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弧光保护装置的必要性
发布者: 时间:2019-08-21 19:28 浏览次数:
  弧光保护装置的必要性是什么?为什么会有弧光保护装置呢?弧光保护装置有没有必要呢?下面我们南京如拓电气的工作人员为您整理了以下几点:

  随着我国国民经济的发展,我国对运行和检修人员的人身安全、国家安全生产规范及职业保险要求的 要求不断提高。在以人为本的今天,我们绝不能因为“没有系统稳定性的问题”而忽略了安全生产。我国 于 2004 年开始使用进口专用母线电弧光保护,目前电力系统,尤其是发电系统,约 70% - 80% 的新建电厂 均采用了专用母线电弧光保护,一些电网公司,例如广东、甘肃等也开始批量使用专用母线电弧光保护。 成功案例: 2010 年 4 月 22 日 08 : 16 (当日有雷雨),南方电网(广东茂名 110kV 变电站 )10kV 母线 51PT 柜 A 相避雷器发生爆炸;弧光造成三相短路,随后弧光保护动作,在 50ms 内跳开 #1 主变低侧 501 开关, 有效避免了开关柜“火烧连营”重大事故的发生。近期,其他省电力公司也高度重视,并开始了对快速专 用母线电弧光保护的试点、评估及应用工作。    

  必要性 1: 
  国内中压开关柜保护的现状和存在的问题       6KV(10KV)厂用 / 配电中压开关柜为全厂辅机 / 供电系统的供电枢纽。在发生内部故障时,是 否能迅速地切除故障,对全厂 / 配电系统的安全运行至关重要。但是,按目前的保护方案:         中压母线尚没有配置任何专门的保护; 而是由进线开关的相关后备保护来兼顾的。 但是进线开关与出 线开关的保护需要相互配合:一般速断保护延时的级差至少为300毫秒,甚至500毫秒;而过流保护 的配合级差更是长达1-2秒。       所以, 厂用 / 配电系统中压母线上所发生的任何故障都至少要延时切除。 换句话说, 现有的厂用中压母 线能在第一时间切除故障的保护还是个空白。可是,我们只要稍加注意,就会不难发现不论是中压开关母 线的上游还是下游的诸多电气设备无一没有配有快速保护。 相比之下, 我们恐怕很难有充分的理由来说明, 中压母线的安全性可靠性不应该受到不同样的重视。鉴于中压母线的重要地位,任何故障的延时切除,都 是我们极为不愿意看到的状况。因为开关柜内的各种故障,其短路电流所产生的电弧及其大量的高温,使 柜内气体急剧膨胀,可在极短的时间内达到顶峰,严重危及人身和设备安全。      

  必要性 2 :
  电弧光对人员及设备的伤害       电弧光发生时产生的高温(弧光发生点的温度是 19427 ℃)灼烧人员皮肤;强光刺伤眼睛;感电侵害 肌肉、神经;爆破压力(爆破点压力为 120kPa ,而人体能承受的最大压力为 7.5 kPa )造成人员的坠落及 碎片飞射;爆破音造成人员的耳膜、内脏震动损伤;毒气伤害人员呼吸系统。   电弧光发生时产生的大量气 体, 其压力波可造成盘体变形、 破碎; 电弧可使铜排气化的体积膨胀, 空气因高温而膨胀 (压力为 120kPa ) ; 爆破音造成盘内强烈震动,使固定元件松脱。高温可造成电缆在 100ms 内燃烧、及所有绝缘材料的燃烧, 造成铜排、 铝在 150ms 内燃烧熔毁气化, 并产生大量的浓黑有毒的烟气, 这些含有大量碳黑烟气将以 300M/s 迅速扩散至整段母线和开关柜,造成所有一次和二次设备表面的严重污染,使得绝缘电阻为零。       由于开关柜为刚性连接,结构紧凑,空间有限,使得任何方式的清理工作,都将是耗时,费力的。更 不用说受损设备的更换了。最为重要的是整段母线的停役,给全厂带来的经济损失将是无法估量的。同时 要想使设备的绝缘完全恢复到原来的水平几乎是不可能的。   以下为国外的资料介绍的各种燃弧时间下对设 备造成的损坏程度:       35 ms 没有显著的损坏,一般可以在检验绝缘电阻后投入使用       100ms 损坏较小,在开关柜再次投入运行以前需要进行清洁或可能的某些小的修理       500ms 设备损坏很严重,在现场的人员也受到严重的伤害,必须更换部分设备更换才可以再投入运行。   这里可能需要指出的是,电厂的厂用中压母线的短路水平,即使是 300MW 等级的电厂,也达近30KA- 40KA。 这对于母线或开关柜内的故障点来说, 任何延时的切除, 都将是不能容忍的。 按照 IEC62271-200 规定,开关柜承受内部燃弧时间仅为 100ms 。任何时间的延长,都将超出开关柜本身的设计承受极限。这 与开关的遮断容量完全不是一个概念。      

  必要性 3 :
  低压母线故障对变压器的冲击严重 据有关资料统计,一些地区的 110kV 及以上等级的变压器在遭受穿越故障电流冲击而直接导致损坏的 事故,约占全部事故的 50% 以上。与前几年相比呈大幅上升的趋势。特别是变压器低压侧出口(低压母线) 短路时形成的故障一般需要更换绕组, 严重时可能要更换全部绕组, 其后果和损失是何等的惨重。 按国 际规定,110KV及以上等级变压器的热稳定允许时间为2秒;动稳定时间为0.25秒,但实际上, 在低压侧出口短路故障,靠过流后备保护切除的动作时间往往在1-2秒以上,远远大于变压器的动稳定 时间。

  所以 ,可以说 ,目前保护配置的不完善 ,是造成变压器损坏的重要原因 .设备受损与否,或轻重与 否,关键是能否在第一时间将故障电流切除。 所以,弧光保护装置的必要性针对国内现有的厂用和配电中压母线保护配置的现状,非常有必要增设快速保护。国内一些专 家也一直强调装设专用中低压母线保护的重要性,用户也希望可以提供一种造价较低、原理简单、适用于 6 - 35KV 的母线保护,以最大限度减少母线故障对设备的损害,提高供电可靠性。专用母线电弧光保护不 仅动作速度快,可靠性高而且与其它专用母线保护相比有价格优势。 母线电弧光保护系统的可靠性 由于光电式电弧光保护系统测量的光和电是两个完全不同物理性质的参数,采用光信号,故障电流信 号双判据的动作原理决定了他的误动率要比系统中其他主保护(包括变压器、进线、馈线保护)误动概率 要小。 



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