6KV廠用電系統弧光短路保護裝置 安科瑞ARB5-E弧光保護裝置

01 產品概述

1.1什么是弧光？

（1）空氣被電離時，溫度隨之急劇上升產生電弧，這種放電稱之為電弧光放電；

（2）電流增大，光強增大；

（3）主要集中在200-400nm的紫外區、部分紫光。

1.2弧光產生的原因：

（1）設備元件老化、絕緣損壞；

（2）過電壓；

（3）人為失誤；

（4）污染、腐蝕；

（5）柜體結構不合理、維護不到位。

1.3 弧光保護的意義：

（1）在燃弧初期快速斷開故障點

（2）使得快速恢復供電成為可能

（3）延長一次設備的使用壽命

（4）可以實現中低壓母線保護功能

（5）避免人員傷亡

（6）有效補充中低壓系統母線保護缺陷

1.4 應用范圍：

此裝置適用于中低壓母線的弧光保護。

02 主要特點及功能

2.1 高度集成：集保護、測量、控制、監測、通訊、錄波、事件記錄等多種功能于一體。

2.2 弧光保護功能：搭配ARB5-S弧光傳感器，通過保護裝置之間的配合，可以方便實現弧光保護功能而不用增加其它任何成本，大大提升了產品性價比。實時監測環境光強，ARB5-S弧光傳感器動作閾值可設，可根據不同場合設定不同動作值。

2.3 擴展功能：同一插槽位置可配置不同功能板件，很方便實現開入、開出等通道的擴展。

2.4 通訊功能：采用獨立的ARM9通信處理器進行通訊管理，可提供1路RS485、2路以太網通訊接口、1路打印RS232接口和1路IRIG-B碼對時接口；通訊協議支持IEC61850、modbus RTU、modbus TCP、IEC103，可實現遙測、遙信、遙控、保護定值設定及查詢、裝置工作狀態、SOE事件記錄、錄波數據等傳輸功能。

2.5 自檢功能：具備軟、硬件實時自檢、硬件配置自動識別與報警功能、光纖回路鏈路狀態實時監測和斷鏈報警功能。

2.6 可編程邏輯功能：各保護功能、繼電器、開入量具有邏輯組態功能，用戶可以現場根據需要來進行設定：保護動作出口和信號輸出可自由整定、開入量可通過設定實現非電量保護功能和閉鎖保護功能。

2.7 友好人機界面：大屏幕圖形液晶顯示，動態顯示一次系統圖、實時波形圖、故障錄波圖、各種電氣參數及保護信息，多語言菜單切換，操作快捷方便。

2.8 故障錄波功能：采用COMTRADE標準錄波格式，可記錄20個錄波報告，可將故障前、故障中、故障后的電流、電壓、斷路器狀態和保護信息完整真實記錄下來，為用戶進行故障分析提供依據。

2.9 故障自動推畫面功能：當保護動作或者有告警信息時，裝置自動彈出畫面，提示用戶動作或者告警的保護。

2.10 調試接口：裝置具有專門的以太試接口，通過專用配置軟件，可以就地和遠方實現程序升級、定值設定、故障分析，提高了用戶的使用和維護方便性，提高了工作效率。

2.11 電磁兼容：裝置強弱電嚴格分開，采取硬件、軟件抗干擾措施，裝置的抗干擾能力大大提高，對外電磁輻射滿足相關標準。

2.12 全封閉機箱：采用全封閉半層4U標準機箱，機箱深度較小，既適合集中組屏安裝，也可開關柜分散安裝；獨特機箱設計方便拼接。

1 項目概述

      該工程位于珠江工業園，原有10kV立新線 5號環網柜113間隔），中海#2線 7環網柜113間隔）雙電源供電，裝接2臺1600kVA變壓器。現因用電負荷增加，申請增容2臺1000kVA變壓器。用戶內部由原10kV中心站新上兩臺高壓出線柜至新上2臺1000KVA變壓器。增容后運行方式高供高計雙電源供電。低壓聯絡，低壓配電柜為MNS抽屜式，共計12面。

