淺析6kV發(fā)電廠中用電系統(tǒng)弧光保護的應(yīng)用方案

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：電弧光是發(fā)電廠中常見的帶電危害，中低壓母線中設(shè)置的保護方案對于電弧光危害防護作用是非常微小的，因而想要避免電弧光給運維人員和電氣設(shè)備帶來的損傷，需要借助于電弧光保護系統(tǒng)來減少電弧光帶來的危害。本文主要對6kV發(fā)電廠中用電系統(tǒng)電弧光保護的應(yīng)用進行了分析，以期能夠為同類的保護應(yīng)用提供一些經(jīng)驗參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電弧光保護；母線保護

0前言

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電力事業(yè)規(guī)模的不斷擴大，線路中所應(yīng)用的中低壓開關(guān)也是越來越大，這就使得線路上的電流負(fù)荷越來越大，也使得開關(guān)柜中的電弧光發(fā)生也越來越頻繁，這不僅會影響變電站中的設(shè)備的正常運行，而且還有可能給電站內(nèi)的運維人員帶來人身威脅，因而采取相應(yīng)的保護措施來減少電弧光危害。

1電弧光及電弧光保護

電弧光的產(chǎn)生主要是由于兩電之間的電壓升高時周圍空氣中的正負(fù)離子在電壓的影響下形成高速轉(zhuǎn)動的電廠，且在移動的過程中不斷與其他分子碰撞出現(xiàn)新的離子，而這些電離子不斷增加，加上溫度的升高變化就會產(chǎn)生電弧，實質(zhì)上是一種放電，這種放電對于電壓要求不是很高，只要兩個電之間的電壓能夠超過周圍空氣絕緣強度時就會出現(xiàn)電弧放電，這種放電會直接影響電弧周圍的電氣設(shè)備運行，而且電弧光的發(fā)生過程中溫度急劇上升，會給電氣設(shè)備造成較大的影響，放電時所產(chǎn)生的氣體會引起開關(guān)柜設(shè)備振動劇烈，在振動的過程中會使開關(guān)設(shè)備上的固定元件發(fā)生脫落，電弧光會直接對開關(guān)柜中的一次和二次設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p傷，并且會直接使絕緣電阻失去作用，甚至可能會引起開關(guān)柜爆炸，直接威脅電站中運維人員的人身，基于此要采取相應(yīng)的電弧光保護措施，以便減少電弧光危害，保護發(fā)電廠中的電氣設(shè)備能夠正常運行。

電弧光對電氣設(shè)備造成的損傷是由其自身所特性決定的，電弧光對設(shè)備損壞的程度是隨著時間的增加而加劇的，因而如何在短時間內(nèi)將故障排除，就能夠?qū)㈦娀」鈳淼奈：档降汀ｋ娀」獗Ｗo系統(tǒng)就是利用了的電弧光和電流保護措施，打破原來常規(guī)保護，在檢測到電弧光后就立即執(zhí)行跳閘指令，對故障部位進行排除，從而減少電弧光給電氣設(shè)備帶來的持續(xù)傷害。同時電弧光保護系統(tǒng)在檢測到電弧光之后會在時間發(fā)出報警信號，這時裝置會自動執(zhí)行1ms內(nèi)自動跳閘命令，對故障源進行快速切除，這樣能夠?qū)㈦娀」鈳淼奈：刂圃?ms之內(nèi)，設(shè)備所受到的電弧光損壞是非常小的，這種保護模式比傳統(tǒng)的低壓母線保護速度更快，后期加上斷路器的跳閘時間，也能夠?qū)㈤_關(guān)柜的故障排除時間控制在100ms之內(nèi)。由此可以看出，電弧光保護能夠很大程度上降低設(shè)備故障帶來的電弧光損壞，并且為運維人員的人身提供保障，因而在實際發(fā)電廠運維過程中電弧光保護系統(tǒng)的設(shè)置是非常重要的。

