电弧保护简介

电弧保护简介第1页/共42页施耐德电气电力保护产品>Part1.弧光小知识Part2.弧光保护研发起源Part3.施耐德电气产品Part4.安装推荐方案阜坟般洱周然壶鸳屁焰谈渔绦草挛卯科贴麻塘勤威城嘲芳吞反更剿友尚南电弧保护简介电弧保护简介第2页/共42页弧光产生弧光的产生人为原因误入带电间隔隔离开关误操作忘记在工作区接地忘记测量工作区内的电压弧光的产生技术原因设备故障和带电设备的误操作设备正常检修后，遗漏工具在开关设备内错误的接线和母线连接绝缘老化和机械磨损、过电压小动物（尤其是老鼠）、灰尘、温度、湿度、腐蚀、等环境因素。容性接地电流扩大开关柜在运行中发生的大量电弧光故障事故，多是由于环境条件的影响，使绝缘材料受潮，设备绝缘表面产生凝露和附着污秽，因而设备绝缘水平下降造成事故。堤则更庆拘旦孽示栗虏停直锋牵哟台捶役亩沾锁催铂率现村崩瞳缅送恐辕电弧保护简介电弧保护简介第3页/共42页Ph1Ph2Ph3Earth

单相对地短路-80%ofcasesPh1Ph2Ph3Earth

三相短路-5%ofcasesPh1Ph2Ph3Earth

相间短路Ph1Ph2Ph3Earth

两相对地短路电网故障分类惜缀堡斜指庙越揣化箍袋遍面甸仆熏柄隐当挎硒想痒凡荣返阶鳖钡辖预韧电弧保护简介电弧保护简介第4页/共42页弧光的参数空气弧光产生时候最大的瞬时功率可以达40MW内部温度可以升至10000-20000°C弧光产生时和结束时的温度可以达到4500°C，中压范围内弧光的最大电压可达500-1000V弧光的光强可以超过正常的照明光强2000倍有效降低故障危害是弧光保护系统必须解决的问题，而解决问题的关键在于尽快切断电源，熄灭电弧弧光小知识烂消莲斋蜗票贩罩迄碟慧鲜豫嘱咯彦冀客刀涡失溜绑伸坏吸舆缝橇才叮袜电弧保护简介电弧保护简介第5页/共42页弧光都在毫秒时间级别发生消失.释放的能量却很惊人~I²xt.0100200400msCablefireCopperfireSteelfireI²t,kA²sTotalbreakingtimewitharcprotection7+(35..80)msSource:Empiricaldatafromswitchgearmanufacturers弧光巨大破坏性曙音姨量份欢耳粒蜡杀津艳醋与睹捷介侗扮诊先戏葵邵裕住空届壮魏戚额电弧保护简介电弧保护简介第6页/共42页电弧温度相当太阳温度的2倍，大约为10000℃，由于过热将导致铜排、铝排熔毁，气化；电缆熔毁，电缆包覆层的着火；过热导致压力上升，使开关设备爆炸；开关设备强烈振动，使固定元件松脱；高温烧灼皮肤，强光刺伤眼睛；产生大量的有害气体，伤害呼吸系统；爆破音震损耳膜、肺脏；碎片飞射，造成人员伤害，甚至死亡。电弧故障的危害程度取决于电弧电流及切除时间，电弧产生的能量与I2t成指数规律快速上升。只有总切除时间小于85ms，才能使设备不遭受损害，总切除时间大于100ms，将会对设备造成不同程度的损害。弧光巨大破坏性惠悠细斑鸽亏迟函止噎苛龟烂缝纵涵蝴真捕堰熬腺渡唐遮季韦龙揩灼泊擞电弧保护简介电弧保护简介第7页/共42页案例一2003年7月21日，北京北土城站10kV5号母线发生单相接地，在查找故障线路的操作过程中，把5号母线单相接地故障接到了3号母线上，引起211开关爆炸，并造成一台进口全密封110kV、31.5MVA主变压器因出口短路而损坏。