盛麗萍

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：近年來，中低壓開關櫃在電力係統中得到了廣泛應用

，中低壓開關櫃體積小、可標準化生產。從而占據了電力市場的重要份額。而中低壓開關櫃體積較小、設she備bei間jian距ju偏pian小xiao
，櫃gui體ti內nei的de弧hu光guang短duan路lu故gu障zhang時shi有you發fa生sheng，造zao成cheng開kai關guan設she備bei被bei嚴yan重zhong燒shao毀hui的de事shi故gu屢lv屢lv發fa生sheng。本ben文wen分fen析xi了le弧hu光guang短duan路lu的de特te性xing
，現xian有you保bao護hu方fang案an存cun在zai的de問wen題ti，介jie紹shao了le一yi種zhong新xin型xing中zhong低di壓ya母mu線xian電dian弧hu光guang保bao護hu係xi統tong
，強qiang調tiao了le配pei置zhi該gai型xing係xi統tong的de必bi要yao性xing。

關鍵詞：中低壓母線
；電弧光保護係統
；應用；

1概述

在電力係統中，35kVjiyixiadianyadengjidemuxianyibanbukaolvwendingwenti，yinciyibanweizhuangshedandudemuxianbaohu。nanyuzhongdiyamuxianshangdechuxianduo，caozuopinfan，sanxiangdaotixianjianjuliyudadidejulibijiaojin，rongyishouxiaodongwuweihaidengyuanyin
，zhongdiyamuxiandeguzhangjilvbigaoya、壓ya母mu線xian高gao得de多duo。由you於yu人ren們men對dui中zhong低di壓ya母mu線xian保bao護hu不bu夠gou重zhong視shi，多duo采cai用yong帶dai有you較jiao大da延yan時shi的de後hou備bei保bao護hu來lai切qie除chu母mu線xian上shang的de故gu障zhang，往wang往wang造zao成cheng事shi故gu的de發fa展zhan和he擴kuo大da，造zao成cheng了le巨ju大da的de經jing濟ji損sun失shi。究jiu其qi原yuan因yin大da多duo是shi因yin為wei沒mei有you裝zhuang設she單dan獨du設she置zhi的de中zhong低di壓ya母mu線xian保bao護hu
，未wei能neng快kuai速su切qie除chu故gu障zhang造zao成cheng的de。在zai設she備bei的de使shi用yong過guo程cheng中zhong母mu線xian上shang的de操cao作zuo比bi較jiao頻pin繁fan
，設she備bei絕jue緣yuan老lao化hua、機械磨損是必然現象，運行條件發生改變以及人為操作錯誤，會導致母線故障率升高
，對變電站的運行存在安全隱患。

2電弧光短路特性分析

2.1故障電弧產生的原因

發生在開關櫃內部的弧光短路故障
，究其原因可歸納為兩類，一類是設備原因
，另一類是人為原因。將這些原因做具體分析，得到以下5種情況：

(1)shebeijueyuanguzhang。muqiankaiguanguineibukongjianyuelaiyuexiao，zaochengkaiguanguizhongbufenjueyuancailiaopajubugou，jueyuanqiangdubuzu，changqiyunxingrongyizaochengjueyuanjichuanfangdianshigu。

(2)載流回路接觸不良。這類因素一般是一次設備的連接部分不牢靠引起的。

(3)外來物體的影響。一般是老鼠等小動物的進入或工作人員工作結束後誤將扳手物品在開關櫃內部。

(4)人為誤操作。由於操作人員操作目的不清楚，操作時精神不集中，會造成誤人其他帶電間隔、誤操作等。

(5)係統的原因。主要有係統容量逐年遞增、係統接地方式變化、電力電纜的廣泛應用
、係統的諧振、繼保設備和安全自動裝置選型、配置不當等因素。

2.2故障電弧的危害

發(fa)生(sheng)弧(hu)光(guang)故(gu)障(zhang)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)明(ming)亮(liang)弧(hu)光(guang)
，不(bu)但(dan)可(ke)能(neng)引(yin)起(qi)運(yun)行(xing)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)暫(zan)時(shi)性(xing)失(shi)明(ming)


