浅析VAMP221新型电弧光母线保护

2014-04-29刘军

中国电子商情 2014年7期

关键词：弧光过流开关柜

刘军

引言：分析了现有的中低压母线保护存在的问题，引进了一种新型的VAMP221电弧光母线保护装置，并分析了VAMP221新型电弧光母线保护原理、结构及特点。

一、现有的中低压母线保护存在的问题

（一）变压器后备过流保护

目前国内应用最广泛的中低压母线保护方案由于考虑到与馈线和母线分段开关的配合，保护跳闸时间一般整定为1.0-1.4秒，有的甚至更长，达2.0秒以上。这一动作速度很显然是远远不能满足快速切除中低压母线故障要求的。

（二）馈线过流保护闭锁变压器过流保护

利用馈线过流元件闭锁变压器过流保护的保护方案，与变压器后备过流保护方案相比其动作速度有了一定的提高，典型动作时间仍为300-400ms。但对于要求100ms以内切除故障显然也是不能满足要求。

（三）采用环流原理的高阻抗母线保护

采用的专用电流差动中压母线保护方案，保护动作时间为35-60ms。考虑到开关的分闸时间，这一动作速度对要求100ms以内切除故障来说也嫌慢。采用这种方案的接线复杂，对CT的要求高，安装在有很多出线的6-35kV母线上有很多困难，也很不经济。此外，由于其保护范围由于受到CT安装位置的限制，不能保护到发生故障几率较高的电缆室电缆接头处的故障。因此也不适合中压母线保护应用。

从实际应用情况来看，现有的保护方式显然不能满足快速切除母线故障或保护覆盖范围要求的，因此，在中低压母线和开关柜需要装设一种快速的VAMP221新型电弧光母线保护是必要的，也是迫切的。

二、VAMP221新型电弧光母线保护系统

（一）VAMP221 电弧光保护原理

电弧光保护原理主要动作依据为故障产生的两个不同特点：弧光及电流增量。当同时检测到弧光和电流增量时发出跳闸命令。也就是说，当系统发生故障时，弧光传感器将弧光信号转化为电信号，通过I/O辅助单元传给主单元，主单元再通过检测电流信号并且达到启动值，即发出跳闸信号。保护原理见图1所示

（二）VAMP221电弧光保护系统结构

VAMP221电弧光保护系统结构如图2 所示，其主要部件组成如下。

（1）主单元

主单元包含有电流检测和开关失灵保护，它通过检测短路电流和来自弧光传感器的动作信息，并对收集的数据进行处理、判断，发出跳闸信号以切除故障。该系统在同时检测到弧光和过流时发出跳闸指令。在进线开关未能动作切除故障时，它将启动开关失灵保护逻辑，发出跳闸指令给上级开关切除故障。此外，主单元根据辅助单元传送来的弧光传感器的动作信息和温度传感器测量的温度，提供弧光故障点的定位和温度报警信息，以实现有选择性的切除母线故障。

（2）辅助单元

辅助单元安装在开关柜中，当系统发生弧光故障时，辅助单元收集来自弧光传感器的动作信息并传送给主单元，在主单元上显示辅助单元和弧光传感器的地址编号，有利于及时检修和排除故障。

（3）弧光传感器

弧光传感器安装在开关柜各间隔室中，可实现对由简单到各种复杂接线中、低压开关柜提供有选择性的保护。弧光传感器作为光感应元件，将检测在发生弧光故障时突然增加的光强，并将光信号转换成电流信号传送给辅助单元

（4）便携式弧光传感器

其功能和性能与前述弧光传感器相同，差别只是它可以在连接电缆允许的范围内随意移动。它可以临时连接到辅助单元上，通过安置在离工作地点较近的地方（比如挂在胸前口袋上）用于增强运行操作人员在带电维修开关时的安全性。

（5）温度传感器

温度传感器可用于监视开关柜内部的关键部件（比如母线接头）的温度，在超过其整定值时主单元可发出报警信号。

（三）VAMP221电弧光保护系统的特点

（1）动作可靠：采用检测弧光和过流双判据原理。

（2）高速动作：保护动作时间小于1ms，包括开关分闸的总故障切除时间可保证在100ms以内。

（3）配置灵活：通过弧光传感器实现对保护分区的覆盖。