接口。
Q4处1个传感配置方案为扩展单元模式,系统结构如下:保护护配置表:DPR362ARC弧光保护系统配置案例系统组成:2条电源进线,2台主变,2段母线,单母分段结构,I 母、II母均为2个间隔单元,一次系统接线图如下:本系统保护配置表:序号弧光保护装置名称型号数量备注L1处弧光扩展器装置分别配置2个弧光单元装置于Q5、Q6,每个弧光单元配置2个探头,就地跳闸。
L2处弧光扩展器装置分别配置2个弧光单元装置于Q7、Q8,每个弧光单元配置2个探头,就地跳闸。
L3处弧光扩展器装置分别配置个弧光单元装置于Q9,弧光单元配置1个探头,就地跳闸。
Q2处TA接至1#电流单元装置,作为L1,电流单元通信接口接至主控模块电流扩展插件的1#扩展口;Q4处TA接至2#电流单元装置,作为L2,电流单元通信接口接至主控模块电流扩展插件的2#扩展口;Q9处TA接至3#电流单元装置,作为L3,电流单元通信接口接至主控模块电流扩展插件的3#扩展口。
VAMP221电弧光保护操作和技术手册、VAMP321配置参考手册
VAMP 221 电弧光保护系统操作和配置手册技术手册操作和配置手册操作和配置手册目录1.概要 (4)1.1.VAMP 221电弧光保护系统元件 (4)1.1.1.主单元VAMP 221 (5)1.1.2.I/O单元 VAM 12L / VAM 12 LD, VAM 10L / VAM10LD, VAM 3L / VAM 3LX 和 VAM 4C / VAM 4CD (7)1.1.3.弧光传感器VA 1 DA, VA 1 EH, ARC SLx, ARC SLm-x和VA 1 DP (8)1.1.4.其它系统元件 (13)1.2.操作安全 (13)2.用户界面 (14)2.1.主单元VAMP 221的前面板 (14)2.1.1.显示和状态指示 (15)2.1.2.按键和编程开关 (16)2.1.3.在菜单中移动 (17)2.2.I/O 单元 (18)2.2.1.VAM 12L (18)2.2.2.VAM 12LD (20)2.2.3.VAM 10L (22)2.2.4.VAM 10LD (23)2.2.5.VAM 3L (25)2.2.6.VAM 3LX (26)2.2.7.VAM 4C (27)2.2.8.VAM 4CD (28)2.2.9.中间继电器 VAR 4CE –前面板 (30)2.2.10.中间继电器 VAMP 4R -前面板 (31)3.VAMP 221电弧光保护系统操作和故障排除 (32)3.1.系统状态指示 (32)3.1.1.弧光故障 (32)3.1.2.过流告警 (34)3.1.3.自检告警 (35)3.1.4.故障代码 (36)3.2.使用编程开关 (43)3.2.1.主单元的编程开关 (43)3.2.2.编程开关 - I/O 单元 (44)3.3.调整过流定值 (48)3.4.电弧光保护系统配置 (50)3.4.1.检查系统配置 (51)4.系统调试 (52)4.1.测试 – 概要 (52)4.2.进行测试 (53)4.3.定期调试 (53)操作和配置手册1.概要本手册的第一部分操作和配置手册包括了VAMP 221电弧光保护系统元件和功能的一般描述和用户指南。
Light-Eye弧光保护系统技术说明书
LIGHT-EYE弧光保护系统(Ver2.2)技术说明书保定市斯德尔电气有限公司1 电弧光简介1.1概述在我国,中、低压母线短路故障中,重点设备和人员伤害主要有电弧光引起,然而,我国的大多数中低压母线没有设置快速母线保护,而只是采用了简单的消弧装置和变压器后备保护。
这些保护智能化较低,动作速度慢,往往会延长故障切除时间,从而进一步扩大设备损坏程度,甚至会引起“火烧连营”的恶性事故,冲击变压器一次运行,影响整个电网的安全运行。
Light-Eye弧光保护系统是我公司根据国内实际情况,吸收国外电弧光保护的特点,与华北电力大学、河北大学等高校合作,针对电力系统电弧光保护而设计,隆重推出的一款具独特的创新技术、具有广泛实用性的新型电弧光保护系统。
1.2电弧光的危害开关柜内的发生短路弧光的功率可高达100MW,电弧燃烧所产生的能量与电弧的燃烧时间及短路电流变化值呈指数倍增长(如下图所示),燃烧产生的高温、高压将会逐步摧毁元器件、铜排以及成列的开关柜,高明亮的弧光和有毒气体对人体也有巨大的伤害。
电弧能量22电弧光危害示意图1.3电弧光产生的原因引起开关柜弧光短路故障的原因很多,一般分为以下五类1)绝缘故障主要是柜中绝缘材料爬距不足,未满足加强绝缘要求,在脏污环境,天气潮湿下发生绝缘故障。
另外,由于绝缘材料材质缺陷,运行年限较长的开关柜,在强电磁场作用下绝缘老化,也可能造成绝缘损坏而导致故障。
2)载流回路不良由于一些接头截面不够,紧固螺栓松动,手车柜触头接触不良,在大电流流过时引起发热,冒火进而引起相间,相对地击穿等等。
3)外来物体的进入如小动物(老鼠等)进入开关柜内部,或维修人员在工作完成后将工具遗留在开关柜内。
4)认为操作错误如走错间隔,误操作,未对工作区域进行接地,未对工作区域进行验电等。
5)系统方面的原因如系统容量增大,接地方式改变,电缆应用增多,保护及自控装置配置不当,系统谐振过电压等。
2 Light-Eye弧光保护系统简介2.1 目前国内用于中、低压系统的保护及其局限性1)变压器后备过流保护,典型的保护动作时间为1.2s~2s。
电弧光保护系统在20kV母线保护中的应用
关键词 :2 0 k v;母线 ;电弧光保护 ;分段 环形接线
