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Light-eye 弧光保护系统

Light-eye 弧光保护系统

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一、概述

       在我国,中、低压母线短路故障中,重点设备和人员伤害主要有电弧光引起,然而,我国的大多数中低压母线没有设置快速母线保护,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,动作速度慢,往往会延长故障切除时间,从而进一步扩大设备损坏程度,甚至会引起“火烧连营”的恶性事故,冲击变压器一次运行,影响整个电网的安全运行。

       Light-Eye 弧光保护系统是我公司根据国内实际情况,吸收国外电弧光保护的特点,与华北电力大学、河北大学等高校合作,针对电力系统电弧光保护而设
计,隆重推出的一款具独特的创新技术、具有广泛实用性的新型电弧光保护系统。

二、电弧光产生的原因

       引起开关柜弧光短路故障的原因很多,一般分为以下五类:
       1)绝缘故障 主要是柜中绝缘材料爬距不足,未满足加强绝缘要求,在脏污环境,天气潮湿下发生绝缘故障。另外,由于绝缘材料材质缺陷,运行年限较长的开关柜,在强电磁场作用下绝缘老化,也可能造成绝缘损坏而导致故障。
    2)载流回路不良 由于一些接头截面不够,紧固螺栓松动,手车柜触头接触不良,在大电流流过时引起发热,冒火进而引起相间,相对地击穿等等。
    3)外来物体的进入 如小动物(老鼠等)进入开关柜内部,或维修人员在工作完成后将工具遗留在开关柜内。
    4)认为操作错误 如走错间隔,误操作,未对工作区域进行接地,未对工作区域进行验电等。
    5)系统方面的原因 如系统容量增大,接地方式改变,电缆应用增多,保护及自控装置配置不当,系统谐振过电压等。

三、Light-eye的保护原理

       弧光保护系统判断弧光故障产生的两个物理量:弧光和电流。经研究,弧光在发生的初期是跳跃式增大的,导致电流也是跳跃式的增大,所以弧光保护的跳闸判据为“弧光和电流增量”,且同时出现。

四、Light-eye的产品优势

       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保证动作的准确性。

       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,保证了弧光保护系统的整体稳定性和动作的可靠性。

       5、故障信息记录全面
       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。

五、Light-eye 弧光保护系统组成

       Light-Eye System 弧光保护系统主要由主控单元、弧光单元和弧光传感器组成,为了适应现场的应用需求,减少故障影响面,分为了母线型弧光保护系统和馈线型弧光保护系统。

       1、主控单元:
       主控单元是母线型弧光保护系统的核心。它检测分析故障信号、接收分析采集单元的弧光故障信号,并对两种信号进行综合分析判断。在满足跳闸条件时,发出跳闸指令以切除故障。主控单元一般安装在进线柜或紧邻进线柜的开关柜的二次控制门板上。主要接口如下:
       1)3 个弧光信号检测接口,主要用于接收来自弧光采集单元的弧光故障信号;一个弧光信号输出口,主要用于弧光故障信号输出,用于内部连接。
       2)3 个数据通讯接口,其中一个用于输入数据,其他的用于输出数据。
       3)4 路快速跳闸输出接口,符合 IEC255-23 继电器标准。
       5)2 路报警出口,其中一路为装置故障出口。
       5)电流输入,用于判断故障电流。

       2、采集单元:
       弧光采集单元与主控单元配合使用,是弧光保护系统的重要组成部分,主要用于采集故障弧光,并将判断后的结果通过光信号传递给主控单元。单个弧光采集单元可以安装 8 个弧光探头,根据系统的大小可以任意增减弧光采集单元的数量。弧光采集单元通常安装在选定的开关柜内中,选择的原则是保证该单元相关光纤用量尽量少。主要接口如下:
       1)8 路故障弧光传感器输入接口。
       2) 8 路报警继电器输出,与上述的故障弧光传感器接口一一对应。
       3) 1 路标准 RS485 通讯接口,用于上传数据给主控单元。
       4) 1 路跳闸输入接口(光纤接口)
       5) 1 路跳闸输出接口(光纤接口)
       6)电源接口: 支持 AC/DC220V 和 DC110V

       3、弧光传感器
       本传感器是无源的弧光探测传感器, 通过光纤与主控单元或采集单元连接,安全系数超高。它的作用是将故障弧光传给主控单元或采集单元。它主要由光纤接口、安装底座、卡箍、和采光体组成。

六、Light-eye 弧光保护系统的主要应用领域

       1、电力变电站
       2、火电厂电气段开关柜母线室及馈线柜
       3、风电场升压站集电线路开关柜
       4、箱式变电站
       5、铝镁行业大型直流整流柜
       6、铁路供配电系统

 

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