BYRC電弧光保護(hù)說(shuō)明書

1、 安徽貝怡電氣科技有限公司BYRC智能電弧光保護(hù)系統(tǒng)安徽貝怡電氣科技有限公司第一章 簡(jiǎn)介1.1 概述中、低壓母線發(fā)生短路故障時(shí)，所產(chǎn)生的電弧光對(duì)設(shè)備及人員會(huì)造成極大的傷害，按我國(guó)現(xiàn)行的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，35kV及以下電壓等級(jí)的母線一般未裝設(shè)母線保護(hù)。然而，由于中低壓母線上的出線多，操作頻繁，三相導(dǎo)體線間距離與大地的距離比較近，容易受小動(dòng)物危害，設(shè)備制造質(zhì)量比高壓設(shè)備差，設(shè)備絕緣老化和機(jī)械磨損，運(yùn)行條件惡劣，系統(tǒng)運(yùn)行條件改變，人為和操作錯(cuò)誤等原因，中低壓母線的故障幾率比高壓、超高壓母線高得多。但長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)中低壓母線的保護(hù)一直不夠重視，大多采用帶有較大延時(shí)的后備保護(hù)來(lái)切除母線上的故障，往往使

2、故障被發(fā)展、擴(kuò)大，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。1.2 開關(guān)柜內(nèi)部電燃弧耐受時(shí)間IEC298標(biāo)準(zhǔn)附錄AA中規(guī)定的開關(guān)柜內(nèi)部燃弧時(shí)間是100ms，目前市場(chǎng)上銷售的開關(guān)柜基本上是按照IEC298標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，也就是說(shuō)，開關(guān)柜可以承受的電弧燃燒時(shí)間為100ms。由于發(fā)生弧光故障在斷路器動(dòng)作前，故障短路電弧是一直在燃燒的，即保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加上斷路器分閘時(shí)間之和，即為電弧燃燒的持續(xù)時(shí)間。也就是說(shuō)，從保護(hù)開關(guān)柜方面考慮，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)在小于100ms切除故障以防止弧光短路故障進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)大造成更大的危害。電弧燃燒時(shí)間設(shè)備損壞程度35ms沒(méi)有顯著的損壞，一半可以在檢驗(yàn)絕緣電阻后投入使用。100ms設(shè)備損壞較小，在開關(guān)

3、柜再次投入運(yùn)行之前僅需要進(jìn)行清潔或可能的某些小的修理。500ms設(shè)備損壞很嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)工作人員可能受到嚴(yán)重的傷害，必須更換部分設(shè)備才可以再投入運(yùn)行。上表為各種燃弧持續(xù)時(shí)間對(duì)設(shè)備造成的損害程度。1.3 變壓器的動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間據(jù)統(tǒng)計(jì)，一些地區(qū)110kV及以上等級(jí)的變壓器遭受短路故障電流沖擊直接導(dǎo)致?lián)p壞的事故，約占全部事故的50%以上，特別是變壓器低壓側(cè)出口（低壓母線）短路時(shí)形成的故障一般需要更換繞組，嚴(yán)重時(shí)可能要更換全部繞組，從而造成十分嚴(yán)重的后果和損失。國(guó)標(biāo)規(guī)定的110kV及以上電壓等級(jí)的變壓器的熱穩(wěn)定允許時(shí)間為2秒，動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間為0.25秒。但實(shí)際上，在低壓側(cè)出口短路故障靠過(guò)流后備保護(hù)切除的動(dòng)作時(shí)間往

4、往在2秒以上，離0.25秒的變壓器的動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間相差甚遠(yuǎn)。所以，可以說(shuō)，繼電保護(hù)的不完善也是造成變壓器損壞的重要原因。 下圖為各種燃弧時(shí)間下產(chǎn)生的電弧能量及對(duì)電力設(shè)備的損壞程度。電弧光一旦產(chǎn)生，其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。只有在極短時(shí)間內(nèi)切除故障才能使設(shè)備不遭受害。若總切除時(shí)間大于 100ms，輕則設(shè)備局部燒損，重則造成開關(guān)柜爆炸以及人員傷亡，有的可能引發(fā)“火燒連營(yíng)”的連鎖事故。所以，為了保證變壓器及母線開關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行，根據(jù)繼電保護(hù)快速性的要求，迫切需要配置專用中低壓母線保護(hù)。1.4 產(chǎn)品簡(jiǎn)介BYRC智能電弧光保護(hù)系統(tǒng)完美的解決了這一問(wèn)題

5、，該系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的電弧光信號(hào)，在極短的時(shí)間內(nèi)（<7ms保護(hù)動(dòng)作出口）即可切除母線（及饋線）故障，保障設(shè)備及人員安全，降低損失。BYRC智能電弧光保護(hù)系統(tǒng)是我公司在長(zhǎng)期電氣自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)理念研制的新一代智能型弧光保護(hù)產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品包括BYRC I母線保護(hù)單元(本單元含BYRC -K 弧光保護(hù)主單元和BYRC -C 弧光采集單元及BYRC -ZC 整流柜采集單元)、和BYRC -II 饋線保護(hù)單元。該產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域： 開關(guān)柜內(nèi)中低壓母線保護(hù) 饋線電纜連接頭保護(hù) 箱式變電站保護(hù) 整流柜保護(hù) 通過(guò)檢測(cè)開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生弧光這一特點(diǎn)，結(jié)合過(guò)流閉鎖這一原理，

