弧光保護介紹.ppt

變電站/配電室弧光保護的必要性,施耐德電氣電網(wǎng)保護解決方案,施耐德電氣電力保護產品,part1. 弧光小知識 part2. 弧光保護研發(fā)起源 part3. 施耐德電氣產品 part4. 安裝推薦方案,弧光產生,弧光的產生人為原因 誤入帶電間隔 隔離開關誤操作 忘記在工作區(qū)接地 忘記測量工作區(qū)內的電壓 弧光的產生技術原因 設備故障和帶電設備的誤操作 設備正常檢修后 ，遺漏工具在開關設備內 錯誤的接線和母線連接 絕緣老化和機械磨損、過電壓 小動物（尤其是老鼠）、灰塵、溫度、濕度、腐蝕、等環(huán)境因素。 容性接地電流擴大 開關柜在運行中發(fā)生的大量電弧光故障事故，多是由于環(huán)境條件的影響，使絕緣材料受潮，設備絕緣表面產生凝露和附著污穢，因而設備絕緣水平下降造成事故。,ph1,ph2,ph3,earth,單相對地短路 - 80 % of cases,ph1,ph2,ph3,earth,三相短路 - 5 % of cases,ph1,ph2,ph3,earth,相間短路,ph1,ph2,ph3,earth,兩相對地短路,電網(wǎng)故障分類,弧光的參數(shù) 空氣弧光產生時候最大的瞬時功率可以達 40 mw 內部溫度可以升至 10 000 - 20 000c 弧光產生時和結束時的溫度可以達到 4 500c，中壓范圍內 弧光的最大電壓可達 500 - 1 000 v 弧光的光強可以超過正常的照明光強 2000 倍 有效降低故障危害是弧光保護系統(tǒng)必須解決的問題，而解決問題的關鍵在于盡快切斷電源，熄滅電弧,弧光小知識,弧光都在毫秒時間級別發(fā)生消失. 釋放的能量卻很驚人 i x t.,source: empirical data from switchgear manufacturers,弧光巨大破壞性,電弧溫度相當太陽溫度的2倍，大約為10000，由于過熱將導致銅排、鋁排熔毀，氣化； 電纜熔毀，電纜包覆層的著火； 過熱導致壓力上升，使開關設備爆炸； 開關設備強烈振動，使固定元件松脫； 高溫燒灼皮膚，強光刺傷眼睛； 產生大量的有害氣體，傷害呼吸系統(tǒng)； 爆破音震損耳膜、肺臟； 碎片飛射，造成人員傷害，甚至死亡。,電弧故障的危害程度取決于電弧電流及切除時間，電弧產生的能量與i2t成指數(shù)規(guī)律快速上升。只有總切除時間小于85ms，才能使設備不遭受損害，總切除時間大于100ms，將會對設備造成不同程度的損害。,弧光巨大破壞性,案例一 2003年7月21日，北京北土城站10kv5號母線發(fā)生單相接地，在查找故障線路的操作過程中，把5號母線單相接地故障接到了3號母線上，引起211開關爆炸，并造成一臺進口全密封110kv、31.5mva主變壓器因出口短路而損壞。 案例二 2006年4月，廣東某供電局在一變電站進行檢修對某10kv出線進行切換操作時，由于違章操作和開關柜內聯(lián)鎖功能失效，在帶負荷拉開該帶電線路的線路側刀閘時產生弧光短路故障，故障電弧效應將該線路柜后門沖開，將拿地線到停電線路柜后面的一位檢修人員灼傷。 案例三 2007年9月，河南某供電局在220kv變電站在進行檢修時，配電房進線柜內部故障發(fā)生爆炸，在附近的6名工作人員被電弧火球燒傷，配電房外一變壓器因短路燒毀，變電站停電，事故造成該市部分地區(qū)大面積停電1小時。 案例四 2000年6月，湖北某電廠由于b磨開關中b相真空滅弧室破裂對合閘線圈放電，開關柜燒毀。高電壓竄入220v直流系統(tǒng)，220v動力回路電源保險熔斷；而開關二次插件端子的擊穿又將高壓引入直流110v系統(tǒng)，110v控制回路電源保險炸毀，最后導致發(fā)變組保護c屏的出口插件燒毀而引起停機。事故造成直接損失13萬元，少發(fā)電5025萬kwh。,電弧光故障實例,弧光危害,弧光危害 中壓柜,弧光危害 低壓柜,弧光危害 斷路器小室,弧光危害 斷路器,施耐德電氣電力保護產品,part1. 弧光小知識 part2. 弧光保護研發(fā)起源 part3. 施耐德電氣產品 part4. 安裝推薦方案,電弧故障的危害程度取決于電弧電流及切除時間，電弧產生的能量與i2t成指數(shù)規(guī)律快速上升。只有總切除時間小于85ms，才能使設備不遭受損害，總切除時間大于100ms，將會對設備造成不同程度的損害。 （備注；iec298交流金屬封閉開關設備和控制設備規(guī)定） 國內中低壓母線常用的保護 變壓器后備過流保護（典型的保護動作時間為1.2s1.4s） 采用饋線速斷保護閉鎖的變壓器后備過流保護(典型的保護動作時間為300ms400ms) 高阻抗保護(典型的保護動作時間為35ms60ms) 和兩種保護對總切除時間小于100ms的要求來講，時間太長； 而保護的保護范圍受ct安裝位置的限制，且價格昂貴。