在變電站運(yùn)行過程中，安全性和穩(wěn)定性是重要因素.近年來在變電站的建設(shè)中，由于戶內(nèi)開關(guān)柜占地面積小，操作集中，方便運(yùn)行和維護(hù)等特點(diǎn)，在變電站中大量配置中低壓開關(guān)柜，運(yùn)行過程中由于各種原因造成開關(guān)設(shè)備被嚴(yán)重?zé)龤У氖鹿试絹碓蕉?，對變電站事故的處理不?dāng)會(huì)直接影響變電站運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，導(dǎo)致電網(wǎng)事故不斷擴(kuò)大，不僅會(huì)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還可能造成人員傷亡事故。在變電站設(shè)計(jì)過程中，110kV及以上的母線會(huì)設(shè)置母線保護(hù)、電壓等級(jí)在35kV及以下的母線系統(tǒng)中一般不配置專用的快速母線保護(hù)，而是依賴上一級(jí)變壓器的后備過流保護(hù)來切除母線短路故障，這樣導(dǎo)致了故障切除時(shí)間的延長，加大了設(shè)備的損傷程度。在設(shè)備的使用過程中母線上的操作比較頻繁，設(shè)備絕緣老化、機(jī)械磨損是必然現(xiàn)象，運(yùn)行條件發(fā)生改變以及人為操作錯(cuò)誤、會(huì)導(dǎo)致母線故障率升高，對變電站的運(yùn)行在在安全隱患。開關(guān)柜內(nèi)部燃弧耐受時(shí)間，根據(jù)IEC28標(biāo)準(zhǔn)、開關(guān)柜內(nèi)部燃弧耐受時(shí)間為100ms。由于電弧光故障一般都發(fā)生在斷路器動(dòng)作前，故障短路電弧一直處于燃燒狀態(tài)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器分閘時(shí)間之和為電弧燃燒的持續(xù)時(shí)間。因此，從開關(guān)柜保護(hù)的角度來講，保護(hù)動(dòng)作應(yīng)該要在100ms內(nèi)迅速做出響應(yīng)，對電弧短路故障進(jìn)行切除，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大而造成更大的危害。
除了加強(qiáng)開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)外， 還應(yīng)對母線配置專用的快速保護(hù)，在開關(guān)柜耐受燃弧時(shí)間以內(nèi)切除故障，從根本上限制故障電弧，消除對開關(guān)設(shè)備的損壞和人員安全的危害。電弧光保護(hù)是一種快速、可靠的母線保護(hù)系統(tǒng)，根據(jù)檢測弧光和過流雙判據(jù)原理，能夠迅速對變電站中出現(xiàn)的故障進(jìn)行響應(yīng)，對于各種運(yùn)行方式都適用，為變電站中低壓的母線保護(hù)提供了解決方案。電弧光保護(hù)系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：主單元是電弧保護(hù)系統(tǒng)中的主要部分，主要對短路電流以及來自電弧光傳感器的動(dòng)作信息進(jìn)行檢測，并且對收集到的故障信息進(jìn)行處理、判斷，從而發(fā)出故障處理信號(hào)，對故障進(jìn)行切除。電弧光保護(hù)系統(tǒng)要在同時(shí)檢測到弧光和過流時(shí)才會(huì)發(fā)出相應(yīng)地切斷閘指令，如果進(jìn)線斷路器沒有及時(shí)動(dòng)作對故障進(jìn)行切除，則系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)邏輯，發(fā)出跳間指令跳上級(jí)的斷路器進(jìn)行故障切除。此外，電弧保護(hù)系統(tǒng)的主單元還會(huì)根據(jù)輔助單元傳遞的弧光傳感器的動(dòng)作信息，對弧光故障點(diǎn)的位置進(jìn)行確定，發(fā)出溫度報(bào)警信息。電弧保護(hù)系統(tǒng)的輔助單元一般都安裝在開關(guān)柜中，每一個(gè)輔助單元可以與10個(gè)弧光傳感器、1個(gè)溫度傳感器、1個(gè)便攜式弧光傳感器相連。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生弧光故障的時(shí)候。輔助單元可以對弧光傳感器中傳遞來的動(dòng)作信息進(jìn)行收集，并且將其傳遞給主單元，主單元再對故障進(jìn)行分析和響應(yīng)。在主單元中可以顯示輔助單元和弧光傳感器的地址編號(hào)，有助于及時(shí)對故障進(jìn)行解除。弧光傳感器是對故障進(jìn)行感應(yīng)的主要部件，安裝在開關(guān)柜的各間隔室中，弧光傳感器是光感應(yīng)元件，如果出現(xiàn)弧光故障時(shí)，光強(qiáng)度大幅度增加、傳感器檢測光強(qiáng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)、并且傳輸給輔助單元。電流單元主要檢測系統(tǒng)中電流的變量，并且可以將其送到主控單元上，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，然后將處理結(jié)果作為判斷系統(tǒng)電流情況的依據(jù)。
該系統(tǒng)采用弧光檢測和過電流檢測的方式，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)變電站運(yùn)行設(shè)備的雙重檢測與判斷、如果同時(shí)檢測到弧光與電流增量信號(hào)，說明設(shè)備和系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，則需要快速啟動(dòng)繼電器、發(fā)出跳閘的指令、當(dāng)系統(tǒng)中只檢測到其中一個(gè)信號(hào)的時(shí)候，則只需要發(fā)出報(bào)警信號(hào)、通知技術(shù)人員系統(tǒng)出現(xiàn)故障即可安裝了電弧光保護(hù)裝置的設(shè)備和系統(tǒng)具有斷路器大靈保護(hù)功能、即當(dāng)進(jìn)線斷路器發(fā)生柜動(dòng)的時(shí)候、會(huì)發(fā)出越級(jí)跳閘的信號(hào)、從而對上級(jí)短路信號(hào)進(jìn)行切斷、確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