6、動(dòng)作快速可靠、系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，是目前最為理想的母線保護(hù)解決方案。 弧光保護(hù)系統(tǒng)可接入若干個(gè)由弧光傳感器傳來(lái)的電弧光信號(hào)以及電流信號(hào)?；」鈧鞲衅骺煞胖迷陂_關(guān)設(shè)備的任何位置，通常安裝在開關(guān)柜各間隔室中，也可沿母線放置。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)到特定強(qiáng)度的弧光和電流增量時(shí)發(fā)出跳閘命令，并可顯示故障發(fā)生的位置。邏輯原理圖第二章 功能及特點(diǎn)2.1系統(tǒng)特點(diǎn)1.采用 32 位工業(yè)級(jí)微處理器，速度快、精度高，獨(dú)有的快速電流算法，保證電流判據(jù)的快速、可靠性。2. 主單元與采集單元間具有光纖、通訊雙連接，既可快速傳遞故障弧光信號(hào)，又可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；弧光信號(hào)

7、可在采集單元之間串行傳輸，從而使監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量可任意增加，且大大減少了傳輸光纖的成本。 3.大屏幕液晶顯示，界面友好，操作簡(jiǎn)便；全數(shù)字化設(shè)計(jì)，整定參數(shù)時(shí)無(wú)需撥碼開關(guān)及電位器等機(jī)械元件，精度高，無(wú)振動(dòng)、磨損等隱患。4. 多種通訊接口實(shí)現(xiàn)靈活的組網(wǎng)方案；GPS 同步對(duì)時(shí)接口。5.具備故障硬定位、軟定位功能。有事故記錄、故障錄波、遙信、電流測(cè)量、自檢等輔助功能。6. 主單元內(nèi)置電源模塊、電流采集模塊，安裝使用方便，可靠性高。 7. 動(dòng)作判據(jù)可設(shè)，動(dòng)作判據(jù)可設(shè)置為弧光加電流或僅弧光?？蛇x的帶延時(shí)的電流保護(hù)，可作為開關(guān)柜的二級(jí)過(guò)流保護(hù)。 8. 全金屬外殼設(shè)計(jì)，有效屏蔽外界電磁干擾，通過(guò)了“國(guó)家繼電器質(zhì)量監(jiān)

8、督檢驗(yàn)中心”的 15 項(xiàng)電磁兼容檢驗(yàn)，嚴(yán)酷等級(jí)為 IV級(jí)?；」馓筋^通過(guò)光纖與主設(shè)備無(wú)源連接，電氣隔離及抗干擾能力極強(qiáng)。 2.2與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品特點(diǎn)對(duì)比序號(hào)技術(shù)要點(diǎn)BYRC國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品1系統(tǒng)組成主單元一體化設(shè)計(jì)，適于回路獨(dú)立安裝由主控、弧光、電流、電源等模塊組成，設(shè)計(jì)安裝復(fù)雜，可靠性低獨(dú)立的采集單元2故障定位除通訊外，每路弧光輸入對(duì)應(yīng)一路繼電器輸出實(shí)現(xiàn)故障硬定位功能只能通過(guò)通訊方式實(shí)現(xiàn)故障定位。3弧光信號(hào)采用串行方式傳輸，檢測(cè)點(diǎn)可進(jìn)行無(wú)限擴(kuò)展。采用并行方式，檢測(cè)點(diǎn)受輸入口個(gè)數(shù)的限制。4人機(jī)界面大屏幕液晶，漢字菜單，界面友好，易于操作。指示燈、數(shù)碼管或英文顯示5參數(shù)設(shè)置所有設(shè)定均在液晶界面中操作

9、，精確簡(jiǎn)便，可靠性高撥碼開關(guān)或機(jī)械旋鈕，精度低，有振動(dòng)和磨損隱患。6通訊組網(wǎng)提供兩路通訊接口，并支持ModBusRTU 、ProfiBusCAN、IEC103、IEC104 等多種通訊規(guī)約。、通訊接口及支持規(guī)約單一。第三章 技術(shù)參數(shù)裝置額定電壓 AC220V、DC220V、DC110V 裝置功耗 2W 輸出接點(diǎn)容量輸出觸點(diǎn)容量 5A 250VAC/30VDC 環(huán)境溫度允許的工作溫度/貯存溫度 -20°C +55°C / -25°C +70°C動(dòng)作時(shí)間裝置出口時(shí)間 小于7ms弧光檢測(cè)范圍弧光檢測(cè)范圍 100Lux500Klux電磁兼容指標(biāo)靜電放電抗擾度 &