,國內目前用于中、低壓母線的保護現(xiàn)狀,采樣 15-30 ms 接點閉合 5 ms 整定延時 30 - 350 ms 斷路器分閘 50 - 80 ms 整體故障切除時間: - 出線 15+5+30+80 = 130 ms + ar - 進線 15+5+350+80 = 450 ms,備注；以阻抗接地系統(tǒng)分析- 即接地跳閘時間很短,傳統(tǒng)過電流型保護和級差配合,弧光信息 1ms 過流判據(jù) 1ms 接點閉合 5 ms 斷路器分閘 50 - 80 ms 整體故障切除時間: - 出線 1+1+5+80 = 87ms - 進線 1+1+5+80 = 87ms,備注；以阻抗接地系統(tǒng)分析,弧光非電量型保護和級差配合,原理 電弧光保護主要動作依據(jù)為故障產生的兩個不同因素：弧光及電流增量。當同時檢測到弧光和電流增量時發(fā)出跳閘命令。電弧光保護由三部分組成：電弧光保護主單元、電弧光保護輔助單元和弧光傳感器?；」鈧鞲衅骺煞胖迷陂_關設備的任何位置，根據(jù)弧光傳感器的實際物理位置可實現(xiàn)保護分區(qū)的功能，并在電弧光保護主單元上顯示故障發(fā)生的位置，此功能可減少斷電的處理時間，使快速恢復供電成為可能。,弧光保護動作原理,主單元 主單元包含有電流檢測和斷路器失靈保護，它通過檢測短路電流和來自電弧光傳感器的動作信息，并對收集的數(shù)據(jù)進行處理、判斷，在滿足跳閘條件時，發(fā)出跳閘命令以切除故障。在進線斷路器不能切除故障時，它將啟動斷路器失靈保護邏輯，發(fā)出跳閘命令給上級斷路器來切除故障。此外，主單元根據(jù)輔助單元傳送來的弧光傳感器動作信息和溫度傳感器測量的溫度，提供弧光故障點的定位和溫度報警信息。 輔助單元 當系統(tǒng)發(fā)生弧光故障時，輔助單元收集來自電弧光傳感器的動作信息并傳送給主單元，在主單元上顯示輔助單元和弧光傳感器的地址編號，有利于及時準確故障定位開關柜，為檢修提供信息。 電弧光傳感器 專用于母線保護的弧光傳感器安裝在開關柜的母線室內，它作為光感應元件，將檢測在發(fā)生弧光故障中突然增加的光強，并將光信號轉換成電流信號傳送給輔助單元。,弧光保護系統(tǒng)組成部分,原理簡單：通過檢測電弧光，結合過流閉鎖， 結構簡單；配置靈括、適應性強： 動作迅速可靠：通過檢測電弧光信號，整套母線的保護動作時間可達57ms 故障點定位：控制部分可顯示弧光發(fā)生點位置，方便快速處理故障、恢復供電。 斷路器失靈保護：在主斷路器拒動時發(fā)出跳閘指令跳上一級斷路器，提高保護系統(tǒng)的安全性。 總結 電弧光保護改進了傳統(tǒng)母線保護的概念，提高故障處理速度，可以有效解決短路故障弧光所造成的危害，減少設備維護及人員傷亡，提高電力系統(tǒng)的安全及經(jīng)濟效益。,電弧光保護的特點,測試參數(shù)為50 ka短路持續(xù)500 ms. 在原邊架設銅排，并用18平方銅線短接. 將50,000 a電流施加于回路上.,弧光保護測試1,經(jīng)過50ka短路電流500ms實驗后，斷路器小室結構發(fā)生損壞. 注意此時銅排已經(jīng)出現(xiàn)熔融開始蒸發(fā). 也要注意此時母排內部也出現(xiàn)裂紋和熔融.,弧光保護測試2（未弧光保護）,弧光保護測試3（有弧光保護）,47ms后已經(jīng)消除短路故障，斷路器小室結構未發(fā)生損壞. 值得夸耀的是，用于實驗的短接銅線還有部分殘留下來.,施耐德電氣電力保護產品,part1. 弧光小知識 part2. 弧光保護研發(fā)起源 part3. 施耐德電氣產品 part4. 安裝推薦方案,vamp系列綜合保護裝置由施耐德電氣公司在芬蘭進行設計、研制、實驗和生產的具有世界先進水平的數(shù)字式綜合保護裝置； vamp數(shù)字式系列綜合保護繼電器集保護、測量、監(jiān)控和通訊功能于一身； vamp 200系列：功能先進的中壓保護系列，給中低壓輸配電網(wǎng)絡提供更完整的保護；,vamp 系列綜合保護裝置概覽,完善的邏輯編程功能； 可擴展i/o 板卡 可以在現(xiàn)場直接增加; 可擴展通訊端口板卡 可以在現(xiàn)場直接增加; 獨特的電能質量分析功能 完善的系統(tǒng)通訊功能 滿足rs232/rs485、光纖、以太網(wǎng)通訊方式； 支持modbus、iec 60870-5-103/101、profibus dp、dnp 3.0/dnp 、iec61850 等通訊規(guī)約;,vamp 系列綜合保護裝置特點,人機界面： 單線圖大液晶顯示，可任意編輯人機界面內容 支持多語言顯示，包括中文 全中文調試軟件 用來上傳和下載應用程序，可輕松實現(xiàn)在線更新、調試 整體尺寸小，適合就地安裝開關柜；,vamp 系列綜合保護裝置特點,vamp 裝置測量故障電流。如果選擇了電弧光保護選項，裝置可通過弧光傳感器通道 監(jiān)視整個開關柜。電弧光保護在系列電流測量保護裝置中是可選的。 硬件設計總是非常容易添加集成的選項模塊，如弧光傳感器接口，擴展的di / do 通道 以適應不通的裝置實現(xiàn)弧光保護,vamp 系列弧光保護應用,vamp