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根据对新型母线维护的详细分析——母线弧光保护

2020.10.12

关于母线维护,前两个阶段(母线维护一、母线维护二)详细介绍了母线差动维护,本期详细介绍了另一种新型母线维护——母线弧光保护。弧光保护的关键是用于35kV、10kV、8kV等中间基电压等级的母线。

电弧保护是近年来随着光电科技的发展趋势而出现的一种新型维修方式。传统维修的关键是工作电压、电流、特性阻抗、输出功率等电气设备的数量,而弧光保护是基于电流和电光的。与传统维护相比,提高了电光(照度)标准。

以下是世界各国底压专用母线维护的应用现状简介。

在国外,由于世界各国政府部门都非常重视中压母线的维护,在技术规范中已经要求进行特殊的母线维护。欧洲、北美、乌克兰和英联邦国家配备各种专用母线维护的高压电源开关比例已超过百分之95。

我国中底电压母线一般不配备专用快速母线维护,但也符合国家标准《电力设备继电保护及自动装置设计规范》(GB50062-92)和电力企业技术规范现行标准。也就是说,国内对中底电压母线没有专门的母线维护,那么用哪种方法来完成中底电压母线的维护呢?处理这个问题的关键是按照以下三种方法完成的:

①变压器保留过流保护,典型维护姿势时间为1.3s~2.0s;

②后备过流保护选用同轴电缆速断维护闭锁的变压器,典型维护姿势时间为0.3秒~0.5秒;

③和额定电压115kV以上的母线一样,配有母线差动保护,典型的维护姿势时间为15ms;

这三种维护的缺陷也很明显。①和②太长,总拆卸时间不足100毫秒,在排除常见故障之前,大部分机械设备已经损坏,不能使用。电孤灯常见故障的损坏程度在于电孤灯电流的大小和切除时间的长短。电孤光引起的动能和去除时间t指数的数值规律性迅速上升,如下图所示:

为了确保机械设备不会因结构类型而损坏,有必要尽可能减少拆卸时间。

随着中低压母线短路故障的频繁发生,对中低压母线进行专门的母线维护已成为必然,弧光保护的出现正好弥补了三种维护的不足。目前国内外弧光保护的厂家很多。海外的关键是VAMP,中国的关键是南京展腾电器和国电南瑞。

关于电弧保护设备,虽然不同厂家设备不一样,但总体来说是一样的。大家以南京展腾电气设备DPR360ARC系列产品及设备为例,说明电弧保护维修的基本原理。

1.电弧保护逻辑图。

DPR360ARC的弧光保护以电流采集模块为基础,累计272个光电摄像机的整定值与任意一组电流数据信号有关。当电光模块将电光数据信号从电光传感器传输到主控芯片模块或电光模块时,电流量组件启动姿态,弧光保护姿态。当前启动组件分为突变启动组件和变量定义启动组件,两个组件是逻辑的;该设备还可以只选择光电数据信号的单一评价标准作为姿态逻辑的评价标准。实际逻辑评估标准如下:

2.电光传感器。

DPR360ARC电弧保护系统软件的电光传感器具有频段判别功能,能够准确识别具有电孤光特性的光谱仪,合理区分反射面太阳、正常办公环境下照明灯具的照明效果等各种光源,并对手持光电进行维护,防止其他光源对电弧保护系统软件的影响,提高维护姿态的协调性和可信度。这种电光传感器是一种纯镜面型微波传感器,可以消除可见光,保存紫外线。传感器根据模拟的光纤线路将光信号灯传输到主控芯片模块或光电模块,主控芯片模块或光电模块完成光电转换。

3.保持出入口的快捷。

可选择电磁继电器和中间继电器两种出入口。电磁继电器的进出时间不超过8ms,中间继电器的进出时间不超过2ms,比传统的母线检修快得多。

4.百分之100快速维护。

DPR360ARC电弧保护系统软件中DPR362ARC的型号规格可以完成中压母线、电缆室、隔离开关室常见故障的百分之100维护。换句话说,DPR362ARC电弧保护系统软件不仅可以维护母线,还可以维护高压开关柜中的其他常见故障,维护是可选的。比如某集团出线电缆室电光短路的常见故障,电弧保护只能切除珍乃美集团的出线,其他没有问题的机器设备可以重新运行而不受影响。

5.母线电弧保护系统软件的典型应用。

系统软件组成:2个开关电源tn-s,2个主变压器,多段母线,单母线分段施工,I母线和II母线均为7个间隔模块。

系统设置:

电弧保护系统配有一个DPR361ARC主控芯片模块,该模块配有三组电流采集控制模块和16个光电传感器,包括Q2和Q4处的一个传感器、Q5处的两个传感器、I母线和II母线间隔模块处的六个传感器和五个跳闸出入口。

Q2一个传感器,Q5一个传感器,I总线间隔模块六个传感器引至设备4C的光电开发软件1~6号传感器插座。Q4一个传感器,Q5一个传感器,ⅱ总线间隔模块六个传感器引至设备2X部分的光电开发软件1~6号传感器插座。

Q2的TA引出设备L1的三相电流,Q4的TA引出设备L2的三相电流,Q5的TA引出设备L3的三相电流。

设备出入口1跳Q1,出入口2跳Q2,出入口3跳Q3,出入口4跳Q4,出入口5跳Q5,出入口6视为无效启动出入口。

姿势全过程分析。

(1)当ⅰ母和ⅱ母单独运行时,如果ⅰ母在某个间隔模块中出现母线短路故障的常见故障,相对间隔光电传感器姿态,ⅰ母的进线电流突然变化,电弧保护姿态,电源开关Q1、Q2、Q5跳闸;ⅱ母没有再操作的通病。

(2)当ⅰ母和ⅱ母单独运行时,如果ⅱ母的某个间隔模块出现母线短路故障的常见故障,相对间隔光电传感器姿态,ⅱ母的进线电流突然变化,电弧保护姿态,跳Q3、Q4、Q5电源开关;我妈没有再动手术的通病。

③当ⅰ母和ⅱ母并列运行时(Q5电源开关闭合,ⅰ母tn-s资本投入运行,ⅱ母tn-s退出运行),如果ⅱ母某间隔模块出现母线短路故障、相对间隔光电传感器姿态、母线潮流突变、电弧保护姿态、跳闸Q5电源开关等常见故障,ⅰ母再次运行,无常见故障。如果母线短路的常见故障发生在一号母线的某个间隔模块,相对间隔的光电传感器的姿态,以及一号母线进线电流、电弧保护姿态、开关Q1和Q4的突然变化,则该常见故障将被排除。

④I母和II母并列运行时(Q5电源开关闭合,II母tn-s资金投入运行,I母tn-s退出运行),常见故障姿势类似③,这里不多解释。

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