電力和工業(yè)系統(tǒng)中的6-35KV中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備是一種數(shù)量大、事故范圍廣的開(kāi)關(guān)設(shè)備。根據(jù)《高壓開(kāi)關(guān)技術(shù)通訊》，某年全電力系統(tǒng)燒毀機(jī)柜200多臺(tái)。開(kāi)關(guān)設(shè)備的電弧短路故障往往因不及時(shí)清除而發(fā)展為中壓母線故障，其危害非常嚴(yán)重，如電廠廠用電崩潰、重要用戶停電、更嚴(yán)重的“燒合運(yùn)行”事故等。近年來(lái)，由于母線故障造成的巨大短路電流沖擊而損壞主變壓器的情況屢見(jiàn)不鮮，這些事故都造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，有的甚至造成人身傷亡事故。導(dǎo)致中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備故障的因素很多，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、制造質(zhì)量差、絕緣老化和機(jī)械磨損、運(yùn)行閾值差(高溫、潮濕、污染、化學(xué)腐蝕)、用戶維護(hù)和操作不當(dāng)、外力(小動(dòng)物進(jìn)入、開(kāi)關(guān)設(shè)備中缺少物體)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化(系統(tǒng)容量增加和電纜應(yīng)用)。因此，開(kāi)關(guān)柜電弧短路造成中壓母線故障的概率也很高。由于母線故障未及時(shí)排除，故障發(fā)展擴(kuò)大，較終造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。中壓開(kāi)關(guān)柜經(jīng)過(guò)近十年的整改和完善，事故率有所下降。但是現(xiàn)在為什么還是有那么多開(kāi)關(guān)柜因?yàn)楦鞣N原因電弧短路燒毀，甚至造成中壓母線故障，遭受嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失？較根本的原因是開(kāi)關(guān)柜本身承受電弧短路故障的能力有限，如加強(qiáng)絕緣、密封隔離各單元室、設(shè)置釋放板和泄壓通道等。它們只是被動(dòng)保護(hù)，而不是采取主動(dòng)保護(hù)措施快速清除故障，使故障得到發(fā)展和擴(kuò)大。本帖子的目的是希望大家能夠認(rèn)識(shí)到開(kāi)關(guān)柜電弧短路故障的嚴(yán)重性和中壓母線故障的危害，但是目前的中壓母線保護(hù)方案已經(jīng)不能滿足快速清除母線故障的要求，迫切需要安裝專門的中壓母線保護(hù)。此外，向用戶推薦一種新的專用中壓母線保護(hù)方案——弧光中低壓母線保護(hù)系統(tǒng)。

問(wèn)題1:現(xiàn)有開(kāi)關(guān)柜能容忍的內(nèi)弧時(shí)間是多少？在討論開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部電弧短路故障時(shí)，必須提到開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部電弧時(shí)間指標(biāo)。在IEC298，規(guī)定的內(nèi)部電弧時(shí)間是100ms，目前市場(chǎng)上的開(kāi)關(guān)柜基本都是按照IEC298標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，其內(nèi)部電弧耐受時(shí)間是100 ms，也就是說(shuō)開(kāi)關(guān)柜所能承受的燃弧時(shí)間，也就是保護(hù)動(dòng)作和斷路器故障切除時(shí)間之和，應(yīng)該小于100 ms才能達(dá)到保護(hù)炕柜的目的，因?yàn)楣收隙搪冯娀】偸窃跀嗦菲鲃?dòng)作之前燃弧。以下是外資料介紹的各種電弧時(shí)間對(duì)設(shè)備的損壞程度：-35ms:無(wú)明顯損壞，檢查絕緣電阻后即可投入使用。-100ms:損壞較小，需要清洗或可能稍加修理后，開(kāi)關(guān)柜才能再次投入運(yùn)行。-500ms:設(shè)備損壞嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)人員也受重傷，必須更換部分設(shè)備才能重新投入運(yùn)行。當(dāng)然，如果加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)，可以增加開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部耐弧時(shí)間。在外，如果需要內(nèi)部電弧時(shí)間指標(biāo)較高的開(kāi)關(guān)柜，需要用戶和廠家協(xié)商，必然會(huì)增加開(kāi)關(guān)柜的生產(chǎn)成本。根據(jù)外某配電網(wǎng)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，如果將內(nèi)部耐弧時(shí)間提高到200ms，生產(chǎn)成本將增加10%；如果需要一秒鐘，生產(chǎn)成本會(huì)增加100。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