中图分类号 : T M 7 7 1 文 献标 志 码 : B 文 章 编 号 :1 0 0 7 — 1 8 8 1 ( 2 0 1 3 ) o l 一 0 0 2 0 — 0 4
Ap p l i c a t i o n o f Ar c Li g h t Pr o t e c t i o n S y s t e ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ i n 2 0 k V Bu s Pr o t e c t i o n
p o n e n t s . I n c o mb i n a t i o n wi t h 1 1 0 k V J i n s h a s u b s t a t i o n p r o j e c t i n J i a x i n g ,t h e p a p e r d i s c u s s e s v a r i o u s c o n i f g u —
摘 要 :为 有 效 提 高 2 O k V 配 电 网 供 电 可 靠 性 , 有 必 要对 2 0 k V母 线 保 护 方 案 加 以 探 索 和 改 进 。在 分 析 比较 现 有 2 0 k V母 线 保 护 方 案 的基 础 上 ,提 出 了 电 弧 光保 护 方 案 并 阐 述 了 其 基 本 原 理 和 系统 组 成 。 结合嘉兴 l l 0 k V 金 沙 变 电站 工 程 实 例 ,分 析探 讨 了 2 0 k V 双 单 母 接 线 、单 母 四 ( 六) 分段环形 接线等 3 种 情 况 下 电弧 光 保 护 系 统 的各 种 配 置 方 案 ,得 出 2 0 k V母 线 典 型接 线 方 式 下 最 优 配 置 方 式 。
r a t i o n s c h e me s o f a r c p r o t e c t i o n s y s t e m i n c a s e o f 2 0 k V s i n g l e / d o u b l e b u s a n d s i n g l e — b u s f o u r( s i x ) 一 s e g me n t
VAMP321电弧光保护
VAMP321电弧光保护系统概述及应用一、概述在电力系统中,35kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题,一般未装设母线保护。
然而,由于中低压母线上的出线多,操作频繁,三相导体线间距离与大地的距离比较近,容易受小动物危害,设备制造质量比高压设备差,设备绝缘老化和机械磨损,运行条件恶劣,系统运行条件改变,人为和操作错误等原因,中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。
但长期以来,人们对中低压母线的保护一直不够重视,大多采用带有较大延时的后备保护来切除母线上的故障,往往使故障被发展、扩大,从而造成巨大的经济损失。
近年来,由于各种原因开关设备被严重烧毁,有的甚至发展成“火烧连营”的事故时有发生。
而主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故也逐年增加,这些配网事故处理不当甚至被扩大发展为输电网事故,造成重大的经济损失,已引起电力部门的广泛关注。
究其原因大多是因为没有装设中低压母线保护,未能快速切除故障造成的。
所以,为了保证变压器及母线开关设备的安全运行,根据继电保护快速性的要求,迫切需要配置专用中低压母线保护。
本文首先介绍开关柜弧光短路故障以及变压器动稳定时间对中低压母线保护动作时间的要求;其次介绍开关柜弧光短路故障的防护措施及现有的中低压母线保护方案;最后介绍一新型的电弧光中低压母线保护系统。
二、开关柜内部燃弧耐受时间及变压器动稳定时间指标 2.1 开关柜内部电燃弧耐受时间IEC298标准附录AA中规定的内部燃弧时间是100ms,目前市场上销售的开关柜基本上是按照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100ms。
由于发生弧光故障在断路器动作前,故障短路电弧是一直在燃烧的,即保护动作时间加上断路器分闸时间之和,即为电弧燃烧的持续时间。
也就是说,从保护开关柜方面考虑,保护动作时间应在小于100ms切除故障以防止弧光短路故障进一步发展扩大造成更大的危害。
上表为国外对各种燃弧持续时间下进行试验得出的对设备造成的损害程度。
DPR360ARC弧光保护系统说明书
目录1 弧光系统简介 (1)1.1概述 (1)1.2必要性 (1)1.3产品应用目标 (2)1.4产品技术特点 (3)2 弧光系统组成 (4)2.1概述 (4)2.2主控单元-DPR361ARC数字式弧光保护装置 (5)2.3电流单元-DPR391ARC电流单元 (9)2.4弧光扩展单元-DPR392ARC弧光扩展器 (10)2.5弧光单元-DPR393ARC弧光单元 (12)2.6弧光探头(弧光传感器) (13)2.7弧光探头地址对照表 (13)3 技术参数 (15)3.1主控单元-DPR361ARC (15)3.2电流单元-DPR391ARC (16)3.3弧光扩展器-DPR392ARC (17)3.4弧光单元-DPR393ARC (17)3.5光缆 (18)3.6弧光传感器 (18)4 