淺析6kV發(fā)電廠(chǎng)中用電系統弧光保護的應用方案

摘要：電弧光是發(fā)電廠(chǎng)中常見(jiàn)的帶電危害，中低壓母線(xiàn)中設置的保護方案對于電弧光危害防護作用是非常微小的，因而想要避免電弧光給運維人員和電氣設備帶來(lái)的損傷，需要借助于電弧光保護系統來(lái)減少電弧光帶來(lái)的危害。本文主要對6kV發(fā)電廠(chǎng)中用電系統電弧光保護的應用進(jìn)行了分析，以期能夠為同類(lèi)的保護應用提供一些經(jīng)驗參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠(chǎng)；電弧光保護；母線(xiàn)保護

0前言

隨著(zhù)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電力事業(yè)規模的不斷擴大，線(xiàn)路中所應用的中低壓開(kāi)關(guān)也是越來(lái)越大，這就使得線(xiàn)路上的電流負荷越來(lái)越大，也使得開(kāi)關(guān)柜中的電弧光發(fā)生也越來(lái)越頻繁，這不僅會(huì )影響變電站中的設備的正常運行，而且還有可能給電站內的運維人員帶來(lái)人身威脅，因而采取相應的保護措施來(lái)減少電弧光危害。

1電弧光及電弧光保護

電弧光的產(chǎn)生主要是由于兩電之間的電壓升高時(shí)周?chē)諝庵械恼撾x子在電壓的影響下形成高速轉動(dòng)的電廠(chǎng)，且在移動(dòng)的過(guò)程中不斷與其他分子碰撞出現新的離子，而這些電離子不斷增加，加上溫度的升高變化就會(huì )產(chǎn)生電弧，實(shí)質(zhì)上是一種放電，這種放電對于電壓要求不是很高，只要兩個(gè)電之間的電壓能夠超過(guò)周?chē)諝饨^緣強度時(shí)就會(huì )出現電弧放電，這種放電會(huì )直接影響電弧周?chē)碾姎庠O備運行，而且電弧光的發(fā)生過(guò)程中溫度急劇上升，會(huì )給電氣設備造成較大的影響，放電時(shí)所產(chǎn)生的氣體會(huì )引起開(kāi)關(guān)柜設備振動(dòng)劇烈，在振動(dòng)的過(guò)程中會(huì )使開(kāi)關(guān)設備上的固定元件發(fā)生脫落，電弧光會(huì )直接對開(kāi)關(guān)柜中的一次和二次設備造成嚴重損傷，并且會(huì )直接使絕緣電阻失去作用，甚至可能會(huì )引起開(kāi)關(guān)柜爆炸，直接威脅電站中運維人員的人身，基于此要采取相應的電弧光保護措施，以便減少電弧光危害，保護發(fā)電廠(chǎng)中的電氣設備能夠正常運行。

電弧光對電氣設備造成的損傷是由其自身所特性決定的，電弧光對設備損壞的程度是隨著(zhù)時(shí)間的增加而加劇的，因而如何在短時(shí)間內將故障排除，就能夠將電弧光帶來(lái)的危害降到低。電弧光保護系統就是利用了的電弧光和電流保護措施，打破原來(lái)常規保護，在檢測到電弧光后就立即執行跳閘指令，對故障部位進(jìn)行排除，從而減少電弧光給電氣設備帶來(lái)的持續傷害。同時(shí)電弧光保護系統在檢測到電弧光之后會(huì )在時(shí)間發(fā)出報警信號，這時(shí)裝置會(huì )自動(dòng)執行1ms內自動(dòng)跳閘命令，對故障源進(jìn)行快速切除，這樣能夠將電弧光帶來(lái)的危害控制在1ms之內，設備所受到的電弧光損壞是非常小的，這種保護模式比傳統的低壓母線(xiàn)保護速度更快，后期加上斷路器的跳閘時(shí)間，也能夠將開(kāi)關(guān)柜的故障排除時(shí)間控制在100ms之內。由此可以看出，電弧光保護能夠很大程度上降低設備故障帶來(lái)的電弧光損壞，并且為運維人員的人身提供保障，因而在實(shí)際發(fā)電廠(chǎng)運維過(guò)程中電弧光保護系統的設置是非常重要的。

