
目前弧光保护原理采用电流突变和电弧光判据实现弧光保护,对于故障发生在开关柜CT安装以下部分还是以上部分无法区分,考虑到CT安装以下部分可由馈出单元保护实现快速保护,基于选择性考虑一般不配置弧光监测点,但开关室、电缆室往往是故障容易发生部位,存在保护配置死区。针对这种情况,本系统为一种采用新原理的电弧光保护,区分开关柜内部故障发生部位选择性跳闸,实现开关柜内部故障的快速保护。
开关柜内部故障快速保护作为中低压开关柜保护,动作速度快,可区分故障发生部位,若故障发生在断路器以下部位,由本开关断路器跳闸切除故障,若故障发生在断路器以上部位,切除母线电源点开关实现故障隔离,对开关柜各单元室的故障清除时间可控制在短时间内。在发生弧光故障,柜内压力和温度急剧增加以前,保护系统就可以发出跳闸指令切除系统的短路电流,将设备损坏及人员伤害的损失减小,保护昂贵的主变压器或厂用变压器免受巨大的短路电流冲击而损坏,防止波及站用直流系统,避免事故扩大而造成的经济损失。保护系统可以确保操作人员,将故障损失降低,为快速处理故障,恢复供电创造了条件。系统发生弧光故障后,依靠弧光保护系统正确动作后的设备,经过检修即可再次投入使用,可减少设备的损失。弧光保护具有价格低、速度快、原理简单等特点,整个系统安装简单,施工方便,是实现中低压母线馈线保护的解决方案。
微机综合保护装置是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种经济型保护;针对配网终端高压配电室量身定做,以三段式无方向电流保护为核心,配备电网参数的监视及采集功能,可省掉传统的电流表、电压表、功率表、频率表、电度表等,并可通过通讯口将测量数据及保护信息远传上位机,方便实现配网自动化。
那么微机型保护装置具体有哪些主要功能呢?
1、有自检能力,维护调试起来方便;
2、装置程序具有自适应性,可按系统运行状态自动改变整定值和特性;
3、可存取的存储器,有利于事故后分析;
4、在现场可灵活地改变继电器的特性;
5、可扩展性强,可以增加硬件的功能,可以使保护性能得到更大的改进;
6、具有较高的运算和大容量的存储能力;
7、可与计算机交换信息;
8、可在低功率传变机构内工作;
9、具有极强的综合分析和判断能力,可实现常规模拟保护很难做到的自动纠错,即自动识别和排除干扰,防止由于干扰而造成的误动作,并具有自诊断能力。
电能质量在线监测系统过电压抑制装置,采用大容量过电压抑制元件,能够有效平缓过电压上升前沿,抑制、过滤直至消除电压尖峰,并能够耐受过电压产生的超大能量。能够很大程度降低残压值,消除系统过电压时所产生的大量能量,抑制系统过电压,有效了装置的自身。该元件采用特制动态高能氧化锌功率电阻,与消弧装置的保护特性相匹配,并且采用了特有的技术,可同时消除系统中的谐振过电压、断线过电压等,消除系统过电压的死区。
过电压抑制装置正常运行时,柜内智能微机控制器实时不间断的检测PT提供的二次电压信号,一旦系统发生PT断线、谐振、金属接地、弧光接地等现象。电能质量在线监测利用DSP高速、重复的数据处理能力,分析、判断,及时准确的确定系统的故障类型,执行相应的器件动作,并显示故障类型,输出相应的开关量接点信号,用于报警。装置将微机技术用于电网消谐,利用计算机快速、准确的数据处理能力实现傅立叶分析,其选频准确。
通过对PT三相电压及开口三角电压的采集,对电网谐振时的频率成分能快速分析、准确判断。如果电能质量在线监测系统发生谐振,根据不同频率,控制器发出不同的指令使消谐电路投入,实现快速消除谐振,装置能够存储记录故障状态时的各种技术参数,便于事故分析,可广泛适用于发电厂、变电站及钢铁、煤炭、石油化工等大型厂矿企业的电力系统。
1、截流过电压 真空断路器在开断交流小电流时,由于灭弧室本身的原因,当电流从峰值下降未到达自然零点时,电弧熄灭,电流被突然中断,电感负载上的剩余电磁能量就会产生过电压,我们称之为截流过电压。截流过电压并非真空断路器所独有,其它介质的断路器都有发生,只不过真空断路器更容易发生,尤其是在开断小电感电流时,截流值及其过电流倍数会更高,可能会对电力系统,尤其是高压电器带来危害。
2、多次重燃过电压真空断路器在开断较大的感性电流(如电动机启动电流等)时,即使截流过电压不成问题,也常常发生过电压危害,击穿电机匝间绝缘,这主要是由于真空断路器多次重燃产生的过电压引起的,称之为多次重燃过电压。要发生多次重燃过电压具备许多条件,因此发生的概率很小,但是一旦发生,其危害却不可低估,因此应采取防范措施。
3、容载过电压 真空断路器在开断容性负载方面比其它类型的断路器有较好性能,但是在投切电力电容器组时,由于真空断路器间隙弧后介质恢复强度不够稳定和直流耐压水平降低,可能发生击穿,从而出现过电压。
