10kV开关柜内部电弧故障的危害与保护

针对10 kV开关柜内部电弧故障危害性大,故障危害程度与电弧燃烧时间成正比的特点,为解决现有电流式保护、弧光保护和断路器切除电弧故障的动作时间长、方案复杂等问题,提出并研发了用于限制内部电弧燃烧时间的主动型电弧故障保护装置。当发生10 kV开关柜内部电弧故障时,该装置能在小于5 ms内控制熄弧单元主动将故障所在的10 kV母线进行三相金属性接地,从而熄灭故障电弧,同时该装置发出跳闸命令给进线断路器跳闸,将电源切除,隔离故障,避免了开关柜内部电弧故障造成的设备损坏,保障了现场工作人员的安全,实现了10 kV开关柜内部电弧故障的主动快速防护。     

基于弧光保护的中压开关柜母线保护装置应用技术研究

中压开关柜内部若出现短路电弧,将破坏柜体完整,并严重影响中压母线正常运行,是中压母线最常见的故障之一。通过ANSYS软件建立开关柜模型,对比分析不同时刻和位置下燃弧产生的压力效应及热效应。仿真结果表明在5ms内切除内部电弧故障,开关柜的内隔室最大压力下降到0.2MPa,柜壁温度不超过300K。设计了一种原理简单、检测故障时间短、抑制故障电弧动作可靠迅速的保护装置,通过内燃弧试验验证,该弧光保护装置可最大限度地保障弧光产生时工作人员的安全,避免开关设备和变压器的严重损坏。     

关联维数在故障电弧早期探测和保护中的应用

故障电弧在燃弧阶段会对开关柜造成严重的破坏.一系列实验研究表明,故障电弧的弧声产生可分成两个阶段:第1阶段有弧声产生,但没有燃弧现象;第2阶段既有弧声产生,又有燃弧现象.关联维数能有效量化表怔湮没在背景噪声中微弱弧声时间序列的变化情况,设定关联维数阈值,以第1阶段的弧声为早期表征信息,建立故障电弧早期预警系统;以第2阶段的弧声和弧光为综合判据建立故障电弧报警系统.通过试验验证,该保护系统能对避免故障电弧的产生起双重保护作用.     

新型弧光保护装置的设计

随着配电电网的发展,成套开关柜大量应用在中低压系统中。由于设备自身原因、运行环境等各种因素影响中低压母线弧光短路故障频发,对电网的供电可靠性以及操作人员的人身安全造成了极大的威胁。本文在分析中低压领域内部弧光故障产生机理的基础上设计了一种新型弧光保护系统,其组成包括超声检测模块、过电流检测模块、电弧光检测模块、逻辑处理模块及快速接地单元等。该装置不但能够实现在电弧故障发生之前发出警报信号提醒运行维护人员前来检修,还能够能在极短的时间(5ms)内将电弧故障转换为金属性短路从而熄灭故障电弧,最终再由上游断路器清除故障电流,极大地提高了中低压开关设备的可靠性。     

10kV开关柜电弧故障的主动防护实现

正10 k V开关柜电弧故障的传统解决方法,如电流式保护和弧光保护,存在着动作时间长、方案复杂等问题。应用了一种弧光保护系统,通过弧光检测和过电流检测双判据原理,缩短了从弧光故障到出口报警跳闸时间,为开关柜、母线和各     

一种用超快速接地开关对开关柜内部电弧故障保护的方法

为了解决目前因内部电弧故障影响整套开关柜退出运行的状况,提高供电可靠性,文中设计了一种开关柜内部电弧故障的保护方法。它是利用超快速接地开关快速接地来转移开关柜内部故障电弧电流,同时利用超快速接地开关在300 ms内完成合闸和分闸操作,熄灭电弧并减轻因电弧对柜内绝缘和元件的损坏,这样可以让开关柜母线上的断路器完成重合闸操作,恢复供电。这种设计可以在不改变现有断路器标准操作循环的基础上,极大地提高供电可靠性。     