10、#177;15kV射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度 80MHz1GHz 10V/m電快速瞬變脈沖群抗擾度 ±4kV/2.5kHz浪涌抗擾度 線地±4kV 線線±2kV射頻傳導(dǎo)抗擾度 150kHz80MHz 電平：10V工頻磁場(chǎng)抗擾度 連續(xù)磁場(chǎng)100A/m 短時(shí)磁場(chǎng)300A/m 級(jí)脈沖磁場(chǎng)抗擾度 300A/m阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度 30A/ m 級(jí)電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的抗擾度 暫降和短時(shí)中斷0UT 電壓變化40% UT振蕩波抗擾度 100kHz 1MHz 共模2.5kV 差模1kV工頻抗擾度 A 級(jí) 差模150V 共模300V傳導(dǎo)發(fā)射限值 150kHz30MHz輻射發(fā)射限值

11、 30MHz1GHz <57uV/m諧波電流發(fā)射限值 A 類 15 次諧波電壓波動(dòng)與閃爍 符合IEC61000-3-3交流回路額定電流In 1A/5A額定頻率 4565Hz功率消耗 <0.1VA動(dòng)作整定相電流 0.510In精度 5%通訊通訊方式 ProfiBus-DP/RS485/CAN/以太網(wǎng)通訊協(xié)議 ProfiBus (IEC61158)/ModBusRTU/IEC103傳輸速率 ProfiBus 最大為6M，ModBus 最大為19.2K，以太網(wǎng)最大為100M第四章 系統(tǒng)組成 4.1 母線弧光保護(hù)系統(tǒng)組成作為母線型保護(hù)，需要一臺(tái) BYRC-K 弧光保護(hù)主單元和一臺(tái)（或多臺(tái)）

12、BYRC-C 弧光保護(hù)采集單元。 1.BYRC-C弧光保護(hù)采集單元提供 8 路弧光采集輸入，并提供 8 路繼電器輸出，與輸入信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)故障硬定位功能。 2.主單元與采集單元分離，主單元安裝于進(jìn)線柜中，采集單元分散安裝在饋線柜中。 3.主單元與采集單元之間，弧光信號(hào)用光纖連接；數(shù)據(jù)通訊采用串口連接。 4.主單元可提供雙口通訊模式，支持 RS485、以太網(wǎng)口等多種接口方式，支持Profibus、ModBusRTU、CAN、IEC103、IEC104 等多種通訊規(guī)約。5.主單元支持兩種額定輸入電流 1A 或 5A。4.2 BYRC-K 弧光保護(hù)主單元主單元是電弧光保護(hù)系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)輸入

13、量的采集、測(cè)量、計(jì)算及邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)保護(hù)邏輯、與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)通信、自檢及其他輔助功能。 BYRC-K 后端子圖BYRC-K后端子定義 4.3 BYRC-C 弧光采集單元該單元作為弧光保護(hù)的采集單元，提供 8 路弧光采集輸入和 8 路輸出，采用探頭方式采集弧光，并把該信號(hào)通過(guò)光纖傳遞給主單元，并有一路通訊口與主單元進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)有多臺(tái)采集單元時(shí)，各采集單元間采用串行方式傳遞弧光信號(hào)，最終傳遞給主單元。 BYRC-C 后端子圖BYRC-C 后端子定義4.4 BYRC-ZC 整流柜采集單元該單元作為整流柜弧光保護(hù)的采集單元，采用光帶方式采集弧光，并把該信號(hào)通過(guò)光纖傳遞給主單元，并有一路通

14、訊口與主單元進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)有多臺(tái)采集單元時(shí)，各采集單元間采用串行方式傳遞弧光信號(hào)，最終傳遞給主單元。該裝置后端子圖與 BYRC-C 相同。4.5 BYRC-II 饋線保護(hù)單元該單元作為饋線型弧光保護(hù)的單元獨(dú)立使用，每個(gè)單元最多可提供 3 個(gè)弧光采集輸入，采用探頭方式采集弧光，當(dāng)饋線柜中發(fā)生弧光時(shí)跳開該饋線柜中的斷路器。 BYRC-II 后端子圖BYRC-II后端子定義第五章 訂貨須知客戶訂貨時(shí)需提供以下信息：訂購(gòu)母線型弧光保護(hù)：需提供：1.通訊模式，即：?jiǎn)慰谕ㄓ嵒螂p口通訊模式。2.通訊規(guī)約，即：ModbusRTU、Profibus、IEC103、IEC104、CAN 等。3.裝置的額定輸入電流，即：二次輸入為 1A 或 5A。訂購(gòu)饋線型弧光保護(hù)：需提供：1.通訊模式，即：?jiǎn)慰谕ㄓ嵒螂p口通訊模式。2.通訊規(guī)約，即：ModbusRTU、Profibus、IEC103、IEC104、CAN 等。3.裝置的額定輸入電流，即：二次輸入為 1A 或 5A。第六章 外形尺寸和安裝開孔5.1、 裝置外形和開孔尺寸注：BYRC-K，BYRC-C,