弧光保护是指电力系统会因各种短路原因产生电弧。 电弧将以 300m/s 的速度爆炸,破坏途中的任何材料。 为了将弧光的危害降低,快速地切断弧光,在发生电弧故障时保护操作者免受伤害,降低财产损失,用以快速检测弧光并断开弧光的微机型保护装置简称弧光保护 。
电弧是放电过程中发生的一种现象,当两点间的电压超过工频绝缘强度的极限时就会发生。 当合适的条件出现时,会产生等离子携带电流,直到电源侧的保护装置断开后才会消失。 空气在正常情况下是良好的绝缘体,但由于温度升高或其他外部因素,当其化学和物理性质发生变化时,它可能成为带电导体。
只要两端电压提供的能量足以补偿热损失并保持适当的温度条件,电弧就会继续发生。 如果电弧被拉伸和冷却,维持它的条件就会丢失和熄灭。 同样,如果电路的两相短路,也会产生电弧。 短路是不同电压的两个导体之间的低阻抗连接,以形成低阻抗导体。 (例如,金属工具忘记在柜体的母线上,接线错误或动物闯入柜体等等这些都可能导致短路)一旦形成短路,就会造成很大的短路电流值, 这取决于电路的特性。
电能质量分析仪自动校准主要涉及三方面技术:虚拟仪器技术、总线技术以及可编程仪器标准命令。(1)虚拟仪器技术:虚拟仪器技术利用高性能的模块化硬件,结合灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。美国NI公司首先提出虚拟仪器的概念,自20世纪90年代以来,NI公司已先后研制出支持多种总线系统的虚拟仪器,尤其是该公司推出的LabVIEW,通过图形化软件程序流程图来编程实现虚拟仪器的测量、测试功能;(2)自动校准系统通信的关键是总线技术,用于仪器测量的常用总线主要包括:GPIB(General Purpose Interface Bus,通用接口总线)、LAN(LocalArea Network,局域网)、串口总线(RS-232、RS-422、RS-485)等;(3)可编程仪器标准命令(Standard Commands for Programmable Instruments,SCPI):SCPI是一套标准命令集的规范,和硬件无关,无论是基于GPIB、LAN还是串口的任何仪器都可以使用符合SCPI标准的命令集。SCPI的语句以ASCⅡ文本的方式存在,可以加入到任何计算机测试编程语言之中,例如BASIC、C或C++;也可以用于如LabVIEW、LabWindows/CVI这样的测试程序开发环境。
开关柜在线监测系统优势:1、局放高频传感器安装与一次设备无任何电气接触,不会产生爬电现象,影响一次设备的绝缘。2、装置设计有背景噪音检测通道和噪音传感器,可抗现场复杂的电磁干扰环境,杜绝误报事故的发生。3、装置采用并行同步采样方式,同主机全部通道采样的同步和背景噪音参考同步性,提高了采样速度和局放信号的甄别高可靠性。4、装置设计固化了1000条局放数据库和500条噪音数据库,为现场实时监测数据提供了丰富的比对数据库,使系统报警准确率达到98%以上。5、装置设计有局放信号幅值监测、信号可信度监测、信号密度监测三大判定算法,做到局放发展趋势预判。6、无源无线传感器采用高精度的总线传感器,取电及安装方便,不会安装改变一次设备的绝缘。
在我国35KV及以下电力系统中,一般未装设快速母线保护,而只是采用了简单的消弧装置和变压器后备保护。这些保护智能化较低,反应速度慢,往往会延误故障切除时间,从而烧毁开关设备,甚至会引起重大恶性事故,影响整个电网的运行,造成严重经济损失。而且,大多事故发生都有工作人员在场,直接危及人身生命。
因此,在电弧光产生瞬间,怎样快速切断故障电流已成为有关部门关注的焦点。智能弧光保护装置的出现,解决了这一问题。而国内的EAP智能弧光保护装置是在国外的技术基础上进行整合研发的。其优势如下:
1、动作迅速可靠:
采用了可靠的快速算法,可以在短时间内判断弧光变化信号和电流变化信号并迅速出口,从发现故障到出口跳闸时间间隔优于7ms,确保开关柜内设备的弧光在100ms以内切除。
2、全数字化设计:
本装置采用全数字化设计,配置灵活,动作精度高,而且排除了由于旋钮或其他机械设计导致的误差隐患。
3、保护原理简单、合理
根据弧光产生时的特点,装置采用弧光和电流双重判据,判据简单且可以有效的动作的准确性。
4、强大的电气性能:
故障弧光探头、连接线全部采用耐高温、阻燃的高分子材料,具有超强的电气隔离效果。装置完全满足EMC的标准,弧光保护系统的整体稳定性和动作的可靠性。
5、故障信息记录
在故障弧光发生并引起装置跳闸后,主控单元或馈线保护单元可以准确的记录是哪个弧光探头检测到了故障弧光,且可以详细记录动作时刻的三相电流值以及动作时刻的故障弧光光强。
6、多种辅助保护功能
主控单元不但有弧光保护,还有过流保护,接地保护、断路器失灵等辅助保护,这些保护是弧光保护的合理配置和有效补充。