2電弧光保護系統在6kV發(fā)電廠(chǎng)中的應用

本次應用的發(fā)電廠(chǎng)為6kV發(fā)電廠(chǎng)，以330MW火電機組為準，發(fā)電組保護型號AM5SE，廠(chǎng)用保護系統為安科瑞AM5SE系列。6kV發(fā)電廠(chǎng)中的用電系統總共有四段母線(xiàn)，每一段母線(xiàn)上進(jìn)線(xiàn)都是一回，母線(xiàn)發(fā)生側故障主要是由于進(jìn)線(xiàn)過(guò)流保護導致的，在沒(méi)有電弧光保護時(shí)母線(xiàn)上的故障無(wú)法及時(shí)進(jìn)行排除，就會(huì )給母線(xiàn)和電氣設備造成不可逆轉的損壞。針對于此，在發(fā)電廠(chǎng)中安裝電弧光保護系統，本次應用的設備主要包括AM5SE低壓變壓器綜合保護測控裝置和ARB5滅弧裝置，其中ARB5快速滅弧器屬于主動(dòng)性電弧保護設備，能夠降低母線(xiàn)線(xiàn)路上發(fā)生故障電弧事故時(shí)所產(chǎn)生的高溫，也能夠減少電弧光給電氣設備帶來(lái)的損壞和影響，與傳統電流保護模式相比，ARB5設備能夠快速對線(xiàn)路上的電弧故障進(jìn)行檢測確定，并且能夠對故障電弧進(jìn)行快速，減少電弧故障給電路帶來(lái)的損壞。在結構上主要是有檢測控制裝置和一次主元件構成，其中檢測控制裝置的作用主要在于能夠在2ms之內對電弧光故障進(jìn)行檢測，并且確定故障電流信號，然后將其傳遞給一次主元件，主元件在接受相關(guān)指令之后能夠在僅僅1.5ms之內發(fā)生動(dòng)作，對故障電弧進(jìn)行熄滅，由此可以看出，ARB5設備能夠快速在短時(shí)間內對故障電弧進(jìn)行熄滅，且這種防護是屬于主動(dòng)型防護的，也是目前比較先進(jìn)的一種電弧保護設備，對于6kV的低電壓電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)非常適合。ARB5的應用能夠顯著(zhù)提高運維人員自身的性，即使是在IAC防護要求不足的開(kāi)關(guān)設備當中也能夠發(fā)揮保護作用，控制電弧光的損壞范圍，同時(shí)ARB5設備的使用還能夠整個(gè)用電系統使用效率的提升，能夠減輕電弧光給開(kāi)關(guān)帶來(lái)的損壞，使開(kāi)關(guān)設備在故障電弧之后能夠快速進(jìn)行，從而保證用電系統運行的穩定性。而AM5SE保護測控裝置則是適用于低壓變壓器的綜合保護測控裝置，能夠對低壓變壓器電流、過(guò)負荷等進(jìn)行監測，并且在出現故障或異常電流時(shí)發(fā)生保護動(dòng)作，保證低壓變壓器的，這一裝置與ARB5設備的合用能夠提升6kV電廠(chǎng)用電系統的保護級別，阻斷電弧光給線(xiàn)路和設備帶來(lái)的損壞。對于低壓電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，母線(xiàn)是全廠(chǎng)供電系統和用電系統的供電樞紐，一旦母線(xiàn)發(fā)生故障，那么連接在母線(xiàn)上的所有元件都會(huì )受到影響，同時(shí)還會(huì )轉換到另一組母線(xiàn)上，對另一組母線(xiàn)也造成損壞，從而導致被迫停電事故的發(fā)生，影響整個(gè)用電系統的穩定性，給電廠(chǎng)運營(yíng)帶來(lái)較大的嚴重后果和威脅，因而加強對母線(xiàn)的保護是非常必要的，而其中電弧光對母線(xiàn)的影響程度也是的，需要電廠(chǎng)設置相應的電弧光保護系統來(lái)保護母線(xiàn)，減少電弧光給母線(xiàn)帶來(lái)的損壞。

4安科瑞ARB5-M弧光保護產(chǎn)品功能和技術(shù)參數

5安科瑞ARB5-M弧光保護產(chǎn)品現場(chǎng)安裝

弧光保護主控單元、探頭安裝圖如下。

6結束語(yǔ)

加裝AM5SE型號低壓變壓器綜合保護測控裝置和ARB5滅弧保護裝置能夠減少電弧光給發(fā)電廠(chǎng)電氣設備和運維人員帶來(lái)的危害，且這兩種保護在低壓電廠(chǎng)當中的適用性比較強，能夠靈活運用在各個(gè)場(chǎng)合當中，從而能夠減少電廠(chǎng)中安裝保護設備的工作量，而且還能夠增加6kV發(fā)電廠(chǎng)用電系統的運行性，這對于發(fā)電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)是非常難得的。

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