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)生弧光路的時候無法及時采取相應(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控制單元，每個單元進(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作出相應(yīng)的切斷故障點(diǎn)的命令，在一定的時間內(nèi)會造成弧光發(fā)出大量的熱量，長此以往會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單元，一個單元即為一套保護(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，將弧光信號同步轉(zhuǎn)發(fā)至另外一個主單元，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，此時電弧的溫度可能會達(dá)到數(shù)千度的高溫可以造成人體大范圍的，同時被弧光放電產(chǎn)生的高溫融化的金屬在發(fā)生一系列物理反應(yīng)后，會滲入人體的皮膚從而嚴(yán)重威脅人體的健康。同時，電弧在產(chǎn)生弧光會產(chǎn)生高壓氣體，這些氣體沖擊可能會造成電力設(shè)備的損壞，在開關(guān)柜中發(fā)生弧光故障時會釋放出大量的熱量會燒壞開關(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，同時弧光產(chǎn)生的高溫會嚴(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)源時及時對于故障點(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，光信號會隨之大，此時弧光傳感器會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及時通過光纖反饋到主控單元中，主控單元在經(jīng)過分析處理后會發(fā)出相應(yīng)的命令，如果主控單元判斷會產(chǎn)生弧光時發(fā)出的是切斷故障點(diǎn)的命令，反之則不會發(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)時為了彌補(bǔ)主控單元中弧光檢測接口不足的情況，一個弧光單元具有十個弧光檢測接口，每個接口均通過光纖將光信號傳遞給弧光傳感器，同時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
技術(shù)參數(shù)代碼 | 代碼說明 |
弧光主控板數(shù) |
0 | 0塊主控板，可接0塊采集板信號 |
1 | 1塊主控板，可接6塊采集板信號 |
2 | 2塊主控板，可接12塊采集板信號 |
3 | 3塊主控板，可接18塊采集板信號 |
4 | 4塊主控板，可接24塊采集板信號 |
弧光采集板數(shù) |
0 | 0塊采集板，可直接采集0個弧光探頭信號 |
1 | 1塊采集板，可直接采集5個弧光探頭信號 |
2 | 2塊采集板，可直接采集10個弧光探頭信號 |
3 | 3塊采集板，可直接采集15個弧光探頭信號 |
4 | 4塊采集板，可直接采集20個弧光探頭信號 |
電流輸入 |
1 | 1A |
5 |
|
電源 |
1 | 裝置電源為DC110V，開入電源DC110V |
2 | 裝置電源為DC220V，開入電源DC220V |
3 | 裝置電源為AC110V，開入電源DC24V（裝置自帶） |
4 | 裝置電源為AC220V，開入電源DC24V（裝置自帶） |
電源 |
0 | 不需要 |
1 | 支持MMS |
2 | 支持MMS，GOOSE |
（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)
型號 | 主要功能 | 技術(shù)參數(shù) |
 ARB5-M弧光保護(hù)主控單元
| 8組弧光保護(hù) | 可選配4塊采集板，1塊采集板可采集5路探頭，共支持20路弧光探頭直接采集。 亦可選配4塊主控板（即可接入4臺ARB5-E擴(kuò)展單元）1塊主控板可接收6塊采集板的探頭，共支持120路弧光探頭采集。 |
4組失靈保護(hù) |
4組電流回路TA監(jiān)測 |
4組三相電流采集 |
11路可編程跳閘出口 |
非電量保護(hù) |
裝置故障告警 |
2路RS485 |
2路以太網(wǎng) |
1路打印接口 |
1路IRIG-B碼對時接口 |
支持IEC61850、modbusRTU、modbusTCP、IEC103 |
支持GOOSE輸入輸出（選配） |
 ARB5-E弧光保護(hù)擴(kuò)展單元
| 弧光信號采集 | 可選配6塊采集板，1塊采集板可采集5路探頭，共支持30路弧光探頭直接采集。 |
模擬狀態(tài)傳輸 |
需要配合ARB5-M主控單元使用 |
 ARB5-S弧光探頭
| 弧光信號監(jiān)測 | 點(diǎn)式弧光傳感器，可安裝于 母線室、電纜室或斷路器室。 |
現(xiàn)場調(diào)試及工程服務(wù)費(fèi) |
| 視項(xiàng)目情況核價(jià) |
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，同時弧光保護(hù)機(jī)制反應(yīng)迅速，能夠及時切斷危險(xiǎn)源，雖然電弧出現(xiàn)的幾率不很很高，但是一旦發(fā)生電弧時會造成巨大的損失，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。
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