安(ān)科(kē)瑞 陳聰(cōng)

【摘(zhāi)要】：針對中壓(yā)開關(guān)櫃(guì)弧光(guāng)故(gù)障的特點，進行弧光保(bǎo)護選型(xíng)和方(fāng)案配(pèi)置，並(bìng)介紹(shào)其(qí)在開(kāi)關櫃內的安(ān)裝位(wèi)置(zhì)。

【關(guān)鍵詞(cí)】：中(zhōng)壓開關櫃(guì)；弧光保護；方案(àn)配置；安裝位(wèi)置(zhì)

1前(qián)言

隨(suí)著電力(lì)係(xì)統(tǒng)配(pèi)電(diàn)網容量(liáng)的逐(zhú)漸，中低(dī)壓設(shè)備故(gù)障(zhàng)對電力(lì)係(xì)統運行的(dí)影(yǐng)響越來越(yuè)嚴重，近(jìn)年來，中(zhōng)壓(yā)開關櫃由(yóu)於絕緣(yuán)損壞(huài)，操作失誤(wù)，設(shè)備(bèi)老化等因素(sù)頻繁發(fā)生(shēng)弧光故(gù)障事故(gù)，不僅影(yǐng)響供電(diàn)係統平穩運行，還會造(zào)成嚴重的人身傷(shāng)害和(hé)財產(chǎn)損失。

圖(tú)1 開關櫃(guì)弧光(guāng)故(gù)障事(shì)故圖(tú)

圖2 電(diàn)弧能量-時間(jiān)曲(qū)綫(xiàn)

弧光故障事故的危(wēi)害程(chéng)度取(qǔ)決於弧(hú)光(guāng)電流及切(qiē)除時(shí)間，電弧產生(shēng)的能(néng)量與I ²t成指(zhǐ)數規(guī)律快速(sù)上升。弧光(guāng)產生初期（總切除時(shí)間(jiān)不超(chāo)過100ms）對設備損傷比較小，傳(chuán)統的電流保(bǎo)護和接(jiē)地故(gù)障保(bǎo)護由(yóu)於檢(jiǎn)測周(zhōu)期長，動作時(shí)間(jiān)慢，不能弧光故障的危害(hài)。因(yīn)此，很(hěn)有(yǒu)必要引入快速(sù)切除(chú)弧(hú)光(guāng)故障的(dí)保(bǎo)護(hù)係(xì)統。安(ān)科(kē)瑞ARB5係(xì)列(liè)弧光(guāng)保(bǎo)護(hù)裝置通(tōng)過弧(hú)光+電流突(tū)變(biàn)量雙(shuāng)重判據(jù)或弧(hú)光單判(pàn)據(jù)啟動保護，其弧光單判(pàn)據動(dòng)作(zuò)時(shí)間(jiān)≤7ms；弧(hú)光(guāng)+電(diàn)流(liú)雙(shuāng)判(pàn)據動作(zuò)時間(jiān)≤20ms，為快速切(qiē)除中(zhōng)低(dī)壓弧(hú)光(guāng)故障提供了(liǎo)技(jì)術支持(chí)。

2弧(hú)光保(bǎo)護(hù)選型(xíng)

我們(mén)經(jīng)過(guò)仔(zī)細分(fēn)析(xī)，選定安科瑞(ruì)ARB5係列(liè)弧(hú)光保(bǎo)護進行(háng)研究。

ARB5係(xì)列弧光(guāng)保護裝置(zhì)主要由ARB5-M主控(kòng)單(dān)元，ARB5-S弧光探(tàn)頭組成。

2.1  ARB5-M主控單元特點

（1）啟(qǐ)動(dòng)條件可(kě)選弧(hú)光單判(pàn)據或(huò)弧光(guāng)+電流雙判(pàn)據(jù)。其中(zhōng)電流(liú)突(tū)變量(liáng)啟(qǐ)動係(xì)數(shù)可整定(dìng)範圍為0.05~10In，電(diàn)流常(cháng)量啟動係數(shù)可(kě)整(zhěng)定範(fàn)圍(wéi)為0.05~10In。

（2）11路可(kě)編程跳閘出(chū)口(kǒu)。

（3）4組(zǔ)3相電流采(cǎi)集(jí)。

（4）支持20路弧光探頭(tóu)信號(hào)采集。

（5）弧光故障點(diǎn)定位。

（6）弧(hú)光(guāng)光纖(xiān)鏈(liàn)路自(zì)檢(jiǎn)及裝置異常自檢(jiǎn)。

（7）4組失靈保(bǎo)護。

（8）支持IEC61850，便於(yú)組建數字化智能(néng)配電站(zhàn)係(xì)統。

2.2  ARB5-S弧光探頭特點(diǎn)

（1）自帶(dài)濾(lǜ)光(guāng)功能。

（2）無源型弧(hú)光傳(chuán)感器(qì)。

（3）探測角度(dù)≥180°。

3弧光(guāng)保(bǎo)護方案及動(dòng)作邏輯(jí)

本(běn)文(wén)結合(hé)某水廠(chǎng)10kV供電(diàn)係統工程(chéng)，介(jiè)紹安科瑞ARB5係列弧光(guāng)保(bǎo)護配(pèi)置方(fāng)案。該工程(chéng)涉(shè)及(jí)10kV I，II 段(duàn)母綫，共計12個(gè)回路，其中01，12櫃為(wéi)進綫櫃(guì)，06櫃為母(mǔ)聯(lián)櫃(guì)，07櫃為(wéi)母聯(lián)隔離(lí)櫃，05，08櫃(guì)為(wéi)PT櫃，02，03，04，09，10，11櫃為出綫櫃(guì)。

