盛麗萍

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：電弧光保護在變電站運行過程中具有十分重要的意義
，文章對電力係統中的中、低壓設備的運行問題進行分析，並且提出了電弧光保護方式，迅速切除變電站運行過程中的故障點，保障變電站的安全穩定運行。

關鍵詞：電弧光保護；變電站；安全穩定運行；燃弧耐受時間

0引言

在zai變bian電dian站zhan運yun行xing過guo程cheng中zhong，安an全quan性xing和he穩wen定ding性xing是shi重zhong要yao因yin素su
，近jin年nian來lai在zai變bian電dian站zhan的de建jian設she中zhong
，由you於yu戶hu內nei開kai關guan櫃gui占zhan地di麵mian積ji小xiao，操cao作zuo集ji中zhong，方fang便bian運yun行xing和he維wei護hu等deng特te點dian
，在zai變bian電dian站zhan中zhong大da量liang配pei置zhi中zhong低di壓ya開kai關guan櫃gui運yun行xing過guo程cheng中zhong由you於yu各ge種zhong原yuan因yin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越yue來lai越yue多duo，對dui變bian電dian站zhan事shi故gu的de處chu理li不bu當dang，會hui直zhi接jie影ying響xiang變bian電dian站zhan運yun行xing的de安an全quan性xing與yu穩wen定ding性xing，導dao致zhi電dian網wang事shi故gu不bu斷duan擴kuo大da，不bu僅jin會hui帶dai來lai嚴yan重zhong的de經jing濟ji損sun失shi，還hai可ke能neng造zao成cheng人ren員yuan傷shang亡wang事shi故gu。在zai變bian電dian站zhan設she計ji過guo程cheng中zhong
，為wei了le保bao證zheng變bian壓ya器qi
、母線、開關設備的安全運行，都遵照相關規範配置保護裝置，但目前國內35kV及以下的母線一般不配置快速母線保護

，而是由變壓器的後備過流保護來切除母線故障，由後備保護動作切除故障的時間至少為0.5s，這(zhe)樣(yang)就(jiu)加(jia)大(da)了(le)對(dui)設(she)備(bei)的(de)損(sun)傷(shang)程(cheng)度(du)。因(yin)此(ci)，在(zai)變(bian)電(dian)站(zhan)中(zhong)低(di)壓(ya)開(kai)關(guan)櫃(gui)中(zhong)配(pei)置(zhi)電(dian)弧(hu)光(guang)保(bao)護(hu)，一(yi)旦(dan)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)，可(ke)以(yi)及(ji)時(shi)將(jiang)故(gu)障(zhang)切(qie)除(chu)，防(fang)止(zhi)故(gu)障(zhang)進(jin)一(yi)步(bu)擴(kuo)大(da)。

1中低壓開關櫃設備運行過程中的問題和運行要求

1.1開關櫃設備運行過程中的問題

在變電站設計過程中，110kV及以上的母線會設置母
，電壓等級在35kV及ji以yi下xia的de母mu線xian係xi統tong中zhong一yi般ban不bu配pei置zhi快kuai速su母mu線xian保bao護hu，而er是shi依yi賴lai上shang變bian壓ya器qi的de後hou備bei過guo流liu保bao護hu來lai切qie除chu母mu線xian短duan路lu故gu障zhang，這zhe樣yang導dao致zhi了le故gu障zhang切qie除chu時shi間jian的de延yan長chang，加jia大da了le設she備bei的de損sun傷shang程cheng度du。

在設備的使用過程中母線上的操作比較頻繁，設備絕緣老化
、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。

1.2開關櫃安全運行要求

(1)開關櫃內部燃弧耐受時間。根據IEC298標準，開關櫃內部燃弧耐受時間為100ms，當前市麵上銷售的開關櫃是按照該標準要求設計的，開關櫃使用過程中可以承受的電弧燃燒時間為100ms。youyudianhuguangguzhangyibandoufashengzaiduanluqidongzuoqian，guzhangduanludianhuyizhichuyuranshaozhuangtai，baohudongzuoshijianyuduanluqifenzhashijianzhiheweidianhuranshaodechixushijian。yinci
，congkaiguanguibaohudejiaodulaijiang
，baohudongzuoyinggaiyaozai100ms內迅速做出響應，對電弧短路故障進行切除，防止故障進一步擴大而造成更大的危害。

(2)kaiguanguihuguangguzhangfanghu。chulejiaqiangkaiguanguidejiegouwai，haiyingduimuxianpeizhikuaisubaohu，zaikaiguanguinaishouranhushijianyineiqiechuguzhang，conggenbenshangxianzhiguzhangdianhu，duikaiguanshebeidesunhuaiherenyuananquandeweihai。