，巨(ju)大(da)的(de)聲(sheng)響(xiang)效(xiao)應(ying)還(hai)可(ke)能(neng)引(yin)起(qi)人(ren)的(de)休(xiu)克(ke)，這(zhe)些(xie)對(dui)人(ren)體(ti)的(de)傷(shang)害(hai)都(dou)是(shi)巨(ju)大(da)的(de)。一(yi)旦(dan)燃(ran)弧(hu)時(shi)間(jian)超(chao)過(guo)了(le)lOOms，其所釋放的便會迅速
，而隨著燃燒時間的延長，將陸續造成開關櫃內的各種電纜、連接銅排和鋼板等材料的燃燒、熔化。如果故障發生時
，恰好有檢修、運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)在(zai)開(kai)關(guan)櫃(gui)周(zhou)圍(wei)工(gong)作(zuo)，特(te)別(bie)是(shi)開(kai)關(guan)櫃(gui)門(men)因(yin)為(wei)工(gong)作(zuo)需(xu)要(yao)已(yi)經(jing)打(da)開(kai)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，則(ze)故(gu)障(zhang)電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)巨(ju)大(da)將(jiang)會(hui)對(dui)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)造(zao)成(cheng)巨(ju)大(da)的(de)傷(shang)害(hai)。

3現有中低壓母線保護方案存在的問題

3.1主變中低壓側後備保護方案

此方案需考慮母線上的出線與母分開關的配合問題，因此其動作時限一般較長，通常時間定值取1．0～1．4秒。很明顯，如此長動作時限的保護來隔離故障是無法滿足快速f生這一繼電保護的基本要求的，很有可能造成事故的發展擴大

，造成更大的損失。

3.2出線的過流保護方案

此ci方fang案an利li用yong出chu線xian線xian路lu保bao護hu中zhong的de過guo流liu保bao護hu來lai實shi現xian。當dang過guo流liu保bao護hu動dong作zuo後hou
，跳tiao開kai出chu線xian開kai關guan的de同tong時shi閉bi鎖suo主zhu變bian相xiang應ying側ce的de過guo流liu保bao護hu。這zhe種zhong方fang案an保bao護hu動dong作zuo時shi限xian一yi般ban整zheng定ding為wei300～1400ms，在這段時間內
，造成事故發展擴大的概率依然較高，所以，此方案仍然不能滿足係統穩定的需要。

3.3高阻抗母線差動保護方案

此方案專門裝設一套中低壓母線電流差動保護
，保護的動作時間經驗值一般35,-60ms
，如果要加上斷路器固有的分閘時間，從故障開始到故障切除之間的時間則顯得偏長。同時，此方案對CT的要求相對較高
，保護範圍受cT安裝位置影響，舊站改造該型保護工程量較大。

4新型電弧光保護係統

4.1電弧光保護的原理

電弧光保護的原理簡單
，其通過安裝於開關櫃或電纜溝等地的光感探頭感受到光的增量變化，同時檢測CT中二次電流的增量，兩者構成“與”門men
，從cong而er發fa出chu跳tiao閘zha命ming令ling。如ru果guo偶ou爾er光guang線xian信xin號hao超chao過guo光guang線xian設she定ding值zhi或huo者zhe電dian流liu信xin號hao超chao過guo電dian流liu設she定ding值zhi，係xi統tong不bu會hui輸shu出chu跳tiao閘zha信xin號hao
，也ye不bu會hui記ji憶yi在zai跳tiao閘zha回hui路lu中zhong
，但dan可ke在zai主zhu控kong單dan元yuan上shang顯xian示shi報bao警jing信xin號hao
，有you利li於yu運yun行xing人ren員yuan及ji時shi發fa現xian不bu正zheng常chang狀zhuang態tai。

4.2電弧光保護的係統組成

(1)主控單元。主控單元猶如人的大腦，負責控製、管理整個係統。它通過接收電流單元傳來的過流信號和弧光傳感器或弧光單元傳來的弧光信號，並對其進行分析
、判斷，在滿足過流信號與弧光信號的“與”邏輯時
，發出跳閘指令以故障。

(2)電流單元。電流單元用於檢測過電流信號，可分A

，B，c三相分別檢測。其檢測到的信號通過光纖和數據線傳輸到主控單元，主控單元依據設定的邏輯，判斷是否發出跳閘指令。

(3)弧光單元。弧光單元配置若幹個弧光檢測接口，這些接121均為光纖接15，用於

連(lian)接(jie)弧(hu)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)。弧(hu)光(guang)單(dan)元(yuan)檢(jian)測(ce)到(dao)弧(hu)光(guang)信(xin)號(hao)後(hou)，通(tong)過(guo)光(guang)纖(xian)盒(he)數(shu)據(ju)線(xian)傳(chuan)輸(shu)到(dao)主(zhu)控(kong)單(dan)元(yuan)，主(zhu)控(kong)單(dan)元(yuan)依(yi)據(ju)設(she)定(ding)的(de)邏(luo)輯(ji)，判(pan)斷(duan)是(shi)否(fou)發(fa)出(chu)跳(tiao)閘(zha)指(zhi)令(ling)。