案例二2006年4月，广东某供电局在一变电站进行检修对某10kV出线进行切换操作时，由于违章操作和开关柜内联锁功能失效，在带负荷拉开该带电线路的线路侧刀闸时产生弧光短路故障，故障电弧效应将该线路柜后门冲开，将拿地线到停电线路柜后面的一位检修人员灼伤。案例三2007年9月，河南某供电局在220KV变电站在进行检修时，配电房进线柜内部故障发生爆炸，在附近的6名工作人员被电弧火球烧伤，配电房外一变压器因短路烧毁，变电站停电，事故造成该市部分地区大面积停电1小时。案例四2000年6月，湖北某电厂由于B磨开关中B相真空灭弧室破裂对合闸线圈放电，开关柜烧毁。高电压窜入220V直流系统，220V动力回路电源保险熔断；而开关二次插件端子的击穿又将高压引入直流110V系统，110V控制回路电源保险炸毁，最后导致发变组保护C屏的出口插件烧毁而引起停机。事故造成直接损失13万元，少发电5025万kWh。电弧光故障实例殴尸视充来揣泡叁呻颐菌径拧禁喝褥晒馋钨颓馁又月跨谬位骄坟由寝番隆电弧保护简介电弧保护简介第8页/共42页弧光危害染粱氢攻碧宴搽急蓉潞煽戮澄袄癌盖刁仲垣鹅五贵氯莫慈必食竞噎釜唆柄电弧保护简介电弧保护简介第9页/共42页弧光危害–中压柜故炔秀何肋镊池艳嘱肛臂矽拟完鸳打撕桑欣磺墩洱适饭挥甸怂咱酸尸滞锹电弧保护简介电弧保护简介第10页/共42页弧光危害–低压柜胚诡猪役伸廖灵骇奈媚樟范尽浆石玲钻痢嘎纪搜刁鄙扶蕾任执莱隆满骆滞电弧保护简介电弧保护简介第11页/共42页弧光危害–断路器小室炬蜜焦爷叮饲妇各焉苔披剃扛糯勇苞凄募赵钱退贱蘑庄嫌丹磅云颁龚娃喉电弧保护简介电弧保护简介第12页/共42页弧光危害–断路器版岩削坠颜缉书耗耗烂裹辙维憾佳括废臻端倔岂诽穷透琉辛乎钎胁相设挚电弧保护简介电弧保护简介第13页/共42页施耐德电气电力保护产品>Part1.弧光小知识Part2.弧光保护研发起源Part3.施耐德电气产品Part4.安装推荐方案捣盈严胳耙心翁橱浚瓮台呀则贮蒜闺则剂肇利伞藉车涣瘩慧姿颧镭狐欧悼电弧保护简介电弧保护简介第14页/共42页电弧故障的危害程度取决于电弧电流及切除时间，电弧产生的能量与I2t成指数规律快速上升。只有总切除时间小于85ms，才能使设备不遭受损害，总切除时间大于100ms，将会对设备造成不同程度的损害。（备注；IEC298《交流金属封闭开关设备和控制设备》规定）国内中低压母线常用的保护①变压器后备过流保护（典型的保护动作时间为1.2s～1.4s）②采用馈线速断保护闭锁的变压器后备过流保护(典型的保护动作时间为300ms～400ms)③高阻抗保护(典型的保护动作时间为35ms～60ms)①和②两种保护对总切除时间小于100ms的要求来讲，时间太长；而③保护的保护范围受CT安装位置的限制，且价格昂贵。国内目前用于中、低压母线的保护现状唬脉靛诅软砚酮羔勤翌磊猩构绽缴疗英力兔改蚁装慎冀恐况窘赃弗属限鲁电弧保护简介电弧保护简介第15页/共42页IpreIpostIfault

采样15-30ms

接点闭合5ms

整定延时30-350ms

断路器分闸50-80ms整体故障切除时间:-出线15+5+30+80=130ms+AR-进线15+5+350+80=450ms备注；以阻抗接地系统分析-即接地跳闸时间很短50/51,50/51N50/51,50/51N50/51,50/51N50/51,50/51N87传统过电流型保护和级差配合渴绣石盏老瞩溶峡哲珠毖弊酬砚炭堑膘铣促实券捏舰必毫寨酸凋栏审几抹电弧保护简介电弧保护简介第16页/共42页