2電弧光保護系統(tǒng)在6kV發(fā)電廠中的應(yīng)用

本次應(yīng)用的發(fā)電廠為6kV發(fā)電廠，以330MW火電機組為準(zhǔn)，發(fā)電組保護型號AM5SE，廠用保護系統(tǒng)為安科瑞AM5SE系列。6kV發(fā)電廠中的用電系統(tǒng)總共有四段母線，每一段母線上進線都是一回，母線發(fā)生側(cè)故障主要是由于進線過流保護導(dǎo)致的，在沒有電弧光保護時母線上的故障無法及時進行排除，就會給母線和電氣設(shè)備造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。針對于此，在發(fā)電廠中安裝電弧光保護系統(tǒng)，本次應(yīng)用的設(shè)備主要包括AM5SE低壓變壓器綜合保護測控裝置和ARB5滅弧裝置，其中ARB5快速滅弧器屬于主動性電弧保護設(shè)備，能夠降低母線線路上發(fā)生故障電弧事故時所產(chǎn)生的高溫，也能夠減少電弧光給電氣設(shè)備帶來的損壞和影響，與傳統(tǒng)電流保護模式相比，ARB5設(shè)備能夠快速對線路上的電弧故障進行檢測確定，并且能夠?qū)收想娀∵M行快速，減少電弧故障給電路帶來的損壞。在結(jié)構(gòu)上主要是有檢測控制裝置和一次主元件構(gòu)成，其中檢測控制裝置的作用主要在于能夠在2ms之內(nèi)對電弧光故障進行檢測，并且確定故障電流信號，然后將其傳遞給一次主元件，主元件在接受相關(guān)指令之后能夠在僅僅1.5ms之內(nèi)發(fā)生動作，對故障電弧進行熄滅，由此可以看出，ARB5設(shè)備能夠快速在短時間內(nèi)對故障電弧進行熄滅，且這種防護是屬于主動型防護的，也是目前比較先進的一種電弧保護設(shè)備，對于6kV的低電壓電廠來說非常適合。ARB5的應(yīng)用能夠顯著提高運維人員自身的性，即使是在IAC防護要求不足的開關(guān)設(shè)備當(dāng)中也能夠發(fā)揮保護作用，控制電弧光的損壞范圍，同時ARB5設(shè)備的使用還能夠整個用電系統(tǒng)使用效率的提升，能夠減輕電弧光給開關(guān)帶來的損壞，使開關(guān)設(shè)備在故障電弧之后能夠快速進行，從而保證用電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。而AM5SE保護測控裝置則是適用于低壓變壓器的綜合保護測控裝置，能夠?qū)Φ蛪鹤儔浩麟娏鳌⑦^負(fù)荷等進行監(jiān)測，并且在出現(xiàn)故障或異常電流時發(fā)生保護動作，保證低壓變壓器的，這一裝置與ARB5設(shè)備的合用能夠提升6kV電廠用電系統(tǒng)的保護級別，阻斷電弧光給線路和設(shè)備帶來的損壞。對于低壓電廠來說，母線是全廠供電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)的供電樞紐，一旦母線發(fā)生故障，那么連接在母線上的所有元件都會受到影響，同時還會轉(zhuǎn)換到另一組母線上，對另一組母線也造成損壞，從而導(dǎo)致被迫停電事故的發(fā)生，影響整個用電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，給電廠運營帶來較大的嚴(yán)重后果和威脅，因而加強對母線的保護是非常必要的，而其中電弧光對母線的影響程度也是的，需要電廠設(shè)置相應(yīng)的電弧光保護系統(tǒng)來保護母線，減少電弧光給母線帶來的損壞。

3安科瑞ARB5-M弧光保護產(chǎn)品選型說明

ARB5-弧光主控單元

（1）＊表示可選附件，需要另外增加費用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。

4安科瑞ARB5-M弧光保護產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)

5安科瑞ARB5-M弧光保護產(chǎn)品現(xiàn)場安裝

弧光保護主控單元、探頭安裝圖如下。

6結(jié)束語

加裝AM5SE型號低壓變壓器綜合保護測控裝置和ARB5滅弧保護裝置能夠減少電弧光給發(fā)電廠電氣設(shè)備和運維人員帶來的危害，且這兩種保護在低壓電廠當(dāng)中的適用性比較強，能夠靈活運用在各個場合當(dāng)中，從而能夠減少電廠中安裝保護設(shè)備的工作量，而且還能夠增加6kV發(fā)電廠用電系統(tǒng)的運行性，這對于發(fā)電廠來說是非常難得的。

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作者簡介：

任運業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究中低壓綜合保護及絕緣監(jiān)測系統(tǒng)。