圖3 一(yī)次(cì)圖及弧(hú)光配(pèi)置圖

圖(tú)4 開關櫃布局(jú)圖

弧光保(bǎo)護配(pèi)置方案(àn)是在(zài)兩(liǎng)段母綫上分別配置(zhì)一(yī)台(tái)ARB5-M主(zhǔ)控單元(yuán)，安(ān)裝位(wèi)置為進綫(xiàn)櫃（或(huò)PT櫃）儀表室的櫃門上(shàng)；每(měi)櫃(guì)的母(mǔ)綫(xiàn)室(shì)，手(shǒu)車室，電纜室（如(rú)有(yǒu)）各安(ān)裝一(yī)個(gè)ARB5-S弧(hú)光探(tàn)頭。

保護動作邏(luó)輯為(wéi)母綫室或(huò)手(shǒu)車室(shì)弧光故障(zhàng)動作(zuò)於跳閘進(jìn)綫(xiàn)和母(mǔ)聯(lián)開關，電纜室弧光故障動(dòng)作於(yú)跳閘(zhá)出綫回(huí)路開關(guān)。

5  ARB5-M弧光主(zhǔ)控單元背板接綫示意(yì)圖

4弧光(guāng)探頭(tóu)安裝位置(zhì)

弧光探頭可麵板開孔安(ān)裝，亦可(kě)支架式(shì)安(ān)裝(zhuāng)。

ARB5-S弧(hú)光探頭有兩種固(gù)定方式(shì)：卡扣式和螺絲(sī)式(shì)。

卡扣(kòu)固(gù)定：

圖6 卡(qiǎ)扣式固定(dìng)方(fāng)式(shì)開(kāi)孔尺(chǐ)寸

螺(luó)絲固(gù)定(dìng)：

圖7 螺絲(sī)式固(gù)定方(fāng)式開孔(kǒng)尺寸

安裝探頭時應選擇安裝位置，避免出(chū)現(xiàn)檢(jiǎn)測盲區(qū)，並(bìng)且應遵(zūn)循(xún)以下(xià)原則。

弧(hú)光探(tàn)頭(tóu)建議安(ān)裝(zhuāng)地點包(bāo)括（但不(bù)於(yú)）母綫(xiàn)室(shì)，手(shǒu)車(chē)室(shì)，電(diàn)纜室。

弧(hú)光(guāng)傳感(gǎn)器建議(yì)安(ān)裝容易產生電弧(hú)的位置。在(zài)開關(guān)櫃(guì)有斷路(lù)器的(dí)情況下：在(zài)母綫(xiàn)觸(chù)頭連(lián)接處，上(shàng)或下(xià)隔離(lí)開關（2處）觸頭處，電流互(hù)感(gǎn)器觸頭處，電纜(lǎn)接頭(tóu)處(chǔ)。在開關櫃無斷路器(qì)的(dí)情(qíng)況(kuàng)下：在母(mǔ)綫觸頭(tóu)連接(jiē)處(chǔ)，上和(hé)下(xià)隔離(lí)開關(guān)觸頭(tóu)處(chǔ)（1處），電(diàn)纜(lǎn)接頭處(chǔ)。

封(fēng)閉式母綫(xiàn)橋(qiáo)架在(zài)橋架兩(liǎng)端需(xū)要安裝(zhuāng)弧光傳感器。若(ruò)考慮實現開(kāi)關(guān)櫃(guì)的整體(tǐ)保(bǎo)護，可以在開關(guān)櫃的斷(duàn)路器室和電(diàn)纜室各安(ān)裝1個(gè)弧(hú)光傳感(gǎn)器。

1母綫室(shì)

圖8 母綫(xiàn)室開(kāi)孔位(wèi)置 

2手車室(shì)

圖(tú)9 手(shǒu)車室開孔位置

3電纜室 

圖10 電纜室開(kāi)孔位置

5結(jié)束語

該水廠(chǎng)10kV開關櫃(guì)弧光保護(hù)已投運兩年。安科瑞ARB5係列(liè)弧(hú)光保護邏輯清晰(xī)，安裝(zhuāng)簡(jiǎn)單(dān)，動作迅速(sù)可(kě)靠，廣泛(fàn)應(yīng)用(yòng)於(yú)水(shuǐ)務，電(diàn)廠(chǎng)，醫療，工業，交(jiāo)通(tōng)等(děng)行(háng)業(yè)項(xiàng)目。

參(cān)考(kǎo)文獻

[1].安(ān)科(kē)瑞企(qǐ)業微電(diàn)網(wǎng)設(shè)計與(yǔ)應用手(shǒu)冊2022.05版(bǎn)

[2].NB/T 42076-2016 弧(hú)光保(bǎo)護(hù)裝置(zhì)選用(yòng)導則(zé)

[3].AFBR-S10PS01XZ-DS100 – April 3, 2017

[4].王良毅，盧睿，曾治安(ān).弧(hú)光保(bǎo)護(hù)在10 kV 開(kāi)關(guān)櫃(guì)中(zhōng)的(dí)應用