王新恒

（廈門ABB 開關有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

變電站運行時受穩(wěn)定性和安全性影響，近些年來在建設變電站時，因戶內(nèi)開關柜的優(yōu)勢使用于中、低壓開關柜，因此被變電站大量使用。在運行中由于多種原因?qū)е麻_關設備被大量損壞，若是變電站處理不當，則會產(chǎn)生經(jīng)濟損失，因此設計變電站時有必要配置電弧光保護，當有事故出現(xiàn)，可及時切除故障，防止擴大故障范圍。

1 中低壓開關柜設備運行概述

1.1 問題分析

在設計變電站時，母線的電壓等級超出110kV 以上均會設置保母線保護，而母線電壓等級小于35kV 的則不會配備母線保護，而是通過上級的變壓器中的后備過流保護來切除短路障礙，延長了故障的切除時間，加速損壞設備。在使用設備時，母線若是操作次數(shù)多，則會讓加速設備老化以及機械的磨損。當運行條件改變或者是人工操作失誤時，也會提高母線出現(xiàn)故障的概率，從而影響變電站的運行。

1.2 運行要求

第一，預防開關柜弧光障礙。一方面可以加強開關柜結構，一方面保護母線配置。在開關柜耐受燃弧時間中切除障礙，在根本上杜絕故障電弧的出現(xiàn)，消除人員安全和損壞開關設備帶來的危害。第二，開關柜內(nèi)的燃弧耐受時間。根據(jù)統(tǒng)計表明，燃弧持續(xù)時間由0.1s 提高到0.2s，設備成本將上升10%，提高到1s 設備成本將上升100%。另外，開關柜內(nèi)部燃弧試驗是破壞性的，僅僅依靠開關柜自身的能力難以抵抗內(nèi)部燃弧的破壞性威脅，需要采取GB3906-2006 給出的其他措施來提高來提高內(nèi)部燃弧故障對人和設備的更高防護能力。電弧光的故障通常是在斷路器動作之前出現(xiàn)的，短路的電弧通常維持在燃燒的狀態(tài)，保護動作的時間和斷路器分閘時間的總和等同于電弧燃燒的總時間。從開關柜保護方面而言，保護動作需要在100ms 內(nèi)做出反應，從而及時切除電弧短路故障，避免故障擴大，從而產(chǎn)生更多的危害。

2 電弧光母線保護系統(tǒng)

電弧光保護屬于一種母線保護系統(tǒng)，具有快速性和可靠性。按照檢測弧光以及過流雙判的理念，可快速的響應變電站中存在的故障，同時適用于多種運行方式，為變電站的母線保護提供了有效的解決方案。

2.1 主單元

在電弧保護系統(tǒng)中，主單元是重要的組成，其作用是檢測短路電流和電弧光感信息中傳輸?shù)膭幼餍畔?，同時可快速處理和判斷收集的故障信息。快速發(fā)出故障信號，及時切除故障。電弧光保護系統(tǒng)應檢測出弧光和過流雙判故障，同時發(fā)出切斷指令，若是斷路器未及時對故障發(fā)出動作，則啟動斷路器出現(xiàn)失靈，應發(fā)出跳閘指令，其上級的斷路器及時的切斷故障。電弧保護系統(tǒng)的主單元，應按照輔助單元所傳遞出的動作信息，來確定弧光故障點，發(fā)出報警信息。

2.2 輔助單元

通常安裝在電弧保護系統(tǒng)的安裝柜中，輔助單元能夠和弧光傳感器相連接，如果是出現(xiàn)弧光故障，輔助單元能夠及時的收集弧光傳感器中傳輸?shù)膭幼餍畔?，同時上傳至主單元，主單元分析故障，從而及時發(fā)出響應。主單元能夠顯示弧光傳感器地址和輔助單元。有利于及時的解除故障。

2.3 弧光傳感器與電流單元

在故障中，弧光傳感器是主要的感應部件，通常是在各間隔式的開關柜中安置，弧光傳感器屬于光感應元件，若是有弧光故障出現(xiàn)，弧光光強大于弧光傳感器檢測值，將信號傳遞給輔助單元。電流單元的作用是檢測電流變化量，同時將其傳送至主控單元上，及時的分析和處理數(shù)據(jù)，可將結果作為判斷電流的依據(jù)。

2.4 電弧光保護系統(tǒng)

此系統(tǒng)使用的是過電流檢測以及弧光檢測的方法。雙重檢測和判斷變電站的運行設備，若是能夠檢測弧光和電流的增量信號，則證明是系統(tǒng)和設備出現(xiàn)故障。應先立即啟動繼電器，并發(fā)出跳閘的號令，若是在系統(tǒng)中只檢測出某個信號，則應發(fā)出報警信號，及時的通知技術人員維修安裝。電弧光保護設備和系統(tǒng)有著保護斷路器失靈的作用，當斷路器有拒動情況出現(xiàn)時，便會發(fā)出越級的信號，從而切斷上一級的短路信號，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3 電弧光保護在變電站中的實際應用分析

此篇文章是以某變電站作為案例分析和探討，在變電站中應用電弧光保護技術。在某變電站中安裝了某型號的弧光保護系統(tǒng)，在近些年來其運行穩(wěn)定可靠，尤其是在母線保護上發(fā)揮著作用，本工程接線方式是兩條電源進線、單母線分段，開關柜共有十四個，母線橋共有兩個?；」獗Ｗo的主要配置為一個XX 型主控單元、10 個光探頭，200 米光纖。在10kV 進線柜面板上安裝主控單元，光學探頭需要安裝在14 個開關柜和2 個母線槽內(nèi)。在本工程安裝過程中，由于變電所在運行過程中安裝了電弧設備，因此由于停電時間較短，為保證安裝調(diào)試能夠完成，必須提前做好準備。安裝步驟如下：第一，應按照變電站安置弧光系統(tǒng)的實際情況分析，由弧光設備廠家中的工作人員設計電氣安裝圖紙。然后將圖紙上交給變電站的技術人員，技術人員根據(jù)變電站的實際情況進行審核，并改進圖紙，確保符合標準要求；第二，準備安裝需要的輔材和器件，變電站應按照設計人員提供的圖紙準備好開關柜的裝備和安裝孔，為有關工作做好準備；第三，在變電站停電后應通知廠家，安排專業(yè)的人員到現(xiàn)場。安裝變電站在停電時，需要考慮多方因素，明確具體的停電時間；第四，應安裝主控制裝置在停電的前一天，當停電后，變電站的人員需要安排弧光設備廠家的人員將開關柜門打開，安裝完畢后，要關閉柜門；第五，變電站的人員需要輔助完成電源的進線母線和總控單元線間的安裝，弧光保護出口也需要由變電站敷設完成；第六，調(diào)試和安裝過程應由廠家人員完成；第七，當調(diào)試全部的裝置后，廠家的工作人員需要培訓變電站的工作人員，在培訓后還需進行測試，直至測試結果符合標準，代表著整個項目完成。在此項目中，電弧光保護系統(tǒng)應根據(jù)實際的系統(tǒng)狀況分析，在技術上電弧光保護裝備應根據(jù)提供的動作信號、報警信號進行監(jiān)控，有利于計算機及時發(fā)現(xiàn)變電站設備運行中的問題。提高解決問題的效率，減少傳輸電力的影響。

4 結束語

綜上所述，為保護變電站應安裝電弧光保護系統(tǒng)，它能夠快速處理和響應故障，將設備損失降到最小，從而提高變電站的運行效率和安全。