2電弧光母線保護係統

電弧光保護是一種快速、kekaodemuxianbaohuxitong，genjujiancehuguangheguoliushuangpanjuyuanli，nenggouxunsuduibiandianzhanzhongchuxiandeguzhangjinxingxiangying，duiyugezhongyunxingfangshidoushiyong


，weibiandianzhanzhongdiyademuxianbaohutigonglejiejuefangan。dianhuguangbaohuxitongzhuyaobaokuoyixiajigefangmiandeneirong：

2.1主單元

主單元是電弧保護係統中的主要部分

，主要對短路電流以及來自電弧光傳感器的動作信息進行檢測，並且對收集到的故障信息進行處理
、判(pan)斷(duan)

，從(cong)而(er)發(fa)出(chu)故(gu)障(zhang)處(chu)理(li)信(xin)號(hao)，對(dui)故(gu)障(zhang)進(jin)行(xing)切(qie)除(chu)。電(dian)弧(hu)光(guang)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)要(yao)在(zai)同(tong)時(shi)檢(jian)測(ce)到(dao)弧(hu)光(guang)和(he)過(guo)流(liu)時(shi)才(cai)會(hui)發(fa)出(chu)相(xiang)應(ying)地(di)切(qie)斷(duan)閘(zha)指(zhi)令(ling)
，如(ru)果(guo)進(jin)線(xian)斷(duan)路(lu)器(qi)沒(mei)有(you)及(ji)時(shi)動(dong)作(zuo)對(dui)故(gu)障(zhang)進(jin)行(xing)切(qie)除(chu)，則(ze)係(xi)統(tong)會(hui)啟(qi)動(dong)斷(duan)路(lu)器(qi)失(shi)靈(ling)保(bao)護(hu)邏(luo)輯(ji)

，發(fa)出(chu)跳(tiao)閘(zha)指(zhi)令(ling)跳(tiao)上(shang)級(ji)的(de)斷(duan)路(lu)器(qi)進(jin)行(xing)故(gu)障(zhang)切(qie)除(chu)。此(ci)外(wai)，電(dian)弧(hu)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)的(de)主(zhu)單(dan)元(yuan)還(hai)會(hui)根(gen)據(ju)輔(fu)助(zhu)單(dan)元(yuan)傳(chuan)遞(di)的(de)弧(hu)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)動(dong)作(zuo)信(xin)息(xi)，對(dui)弧(hu)光(guang)故(gu)障(zhang)點(dian)的(de)位(wei)置(zhi)進(jin)行(xing)確(que)定(ding)，發(fa)出(chu)溫(wen)度(du)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)。

2.2輔助單元

電弧保護係統的輔助單元一般都安裝在開關櫃中，每一個輔助單元可以與10個弧光傳感器、1個溫度傳感器、1個(ge)便(bian)攜(xie)式(shi)弧(hu)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)相(xiang)連(lian)。當(dang)係(xi)統(tong)發(fa)生(sheng)弧(hu)光(guang)故(gu)障(zhang)的(de)時(shi)候(hou)輔(fu)助(zhu)單(dan)元(yuan)可(ke)以(yi)對(dui)弧(hu)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong)傳(chuan)遞(di)來(lai)的(de)動(dong)作(zuo)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)收(shou)集(ji)，並(bing)且(qie)將(jiang)其(qi)傳(chuan)遞(di)給(gei)主(zhu)單(dan)元(yuan)，主(zhu)單(dan)元(yuan)再(zai)對(dui)故(gu)障(zhang)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)和(he)響(xiang)應(ying)。在(zai)主(zhu)單(dan)元(yuan)中(zhong)可(ke)以(yi)顯(xian)示(shi)輔(fu)助(zhu)單(dan)元(yuan)和(he)弧(hu)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)地(di)址(zhi)編(bian)號(hao)
，有(you)助(zhu)於(yu)及(ji)時(shi)對(dui)故(gu)障(zhang)進(jin)行(xing)解(jie)除(chu)。

2.3弧光傳感器

弧hu光guang傳chuan感gan器qi是shi對dui故gu障zhang進jin行xing感gan應ying的de主zhu要yao部bu件jian，安an裝zhuang在zai開kai關guan櫃gui的de各ge間jian隔ge室shi中zhong
，弧hu光guang傳chuan感gan器qi是shi光guang感gan應ying元yuan件jian，如ru果guo出chu現xian弧hu光guang故gu障zhang時shi
，光guang強qiang度du大da幅fu度du增zeng加jia
，傳chuan感gan器qi檢jian測ce光guang強qiang，將jiang光guang信xin號hao轉zhuan換huan成cheng電dian流liu信xin號hao，並bing且qie傳chuan輸shu給gei輔fu助zhu單dan元yuan。