(4)弧hu光guang傳chuan感gan器qi。母mu線xian保bao護hu的de無wu源yuan弧hu光guang傳chuan感gan器qi是shi探tan測ce弧hu光guang的de光guang感gan應ying原yuan件jian。當dang發fa生sheng電dian弧hu光guang故gu障zhang時shi，光guang的de強qiang度du大da幅fu度du增zeng加jia，弧hu光guang傳chuan感gan器qi就jiu會hui把ba光guang信xin號hao傳chuan送song給gei主zhu控kong單dan元yuan或huo者zhe弧hu光guang單dan元yuan。

4.3電弧光保護的優點

電弧光保護已逐步發展為現階段中低壓母線係統中較為理想的母線保護。其具有以下優點：

(1)保護原理簡單。通過感受故障點電弧光和采集電源進線電流構成“與”門，係統的組成也相對簡單。

(2)動作迅速可靠。通過采用快速動作的繼電器，能夠保證發生故障時在短的時間內發出跳閘命令，確保設備外觀不受損壞。

(3)故障點定位功能。根據弧光傳感器的實際安裝位置可以實現分區保護的功能。

(4)具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。電(dian)弧(hu)光(guang)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)無(wu)源(yuan)弧(hu)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)探(tan)測(ce)弧(hu)光(guang)，各(ge)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)采(cai)用(yong)光(guang)纖(xian)連(lian)接(jie)，確(que)保(bao)了(le)整(zheng)個(ge)弧(hu)光(guang)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)及(ji)高(gao)強(qiang)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。

(5)配置靈活
、適shi應ying性xing強qiang。係xi統tong使shi用yong處chu理li器qi技ji術shu，通tong過guo對dui弧hu光guang和he過guo電dian流liu動dong作zuo信xin號hao的de靈ling活huo編bian程cheng，可ke對dui各ge段duan母mu線xian提ti供gong選xuan擇ze性xing保bao護hu
，適shi用yong於yu不bu同tong類lei型xing的de接jie線xian和he運yun行xing方fang式shi。

5安科瑞ARB5-M弧光保護產品選型說明

ARB5-弧光主控單元

（1）＊表示可選附件，需要另外增加費用1500元。

（2）主控板和采集板數量之和不能大於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
，請特別注明。

6安科瑞ARB5-M弧光保護產品功能和技術參數

7安科瑞ARB5-M弧光保護產品現場安裝

弧光保護主控單元
、探頭安裝圖如下。

8結束語

隨(sui)著(zhe)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)，電(dian)力(li)係(xi)統(tong)也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)壯(zhuang)大(da)，各(ge)地(di)配(pei)網(wang)容(rong)量(liang)逐(zhu)年(nian)遞(di)增(zeng)，中(zhong)低(di)壓(ya)母(mu)線(xian)故(gu)障(zhang)對(dui)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)造(zao)成(cheng)了(le)嚴(yan)重(zhong)的(de)影(ying)響(xiang)。如(ru)何(he)解(jie)決(jue)中(zhong)低(di)壓(ya)母(mu)線(xian)係(xi)統(tong)的(de)保(bao)護(hu)問(wen)題(ti)已(yi)成(cheng)為(wei)各(ge)電(dian)廠(chang)
、電力公司當前的一項重要工作。新型電弧光保護具有原理簡單、動作迅速
、配置靈活等特點，為解決中低壓母線係統的保護問題提供了理想的方案。

參考文獻：

[1]於興羽,方宇,劉學敏,王華鋒．淺談新型電弧光保護中低壓母線係統中的應用

[2]田廣青.電弧光保護及其在中低壓開關櫃和母線保護中的應用[J]電工技術雜誌，20O4

(O1)．

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.5（版）.

作者簡介：

盛麗萍
，女

，安科瑞電氣股份有限公司
，主要研究中低壓綜合保護及絕緣監測係統