由于中低压母线上的出线多,操作频繁,三相导体线间距离与大地的距离比较近,容易受小动物危害,设备制造质量比高压设备差,设备绝缘老化和机械磨损,运行条件恶劣,人为和操作错误等原因,中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。中低压母线在发生短路故障时产生的电弧光对设备及人员造成极大伤害,极有可能引发连锁事故。由于我国现行的继电保护设计标准中35kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题,在中低压母线系统一般不配置专用的母线保护,而是依赖上一级元件(变压器)的后备过流保护来切除母线短路故障,由于变压器后备不会与馈线和母线分段开关的配合,保护跳闸时间一般整定为1.0~1.4s,有的甚至更长,达2.0s以上。这一动作速度很显然是远远不能满足快速切除中压母线故障要求的,导致了故障切除时间延长,加大了设备的损伤程度。为了保证变压器及母线开关设备的安全运行,根据继电保护快速性的要求,迫切需要配置专用中低压母线保护。而电弧光保护系统作为母线故障短路是我们进行应用的有效选择。
一、电弧光保护系统原理：
1.当母联开关断开,两段母线单独运行,甲段母线发生弧光,同时电流单元采集到过流信号,主控单元出口跳开甲段进线电源断路器,同时闭锁母联开关备自投。乙段和甲段保护原理相同。
2.当乙段进线电源开关断开,母联开关合上,两段母线都由甲进线电源开关供电:
a.当甲母线发生弧光,同时电流单元采集到甲进线电源过流信号,主控单元出口跳开甲段进线电源断路器;
b.当乙母线发生弧光,同时电流单元采集到甲进线电源过流信号,主控单元出口跳开母联开关断路器。甲乙两段母线由乙段进线电源开关供电,原理同上。
电弧光保护系统动作逻辑如下:通过光带传感器对母线室进行弧光探测并传输到主控单元。为保证不出现误动作造成母线电源失电,在母线室采用双光带探测技术,双光带传感器“与”门输出弧光信号后和过电流信号再“与”门输出跳闸信号,电流信号取自进线电源101或102电流。只有当两个电弧光信号和一个电流信号同时出现时,输出跳闸信号。其他情况下不能误动作。110kV华藏变电弧保护能够有效地保护母线室和断路器室上侧母排短路,其配置原则是一段母线配置一套,进行电源开关柜作为该系统的一个监测点。事故状态下,直接切断该段母线的电源。但在实际运行中,由于电缆头的爆炸或电缆沟起火引起的开关柜事故很多。
电弧光保护系统的另一个判据,电流信号则取自该台馈线柜自带的电流互感器。跳闸信号的输出则直接作用于该台馈线柜的控制回路。第一对跳闸接口T1、第二对跳闸接口T2,是弧光 过电流跳闸输出,小于7ms动作出口,切断馈出线电源并闭锁出线重合闸。第三对跳闸接口T3、第四对跳闸接口T4,是过电流延时跳闸输出,延时弧光综合保护系统配置简单,每个馈线柜和电源进线柜配置一台即可。采用可编程的逻辑跳闸保护功能,实现馈线柜保护和母线柜保护的不同需要实现独立跳开事故馈线柜的功能,大大降低了电缆头的爆炸或电缆沟起火引起的开关柜事故对主变压器的冲击损伤和开关柜室的电弧损伤。