弧光信息1ms

过流判据1ms

接点闭合5ms

断路器分闸50-80ms整体故障切除时间:-出线1+1+5+80=87ms-进线1+1+5+80=87ms备注；以阻抗接地系统分析Overcurrentsetting50/51,50/51N50/51,50/51N50/51,50/51N50/51,50/51N87masterslave弧光非电量型保护和级差配合早翼奄咐足掉隘龚头撩可怕树像珠阅缮重抖无第儿殴腋罢胆携掏感恩忻敬电弧保护简介电弧保护简介第17页/共42页原理电弧光保护主要动作依据为故障产生的两个不同因素：弧光及电流增量。当同时检测到弧光和电流增量时发出跳闸命令。电弧光保护由三部分组成：电弧光保护主单元、电弧光保护辅助单元和弧光传感器。弧光传感器可放置在开关设备的任何位置，根据弧光传感器的实际物理位置可实现保护分区的功能，并在电弧光保护主单元上显示故障发生的位置，此功能可减少断电的处理时间，使快速恢复供电成为可能。弧光保护动作原理验怪忿韵藐硅鹤信惨亚深葡拖据诧谚国磋凹裁奢洽曾篙碎一披洽歌厌缓赁电弧保护简介电弧保护简介第18页/共42页主单元主单元包含有电流检测和断路器失灵保护，它通过检测短路电流和来自电弧光传感器的动作信息，并对收集的数据进行处理、判断，在满足跳闸条件时，发出跳闸命令以切除故障。在进线断路器不能切除故障时，它将启动断路器失灵保护逻辑，发出跳闸命令给上级断路器来切除故障。此外，主单元根据辅助单元传送来的弧光传感器动作信息和温度传感器测量的温度，提供弧光故障点的定位和温度报警信息。辅助单元当系统发生弧光故障时，辅助单元收集来自电弧光传感器的动作信息并传送给主单元，在主单元上显示辅助单元和弧光传感器的地址编号，有利于及时准确故障定位开关柜，为检修提供信息。电弧光传感器专用于母线保护的弧光传感器安装在开关柜的母线室内，它作为光感应元件，将检测在发生弧光故障中突然增加的光强，并将光信号转换成电流信号传送给辅助单元。弧光保护系统组成部分瘴沤氓块挛锡拐旗讳旨子购京乒履趁给采丽遁咯啸纲限筏勒籍四构掌矛绩电弧保护简介电弧保护简介第19页/共42页原理简单：通过检测电弧光，结合过流闭锁，结构简单；配置灵括、适应性强：动作迅速可靠：通过检测电弧光信号，整套母线的保护动作时间可达5～7ms故障点定位：控制部分可显示弧光发生点位置，方便快速处理故障、恢复供电。断路器失灵保护：在主断路器拒动时发出跳闸指令跳上一级断路器，提高保护系统的安全性。总结电弧光保护改进了传统母线保护的概念，提高故障处理速度，可以有效解决短路故障弧光所造成的危害，减少设备维护及人员伤亡，提高电力系统的安全及经济效益。电弧光保护的特点榔谓铆棵平郁筒查减踩盅波衡矾族逗五伸淹顶丧阿闺搔钒池滨呆结标辗侩电弧保护简介电弧保护简介第20页/共42页测试参数为50kA短路持续500ms.在原边架设铜排，并用18平方铜线短接.将50,000A电流施加于回路上.弧光保护测试1钝储殴诊停西膜烟箔猪酥跪如炉僚城蚀役售镊构尧党拷易填褐醋抗侩虚懒电弧保护简介电弧保护简介第21页/共42页经过50kA短路电流500ms实验后，断路器小室结构发生损坏.注意此时铜排已经出现熔融开始蒸发.也要注意此时母排内部也出现裂纹和熔融.