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淺談中壓系統(tǒng)母線弧光保護的必要性

更新時間:2023-07-26瀏覽:362次

   摘要:本文介紹了中低壓開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生電弧故障的原因、危害以及弧光保護在中壓母線保護中的原理、用途、應(yīng)用關(guān)鍵點,同時還介紹了弧光保護應(yīng)用現(xiàn)狀,探討了無線測溫在線監(jiān)測系統(tǒng)在實際工作場景中的應(yīng)用案例,證明了其在電力監(jiān)控方面的重要應(yīng)用價值。

   關(guān)鍵詞:弧光保護

 

 

0引言

   與變電站高壓開關(guān)柜、室外刀閘開關(guān)等一些重要的設(shè)備,經(jīng)過長期的運行,往往開關(guān)觸點以及母線連接出會由于老化、接觸過大的電阻而發(fā)熱,而這些發(fā)熱位置的溫度不能得到提前預(yù)警監(jiān)測,就容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。我們知道,高壓設(shè)備接頭部位的溫度難以監(jiān)測,這主要是由于此部位都會有高壓裸露,采用一般的溫度測量方法由于不能解決高壓絕緣問題,所以都不可使用。無線測溫監(jiān)測裝置,通過無線電波來傳輸信號,傳感器主要是安裝到高壓設(shè)備上,同接收設(shè)備間無電氣聯(lián)系,所以,無線測溫系統(tǒng)能夠從根本上解決高壓設(shè)備發(fā)熱部位溫度監(jiān)測難的問題。   我國的電力工業(yè)已經(jīng)進入大規(guī)模的發(fā)展建設(shè),大量的用電設(shè)施,對電力的需求是極大的,因此,這時我們需要在安全可靠、經(jīng)濟運行的背景下,提供這些需求,但是電力方面的發(fā)展還不夠完善,存在著弊端和安全隱患。本文就幾個方面來探討中低壓系統(tǒng)母線裝設(shè)弧光保護的必要性。

1重視中低壓母線故障的原因

   我國電力發(fā)展建設(shè)的速度超前,它已經(jīng)進入人電網(wǎng)、大機組、超高壓輸電階段,并且對發(fā)電機組的容量要求越來越高,這時就需要在安全運行方面要跟上要求,因為單臺大機組的運行情況,會直接影響到整個電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性、安全性以及經(jīng)濟性。同時,發(fā)電廠的用電系統(tǒng)與安全運行,對發(fā)電機組的影響也越來越大。由此可以看出,如果中低壓母線出現(xiàn)故障,它會產(chǎn)生弧光,所產(chǎn)生的弧光對電力設(shè)備及人本身的影響極大,會造成不同程度的損傷,有時還會引發(fā)“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)"。國家對于這個問題極其重視,按照我國現(xiàn)行的繼電保護設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來看,在配置方面一般不會使用專用的設(shè)備進行保護,而是采用另一種方法,即借助于上一級元件的后備過流的方法來保護,從而切除中低壓系統(tǒng)母線短路的問題,這樣的做法是有弊端的,電路故障應(yīng)該用最短的時間去維修,而這類保護方法會導(dǎo)致維修時間延長,對設(shè)備也有一定的損傷。這些問題如果沒有使用恰當(dāng)?shù)姆椒?,還會引起不同程度的故障,輕則會發(fā)展為輸電網(wǎng)故障,重則會使電力系統(tǒng)出現(xiàn)整體的故障。

2中低壓系統(tǒng)母線故障發(fā)生的原因

   弧光放電燃燒,表示著中低壓母線出現(xiàn)了故障。中低壓母線所釋放的能量是極大的,它發(fā)生故障時所產(chǎn)生的弧光,會使壓力和溫度瞬間升高,形成電弧之后,與它接觸的空氣會被立刻電離,繼而會產(chǎn)生具有極能量的爆炸性壓力和高溫,在產(chǎn)生這些巨大能量的時候,如果沒有及時被切除,將會對設(shè)備以及人員造成不同程度的損傷。然而,造成中低壓開關(guān)柜內(nèi)出現(xiàn)這類故障的原因有很多。2.1設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)   沒有科學(xué)合理地設(shè)計開關(guān)柜的結(jié)構(gòu),開關(guān)柜過大或者過小,再加上制造質(zhì)量沒有做到位,在正式投入使用時,會導(dǎo)致絕緣處老化以及機械設(shè)備受到磨損,從而會導(dǎo)致它的絕緣水平程度下降,設(shè)備質(zhì)量方面,需要為后面的使用打下良好的基礎(chǔ),質(zhì)量方面如果不過關(guān),就會導(dǎo)致后續(xù)出現(xiàn)問題。2.2運行維護不到位   運行維護方面也是極其重要的,它在什么樣的環(huán)境下使用,關(guān)乎到系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。如果在高溫、潮濕、化學(xué)侵蝕等這些惡劣環(huán)境下運行,所使用的絕緣材料便容易受損,會縮短它的使用期限,而在絕緣的表面,會出現(xiàn)一些不同程度的損傷,絕緣便會出現(xiàn)故障,進而 就會導(dǎo)致中低壓母線系統(tǒng)出現(xiàn)短路的故障。2.3維護操作不當(dāng)   電廠的檢修維護在整個系統(tǒng)中起著關(guān)鍵的作用,而有些人對這個工作極不重視,常常會出現(xiàn)由于操作不當(dāng)而出現(xiàn)的故障,如在檢修時,誤將自己的工具遺落在開關(guān)柜中、忘記測量并記錄自己所在工作區(qū)域的電壓等, 這些典型的操作不當(dāng),都會引起中低壓系統(tǒng)母線出現(xiàn)故障,進而導(dǎo)致出現(xiàn)更大的問題。2.4其他   除了上述這些因素以外,還有一些由于工作人員的不認(rèn)真造成的故障,如開關(guān)柜沒有密封好,一些小動物會偷偷溜進去,對絕緣處進行啃咬,從而導(dǎo)致中低壓系統(tǒng)母線出現(xiàn)故障。除此之外,電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展,電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)總是在不停地改變,用電的情況增多,從而導(dǎo)致電纜增多,電量超負(fù)荷,也是故障出現(xiàn)的所在。

