淺析弧光保護(hù)在沿海電廠用電保護(hù)中的應(yīng)用方案

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

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(shí)候無法及時(shí)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(gè)控制單元，每個(gè)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(shí)作出相應(yīng)的切斷故障點(diǎn)的命令，在一定的時(shí)間內(nèi)會(huì)造成弧光發(fā)出大量的熱量，長此以往會(huì)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(gè)單元，一個(gè)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(shí)，將弧光信號同步轉(zhuǎn)發(fā)至另外一個(gè)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(shí)電弧的溫度可能會(huì)達(dá)到數(shù)千度的高溫可以造成人體大范圍的，同時(shí)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(huì)滲入人體的皮膚從而嚴(yán)重威脅人體的健康。同時(shí)，電弧在產(chǎn)生弧光會(huì)產(chǎn)生高壓氣體，這些氣體沖擊可能會(huì)造成電力設(shè)備的損壞，在開關(guān)柜中發(fā)生弧光故障時(shí)會(huì)釋放出大量的熱量會(huì)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(shí)弧光產(chǎn)生的高溫會(huì)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(gè)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(shí)對于弧光傳感器反饋的信息進(jìn)行分析處理，在識別危險(xiǎn)源時(shí)及時(shí)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(shí)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(gè)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(huì)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(shí)，光信號會(huì)隨之大，此時(shí)弧光傳感器會(huì)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(huì)及時(shí)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(huì)發(fā)出相應(yīng)的命令，如果主控單元判斷會(huì)產(chǎn)生弧光時(shí)發(fā)出的是切斷故障點(diǎn)的命令，反之則不會(huì)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(shí)為了彌補(bǔ)主控單元中弧光檢測接口不足的情況，一個(gè)弧光單元具有十個(gè)弧光檢測接口，每個(gè)接口均通過光纖將光信號傳遞給弧光傳感器，同時(shí)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

（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)

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。

7結(jié)束語

綜上所述，弧光保護(hù)的原理較為簡單，同時(shí)弧光保護(hù)機(jī)制反應(yīng)迅速，能夠及時(shí)切斷危險(xiǎn)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(shí)會(huì)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)：

[1]黃寧．RHDHG型弧光保護(hù)系統(tǒng)及其在永福電廠二期工程中的應(yīng)用[J]．企業(yè)科技與發(fā)展，2008，No．24018：120—124．

[2]劉亞鋒．淺談電弧光保護(hù)在6kV廠用系統(tǒng)母線保護(hù)的應(yīng)用硼．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，No．9721：161-162．

[3]晉建廠．弧光保護(hù)裝置在船舶電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J]．電器與能效管理技術(shù)，

2015，No．47106：66—69．

[4]薛媛，陳哲照，等．新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略[J]．繼電器，2008，36(13)：ll-14．

[5]祖之弘．弧光保護(hù)在沿海電廠廠用電保護(hù)中的運(yùn)用．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016．

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