《基于智能变电站户内中低压开关柜电弧光击穿保护系统应用》

中、低压母线发生短路故障时,所产生的电弧光对设备及人员会造成极大的伤害。但是在国内中低压母线系统中一般不配置专用的快速母线保护,而是依赖上一级变压器的后备保护切除母线短路故障,这样导致了故障切除时间的延长,加大了设备的损伤程度,破坏严重时可能造成事故进一步扩大,威胁到系统的稳定运行。

基于智能变电站的户内中低压开关柜电弧光击穿保护系统采用弧光检测和过电流检测双判据原理,保护动作速度快、可靠性高。弧光保护系统综合弧光保护和高速通信网络技术,吸收弧光保护、失灵保护、电流保护的特点,是一种基于选择性的快速保护装置系统。

基于智能变电站的户内中低压开关柜电弧光击穿保护系统作为中低压母线及开关柜开关室、电缆室的主保护,可以全面保护母线及开关,做到整个系统无保护死区,同时采用了保护选择性技术,实现馈线中置柜的电缆室、开关室、母线室等不同位置发生弧光故障时的选择性跳闸,避免停电范围的扩大化,缩小停电范围,避免不必要的设备损毁和人身安全事故。

该系统跳闸回路采用了多路快速继电器及常规继电器,可供用户选择。选用快速继电器出口跳闸时间小于4ms,选用常规继电器出口跳闸时间小于8ms,快于传统的母线保护,对开关柜的内部弧光故障总切除时间可以控制在100ms以内。

本保护系统为快速处理故障,恢复供电创造了条件,并且具有安装简单,施工方便、动作速度快等特点,装置安装不对原有保护改动或更换,相比开关柜或变压器烧毁的损失,该装置成本很小。当发生弧光故障时,可以快速切除,减少了弧光燃烧带来的爆炸等危害,保护了昂贵的主变压器等设备,并可以实现快速恢复供电。按一年避免1次开关柜爆炸计算:更换1台开关柜需38万元(含施工费),施工工期为4天,能多供电量60万千瓦时,约36万元,每安装应用一套一年新增产值74万元。

该项目取实用新型专利授权4项,发表论文1篇。该项目在电力系统变电站中推广应用29套,每年能为电力系统节带来2146万无的值,截止2018的年底共为电力系统新增产值3260万元,具有良好的经济效益,同时也带来了良好的社会效益。

成果说明

该项目方案对开关柜各单元室的故障清除时间可控制在最短时间内,试运行一来,系统运行稳定可靠。保护具有价格低、安装简单,施工方便、速度快、原理简单等特点。 弧光保护系统可以在4ms内切除弧光故障,避免了弧光燃烧产生高温,导致电缆熔毁,电缆护套着火,空气过热膨胀产生巨大压力,使设备变形、破碎、爆炸等危害;减少了危害扩大造成整个机组烧毁、影响整个供电系统的正常工作等。同时,也确保了操作人员安全,将故障损失降至最低。 系统为快速处理故障、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

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