陰麗娟

(西山煤電股份公司西曲礦，山西 古交 030200)

目前，西山煤電股份公司西曲礦35 kV變電站的配電柜、開關(guān)柜為老式開放式柜體，在開關(guān)柜出現(xiàn)短路弧光后，由于不能迅速切斷總電源，有可能導(dǎo)致整個開關(guān)柜或者配電柜燒毀，嚴重威脅操作人員及設(shè)備的安全。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有必要安裝弧光保護，該系統(tǒng)屬于光電控制類的電氣設(shè)備保護裝置，可在電力、化工、煤炭等行業(yè)的大型電源配電柜、開關(guān)柜和其它重要電氣設(shè)備出現(xiàn)擊穿放電和短路產(chǎn)生弧光時，實施總電源保護。

弧光保護是當大容量電氣設(shè)備出現(xiàn)擊穿放電或發(fā)生短路弧光時提供保護的一種保護裝置，它具有多角度、多位置、大范圍的監(jiān)控功能;具有弧光強度選擇和微距離可調(diào)功能。

1 電弧光系統(tǒng)的構(gòu)成和原理

1)系統(tǒng)的構(gòu)成。

系統(tǒng)主要由主控單元、電流單元、弧光單元、弧光傳感器、電源模塊、光纖三工器(可選用)及連接各部件之間的光纖和數(shù)據(jù)線組成。

2)系統(tǒng)控制原理。

電弧光保護動作判據(jù)為故障時產(chǎn)生的兩個條件:弧光和過電流。當檢測到弧光和電流增量時發(fā)出跳閘指令信號;當檢測到弧光或者電流增量時發(fā)出報警信號，并不發(fā)出跳閘指令。電弧光保護原理示意圖見圖1。

圖1 電弧光保護原理示意圖

2 電弧光保護系統(tǒng)在35 kV母線保護中的應(yīng)用

1)現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)及條件。

目前，該礦35 kV變電站的配電柜、開關(guān)柜屬于老舊開放式柜體，無防弧功能，因而在開關(guān)柜出現(xiàn)短路弧光后，由于不能迅速切斷總電源，有可能導(dǎo)致整個開關(guān)柜或者配電柜燒毀，同時引起其它范圍的電氣事故及故障?，F(xiàn)柜體內(nèi)各接觸部位安裝空間足夠，對加裝弧光保護系統(tǒng)有良好的現(xiàn)場條件。

2)主要試驗內(nèi)容及技術(shù)關(guān)鍵。

對35 kV變電站配電柜加裝弧光保護系統(tǒng)，實現(xiàn)對供電設(shè)備發(fā)生弧光時可快速斷電保護，實現(xiàn)對設(shè)備及人員的安全保護。

a)試驗內(nèi)容。

保護裝置分為兩部分，一部分為弧光探頭，一部分為控制器。兩部分通過光纜連接，采用雙探頭監(jiān)控，實現(xiàn)了多位置、多角度監(jiān)控。監(jiān)控靈活，范圍大，保護動作可靠。光敏元件通過光纜與控制器連接，當監(jiān)控點出現(xiàn)弧光時，經(jīng)光敏元件將弧光瞬間變化量通過光纜傳輸給控制器。

b)技術(shù)關(guān)鍵。

控制器輸入端通過光纜與弧光探頭連接，控制器的輸出端為執(zhí)行電路的出口，為內(nèi)部電磁繼電器的常開接點，該常開接點串入配電柜的真空斷路器的跳閘回路，當監(jiān)控點出現(xiàn)弧光時經(jīng)控制回路使執(zhí)行電路動作，常開接點閉合，啟動真空斷路器跳閘回路，從而實現(xiàn)保護。

3)根據(jù)35 kV變電站的實際情況選定方案。

電弧光保護主要用于解決地面35 kV、6 kV系統(tǒng)母線保護死區(qū)問題，實現(xiàn)中低壓系統(tǒng)母線的快速保護，它由弧光傳感器、電流檢測單元、弧光單元、弧光擴展單元和主控單元組成，系統(tǒng)組成示意圖見圖2。

圖2 系統(tǒng)組成示意圖

電弧光傳感探頭安裝在開關(guān)柜的母線室及開關(guān)柜的接線室內(nèi)，當系統(tǒng)出現(xiàn)電弧故障時，由弧光傳感器將信號傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)把光信息與電流檢測單元檢測到的電流變化信息進行配合分析，判別出故障位置。智能、快速地切除電弧故障，保護供電設(shè)備和人身安全。保護原理示意圖見圖3。

圖3 保護原理示意圖

4)施工方案。

在35 kV變電站的35 kV系統(tǒng)14臺開關(guān)柜的母線室、開關(guān)室、開關(guān)柜的后腔室各裝弧光探頭1只，在6 kV系統(tǒng)的主母線上和38臺開關(guān)柜的開關(guān)室、下出線室裝弧光探頭。利用光纖把各個弧光探頭與弧光保護單元連通，通過后臺機由弧光繼電器去跳開關(guān)，一旦產(chǎn)生弧光就使開關(guān)斷電，從而達到保護設(shè)備的作用。

3 結(jié)束語

1)西曲礦在35 kV變電站的35 kV系統(tǒng)和6 kV系統(tǒng)的主母線和配電柜上加裝弧光保護系統(tǒng)后，當線路因短路或擊穿產(chǎn)生弧光時，保護裝置可迅速切斷電源，保護設(shè)備、線路及操作人員人身安全，防止事故的事故，直接經(jīng)濟效益可達600萬元。

2)弧光保護系統(tǒng)具有多角度、多位置、大范圍的監(jiān)控功能，具有弧光強度選擇和微距離可調(diào)功能，應(yīng)用前景廣闊。

［1］張喜玲，楊慧霞，蔣冠前.弧光保護關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2013(14):130－135.

［2］張 思.弧光保護誤動事故的分析及預(yù)防措施［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2012(30):95－96.