2.4電流單元

電dian流liu單dan元yuan主zhu要yao檢jian測ce係xi統tong中zhong電dian流liu的de變bian量liang
，並bing且qie可ke以yi將jiang其qi送song到dao主zhu控kong單dan元yuan上shang，對dui這zhe些xie數shu據ju進jin行xing分fen析xi和he處chu理li，然ran後hou將jiang處chu理li結jie果guo作zuo為wei判pan斷duan係xi統tong電dian流liu情qing況kuang的de依yi據ju。

2.5電弧光保護係統

gaixitongcaiyonghuguangjianceheguodianliujiancedefangshi
，shixianduizhenggebiandianzhanyunxingshebeideshuangzhongjianceyupanduan

，ruguotongshijiancedaohuguangyudianliuzengliangxinhao

，shuomingshebeihexitongchuxianleguzhang，zexuyaokuaisuqidongjidianqi，fachutiaozhadezhiling，dangxitongzhongzhijiancedaoqizhongyigexinhaodeshihou，zezhixuyaofachubaojingxinhao，tongzhijishurenyuanxitongchuxianguzhangjike。

anzhuangledianhuguangbaohuzhuangzhideshebeihexitongjuyouduanluqishilingbaohugongneng，jidangjinxianduanluqifashengjudongdeshihou，huifachuyuejitiaozhadexinhao，congerduishangduanluxinhaojinxingqieduan

，quebaoxitongyunxingwending。

3電弧光保護在變電站中的應用

本文以某變電站為例，對電弧光保護在變電站中的應用進行分析與探討。

某變電站安裝應用了ARB5型弧光保護係統，幾年來係統的運行十分穩定可靠，在保護母線方麵發揮了重要作用。本工程的接線方式為2條電源進線，單母分段
，一共有14麵開關櫃和2個母線橋。弧光保護配置的方式主要是：一台ARB5主控單元，16個光探頭、300米光纖。將主控單元安裝在10kV進線櫃的麵板上
，光探頭安裝在14mianguiyijilianggemuxiancaozhong。zaiduibengongchengjinxinganzhuangdeshihou，shizaichuyuyunxingguochengzhongdebiandianzhanshangjiazhuanghuguangshebei，suoyiyouyutingdiandeshijianjiaoduan，weilebaozhengnenggouwanchenganzhuangtiaoshigongzuo

，yaotiqianzuohaozhunbei。anzhuangdebuzhouzhuyaoweiyixiajigefangmian：（1）根(gen)據(ju)變(bian)電(dian)站(zhan)加(jia)裝(zhuang)弧(hu)光(guang)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)
，由(you)弧(hu)光(guang)係(xi)統(tong)設(she)備(bei)廠(chang)家(jia)的(de)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)對(dui)電(dian)氣(qi)安(an)裝(zhuang)圖(tu)紙(zhi)進(jin)行(xing)設(she)計(ji)
，將(jiang)圖(tu)紙(zhi)提(ti)供(gong)給(gei)變(bian)電(dian)站(zhan)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)審(shen)核(he)，結(jie)合(he)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)改(gai)進(jin)，直(zhi)到(dao)圖(tu)紙(zhi)符(fu)合(he)要(yao)求(qiu)。（2）對(dui)安(an)裝(zhuang)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)輔(fu)材(cai)以(yi)及(ji)輔(fu)件(jian)進(jin)行(xing)準(zhun)備(bei)，變(bian)電(dian)站(zhan)要(yao)根(gen)據(ju)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)的(de)圖(tu)紙(zhi)
，提(ti)前(qian)在(zai)開(kai)關(guan)櫃(gui)上(shang)開(kai)好(hao)裝(zhuang)置(zhi)以(yi)及(ji)壓(ya)板(ban)安(an)裝(zhuang)孔(kong)，為(wei)安(an)裝(zhuang)做(zuo)好(hao)準(zhun)備(bei)。（3）當dang變bian電dian站zhan確que定ding停ting電dian時shi間jian之zhi後hou，要yao提ti前qian通tong知zhi廠chang家jia，由you廠chang家jia安an排pai技ji術shu人ren員yuan到dao現xian場chang進jin行xing配pei合he安an裝zhuang。變bian電dian站zhan停ting電dian時shi要yao考kao慮lv綜zong合he因yin素su，確que定ding具ju體ti時shi間jian。（4）在(zai)停(ting)電(dian)的(de)前(qian)一(yi)天(tian)需(xu)要(yao)將(jiang)主(zhu)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)安(an)裝(zhuang)完(wan)畢(bi)
，停(ting)電(dian)之(zhi)後(hou)，變(bian)電(dian)站(zhan)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)要(yao)安(an)排(pai)弧(hu)光(guang)設(she)備(bei)常(chang)見(jian)的(de)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)
，打(da)開(kai)開(kai)關(guan)櫃(gui)的(de)櫃(gui)門(men)
，在(zai)安(an)裝(zhuang)完(wan)畢(bi)之(zhi)後(hou)及(ji)時(shi)關(guan)閉(bi)櫃(gui)門(men)。（5）電源的進線、母線以及總控單元之間的CT線可以由變電站技術人員輔助敷設完成，弧光保護出口所跳開關也應該由變電站敷設。（6）具體的安裝和調試過程應該由廠家技術人員完成。（7）所(suo)有(you)的(de)裝(zhuang)置(zhi)調(tiao)試(shi)完(wan)畢(bi)之(zhi)後(hou)，由(you)廠(chang)家(jia)的(de)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)對(dui)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)進(jin)行(xing)培(pei)訓(xun)。培(pei)訓(xun)之(zhi)後(hou)要(yao)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)，測(ce)試(shi)驗(yan)收(shou)合(he)格(ge)之(zhi)後(hou)即(ji)完(wan)成(cheng)整(zheng)個(ge)項(xiang)目(mu)。

