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二次变电站中低压开关柜弧光故障分析的研究 　　摘要：二次变电站之中为了可以有效的检测到二次变电站之中发生电弧光短路之时的主要原因，可以快速的识别故障的发生。对此本文进行相应的探讨。 　　关键词：二次变电站；低压开关柜；弧光故障 　　中图分类号：TM411文献标识码： A 　　引言 　　在电力系统众多的电器设备中，开关柜是应用最多的，同时也是事故频发的设备。开关柜内部的燃弧短路故障是配电系统中危害非常严重的故障，通常由于没有及时清除短路故障，从而造成了极其严重的危害，比如造成发电厂的用电瓦解、重要用户停电，更严重的还会导致多组开关同时烧坏的事故等。近年来由于母线故障，巨大的短路电流冲击造成主变损坏也常见诸报端，这些事故均造成重大的经济财产损失，有的甚至造成重大人身伤亡事故。 　　1、国内外对弧光保护系统的研究与应用 　　国外针对于燃弧故障的研究开始于上世纪90年代，目前常用的保护系统主要有：（1）芬兰UTU集团推出的FALCON弧光保护系统。它具有10路弧光保护检测单元及3路电流检测单元，可连接24个扩展单元，具有4路电子继电器、6路机械继电器，并可实现通信；（2）ABB公司推出的REA101、103、105、107系列的弧光保护系统，它具有单独的弧光检测与弧光检测配合过流检测两种保护方案可选择，ERA101为主单元，也可组合其他保护单元扩展运用，采用高速固态出口继电器，动作时间小于2.5ms；（3）芬兰的VAASA公司推出的VAMP系列的弧光保护系统，其中主控单元可连接10个弧光检测单元，3路电流信号输入，4路机械继电器，2路报警输出等。弧光检测单元包括10路弧光检测电路，1路温度信号检测，1路便携弧光线路。总的反应时间为5～7ms。 　　国内弧光检测的研究起步较晚，但也有部分产品推出，目前国内主要弧光检测系统产品主要有：（1）南京弘毅电气自动化公司推出的DPR360ARC弧光保护系统，系统主要包括主控单元、电流检测单元、弧光扩展器、弧光检测单元。采用过流检测与弧光检测双重判据，保护时间小于4ms。（2）保定瑞高公司推出的RG-ALP只能对电弧光保护的系统，动作时间小于7ms。（3）福州天宇电气股份有限公司自主研发的弧光故障保护装置，主要由主控单元、三相电流检测单元和弧光检测单元组成，弧光检测单元是可扩展单元，最多可以检测24路弧光，经过弧光和和过流双重判据，配合其公司自主研发的AAF-300快速灭弧开关同时使用，整体保护时间≤5ms。 　　2、弧光故障保护装置配合快速灭弧开关对中、低压开关柜的保护 　　弧光故障保护装置在中、低压开关柜中的应用。在中、低压开关柜中发生弧光短路故障时，弧光故障保护装置在2ms内能可靠的检测到故障弧光及故障电流信号并发出指令，快速灭弧开关本体收到动作指令后在3ms内动作，熄灭电弧（电弧故障出现后5ms内熄灭电弧）。 　　通过快速灭弧开关，能实现电弧故障的主动快速防护，是目前开关设备内部电弧故障的最佳解决方案。快速灭弧开关在开关柜系统发生电弧故障时，立即将本开关柜的三相回路短接并接地，有效保护运行检修人员及开关设备系统。 　　弧光故障保护装置通过持续监测保护范围内的系统电流和弧光信号，迅速可靠的判断是否有电弧故障发生。如果装置判断电弧故障已经发生，弧光故障保护装置将立即触发快速灭弧开关本体，实现系统三相金属性短接接地。 　　三相金属性接地短路阻抗远远低于电弧故障点的弧阻，大部分故障电流将流向快速灭弧开关本体形成的短路点，故障点的弧压急剧降低，电弧无法持续而立即熄灭。最后，通过上级断路器开断来切除快速灭弧开关处的短路故障电流。 　　3、电弧光保护在运行中暴露的问题和措施建议 　　电弧光保护在近几年的运行应用中主要暴露出了以下问题： 　　3.1、电弧光保护动作可靠性不足，在某110kV变电站发生一起10kV开关柜在热备用运行方式下电弧光装置发跳闸出口信号，由于当时该站为试运行，跳闸压板在退出状态而没有造成设备停电。建议措施：一是为以防止误动。电弧光保护的电流判别元件采用三相电流检测方式，整定值应按躲过该主变实际最大负荷电流整定，过流整定值应按1.1―1.3In整定。二是电弧光保护只在35kV、10kV母线分列运行时投入，母线并列运行时将出口跳闸连接片切出。 　　3.2、部分电弧光保护设备厂家采用固态继电器接点来提高动作出口速度，这中间包括采用可控硅、CMOS管等，但此方法不符合反措要求，在选用电弧光保护时不建议采用固态继电器出口跳闸方式。 　　3.3、部分电弧光保护报警方式只有串行485接口报警方式，无硬接点报警方式，在现场使用采用此类型产品时，需注意485接口与变电站综自系统的接入和调试。 　　3.4、部分电弧保护的弧光监测装置，在监测到弧光动作后其开出的动作接