基于弧光保护的二次变电所母线保护研究.pdf

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1、第11期总第221期农业科技与装备N0．1iTotalNo．2212012年11月AgriculturalScience&TechnologyandEquipmentNOV．2012基于弧光保护的二次变电所母线保护研究赵龙．田有文(沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳110866)摘要：针对现有的二次变电所由于开关柜弧光故障而导致的母线故障进行研究。分析弧光短路故障的特性，提出一种最新型的保护方案和相应的装置设计。阐述该装置的设计与工作原理，并设计了信道优化模块和弧光故障定位模块，从理论上解决了开光柜弧光短路故障问题，对于相应装置的开发和二次

2、变电所弧光故障的防治具有重大意义。关键词：短路故障；电流谐波；弧光；信道优化；故障定位；在线检测和保护中图分类号：TM591文献标识码：A文章编号：1674-1161(2012)11-0038-03随着我国电力系统的快速发展，中低压开关柜的1电弧故障特性分析应用数量越来越多，由开关柜的弧光短路而引发的二开关柜内部发生弧光短路故障时所产生的短路次变电所母线故障逐渐增多，由弧光短路而引起的严功率可达860MW，所产生的能量则与短路电流的重烧毁开关设备的事故时有发生，因外部短路电流冲平方值和电弧燃烧的时间成正比例；其他因素包括拒击而导致主变压器损坏

3、的事故也逐年增加。这些事故体的材料、几何尺寸等。中压开关柜在发生内部电弧如果处理不及时．有可能引发电网事故．造成灾难性故障的时候，电弧温度能高达20000℃，燃烧的由弧的后果。因此，必须研究能有效、迅速消除开关柜弧光迅速将周围的空气加热，引起气体的膨胀，并在开关故障的方法，以保障母线的安全运行。柜内部产生巨大的压力。甚至可能炸开开关柜的门或近年来，人们注意到电弧故障会有很多相应的弧导致配电房建筑物的天花板及墙倒塌。同时，高温高光效应(如电磁效应、声、热、光、压力等)，于是利用电压气体伴随电弧产生炽热非金属和金属颗粒从柜中弧的这些效应研制出各种

4、电弧故障检测和保护装置，溢出，严重的会造成人身伤亡，甚至还会引起火灾。发代替了传统的过流保护或零序过流保护动作，在一定生弧光故障时会有明亮的弧光。程度上解决了由于时间长而不能迅速动作的问题。利电弧燃烧产生的能量。主要是由短路电流的大小用电弧产生的热量而动作的继电器装置，如金属丝电和电弧燃烧的时间决定的。已有研究结果表明，开关弧继电器、阀式的电弧保护继电器；在开关柜不同的柜内部可承受的电弧燃烧时间为100ms。当发生电单元内放置压力传感系统，由相应的压力波触发来断弧故障时，在断路器动作跳闸切断故障之前，短路电开给故障供回路的继电器；利用电弧的电

5、磁特性做成弧一直都在燃烧．持续时间为保护动作时间和断路器保护装置，包括电弧接受天线、电弧接地保护、单向电跳闸时间之和。从开关柜方面来考虑，保护动作切除流电弧保护装置等。此外，还可利用一些特性的组合故障的时间应小于100ms．以防止弧光短路故障进信号来检查小电弧(弧光检查与保护系统)，使电弧消一步严重而造成更大的损失。失在初始阶段。一般的弧光故障发生原因是开关柜的进出线出自20世纪90年代以来，越来越多的国外电力系现了短路故障，从而导致电流迅速增大，进而产生弧统人士认识到了电弧的危害，在开关柜中采用上面的光。应用matlab软件对整个开关柜弧光

6、故障短路进一些保护方案，但是这些系统比较复杂且价格高，影行建模。并从时域和频域两方面进行分析，得出电流响了其推广和使用。本研究通过深入研究弧光故障特3次谐波增加明显的结果．可作为识别电弧的一个重性，在已有装置基础上进行改进．提出一种检测电流要依据。基于此理论基础设计出基于谐波检测和弧光谐波和电弧两个故障特性的保护装置设计。检测双判据的弧光保护系统，以达到弧光故障发生后对快速性和稳定性的要求，而且此设计实现起来比较容易。收稿日期：2012—09～20作者简介：赵龙(1988一)，男，硕士，从事地方电力系统及其2弧光保护装置设计自动化方面的研究。

7、由前面电弧故障特性的分析可知，电弧具有破坏2012年第11期赵龙等：基于弧光保护的二次变电所母线保护研究39性大等特点，因此对保护装置有以下几点要求：1)速动性。这一点是最为重要的，必须迅速地切除电弧故障，使开关柜损坏程度降到最低，所以电弧保护的动作时间越短越好，最长不能超过100ms。2)选择性。下级保护在动作时，上级保护不会动作。3)简单性。构造简单，容易制造，容易安装，维修方便。4)可靠图2电弧光保护系统结构设计原理图性。在其他无关的因素影响下不会误动作，在环境恶Figure2Designp~nci：eofstructureofarcl

8、ightpro~cfionsystem劣的状态下能稳定工作、可靠运行．有较强的抗干扰能力。分析单元上显示弧光探头的地址编号．有利于及时检考虑到上述条件和要求．本装置