在本項目中，電弧光保護係統要針對實際係統的實際情況
，在技術方麵，電弧光保護裝置應該能夠提供“故障報警信號”、“故障動作信號”到dao計ji算suan機ji監jian控kong係xi統tong
，有you助zhu於yu計ji算suan機ji監jian控kong係xi統tong及ji時shi發fa現xian變bian電dian站zhan設she備bei運yun行xing過guo程cheng中zhong的de故gu障zhang與yu問wen題ti，提ti高gao解jie決jue效xiao率lv，減jian少shao對dui電dian力li傳chuan輸shu的de影ying響xiang。同tong時shi
，電dian弧hu光guang保bao護hu的de出chu口kou跳tiao閘zha繼ji電dian器qi應ying該gai要yao滿man足zu啟qi動dong功gong率lv不bu小xiao於yu5W、動作電壓介於55-70之間、動作時間不小於10ms的要求。

對弧光保護係統進行安裝的時候，應該要遵循一定的技術規範：（1）KGN櫃的安裝。在安裝KGN櫃的時候應該要按照保護母線隔室、muxiancegelidaozhashideyuanze，zaiguizishangcezhongbujinxinganzhuang，bujinkeyiquebaoyouzugoudejueyuanjuli
，hainengyouzugoudejiaodujiancedaoguineidehuguangshifoumanzuyaoqiu。duiyubenxiangmuzhong35kV的開關櫃來講，應該在母線隔室、母線側隔離刀閘室中各自安裝一個弧光傳感器，如果是10kV
，ruguomuxianyumuxiancegelidaozhatongshizaiyishi，zezhixuyaoanzhuangyigehuguangchuanganqi
，ruguomuxianhemuxiancegelidaozhabuzaitongyishi，zexuyaofenbieanzhuanghuguangchuanganqi。（2）KYN櫃安裝。安裝KYNN櫃的時候隻能在母線隔室安裝，在上側中部安裝不僅可以保證足夠的絕緣距離，還能保證及時檢測到櫃子內的弧光。（3）為了避免電弧光保護的無選擇性跳閘情況出現
，應該要進一步簡化二次回路，變電站中的35kV和10kV母線要采用分列運行的方式。（4）新建的變電站在投產之前應該要裝設相應的電弧光保護裝置，運行變電站可以結合開關櫃的大修情況
，假裝電弧光保護裝置。

4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。

5安科瑞ARB5-M弧光保護產品功能和技術參數

6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。

7結束語

綜上所述
，采用電弧光保護係統對變電站進行保護，其動作時間為5-7ms，可以迅速實現對故障的響應和處理，使變電設備的損失減到小，大大提高了變電站運行的安全性和運行效率。

參考文獻：

1. 唐成靜.電弧光保護在變電站中的應用．

[2] 吳海莉
，胡發明.應用於110kV變電站的電弧光保護係統[J].上海電力學院學報，2012（12）.

[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