装置原理说明 (19)4.1保护功能 (19)4.2自检 (19)5 定值清单及说明 (21)5.1系统参数 (21)5.2传感器参数 (22)5.3装置定值 (23)5.4出口逻辑 (25)6 典型应用 (26)6.1大型火力发电厂厂用电典型示例图 (26)6.2供电局变电站及大型厂矿企业配电典型示例图 (27)6.3核电站厂用电典型示例图 (28)6.4抽水蓄能电站及水电站配电典型示例图 (29)7 使用说明 (30)7.1按键功能介绍 (30)7.2主控单元指示灯说明 (30)7.3电流单元信号灯定义 (30)7.4弧光扩展器信号灯定义 (31)7.5弧光单元信号灯定义 (31)7.6主控单元命令菜单使用说明 (32)8 安装与调试 (35)8.1装置结构尺寸 (35)8.2安装说明 (37)8.3调试说明 (37)1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041。
智能电弧光保护系统
智能电弧光保护系统产品使用说明书(控制单元YD-DHG-K)北京联创远大电气技术有限公司目录目录 (1)1装置概述 (2)1.1概述 (2)1.2装置特点 (2)2装置组成 (3)2.1系统组成 (3)2.2机箱结构 (3)2.3尺寸说明 (4)2.4接线端子说明 (5)2.5硬件平台说明 (6)3装置功能 (7)3.1弧光保护功能 (7)3.2辅助保护功能 (7)4人机界面概述 (7)4.1按键说明 (7)4.2显示界面及操作概述 (8)4.3控制板功能概述 (14)5调试及异常处理 (14)6投运说明及注意事项 (15)7通信说明 (16)8存储及保修 (18)9供应成套件 (18)10 订货须知 (18)1.1概述中低压母线发生短路故障时,所产生的电弧光对设备和人员会造成极大的伤害,按照我国现行的继电保护设计标准,35kV及以下电压等级的母线一般未装设母线保护。
然而,由于中低压母线上的出现多,操作频繁,三相导体线间距与大地的距离比较近,容易受到小动物的危害,设备制造质量比高压设备差,设备绝缘老化和机械磨损,运行条件恶劣,系统运行条件改变,人为和操作错误原因,中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。
但长期以来,人们对中低压母线的保护一直不够重视,大多采用带有较大延时的后备保护来切除母线上的故障,往往使故障被发展、扩大,从而造成巨大地经济损失。
1.2装置特点➢采用32位工业级微处理器,速度快,精度高,独有的快速电流算法,保证电流判据的快速、可靠性。
➢主单元与采集单元之间具有光纤、通讯双连接,既可快速传递故障弧光信号,又可进行数据传输;弧光信号可在采集单元之间串行船速,从而使监测点的数量可任意增加,大大减少了传输光纤的成本。
➢大屏幕液晶显示,界面友好,操作简便;全数字化设计,整定参数时无需拨码开关及电位器等机械元件,精度高,无振动、磨损等隐患。
➢具有故障硬定位、软定位功能。
有事故记录、故障录波、遥信、电流测量、自检等辅助功能。
RIZNER--弧光保护系统
中、低压母线发生短路故障时,所产生的电弧光对设备及人员会造成极大的伤害。
目前在国内中低压母线系统中一般不配置专用的快速母线保护,而是依赖上一级变压器的后备保护切除母线短路故障,这样导致了故障切除时间的延长,加大了设备的损伤程度,破坏严重时可能造成事故进一步扩大,威胁到系统的稳定运行。
弧光保护就是专门针对中低压母线的快速保护,使用感光探头监测开关柜内的电弧光,一旦发生闪弧,保护快速动作,一般在4ms以内,切除进线开关,这样就可以大大减少因为保护动作不够迅速引起的事故和损失!RIZNER--弧光保护系统由三个不同的单元组成1.RIZNER--弧光保护系统主控单元:管理控制整个系统2.RIZNER--弧光保护系统弧光单元:电弧光检测单元3.RIZNER--弧光保护系统电流单元:电流检测单元单元之间用光缆线和数据传输线连接,至电脑。
RIZNER--弧光保护系统提供许多独特的优点1.可编程选择跳闸逻辑2.持续全面的自检功能3.一套系统即可保护很多独立的开关4.感光度可按实际情况调整5.可保护256个检测点6.对于不同类型的连接情况可灵活编程RIZNER--弧光保护系统主控单元具备可编程逻辑功能。
可直接操作4 个断路器。
能够同时操作更多的断路器。
主控单元的有4 个数据传输接口,每个接口可联结6 个弧光或电流单元,共可接24 单元。
所有接口都能用不同的参数编程。
通过主控单元中的显示,可以准确判断电弧光和(或)过流的位置。
接口:4 数据传输接口、每个接口可联结6 个弧光或电流单元,共可接24 个弧光或电流单元。
弧光和(或)电流单元间为光纤联结输入:4+16 路弧光探测光纤接口输出:4 路可控硅跳闸输出6 路常规继电器跳闸输出,所有输出逻辑可以自由编程辅助电压:12VDC电源:85-265VAC,80-350VDC功率:6W尺寸:宽92mm 高196mm 厚172mm安装:嵌入式门面安装RIZNER --弧光保护系统弧光单元有10个弧光探测接口,感光度可从10KLUX 调节至50KLUX 输入:10个弧光探测光纤接口,建议光纤最长100 米1个数据传输接口1个跳闸信号输入光纤口输出:1个数据传输接口1个跳闸信号输出光纤口辅助电压:由主控单元提供的12VDC功率:1W尺寸:宽190mm 高130mm 厚45mm安装:DIN 导轨或者螺丝固定RIZNER --弧光保护系统电流单元可联结1A 、2A 和5ACT 。