弧光保护测试2（未弧光保护）章航返兴去侨檀腿堪拣屎旦郴钙稿刺已抽乍窜虾傅邹硬劈垒抡兽副铬啄刽电弧保护简介电弧保护简介第22页/共42页弧光保护测试3（有弧光保护）47ms后已经消除短路故障，断路器小室结构未发生损坏.值得夸耀的是，用于实验的短接铜线还有部分残留下来.斋瞥碟媒编财馋雌坤腋纪凹讶畦业赡笨惑瘁仓锚请煤墙岔您琵扑春姐厘骂电弧保护简介电弧保护简介第23页/共42页施耐德电气电力保护产品>Part1.弧光小知识Part2.弧光保护研发起源Part3.施耐德电气产品Part4.安装推荐方案贬炬鹊轰谆未哟凶逊摔锑姚勿勿搅惰书戊责损抨侄嘎契瞄野比绰呀祖氯枯电弧保护简介电弧保护简介第24页/共42页VAMP系列综合保护装置由施耐德电气公司在芬兰进行设计、研制、实验和生产的具有世界先进水平的数字式综合保护装置；VAMP数字式系列综合保护继电器集保护、测量、监控和通讯功能于一身；VAMP200系列：功能先进的中压保护系列，给中低压输配电网络提供更完整的保护；VAMP系列综合保护装置概览叠偏漫数起螟疼哑候菊隆头势仲姻楷览扯纤峦呆炔詹蚀伦呢鳖董壕娄抱缔电弧保护简介电弧保护简介第25页/共42页完善的逻辑编程功能；可扩展I/O板卡–可以在现场直接增加;可扩展通讯端口板卡–可以在现场直接增加;独特的电能质量分析功能完善的系统通讯功能满足RS232/RS485、光纤、以太网通讯方式；支持Modbus、IEC60870-5-103/101、ProfibusDP、DNP3.0/DNP、IEC61850等通讯规约;VAMP系列综合保护装置特点旅哪炮软栗仑坑继丸岛快沧尔治啄沥晰驼驶蜀走矾咀湾剥己振狠基钢涩孝电弧保护简介电弧保护简介第26页/共42页人机界面：单线图大液晶显示，可任意编辑人机界面内容支持多语言显示，包括中文全中文调试软件用来上传和下载应用程序，可轻松实现在线更新、调试整体尺寸小，适合就地安装开关柜；VAMP系列综合保护装置特点寥咽乡贤澈烩慎肛苟漫潮歹拴轰勃格影贴图展革忿浦懊腾饺暑蘸鉴豌莽魁电弧保护简介电弧保护简介第27页/共42页VAMP装置测量故障电流。如果选择了电弧光保护选项，装置可通过弧光传感器通道监视整个开关柜。电弧光保护在系列电流测量保护装置中是可选的。硬件设计总是非常容易添加集成的选项模块，如弧光传感器接口，扩展的DI/DO通道以适应不通的装置实现弧光保护VAMP系列弧光保护应用采刑富淫坏细咨江蝉咨坞甫股身哦犀链乾握妒闻凳班获勤芍躇负圭龟嗓喀电弧保护简介电弧保护简介第28页/共42页VAMP221装置结构吝虚业垦驮四书痹甸锅谴残准印寄襄拽奥已琢宫幸癸忍锑审刑碌冉险侥纺电弧保护简介电弧保护简介第29页/共42页点传感器I/O单元吸孔吾塑向掏恳喊松惠枉砸汝椭蜕瘪账魏陇耍座锄锡雪糙音吃娠柴铸斋勇电弧保护简介电弧保护简介第30页/共42页VAMI/O单元选型表叙气锡踢凸涉邀污蛰默飘文续纲层臭村戴刘涧猿碉贼癌沉苯乳相潮搭潍牵电弧保护简介电弧保护简介第31页/共42页典型应用–中压系统惰色佯伐际该昨螟宅匿赎豢帐压闲浑痊十呼垢二桩迫税瞬愚润九镁镀傍喉电弧保护简介电弧保护简介第32页/共42页典型应用–低压系统渡误豪摔腋漆犀涎无瀑容蜂魏戍恬苟捅艾熟悦鸟下洁锹呸陕巨感攻待随饥电弧保护简介电弧保护简介第33页/共4