問(wèn)題2:現(xiàn)有中壓母線保護(hù)方案能否滿足開(kāi)關(guān)柜快速切除電弧短路故障的要求？目前可用的中壓母線保護(hù)方案有：(1)干式變壓器后備過(guò)流保護(hù)方案。這是目前內(nèi)應(yīng)用較廣泛的中壓母線保護(hù)方案。保護(hù)的跳閘時(shí)間通常設(shè)置為1.2-1.4秒，有些甚至更長(zhǎng)，達(dá)到2.0秒以上。顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足中壓母線故障快速切除的要求。(2)饋線閉鎖干式變壓器過(guò)流保護(hù)方案。近年來(lái)，微機(jī)過(guò)流保護(hù)已廣泛應(yīng)用于中壓饋線，外提出了一種利用饋線過(guò)流元件阻斷干式變壓器過(guò)流保護(hù)的所謂過(guò)流阻斷中壓母線保護(hù)方案。該保護(hù)方案的動(dòng)作時(shí)間一般為300-400毫秒，不能滿足100毫秒內(nèi)切除中壓母線故障的要求。(3)基于環(huán)流原理的高阻抗母線保護(hù)方案。這是一種特殊的電流差動(dòng)母線保護(hù)方案，在外的一些重要項(xiàng)目中有時(shí)會(huì)采用。動(dòng)作時(shí)間一般為3560 ms，比以上兩種方案都快。此外，斷路器的跳閘時(shí)間為3560 ms，在某些場(chǎng)合下勉強(qiáng)能滿足動(dòng)作速度的要求，但裕度肯定不夠。該保護(hù)方案接線復(fù)雜，對(duì)CT要求高。安裝在6-35KV母線上，難度大，不經(jīng)濟(jì)。另外，由于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的故障大多發(fā)生在電纜室內(nèi)，本方案的保護(hù)范圍受到CT安裝位置的限制，因此電纜室內(nèi)的故障無(wú)法得到保護(hù)。因?yàn)樗贿m合中壓母線保護(hù)應(yīng)用。從以上兩個(gè)問(wèn)題的討論中，我們可以得出為什么，盡管對(duì)開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)采取了加強(qiáng)措施，但許多開(kāi)關(guān)柜由于電弧短路故障而嚴(yán)重?fù)p壞，這是由于開(kāi)關(guān)柜承受電弧的能力有限，缺乏特殊的高速中壓母線保護(hù)造成的。近年來(lái)，隨著工業(yè)，內(nèi)電力的快速發(fā)展，中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的應(yīng)用數(shù)量越來(lái)越多，由開(kāi)關(guān)設(shè)備電弧短路故障引起的中壓母線故障也越來(lái)越多；另一方面，用戶對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高，內(nèi)一些專家一直強(qiáng)調(diào)安裝專用中低壓母線保護(hù)的重要性。用戶還希望提供一種成本低、原理簡(jiǎn)單、適用于6-35KV的母線保護(hù)，以較大限度地減少母線故障對(duì)設(shè)備的損害，提高供電的可靠性。

問(wèn)題3:有沒(méi)有原理簡(jiǎn)單，適用于中低壓母線的特殊保護(hù)系統(tǒng)？20世紀(jì)90年代初，外開(kāi)始研究電弧故障的現(xiàn)象、機(jī)理和危害，并研究了各種保護(hù)措施和方案。我們推薦的專用中低壓母線保護(hù)——弧光母線保護(hù)就是這些研究成果的綜合體現(xiàn)，是目前較為理想和成熟的中低壓母線保護(hù)解決方案。是從外引進(jìn)的系統(tǒng)。目前，近2000套弧光保護(hù)系統(tǒng)正在使用中

廠、變電站以及工礦企業(yè)運(yùn)行，有近10年的成熟運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行中從未發(fā)生過(guò)不正確動(dòng)作的記錄。該系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：（1）動(dòng)作可靠–采用檢測(cè)弧光和過(guò)流雙判據(jù)原理。（2）高速動(dòng)作–保護(hù)動(dòng)作時(shí)間小于1ms，包括斷路器分閘的總故障切除時(shí)間可保證在100ms以內(nèi)。（3）配置靈活–通過(guò)弧光傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)分區(qū)的覆蓋。（4）故障定位–可顯示檢測(cè)到弧光短路點(diǎn)的位置。（5）可適應(yīng)各種中、低壓母線接線方式提供有選擇性的保護(hù)應(yīng)用。希望大家就開(kāi)關(guān)柜弧光短路故障防護(hù)以及中、低壓母線保護(hù)方案進(jìn)行探討。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

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