PDS590系列电弧光保护系统使用说明书
PDS590系列电弧光保护系统使用手册国电南京自动化股份有限公司中国·南京1简介1.1 引言众所周知,开关柜内部弧光短路故障是配电系统中一种非常严重的故障,它的发生往往会造成灾难性的后果,其内部电弧燃烧释放的巨大能量所产生的各种故障电弧效应,严重烧毁昂贵的开关设备,短路电流冲击可损坏主变压器,造成长时间停电。
更严重的是,它还会造成附近工作人员的人身伤亡事故。
国外自20世纪60年代开始关注开关柜内部故障电弧对人员伤害的严重性,并对开关柜内部故障特性进行深入的实验研究。
在90年代初开发出基于检测电弧光的中低压开关柜保护系统,并开始在电力系统,厂矿企业投入运行。
近年来,在欧美一些国家,越来越多的用户采用电弧光保护作为中低压开关柜内部故障保护,并且在一些国家该保护装置已成为中,低压开关柜的标准配置。
国外的应用实验表明,电弧光保护系统除了最大限度地减轻开关设备的损坏程度及为附近工作人员提供人身保护外,还可大大减少开关柜内部故障造成的停电时间,因而对用户来说它的应用也具有很大的经济效益。
1.2 中低压开关柜内部故障特性分析1.2.1故障电弧产生的原因引起开关柜弧光短路故障的原因很多,一般分为以下五类□绝缘故障主要是柜中绝缘材料爬距不足,未满足加强绝缘要求,在脏污环境,天气潮湿下发生绝缘故障。
另外,由于绝缘材料材质缺陷,运行年限较长的开关柜,在强电磁场作用下绝缘老化,也可能造成绝缘损坏而导致故障。
□载流回路不良由于一些接头截面不够,紧固螺栓松动,手车柜触头接触不良,在大电流流过时引起发热,冒火进而引起相间,相对地击穿等等。
□外来物体的进入如小动物(老鼠等)进入开关柜内部,或维修人员在工作完成后将工具遗留在开关柜内。
□认为操作错误如走错间隔,误操作,未对工作区域进行接地,未对工作区域进行验电等。
□系统方面的原因如系统容量增大,接地方式改变,电缆应用增多,保护及自控装置配置不当,系统谐振过电压等。
1.2.2故障电弧的特性及危害开关柜发生内部弧光故障产生的短路功率可高达8-60MW,所产生的能量则主要与电弧的燃烧时间以及短路电流的平方值成正比,其他因素则包括柜体几何尺寸以及所使用的材料等等。
亚辉电气 YHARC电弧光保护装置系统说明书
安徽亚辉电气自动化有限公司安徽亚辉电气自动化有限公司坐落于国家级合肥经济技术开发区,公司是专业从事电力系统保护设备研发、生产、销售为一体的高新技术企业。
公司技术力量雄厚,拥有多名行内外技术专家,公司产品拥有多项国家专利及软件著作权,产品广泛应用于电力、化工、煤炭、水泥等行业。
亚辉人以奋力拼搏,奋发图强的精神,在市场经济的大潮中一步步做大做强,靠汗水和智慧赢得了荣誉。
从政府主管部门的肯定到同行的认同,再到广大客户的认可,社会各界、行业内外的一致好评,众多荣誉成为亚辉发展壮大的助力器,推动着亚辉不断向更灿烂的辉煌迈进。
企业简介及资质荣誉COMPANY PROFILE& QUALIFICATION HONOR目 录01 | 前言02 | 产品概述03 | 产品特点04 | 工作原理06 | A1 附录-电流定值设置06 | A3 附录-弧光探头位置安装建议07 | A2 附录-弧光检测探头与主控单元(扩展单元)连接05 | 现场安装说明2.1 | 主控单元ZK 2.2 | I/O扩展单元2.3 | 弧光传感器4.1 | YHARC电弧光保护逻辑图4.2 | 弧光检测4.3 | 电流检测5.1 | 主控单元安装说明5.2 | I/O扩展单元尺寸5.3 | 弧光探头尺寸table of contents02 04 04 0505060707090910101111120808开关柜内的发生短路弧光的功率可高达100MW,电弧燃烧所产生的能量与电弧的燃烧时间及短路电流变化值呈指数倍增长(如下图所示),燃烧产生的高温、高压将会逐步摧毁元器件、铜排以及整套开关柜,高强度的电弧光和有毒气体对人体也有巨大的伤害。
在我国中、低压母线短路故障中,重点设备和人员伤害主要是由电弧光引起,然而,我国的大多数中低压母线没有设置快速母线保护,而只是采用了简单的消弧装置和变压器后备保护。
这些保护动作速度慢,往往会延长故障切除时间,从而进一步扩大设备损坏程度,影响整个电网的安全运行。
弧光保护的工作原理
弧光保护的工作原理
弧光保护的工作原理主要包括电流保护和电压保护两个方面。
1. 电流保护:
在电路中,突然出现的短路或过载情况会导致电流瞬间增大,产生弧光并造成设备损坏。
为了防止这种情况发生,弧光保护器会检测电路中的电流变化。
当电流超过预设阈值时,弧光保护器会立即切断电路连接,以阻止电流继续流动,从而防止弧光的发生。
2. 电压保护:
过高或过低的电压都会对设备造成损坏。
为了保护设备免受这些电压问题的影响,弧光保护器会通过检测电压变化来实现电压保护。
当电压超出设定的安全范围时,弧光保护器会启动保护机制,切断电路连接,以保护设备的正常运行。
总结起来,弧光保护器主要通过检测电流和电压变化来实现保护作用。
当电流或电压超过设定的安全范围时,弧光保护器会立即切断电路连接,以防止弧光的产生,并保护设备的正常运行。
克斯勒电气弧光保护系统介绍及典型案例
弧光传感器安装处
加弧光保护系统试验后柜体
47ms后已经消除短路故障,断路器小室结构未发生损坏. 值得夸耀的是,用于实验的短接铜线还有部分残留下来.
