變電站/配電室弧光保護(hù)的必要性,施耐德電氣電網(wǎng)保護(hù)解決方案,施耐德電氣電力保護(hù)產(chǎn)品,part1. 弧光小知識(shí) part2. 弧光保護(hù)研發(fā)起源 part3. 施耐德電氣產(chǎn)品 part4. 安裝推薦方案,弧光產(chǎn)生,弧光的產(chǎn)生人為原因 誤入帶電間隔 隔離開(kāi)關(guān)誤操作 忘記在工作區(qū)接地 忘記測(cè)量工作區(qū)內(nèi)的電壓 弧光的產(chǎn)生技術(shù)原因 設(shè)備故障和帶電設(shè)備的誤操作 設(shè)備正常檢修后 ，遺漏工具在開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi) 錯(cuò)誤的接線和母線連接 絕緣老化和機(jī)械磨損、過(guò)電壓 小動(dòng)物（尤其是老鼠）、灰塵、溫度、濕度、腐蝕、等環(huán)境因素。 容性接地電流擴(kuò)大 開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行中發(fā)生的大量電弧光故障事故，多是由于環(huán)境條件的影響，使絕緣材料受潮，設(shè)備絕緣表面產(chǎn)生凝露和附著污穢，因而設(shè)備絕緣水平下降造成事故。,ph1,ph2,ph3,earth,單相對(duì)地短路 - 80 % of cases,ph1,ph2,ph3,earth,三相短路 - 5 % of cases,ph1,ph2,ph3,earth,相間短路,ph1,ph2,ph3,earth,兩相對(duì)地短路,電網(wǎng)故障分類(lèi),弧光的參數(shù) 空氣弧光產(chǎn)生時(shí)候最大的瞬時(shí)功率可以達(dá) 40 mw 內(nèi)部溫度可以升至 10 000 - 20 000c 弧光產(chǎn)生時(shí)和結(jié)束時(shí)的溫度可以達(dá)到 4 500c，中壓范圍內(nèi) 弧光的最大電壓可達(dá) 500 - 1 000 v 弧光的光強(qiáng)可以超過(guò)正常的照明光強(qiáng) 2000 倍 有效降低故障危害是弧光保護(hù)系統(tǒng)必須解決的問(wèn)題，而解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于盡快切斷電源，熄滅電弧,弧光小知識(shí),弧光都在毫秒時(shí)間級(jí)別發(fā)生消失. 釋放的能量卻很驚人 i x t.,source: empirical data from switchgear manufacturers,弧光巨大破壞性,電弧溫度相當(dāng)太陽(yáng)溫度的2倍，大約為10000，由于過(guò)熱將導(dǎo)致銅排、鋁排熔毀，氣化； 電纜熔毀，電纜包覆層的著火； 過(guò)熱導(dǎo)致壓力上升，使開(kāi)關(guān)設(shè)備爆炸； 開(kāi)關(guān)設(shè)備強(qiáng)烈振動(dòng)，使固定元件松脫； 高溫?zé)破つw，強(qiáng)光刺傷眼睛； 產(chǎn)生大量的有害氣體，傷害呼吸系統(tǒng)； 爆破音震損耳膜、肺臟； 碎片飛射，造成人員傷害，甚至死亡。,電弧故障的危害程度取決于電弧電流及切除時(shí)間，電弧產(chǎn)生的能量與i2t成指數(shù)規(guī)律快速上升。只有總切除時(shí)間小于85ms，才能使設(shè)備不遭受損害，總切除時(shí)間大于100ms，將會(huì)對(duì)設(shè)備造成不同程度的損害。,弧光巨大破壞性,案例一 2003年7月21日，北京北土城站10kv5號(hào)母線發(fā)生單相接地，在查找故障線路的操作過(guò)程中，把5號(hào)母線單相接地故障接到了3號(hào)母線上，引起211開(kāi)關(guān)爆炸，并造成一臺(tái)進(jìn)口全密封110kv、31.5mva主變壓器因出口短路而損壞。 案例二 2006年4月，廣東某供電局在一變電站進(jìn)行檢修對(duì)某10kv出線進(jìn)行切換操作時(shí)，由于違章操作和開(kāi)關(guān)柜內(nèi)聯(lián)鎖功能失效，在帶負(fù)荷拉開(kāi)該帶電線路的線路側(cè)刀閘時(shí)產(chǎn)生弧光短路故障，故障電弧效應(yīng)將該線路柜后門(mén)沖開(kāi)，將拿地線到停電線路柜后面的一位檢修人員灼傷。 案例三 2007年9月，河南某供電局在220kv變電站在進(jìn)行檢修時(shí)，配電房進(jìn)線柜內(nèi)部故障發(fā)生爆炸，在附近的6名工作人員被電弧火球燒傷，配電房外一變壓器因短路燒毀，變電站停電，事故造成該市部分地區(qū)大面積停電1小時(shí)。 案例四 2000年6月，湖北某電廠由于b磨開(kāi)關(guān)中b相真空滅弧室破裂對(duì)合閘線圈放電，開(kāi)關(guān)柜燒毀。