弧光保護(hù)介紹課件

1、變電站/配電室弧光保護(hù)的必要性 變電站/配電室弧光保護(hù)的必要性 Sepam系列Micom系列VAMP系列施耐德電氣電網(wǎng)保護(hù)解決方案Sepam系列Micom系列VAMP系列施耐德電氣電網(wǎng)保護(hù)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. 安裝推薦方案施耐德電氣電力保護(hù)產(chǎn)品Part1. 弧光小知識(shí)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

2、（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。弧光產(chǎn)生弧光的產(chǎn)生人為原因Ph1Ph2Ph3Earth 單相對(duì)地短路 - 80 % of casesPh1Ph2Ph3Earth 三相短路 - 5 % of casesPh1Ph2Ph3Earth 相間短路Ph1Ph2Ph3Earth 兩相對(duì)地短路電網(wǎng)故障分類(lèi)Ph1Ph2Ph3Earth 單相對(duì)地短路 - 80 % 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

3、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)弧光的參數(shù)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.0 100 200 400 msCable fireCopper fireSteel fireIt, kA sTotal breaking timewith arc protection7 + (35 . 80)msSour

4、ce: Empirical data from switchgear manufacturers弧光巨大破壞性0 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

5、的損害?；」饩薮笃茐男噪娀囟认喈?dāng)太陽(yáng)溫度的2倍，大約為10000，由于過(guò)熱將導(dǎo)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2

6、20KV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)例案例一電弧光故障實(shí)例弧光危害弧光危害弧光危害 中壓柜弧光危害 中壓柜弧光危害 低

7、壓柜弧光危害 低壓柜弧光危害 斷路器小室弧光危害 斷路器小室弧光危害 斷路器弧光危害 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. 安裝推薦方案施耐德電氣電力保護(hù)產(chǎn)品Part1. 弧光小知識(shí)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

8、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IpreIpostIfault 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 m

9、s 備注；以阻抗接地系統(tǒng)分析- 即接地跳閘時(shí)間很短50/51, 50/51N50/51, 50/51N50/51, 50/51N50/51, 50/51N87傳統(tǒng)過(guò)電流型保護(hù)和級(jí)差配合IpreIpostIfault 采樣 15-30 ms備注； 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Overcurrent setting 50/51, 50/51N50/51, 50/51N50/51, 50/51N50/51, 50/51N

10、87masterslave弧光非電量型保護(hù)和級(jí)差配合 弧光信息 1ms備注；以阻抗接地系統(tǒng)分析Overcurre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?；」鈧鞲衅骺煞胖迷陂_(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?；」獗Ｗo(hù)動(dòng)作原理原理弧光保護(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)

11、作信息，并對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、判斷，在滿(mǎn)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(zhuān)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

12、信號(hào)傳送給輔助單元?；」獗Ｗo(hù)系統(tǒng)組成部分主單元 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)原理簡(jiǎn)單：通過(guò)檢測(cè)電弧光，結(jié)合過(guò)流閉鎖，電弧光保護(hù)的特點(diǎn)測(cè)試參數(shù)為50

13、 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測(cè)試參數(shù)為50 kA短路持續(xù)500 ms. 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)）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).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，斷路施耐德

14、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. 安裝推薦方案施耐德電氣電力保護(hù)產(chǎn)品Part1. 弧光小知識(shí)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

15、 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(mǎn)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)完善的邏輯編程功能；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)人機(jī)界面：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 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VAMP221裝置結(jié)構(gòu)VAMP221裝置結(jié)構(gòu)點(diǎn)傳感器I/O單元點(diǎn)傳感器I/O單元VAM I/O單元選型表VAM I/O單元選型表典型應(yīng)用 中壓系統(tǒng)典型應(yīng)用 中壓系統(tǒng)典型應(yīng)用 低壓系統(tǒng)典型應(yīng)用 低壓系統(tǒng)施耐德電氣電力保護(hù)產(chǎn)品Part1. 弧光小知識(shí)Part2. 弧光