电弧光保护的特点
原理简单:通过检测电弧光,结合过流闭锁, 结构简单;配置灵括、适应性强: 动作迅速可靠:通过检测电弧光信号,整套母线的保护动作时间可达5~7ms 故障点定位:控制部分可显示弧光发生点位置,方便快速处理故障、恢复供电。 断路器失灵保护:在主断路器拒动时发出跳闸指令跳上一级断路器,提高保护 系统的安全性。 总结
电弧光故障实例
案例一
2003年7月21日,北京北土城站10kV5号母线发生单相接地,在查找故障线路的操作过程中, 把5号母线单相接地故障接到了3号母线上,引起211开关爆炸,并造成一台进口全密封 110kV、31.5MVA主变压器因出口短路而损坏。
案例二
2006年4月,广东某供电局在一变电站进行检修对某10kV出线进行切换操作时,由于违章操 作和开关柜内联锁功能失效,在带负荷拉开该带电线路的线路侧刀闸时产生弧光短路故障, 故障电弧效应将该线路柜后门冲开,将拿地线到停电线路柜后面的一位检修人员灼伤。
50/51, 50/51N
弧光非电量型保护和级差配合
50/51, 50/51N Overcurrent setting 87 50/51, 50/51N
slave master
• 弧光信息 1ms • 过流判据 1ms • 接点闭合 5 ms • 断路器分闸 50 - 80 ms
整体故障切除时间:
电弧光保护改进了传统母线保护的概念,提高故障处理速度,可以有效解决短路故
障弧光所造成的危害,减少设备维护及人员伤亡,提高电力系统的安全及经济效益。
帝森克罗德电气--弧光保护产品
TYSEN-KLD电弧光保护系统概述电弧光保护动作判据为故障时产生两个条件:弧光和过电流。
当同时检测到弧光和电流增量时发出跳闸指令信号;当只检测到弧光或者电流增量时发出报警信号,并不会发出跳闸指令,如图:TYSEN-KLD电弧光保护系统使用先进的处理器技术来控制系统的功能。
该处理器技术也使得电弧光保护系统功能的编程,可匹配开关柜的不同运行方式。
在跳闸回路里采用的半导体技术(可控硅开关)确保了开关柜里的供电开关以最小的延时得到跳闸信号。
在不论是TYSEN-KLD电弧光保护系统的主控单元,还是电弧光单元探测到电弧光,并且电流单元的整定的电流定值被超过,电弧光保护系统的跳闸信号将在小于1ms到达供电开关。
电流的信息也可直接取自安全电流回路,在此情况下,电弧光保护也可尽可能快的得到过流的信息。
如果偶尔光线信号超过光线设定值或者电流信号超过电流设定值,系统不会输出跳闸信号,也不会记忆在跳闸回路中,但是在主控单元上会显示报警信号。
在编程的时候,必须考虑系统按照用户所希望的方式正常工作。
采用光纤技术来向主控单元传输跳闸信号,确保了电弧光保护系统的完美功能,它的抗干扰能力强,跳闸信号可以非常迅速的输出到断路器。
电弧光保护系统组成:TYSEN-KLD母线电弧光保护系统主要有主控单元、电源模块、电流单元、弧光单元、弧光传感器及连接各部件之间的光纤和数据线组成。
如果使用光纤三工器,一套TYSEN-KLD电弧光保护系统能保护1500 m的中压开关柜或500 m低压开关柜。
在此情形下,在开关柜的每个柜子都要装一个弧光传感器来保护。
在开放式母线系统中,弧光传感器的间隔约为5...6 m。
.一个TYSEN-KLD主控单元能同时保护几个独立的开关柜,因此,电弧光保护系统的弧光单元和电流单元可以分散到不同的开关柜内,把检测到的弧光或电流信号传送到主控单元,主控单元收集到这些必要的数据,根据实际情况输出跳闸信号到断路器。
在主控单元和弧光单元或电流单元间的数据传送是靠光纤和数据传输线来完成的。
电弧光保护系统在10kV母线保护中的应用
1 电弧光保护工作原 理
母 线设 备发 生故 障 时将 出现 大 电流 并产 生 高达
数万勒克斯的弧光 ,电弧光保护根据故障时产生的
弧光 及 大 电流 来 实现保 护 功能 。电弧 光保 护 通过 弧
光探头或者弧光传感器来检测弧光 ,同时通过一个 过流元件来检测电流 ,当检测到弧光信号且过流元 件动作时 ,保护动作并发出跳闸命令切除其所保护
图 2 电 弧 光保 护 系统 结 构
号 检测元 件组 成 。电流监 视元 件可选 择使 用 三相 过 流判据 或两相 过流 判据 和零序 过流判 据来 实 现过 流 保 护 , 电流 大于过 流定 值时过 流元 件瞬 时动作 。 当 光 信 号 检测 元件 检 测 扩展 单 元上 传 的弧光 动 作信 号 , 收到该 信号就 判定 为 出现弧光 。
中图 分 类 号 : M7 3 文 献 标 志码 : 文 章 编 号 :17 — 3 0 2 1 )5 0 3 — 2 T 7 B 6 1 8 8 (0 0 0 — 0 0 1
目前 , 电力系 统 中除 了 20k 2 V及 以上 电压 等 级
变 电站 的低压侧母 线按要求装设母 线保护外 ,1 10 k V及 以下 电压等级变 电站的 3 V及以下电压等 5 k 级的母线并没有装设母线保护。 一旦母线上有故障, 只能由带有较长延时的后备保护来切除中低压母线 故障,无法快速切除母线故障带来 的后果是 中低压