电弧光保护系统在中低压开关柜保护中的应用

分析了故障电弧产生的原因及特性,以EagleEye电弧光保护系统为例介绍了电弧光保护系统的构成、工作原理及特点。在变电站开关柜内装设该保护系统后,降低了母线故障、馈线电缆接头故障等带来的设备损失,提高了中低压配电的安全可靠性。     

基于多信息融合的故障电弧保护系统的应用研究

在以故障电弧弧声、弧光、短路电流为表征信息的基础上,提出了一种新的电弧保护方案。以发生燃弧之前的弧声为判据,建立了故障电弧预警机制;以燃弧伴生信号弧光、短路电流为判据,建立了故障电弧的报警机制。实验表明,该系统可以对开关柜的故障电弧起到双重保护作用。     

配电开关柜短路燃弧故障检测与保护装置

设计了一种基于故障电流和弧光双重判据的开关柜短路燃弧故障检测与保护装置。装置采用硬件为主、软件为辅的方式来实现燃弧故障的检测,并且能在故障发生后输出相应的故障信息,有助于对故障点的定位,缩短故障排查时间;同时,在检测到故障发生后,将立即触发快速接地开关动作,快速阻断燃弧的发展,有助于提高开关柜的安全性和可靠性,具有较大的实用价值。     

开关柜内部故障电弧探测法的研究现状及趋势

鉴于故障电弧是电力系统开关柜内部的灾难性故障之一,综合分析了国内外对故障电弧探测方法的研究及应用现状,在对现有各种故障电弧探测方法进行介绍和分析,指出各种探测方法的技术特点、局限性和适用范围的基础上,提出了故障电弧的早期预测预警探测方法及故障电弧探测算法智能化的发展趋势。通过研究和提取故障电弧放电前伴随的早期弧声、弧光的特征信息,实时在线监测该特征弧声、弧光是否存在即可断定故障电弧是否将会发生,从而改变了目前故障电弧的事后被动检测。可实现基于特征弧声、弧光的早期预测预警防护机制,把故障消除在发生早期,降低和避免了故障电弧产生时对开关设备造成的损失。     

Analysis of Intermittent Arc Overvoitages in Low Resistance Grounded Systems

利用PSCAD/EMTDC软件建立了中性点经小电阻接地系统的仿真平台,使用接地电弧模型模拟间歇性电弧接地故障,并结合工频熄弧理论分析弧光过电压的产生情况.首先分析中性点不接地系统发生间歇性电弧接地故障时弧光过电压的情况,通过仿真证实这种接地方式容易发生弧光过电压;然后分析在中性点经小电阻接地系统中两种间歇性电弧接地故障引起过电压的情况.最后得出结论:中性点经小电阻接地方式可以较好地抑制间歇性弧光接地过电压的产生.     

第三代核电AP1000中压开关柜特点及快速灭弧装置的应用

正AP1000是第三代先进压水堆核电厂,该厂对设备的可靠性要求比较高,核岛中压开关柜的可靠性是整个核岛安全供电的基本保障。中压开关柜如果发生电弧故障可能会产生非常大的破坏作用,首先介绍了AP1000核岛中压开关柜的特点以及开关柜内产生电弧故障的原因,电弧故障的形成过程,以及常见的弧光保护措施。介绍了弧光保护在中压开关设备中的重要性,通过分析快速灭弧装置的工作原理以及结构特点,说明为了满足AP1000对中压开关柜高可靠性要     

小电阻接地系统间歇性弧光过电压分析

利用PSCAD/EMTDC软件建立了中性点经小电阻接地系统的仿真平台,使用接地电弧模型模拟间歇性电弧接地故障,并结合工频熄弧理论分析弧光过电压的产生情况。首先分析中性点不接地系统发生间歇性电弧接地故障时弧光过电压的情况,通过仿真证实这种接地方式容易发生弧光过电压;然后分析在中性点经小电阻接地系统中两种间歇性电弧接地故障引起过电压的情况。最后得出结论:中性点经小电阻接地方式可以较好地抑制间歇性弧光接地过电压的产生。     

中低压母线电弧光保护设计与应用

分析了中低压开关柜、母线装设电弧光保护的必要性,并结合PCS-9656电弧光保护装置介绍了电弧光保护装置的设计原理和关键技术以及电弧光保护的具体应用。试验及现场运行表明,电弧光保护装置可以快速准确地毫秒级切除母线和开关柜故障,保护母线和开关柜的安全。     