高電壓竄入220v直流系統(tǒng)，220v動(dòng)力回路電源保險(xiǎn)熔斷；而開(kāi)關(guān)二次插件端子的擊穿又將高壓引入直流110v系統(tǒng)，110v控制回路電源保險(xiǎn)炸毀，最后導(dǎo)致發(fā)變組保護(hù)c屏的出口插件燒毀而引起停機(jī)。事故造成直接損失13萬(wàn)元，少發(fā)電5025萬(wàn)kwh。,電弧光故障實(shí)例,弧光危害,弧光危害 中壓柜,弧光危害 低壓柜,弧光危害 斷路器小室,弧光危害 斷路器,施耐德電氣電力保護(hù)產(chǎn)品,part1. 弧光小知識(shí) part2. 弧光保護(hù)研發(fā)起源 part3. 施耐德電氣產(chǎn)品 part4. 安裝推薦方案,電弧故障的危害程度取決于電弧電流及切除時(shí)間，電弧產(chǎn)生的能量與i2t成指數(shù)規(guī)律快速上升。只有總切除時(shí)間小于85ms，才能使設(shè)備不遭受損害，總切除時(shí)間大于100ms，將會(huì)對(duì)設(shè)備造成不同程度的損害。 （備注；iec298交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備規(guī)定） 國(guó)內(nèi)中低壓母線常用的保護(hù) 變壓器后備過(guò)流保護(hù)（典型的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.2s1.4s） 采用饋線速斷保護(hù)閉鎖的變壓器后備過(guò)流保護(hù)(典型的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為300ms400ms) 高阻抗保護(hù)(典型的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為35ms60ms) 和兩種保護(hù)對(duì)總切除時(shí)間小于100ms的要求來(lái)講，時(shí)間太長(zhǎng)； 而保護(hù)的保護(hù)范圍受ct安裝位置的限制，且價(jià)格昂貴。,國(guó)內(nèi)目前用于中、低壓母線的保護(hù)現(xiàn)狀,采樣 15-30 ms 接點(diǎn)閉合 5 ms 整定延時(shí) 30 - 350 ms 斷路器分閘 50 - 80 ms 整體故障切除時(shí)間: - 出線 15+5+30+80 = 130 ms + ar - 進(jìn)線 15+5+350+80 = 450 ms,備注；以阻抗接地系統(tǒng)分析- 即接地跳閘時(shí)間很短,傳統(tǒng)過(guò)電流型保護(hù)和級(jí)差配合,弧光信息 1ms 過(guò)流判據(jù) 1ms 接點(diǎn)閉合 5 ms 斷路器分閘 50 - 80 ms 整體故障切除時(shí)間: - 出線 1+1+5+80 = 87ms - 進(jìn)線 1+1+5+80 = 87ms,備注；以阻抗接地系統(tǒng)分析,弧光非電量型保護(hù)和級(jí)差配合,原理 電弧光保護(hù)主要?jiǎng)幼饕罁?jù)為故障產(chǎn)生的兩個(gè)不同因素：弧光及電流增量。當(dāng)同時(shí)檢測(cè)到弧光和電流增量時(shí)發(fā)出跳閘命令。電弧光保護(hù)由三部分組成：電弧光保護(hù)主單元、電弧光保護(hù)輔助單元和弧光傳感器。弧光傳感器可放置在開(kāi)關(guān)設(shè)備的任何位置，根據(jù)弧光傳感器的實(shí)際物理位置可實(shí)現(xiàn)保護(hù)分區(qū)的功能，并在電弧光保護(hù)主單元上顯示故障發(fā)生的位置，此功能可減少斷電的處理時(shí)間，使快速恢復(fù)供電成為可能。,弧光保護(hù)動(dòng)作原理,主單元 主單元包含有電流檢測(cè)和斷路器失靈保護(hù)，它通過(guò)檢測(cè)短路電流和來(lái)自電弧光傳感器的動(dòng)作信息，并對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、判斷，在滿足跳閘條件時(shí)，發(fā)出跳閘命令以切除故障。在進(jìn)線斷路器不能切除故障時(shí)，它將啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)邏輯，發(fā)出跳閘命令給上級(jí)斷路器來(lái)切除故障。此外，主單元根據(jù)輔助單元傳送來(lái)的弧光傳感器動(dòng)作信息和溫度傳感器測(cè)量的溫度，提供弧光故障點(diǎn)的定位和溫度報(bào)警信息。 輔助單元 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生弧光故障時(shí)，輔助單元收集來(lái)自電弧光傳感器的動(dòng)作信息并傳送給主單元，在主單元上顯示輔助單元和弧光傳感器的地址編號(hào)，有利于及時(shí)準(zhǔn)確故障定位開(kāi)關(guān)柜，為檢修提供信息。 