弧光保护系统结构如 图 2 所示 。l 套电弧光保护系 统 保护 一段 母线 ,每套 电弧 光保 护 系统 由 1 中央 个 单 元 、 干 个扩 展单 元 和若 干个 弧光探 头 组成 。 若 两段
母 线 的电弧 光保 护 系统 之 间通过 光纤 相 互 连接各 自
Parc系列智能弧光保护系统产品说明书
NDB310数字式备用电源自投装置说明书Parc系列智能弧光保护系统产品说明书天津市斯为奇电力科技有限公司天津市斯为奇电力科技有限公司编制.编制2009年9月 .编制目 录1 1 电弧光系统简介电弧光系统简介 (1)1.1概述 (1)1.2电弧光的产生和危害 (1)1.3 产品应用目标 (1)1.4 产品技术特点..................................................................................................................................1 2 2 弧光系统组成弧光系统组成 (2)2.1 概述 (2)2.2 主控单元 (2)2.3 电流单元 (3)2.4 弧光扩展单元 (3)2.5 弧光单元 (3)2.6 弧光探头..........................................................................................................................................3 3 3 典型应用典型应用.. (3)3.1大型火力发电厂厂用电典型示例图 (4)3.2供电局变电站及大型厂矿企业配电典型示例图 (4)3.3核电站厂用电典型示例图 (5)3.4抽水蓄能电站及水电站配电典型示例图 (5)1 电弧光系统简介1.1概述据统计,我国在中、低压母线短路故障中重点设备损坏和人员伤害主要因为电弧光引起。
然而,目前我国中低压母线系统大多没有配置专用的快速母线保护,而只是采用了简易的消弧装置或变压器后备保护。
这些保护智能化水平低,动作速度慢,往往会导致故障切除时间的延长,从而进一步扩大了设备的损伤程度,引发开关柜的连锁事故,冲击一次变压器的运行,严重威胁到用电安全和电力系统的稳定运行。
一种低压电弧限制保护系统的介绍
关键字:选择性保护;电弧;微处理器电子脱扣器;电弧能量限制
随着国民经济和城市化建设的快速发展,我国电网容量呈现出高速增长态势,作为电力系统重要的成套开关设备应用呈现迅速增长。电弧是造成低压设备和操作人员安全事故的主要原因,尤其在带电操作维护低压配电设备时操作工的人身安全更多依赖于被动的个人防护及设备的机械防护。国内目前对于主动降低故障条件下的燃弧能量的讨论不多,本文介绍一种低压断路器保护实现的电弧限制技术,降低弧光以达到主动降低电弧对设备及其人员的伤害的目的。
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图1不带弧光保护的分断时间图2带弧光保护的分断时间
通常ZSI区域选择性联锁可以实现一定程度的电弧能量限制,优势在于它无需在维护前激活维护模式提供了自动操作的可能,但它不能电弧能量降低到最理想的程度。
通过在上游主馈线断路器和下游馈线断路器之间互连“使能/禁止”信号。如果短路故障发生在下游线断路器的保护回路,下游断路器向上游通信节点发送“禁止”信号,告诉上游断路器等待并允许下游断路器清除故障。此时上游主断路器将保持时间延迟并在故障期间不动作。如果在上下游断路器之间发生故障,下游断路器没有检测到任何故障电流,那么它也不会向上游节点发送“禁止”信号,因此上游断路器将绕过内部时间延迟并瞬间跳闸。快速的开断决策一定程度上减小了两级断路器之间发生的故障时释放的电弧能量,但是由于通信和代码执行逻辑判断的延时,电弧能量可能还是达到危险的水平。而且一些断路器制造商在提供手动开启维护模式时会禁用ZSI信号,这将导致上游断路器在故障期间按照本地设置参数正常跳闸,无法保证通过ZSI实现的电弧能量降低。更好的方法是综合ZSI和真正的电弧降低的保护系统,该系统利用断路器的旁路模拟电路,实现快速脱跳闸。
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1.电弧光保护概述电弧光保护系统可以在开关柜发生弧光故障的时候,保护操作人员不受伤害,并且降低财产损失程度。
当出现弧光时候,弧光以300m/s的速度爆发,摧毁途中的任何物质。
只要系统不断电,弧光就会一直存在。
要想最大限度的减少弧光的危害,我们需要一种安全、迅速而有效的半导体电弧光保护系统。
在开关柜抽屉内,弧光可以迅速的在10ms内达到3M远,因此要想最大程度降低损失,时间是个最主要的因素。
RIZNER-EagleEye电弧光保护系统输出跳闸信号时间小于1ms,即使在安装或者维护的时候也能保护操作人员的安全。
2.RIZNER-EagleEye电弧光保护系统概述RIZNER-EagleEye电弧光保护系统的面市已经近10年.所有的主要的电力系统和电力公司都已使用.芬兰IVOLoviisa核电站的运行证实, 在发生电弧时,只有RIZNER-EagleEye的电弧光保护才能保护他们的开关柜。