开关柜内部故障电弧切除方法与试验

为了避免开关柜内闪络电弧对电力设备造成的严重故障,提出了一种利用超强气体快速切除故障回路的方法,达到抑制建弧的目的。该方法在手车式开关柜母线与断路器之间设置开关导体,当柜内出现电弧时高速气流即刻从回路中断开开关导体,使故障设备迅速断电。通过MATLAB软件修改mayr电弧模型,建立气流耦合电弧数学模型,仿真结果显示幅值1.5 kA的交流电弧在2 ms内熄灭,之后没有出现重燃现象。气流测速试验表明气流速度越大,抑制电弧效果越好;用高速摄像机记录灭弧试验过程,10 kA的工频续流电弧从发展初期到完全熄灭时间为4 ms,达到了理想的抑制建弧效果。仿真与试验结果一致,验证了超强气体对于柜内建弧抑制的可靠性。     

电弧光保护系统及应用分析

指出了电弧光产生的因素及危害,以Rizner-EagleEye光电式电弧光保护为例介绍电弧光保护系统的组成及特点,结合实际工程应用分析了电弧光保护的动作逻辑及故障时保护的动作过程,提出了作为一种新型保护装置,电弧光保护原理简单、动作可靠且速度较快,可以很好地应用于35 kV及以下开关柜保护中。     

燃弧间隔对10 kV电缆线路的影响

弧光接地过电压严重危害10 kV输电线路,理论上弧光接地过电压幅值是额定值的3～3.5倍,实际中由于燃弧时间间隔和燃弧时间等因素过电压的幅值低于理论值,为了更好地分析电弧重燃与熄灭的过程,建立与实际情况更为吻合的电弧模型,对燃弧时间间隔对过电压和故障点电流的影响进行分析。通过建立准确的电弧模型分析电弧重燃的时机与过电压水平的关系,分析电弧的燃弧特性为预防弧光接地过电压提供理论依据。研究建立了Mary电弧模型,通过分析两次电弧燃弧时间间隔对弧光接地过电压和故障点电流的影响,发现两次燃弧时间间隔越长电弧产生的整体过电压水平越低,电弧重燃后的电流也会随着间隔的增加幅值不断降低。     

DPR360ARC弧光保护系统设计

针对当前国内中低压母线没有快速保护的现状,设计了目前国内第一套弧光保护系统DPR360ARC,该系统采用基于紫外传感器的弧光探头技术和基于FPGA的高速串行通信技术,实现了母线、开关柜的快速保护,从弧光发生到跳闸出口的时间控制在4 ms以内。DPR360ARC的应用有利于提高中低压输电线路的安全可靠性,为开关柜、母线和各种变流设备的弧光故障提供全面的保护,将对设备的损害和人员安全的威胁降至最低并确保电网平稳安全地恢复。     

配电网接地故障相主动降压消弧成套装置及其现场试验

中性点非有效接地配电网易发生间歇性弧光接地故障,产生过电压,危及人身设备安全,甚至引发电缆通道火灾。针对该问题,提出了接地故障相主动降压消弧控制原理与技术,研发了成套装置,通过灵活调控零序电压,控制故障点电压低于故障电弧重燃电压,强迫故障电弧自行熄灭,实现间歇性弧光接地故障的不停电消除,且有效抑制过电压。通过大量实验室测试、实际变电站实测与运行,验证了接地故障相主动降压消弧技术的正确性和可行性。     

DPR360ARC弧光保护系统设计

针对当前国内中低压母线没有快速保护的现状,设计了目前国内第一套弧光保护系统DPR360ARC,该系统采用基于紫外传感器的弧光探头技术和基于FPGA的高速串行通信技术,实现了母线、开关柜的快速保护,从弧光发生到跳闸出口的时间控制在4 ms以内.DPR360ARC的应用有利于提高中低压输电线路的安全可靠性,为开关柜、母线和各种变流设备的弧光故障提供全面的保护,将对设备的损害和人员安全的威胁降至最低并确保电网平稳安全地恢复.