電弧光傳感器 專用于母線保護(hù)的弧光傳感器安裝在開(kāi)關(guān)柜的母線室內(nèi)，它作為光感應(yīng)元件，將檢測(cè)在發(fā)生弧光故障中突然增加的光強(qiáng)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)傳送給輔助單元。,弧光保護(hù)系統(tǒng)組成部分,原理簡(jiǎn)單：通過(guò)檢測(cè)電弧光，結(jié)合過(guò)流閉鎖， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；配置靈括、適應(yīng)性強(qiáng)： 動(dòng)作迅速可靠：通過(guò)檢測(cè)電弧光信號(hào)，整套母線的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可達(dá)57ms 故障點(diǎn)定位：控制部分可顯示弧光發(fā)生點(diǎn)位置，方便快速處理故障、恢復(fù)供電。 斷路器失靈保護(hù)：在主斷路器拒動(dòng)時(shí)發(fā)出跳閘指令跳上一級(jí)斷路器，提高保護(hù)系統(tǒng)的安全性。 總結(jié) 電弧光保護(hù)改進(jìn)了傳統(tǒng)母線保護(hù)的概念，提高故障處理速度，可以有效解決短路故障弧光所造成的危害，減少設(shè)備維護(hù)及人員傷亡，提高電力系統(tǒng)的安全及經(jīng)濟(jì)效益。,電弧光保護(hù)的特點(diǎn),測(cè)試參數(shù)為50 ka短路持續(xù)500 ms. 在原邊架設(shè)銅排，并用18平方銅線短接. 將50,000 a電流施加于回路上.,弧光保護(hù)測(cè)試1,經(jīng)過(guò)50ka短路電流500ms實(shí)驗(yàn)后，斷路器小室結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞. 注意此時(shí)銅排已經(jīng)出現(xiàn)熔融開(kāi)始蒸發(fā). 也要注意此時(shí)母排內(nèi)部也出現(xiàn)裂紋和熔融.,弧光保護(hù)測(cè)試2（未弧光保護(hù)）,弧光保護(hù)測(cè)試3（有弧光保護(hù)）,47ms后已經(jīng)消除短路故障，斷路器小室結(jié)構(gòu)未發(fā)生損壞. 值得夸耀的是，用于實(shí)驗(yàn)的短接銅線還有部分殘留下來(lái).,施耐德電氣電力保護(hù)產(chǎn)品,part1. 弧光小知識(shí) part2. 弧光保護(hù)研發(fā)起源 part3. 施耐德電氣產(chǎn)品 part4. 安裝推薦方案,vamp系列綜合保護(hù)裝置由施耐德電氣公司在芬蘭進(jìn)行設(shè)計(jì)、研制、實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)的具有世界先進(jìn)水平的數(shù)字式綜合保護(hù)裝置； vamp數(shù)字式系列綜合保護(hù)繼電器集保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)控和通訊功能于一身； vamp 200系列：功能先進(jìn)的中壓保護(hù)系列，給中低壓輸配電網(wǎng)絡(luò)提供更完整的保護(hù)；,vamp 系列綜合保護(hù)裝置概覽,完善的邏輯編程功能； 可擴(kuò)展i/o 板卡 可以在現(xiàn)場(chǎng)直接增加; 可擴(kuò)展通訊端口板卡 可以在現(xiàn)場(chǎng)直接增加; 獨(dú)特的電能質(zhì)量分析功能 完善的系統(tǒng)通訊功能 滿足rs232/rs485、光纖、以太網(wǎng)通訊方式； 支持modbus、iec 60870-5-103/101、profibus dp、dnp 3.0/dnp 、iec61850 等通訊規(guī)約;,vamp 系列綜合保護(hù)裝置特點(diǎn),人機(jī)界面： 單線圖大液晶顯示，可任意編輯人機(jī)界面內(nèi)容 支持多語(yǔ)言顯示，包括中文 全中文調(diào)試軟件 用來(lái)上傳和下載應(yīng)用程序，可輕松實(shí)現(xiàn)在線更新、調(diào)試 整體尺寸小，適合就地安裝開(kāi)關(guān)柜；,vamp 系列綜合保護(hù)裝置特點(diǎn),vamp 裝置測(cè)量故障電流。如果選擇了電弧光保護(hù)選項(xiàng)，裝置可通過(guò)弧光傳感器通道 監(jiān)視整個(gè)開(kāi)關(guān)柜。電弧光保護(hù)在系列電流測(cè)量保護(hù)裝置中是可選的。 硬件設(shè)計(jì)總是非常容易添加集成的選項(xiàng)模塊，如弧光傳感器接口，擴(kuò)展的di / do 通道 以適應(yīng)不通的裝置實(shí)現(xiàn)弧光保護(hù),vamp 系列弧光保護(hù)應(yīng)用,vamp