RIZNER-EagleEye电弧光保护系统使用先进的处理器技术来控制系统的功能。
该处理器技术也使得电弧光保护系统功能的编程,可匹配开关柜的不同运行方式。
在跳闸回路里采用的半导体技术(可控硅开关)确保了开关柜里的供电开关以最小的延时得到跳闸信号。
在不论是RIZNER-EagleEye电弧光保护系统的主控单元,还是电弧光单元探测到电弧光,并且电流单元的整定的电流定值被超过,电弧光保护系统的跳闸信号将在小于1ms到达供电开关。
电流的信息也可直接取自安全电流回路,在此情况下,电弧光保护也可尽可能快的得到过流的信息。
如果偶尔光线信号超过光线设定值或者电流信号超过电流设定值,系统不会输出跳闸信号,也不会记忆在跳闸回路中,但是在主控单元上会显示报警信号。
在编程的时候,必须考虑系统按照用户所希望的方式正常工作。
采用光纤技术来向主控单元传输跳闸信号,确保了电弧光保护系统的完美功能,它的抗干扰能力强,跳闸信号可以非常迅速的输出到断路器。
3.电弧光保护系统组成3.1概述如果使用光纤三工器,一套RIZNER-EagleEye电弧光保护系统能保护1500m 的中压开关柜或500m低压开关柜。
在此情形下,在开关柜的每个柜子都要装一个弧光传感器来保护。
在开放式母线系统中,弧光传感器的间隔约为5...6 m。
一个RIZNER-EagleEye主控单元能同时保护几个独立的开关柜,因此,电弧光保护系统的弧光单元和电流单元可以分散到不同的开关柜内,把检测到的弧光或电流信号传送到主控单元,主控单元收集到这些必要的数据,根据实际情况输出跳闸信号到断路器。
在主控单元和弧光单元或电流单元间的数据传送是靠光纤和数据传输线来完成的。
光纤传输触发信号至主控单元。
工作电源,报警信号,自控数据信息流的传送则通过数据传输线来完成。
主控单元提供4个快速1ms独立跳闸和报警母线和6个常规继电器出口。
在系统里进行连接时,必须小心考虑每一母线最后一个电流单元的开关位置。
开关位置决定了此电流单元能否按设定的程序正常工作。
3.2RIZNER-EagleEye主控单元主控单元是RIZNER-EagleEye电弧光保护系统的核心部件,它也能单独在发生弧光时,来保护开关柜。
然而,须记住,此时没有电流条件来确保保护。
在使用电弧光保护系统时,我们推荐使用电流单元。
主控单元面板上的电位计用来设定弧光单元线路版上16个光感输入检测到的感光的强度。
然而,若保护系统采用了电流单元,且整定的电流值没有超过,保护系统不会发出跳闸信号。
四个专用于弧光和电流单元的光信号入口,当它们仅用来传输光信号到主控单元时,用相同的方式来调节。
主控单元背面的四个光纤口。
在情况下,主控单元背面的DIP开关状态要考虑进去。
3.3EagleEye-ARC弧光单元如果主控单元的弧光测量口不够用,或者想设定更多的跳闸逻辑时,则须使用弧光单元。
使用弧光单元还可以节省光纤的费用:因为弧光单元可以放在需要保护的位置附近,从一个弧光单元到另一个电流或弧光单元或主控单元只需一根光纤即可。
弧光单元面板上的电位计用来调整感光的强度,校准好后,则把信息传递到下一个电流或弧光单元或者传到主控单元。
电位计同时校准弧光单元中的所有弧光输入口信号,当弧光单元连接所需的光纤安装完毕后,必须调节弧光单元可以替代一些光缆的使用。
在此情况下,保护系统始终能准确地识别整定的光感定值被超过地方的传感器。
3.4EagleEye–CR电流单元EagleEye-CR电流单元用来确保保护系统在不同运行情况下的跳闸逻辑可操作性。
通过使用电流单元,弧光保护系统中的跳闸逻辑可以多样化,且有更多的选择。
测量电路中5A,2A和1A的二次电流可以连接到电流单元,为了确保这些连接,电流单元中不需要其他的设定,但是这些二次电流端子是直接连接到EagleEye-CR电流单元的端子上的。
过流整定范围是50…500*In.3.5系统电源弧光保护系统有一个独立的电源,可以装在柜子底部的DIN导轨上。
该电源给主控单元供电,再由主控单元提供给弧光单元和电流单元工作电压。
因此,对使用在重要场合的金属封闭开关柜,应进行内部故障飞弧试验及安置故障电弧保护装置,故障电弧试验规定可见GB3906—2005,IEC62271—200标准。
4.2故障电弧防护装置ABB公司开发的故障电弧防护装置早已应用于AX1开关柜;德国Moeller公司早已研制出Arcon故障电弧防护装置。
一般电弧防护装置由三部分组成:保护主单元;过流、弧光检测辅助单元;电弧光传感器。
4.2.1电弧光传感器作为光感应元件,安装在开关柜母线室的几个位置,检测发生故障时突然增加的光强。
4.2.2过流、弧光检测辅助单元弧光检测辅助单元收集来自电弧光传感器的光信息,再传送给主单元。
过流检测辅助单元提供过流动作信息,它是动作判据之一,可进一步保证电弧光保护系统的动作准确性、可靠性。
4.2.3保护主单元它是电弧光保护系统的核心,它用于管理和控制整个电弧光保护系统。