2 項目需求

開關柜或母線因絕緣損壞、操作失誤、設備老化等原因較易產生弧光。當發生弧光故障時，將會產生巨大能量、高溫以及各類電弧效應，影響供電系統的安全性和可靠性，甚至會造成人員傷亡。為有效監控主母排的弧光故障，本增容工程配電柜配置弧光保護。

圖1 一次系統圖

圖2布局圖

3 產品選型

       本低壓供電系統為兩進線一聯絡系統，I段母線的弧光故障（弧光+進線1電流或母聯電流）要求動作于跳閘進線1和母聯開關，II段母線的弧光故障（弧光+進線2電流或母聯電流）要求動作于跳閘進線2和母聯開關，即本項目要有2組弧光保護邏輯。

      由上述保護邏輯一般會有如下產品配置。

      1）每面低壓柜安裝一支弧光探頭。由探頭采集主母排的弧光信號。

       2）每段母線配置一臺弧光主控單元。主控單元采集本段進線、母聯電流，和處理本段母線的弧光信號，并進行邏輯運算。

即常規配置方案為2臺弧光主控單元和12支弧光探頭。

    結合開關柜平面布局圖，這12面低壓柜呈單排排列，本項目采用了安科瑞ARB5弧光保護解決方案：1臺ARB5-M弧光主控單元和12支ARB5-S弧光探頭。

每臺ARB5-M弧光主控單元可采集4組電流，能接入20支探頭，有11對可編程跳閘出口，有8組保護邏輯。故本項目兩段母線可共用一臺ARB5-M弧光主控單元。

安科瑞ARB5系列弧光保護

4 配置方案

5 現場圖片

        該項目已驗收投運。

圖3 弧光保護現場安裝圖

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       從本項目ARB5弧光保護的應用來看，弧光保護邏輯清晰、安裝方便，能夠很好的預防弧光放電事故，防止人員傷亡與設備損傷，確保電力設備的安全、可靠運行。

參考文獻

[1].安科瑞企業微電網設計與應用手冊

[2].安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案

03 技術參數

04 保護配置表

圖例：

05 典型配置

5.1 同一配電房內柜體單排分布

5.1.1 配置要點：

（1）AH1總進線柜安裝ARB5-M主控單元；

（2）每面柜子母線室安裝ARB5-S弧光探頭，遠連線距離不超過20米。

5.1.2 動作邏輯：

（1）AH1電流+各母線弧光探頭判據；

（2）跳總進線AH1斷路器。

5.2 同一配電房內柜體面對面分布

5.2.1 配置要點：

（1）I段母線總進線柜1AH1柜安裝ARB5-M主控單元；

（2）II段母線總進線柜2AH1安裝ARB5-E擴展單元，通過光纖連接至I段主控單元；

（3）每面柜子母線室配置弧光探頭，

I段母線探頭距主控單元連線距離不超過20米；

II段母線探頭距擴展單元連線距離不超過20米。

5.2.2 動作邏輯：

（1）AH1總進線電流+分段電流+I段母線弧光判據，跳1AH1+分段開關；

（2）AH1總進線電流+分段電流+II段母線弧光判據，跳2AH1+分段開關。

5.3 弧光探頭ARB5-S

（1）弧光探頭的檢測范圍是一個角度為120°，半徑0.5m 的扇形區域，選擇探頭安裝點時應充分考慮該要素，避免出現檢測盲區。

（2）B點是母線室散熱窗附近，在這個點位開孔安裝弧光探頭，塑料光纖在柜頂引至C點進入儀表室，再到達D點附近的經開關柜二次電纜穿線孔匯集至弧光保護（擴展）單元。

（3）也可按圖中紅色標注安裝探頭。

母線室弧光探頭安裝

06 其他推薦

（1）若需要對開關柜斷路器室、電纜室都配置弧光探頭時，建議安裝位置標注；

（2）弧光保護跳閘出口和關聯的弧光探頭可靈活映射，配置保護方案。

摘 要：本文通過介紹安科瑞ARB5系列弧光保護監控低壓柜母線弧光故障的原理，說明弧光保護的配置方案。

關鍵詞：低壓柜；母線弧光故障；弧光保護