YCHEAP-700 弧光保護系統(tǒng)

一、產(chǎn)品概述

1.1 必要性

在我國，中、低壓母線短路故障中，重點設(shè)備和人員傷

害主要有電弧光引起，然而，我國的大多數(shù)中低壓母線沒有

設(shè)置快速母線保護，而只是采用了簡單的消弧裝置和變壓器

后備保護。這些保護智能化較低，動作速度慢，往往會延長

故障切除時間，從而進一步擴大設(shè)備損壞程度，甚至?xí)?/span>“火

燒連營”的惡性事故，沖擊變壓器一次運行，影響整個電網(wǎng)

的安全運行。

YHCEAP-700 弧光保護系統(tǒng)是我公司根據(jù)國內(nèi)實際情況，

吸收國外電弧光保護的特點，與華北電力大學(xué)、河北大學(xué)等

高校合作，針對電力系統(tǒng)電弧光保護而設(shè)計，隆重推出的一

款具獨特的創(chuàng)新技術(shù)、具有廣泛實用性的新型電弧光保護系

統(tǒng)。

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1.2 電弧光的危害

開關(guān)柜內(nèi)的發(fā)生短路弧光的功率可高達 100MW，電弧燃燒所產(chǎn)生的能量與電弧的燃燒時間

及短路電流變化值呈指數(shù)倍增長（如下圖所示），燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓將會逐步摧毀元器件、

銅排以及成列的開關(guān)柜，高明亮的弧光和有毒氣體對人體也有巨大的傷害。

1.3電弧光產(chǎn)生的原因

引起開關(guān)柜弧光短路故障的原因很多，一般分為以下五類

▇   絕緣故障:主要是柜中絕緣材料爬距不足，未滿足加強絕緣要求，在臟污環(huán)境，

天氣潮濕下發(fā)生絕緣故障。另外，由于絕緣材料材質(zhì)缺陷，運行年限較長的開關(guān)柜，在強

電磁場作用下絕緣老化，也可能造成絕緣損壞而導(dǎo)致故障。

▇   載流回路不良:由于一些接頭截面不夠，緊固螺栓松動，手車柜觸頭接觸不良，

在大電流流過時引起發(fā)熱，冒火進而引起相間，相對地擊穿等等。

▇   外來物體的進入 :如小動物（老鼠等）進入開關(guān)柜內(nèi)部，或維修人員在工作完

成后將工具遺留在開關(guān)柜內(nèi)。

▇   人為操作錯誤 :如走錯間隔，誤操作，未對工作區(qū)域進行接地，未對工作區(qū)域

進行驗電等。

▇   系統(tǒng)方面的原因 :如系統(tǒng)容量增大，接地方式改變，電纜應(yīng)用增多，保護及自

控裝置配置不當(dāng)，系統(tǒng)諧振過電壓等。

二、　 　  　  YHCEAP-700 弧光保護系統(tǒng)簡介

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2.1 目前國內(nèi)用于中、低壓系統(tǒng)的保護及其局限性

▇  變壓器后備過流保護，典型的保護動作時間為 1.2s~2s。

▇  采用饋線速斷保護閉鎖變壓器后備過流保護，典型的保護動作時間為

300ms~500ms。

▇  高阻抗母線差動保護，典型的保護動作時間為 30ms~50ms。

上述保護均有致命的弱點就是動作時間太慢，根據(jù)電弧光危害示意圖所示，

保護裝置動作時間不能超過 20ms，否則會產(chǎn)生不可修復(fù)的器件損壞，從而延長

故障修復(fù)時間。

2.2 YHCEAP-700 的產(chǎn)品優(yōu)勢

▇   動作迅速可靠：采用了可靠的快速算法，可以在短時間內(nèi)判斷弧光變化信號和

電流變化信號并迅速出口，從發(fā)現(xiàn)故障到出口跳閘時間間隔優(yōu)于  7ms，確保開關(guān)柜內(nèi)設(shè)

備的弧光在 100ms 以內(nèi)切除。

▇   全數(shù)字化設(shè)計：本裝置采用全數(shù)字化設(shè)計，配置靈活，動作精度高，而且排除

了由于旋鈕或其他機械設(shè)計導(dǎo)致的誤差隱患。

▇   保護原理簡單、合理：根據(jù)弧光產(chǎn)生時的特點，裝置采用弧光和電流雙重判據(jù)，

判據(jù)簡單且可以有效的保證動作的準確性。

▇ 弧光采集單元 ：弧光采集單元與主控單元配合使用，是弧光保護系統(tǒng)的重要組

成部分，主要用于采集故障弧光，并將判斷后的結(jié)果通過光信號傳遞給主控單元。單個

弧光采集單元可以安裝 8 個弧光探頭，根據(jù)系統(tǒng)的大小可以任意增減弧光采集單元的數(shù)

量?；」獠杉瘑卧ǔ０惭b在選定的開關(guān)柜內(nèi)中，選擇的原則是保證該單元相關(guān)光纖用

量盡量少。

▇ 饋線保護單元 ：饋線保護單元主要用于出線柜內(nèi)的弧光保護，它自帶四個弧光

探頭接口和三相電流的輸入接口。饋線保護單元的應(yīng)用，可以最大限度的減少由于弧光

故障引起的停電范圍。

▇ 弧光傳感器：專門用于故障弧光采集，是無源的弧光探測傳感器，安裝在開關(guān)柜

的母線室內(nèi)或饋線柜內(nèi)電氣元件的連接處。當(dāng)發(fā)生弧光故障時，光照度大幅度增加， 弧

光傳感器直接將光信號傳給弧光采集單元或饋線保護單元。

2.4 YHCEAP-700 弧光保護系統(tǒng)的特點

▇  使用新型高速的 32 位 CPU 硬件平臺，內(nèi)嵌實時多任務(wù)操作系統(tǒng)

▇  全數(shù)字化設(shè)計，無撥碼開關(guān)、旋鈕等機械期間，精度高

▇  采用弧光和電流雙重判據(jù)，消除誤判

▇  快速跳閘出口，優(yōu)于 7ms，可保證在 100ms 內(nèi)切除故障弧光

▇  滿足所有電磁兼容（EMC）標準

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▇  全漢字顯示，界面友好、操作簡單

▇  采用工業(yè)總線技術(shù)，方便現(xiàn)場組網(wǎng)

▇  支持 Modbus@RTU、IEC103、CAN2.0 等多種通訊規(guī)約

▇  采用無源弧光傳感器，光纖連接，電氣隔離性能好

▇  裝置內(nèi)置斷路器失靈、接地、過流等輔助保護

▇  詳細全面的事故記錄功能，可以記錄最新的 10 條跳閘記錄

▇  全金屬外殼設(shè)計，可以有效屏蔽外界電磁干擾

▇  符合中國繼電保護設(shè)計標準要求

2.5 YHCEAP-700 弧光保護系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

▇  電力變電站

▇  火電廠電氣段開關(guān)柜母線室及饋線柜

▇  風(fēng)電場升壓站集電線路開關(guān)柜

▇  箱式變電站

▇  鋁鎂行業(yè)大型直流整流柜