它接收检测短路电流和来自电弧光传感器的信息,对收集的数据处理、判断,如果确认是电弧故障,则发出跳闸命令,使进线断路器跳闸,即切断进线电源。
如进线断路器不能跳闸(拒动),则启动断路器失灵保护逻辑,发跳闸命令给上一级断路器来切断电源。
此外根据过流、弧光检测辅助单元送来的信息,提供弧光故障点和报警信号。
这里还有一种方法:如果确认是电弧故障,则启动快速短接开关,使它迅速合闸,将电弧故障转化成三相短路电流,而使上游断路器分闸,达到迅速熄灭电弧目的。
故障电弧光保护系统框图示于图6。
5 结束语(1)智能化成套开关设备是新一代电器产品,它溶合了计算机、信息、控制、传感器与微子技术,将每台智能化单元的通信接口与值班室计算机相连,就可构成变电站综合自动化系统,可以就地及远方实现保护,可以实现变电站广域监测和诊断。
(2)计算机技术及电磁兼容性(EMC)水平提高,使智能化测控装置比传统的机电式测控产品更加可靠,多年来运行已证明了这一点。
(3)按状态维护技术建立在线监测技术、信息技术的基础上,在线监测项目可按实际需要决定。
(4)使用于重要场合的开关柜,应配置智能故障电弧防护装置。
电弧光保护系统在中低压母线保护中的应用1.概述在电力系统中,35kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题,一般未装设母线保护。
然而,由于中低压母线上的出线多,操作频繁,三相导体线间距离与大地的距离比较近,容易受小动物危害,设备制造质量比高压设备差,设备绝缘老化和机械磨损,运行条件恶劣,系统运行条件改变,人为和操作错误等原因,中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。
但长期以来,人们对中低压母线的保护一直不够重视,大多采用带有较大延时的后备保护来切除母线上的故障,往往使故障被发展、扩大,从而造成巨大的经济损失。
近年来,由于各种原因开关设备被严重烧毁,有的甚至发展成“火烧连营”的事故时有发生。
而主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故也逐年增加,这些配网事故处理不当甚至被扩大发展为输电网事故,造成重大的经济损失,已引起电力部门的广泛关注。
究其原因大多是因为没有装设中低压母线保护,未能快速切除故障造成的。
所以,为了保证变压器及母线开关设备的安全运行,根据继电保护快速性的要求,迫切需要配置专用中低压母线保护。
本文首先介绍开关柜弧光短路故障以及变压器动稳定时间对中低压母线保护动作时间的要求;其次介绍开关柜弧光短路故障的防护措施及现有的中低压母线保护方案;最后介绍一新型的电弧光中低压母线保护系统。
2.开关柜内部燃弧耐受时间及变压器动稳定时间指标2.1开关柜内部电燃弧耐受时间IEC298标准附录AA中规定的内部燃弧时间是100ms,目前市场上销售的开关柜基本上是按照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100ms。
由于发生弧光故障在断路器动作前,故障短路电弧是一直在燃烧的,即保护动作时间加上断路器分闸时间之和,即为电弧燃烧的持续时间。
也就是说,从保护开关柜方面考虑,保护动作时间应在小于100ms切除故障以防止弧光短路故障进一步发展扩大造成更大的危害。
上表为国外对各种燃弧持续时间下进行试验得出的对设备造成的损害程度。
图1为各种燃弧时间下产生的电弧能量及对开关柜材料的损坏程度。
图1.电弧能量与燃烧时间及破坏作用2.2变压器的动稳定时间据有关资料统计,一些地区110kV及以上等级的变压器遭受短路故障电流冲击直接导致损坏的事故,约占全部事故的50%以上,与前几年统计相比呈大幅度上升的趋势。
这类故障的案例很多,特别是变压器低压侧出口(低压母线)短路时形成的故障一般需要更换绕组,严重时可能要更换全部绕组,从而造成十分严重的后果和损失。
国标规定的110kV及以上电压等级的变压器的热稳定允许时间为2秒,动稳定时间为0.25秒。
但实际上,在低压侧出口短路故障靠过流后备保护切除的动作时间往往在2秒以上,离 0.25秒的变压器的动稳定时间相差甚远。
所以,可以说,继电保护的不完善也是造成变压器损坏的重要原因。
目前针对近区(低压母线)短路故障引起变压器损坏的保护的动作时间太长,远大于变压器允许承受的短路电流持续时间,显然不能满足保护变压器的要求,迫切需要改善变压器保护,使其保护动作满足小于变压器允许动稳定时间0.25秒的要求。
3.开关柜弧光短路故障的防护措施3.1消极性防护措施采用这种措施的目的是限制故障电弧产生的各种效应,如加强开关柜的结构,密封隔离各单元室、设置释放板和泄压通道等。
采用这种措施在一定程度上能减少损坏程度;另一方面,如果要采用通过加强结构的方式来较大地提高开关柜的燃弧耐受时间的话,则需要增加很大的设备费用。
下表为国外对增加开关柜内部燃弧耐受时间和相应增加成本进行评估的结果。
3.2积极性防护措施采用高速专用中压母线保护切除故障以限制故障电弧的持续时间,从根本上限制故障电弧,消除其各种效应对设备和人员的危害。