3弧光母線的保護系統(tǒng)工作原理

   弧光產(chǎn)生斷路的危害性極大,弧光會在開關(guān)柜內(nèi)發(fā)生爆炸,而燃燒的氣體和熱能會迅速擴散到周圍,并且它還能融化和蒸發(fā)金屬,由于這些危害,我們才需要一個保護系統(tǒng)。不僅這樣,任何設(shè)備都需要保護,中低壓系統(tǒng)母線也不例外。而電弧光母線的保護系統(tǒng),是一種針對中低壓系統(tǒng)母線的特點經(jīng)過多位專家研究出來的系統(tǒng),它具有多種優(yōu)點,它適用于各種運行方式,在各種運行方式下都不需要人為進行切換就能進行保護,這是一個便利的系統(tǒng),不僅能起到很好的保護作用,還能提高可靠性,是一個理想型的保護中低壓系統(tǒng)母線的解決辦法。3.1弧光的原理   弧光保護的原理,如圖 1所示,它的動作判斷據(jù)為故障時產(chǎn)生的兩個條件,也就是弧光和電流增量。在發(fā)生故障時,它會檢查開關(guān)柜,然后,在同時檢測到弧光和電流增量時,就會下達跳閘的指令。 1  弧光保護原理示意圖3.2弧光的特點   人們選用這個保護系統(tǒng),是由于它具有很多明顯的優(yōu)點:①它的原理簡單、通俗易懂,保護結(jié)構(gòu)簡單,它在發(fā)生故障時,只需要檢查開關(guān)柜內(nèi),然后,在同時檢測弧光和電流增量,就會下達跳閘的指令;②能夠更快迅速 地發(fā)現(xiàn)故障并起到保護作用,當(dāng)出現(xiàn)電路故障時,應(yīng)該用及時地去維修,而這個系統(tǒng)能最快的發(fā)現(xiàn)故障,以檢測弧光信號和過流關(guān)閉為依據(jù),從而可以實現(xiàn)保護的可靠動作,這個系統(tǒng)起到一個連鎖反應(yīng),本身會連鎖自我檢查,如此就能夠充分地保證整個系統(tǒng)的安全性以及可靠性;③能準(zhǔn)確地找出故障點并準(zhǔn)確定位,在發(fā)生故障時,它能夠準(zhǔn)確地找出故障點,并且能夠準(zhǔn)確地標(biāo)記故障點的位置,能保證工作人員在維修時,能快速地找到故障位置,并且處理故障來恢復(fù)供電系統(tǒng);④在斷路器不起作用時,起到一個保護作用,在主斷路失控的情況下,它可以發(fā)出一個指令,不受其他機器的控制,跳過上一級完成跳閘動作,從而提高系統(tǒng)的安全性與可靠性。這些特點,更好地說明了這個保護系統(tǒng)的*性,是保護中低壓系統(tǒng)母線解決辦法。4弧光保護系統(tǒng)與變壓器后備過流保護的對比   弧光保護系統(tǒng)是專門用于來保護中低壓系統(tǒng)母線的系統(tǒng),它的動作時間快,相比于傳統(tǒng)的保護系統(tǒng),要更具有*性,它采用弧光和電流閉鎖的方法來進行雙重判斷,增加了它的可靠性,從而對安全性能也有了一定的保障,它在發(fā)生故障時,能準(zhǔn)確地定位,減少了維修人員查找的時間,大大減短了維修時間,從而來保障故障之后快速供電。   而變壓器后備過流保護它也有優(yōu)點,它不需要專門的1套裝置系統(tǒng),工作量較小,而且它不能像弧光保護系 統(tǒng)那樣對故障點準(zhǔn)確定位,耗費的時間長,并且可靠性低??偠灾饔懈鞯膬?yōu)點,但是從綜合來看,弧光保護系統(tǒng)是比較理想的解決方法。5安科瑞ARB5-M弧光保護裝置5.1產(chǎn)品選型說明ARB5-弧光主控單元

 

1)*表示可選附件。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。

 

5.2功能和技術(shù)參數(shù)

 

 

5.3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)語

   隨著我國電力建設(shè)的發(fā)展,發(fā)電廠日漸增多,發(fā)電廠中的中壓開關(guān)柜也日漸增多,而隨之而來的就是故障不斷地出現(xiàn),因此,我們對中低壓系統(tǒng)母線的保護,應(yīng)該越來越重視。中低壓系統(tǒng)母線的保護,不僅需要精準(zhǔn)、熟練地掌握技術(shù),還需要一些保護系統(tǒng)來協(xié)調(diào)配合完成,而弧光保護系統(tǒng)作為一個理想的解決方法,可以有效地解除故障,減少設(shè)備維護的次數(shù),提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益,提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性,將損失降到,保證電力可以不斷地供給,從而保證了整個電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運行。參考文獻:[1]于興羽.中低壓系統(tǒng)母線裝設(shè)弧光保護的必要性分析[2]陳浪.中壓母線裝設(shè)電弧光保護的必要性[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2012,(8) :54-56.[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2020.06版.  [4]安科瑞用戶變電站變配電監(jiān)控解決方案2021.10