淺析VAMP221新型電弧光母線保護(hù)

劉軍

引言：分析了現(xiàn)有的中低壓母線保護(hù)存在的問題，引進(jìn)了一種新型的VAMP221電弧光母線保護(hù)裝置，并分析了VAMP221新型電弧光母線保護(hù)原理、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。

一、現(xiàn)有的中低壓母線保護(hù)存在的問題

（一）變壓器后備過流保護(hù)

目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的中低壓母線保護(hù)方案由于考慮到與饋線和母線分段開關(guān)的配合，保護(hù)跳閘時間一般整定為1.0-1.4秒，有的甚至更長，達(dá)2.0秒以上。這一動作速度很顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足快速切除中低壓母線故障要求的。

（二）饋線過流保護(hù)閉鎖變壓器過流保護(hù)

利用饋線過流元件閉鎖變壓器過流保護(hù)的保護(hù)方案，與變壓器后備過流保護(hù)方案相比其動作速度有了一定的提高，典型動作時間仍為300-400ms。但對于要求100ms以內(nèi)切除故障顯然也是不能滿足要求。

（三）采用環(huán)流原理的高阻抗母線保護(hù)

采用的專用電流差動中壓母線保護(hù)方案，保護(hù)動作時間為35-60ms。考慮到開關(guān)的分閘時間，這一動作速度對要求100ms以內(nèi)切除故障來說也嫌慢。采用這種方案的接線復(fù)雜，對CT的要求高，安裝在有很多出線的6-35kV母線上有很多困難，也很不經(jīng)濟(jì)。此外，由于其保護(hù)范圍由于受到CT安裝位置的限制，不能保護(hù)到發(fā)生故障幾率較高的電纜室電纜接頭處的故障。因此也不適合中壓母線保護(hù)應(yīng)用。

從實際應(yīng)用情況來看，現(xiàn)有的保護(hù)方式顯然不能滿足快速切除母線故障或保護(hù)覆蓋范圍要求的，因此，在中低壓母線和開關(guān)柜需要裝設(shè)一種快速的VAMP221新型電弧光母線保護(hù)是必要的，也是迫切的。

二、VAMP221新型電弧光母線保護(hù)系統(tǒng)

（一）VAMP221 電弧光保護(hù)原理

電弧光保護(hù)原理主要動作依據(jù)為故障產(chǎn)生的兩個不同特點(diǎn)：弧光及電流增量。當(dāng)同時檢測到弧光和電流增量時發(fā)出跳閘命令。也就是說，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，弧光傳感器將弧光信號轉(zhuǎn)化為電信號，通過I/O輔助單元傳給主單元，主單元再通過檢測電流信號并且達(dá)到啟動值，即發(fā)出跳閘信號。保護(hù)原理見圖1所示

（二）VAMP221電弧光保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

VAMP221電弧光保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示，其主要部件組成如下。

（1）主單元

主單元包含有電流檢測和開關(guān)失靈保護(hù)，它通過檢測短路電流和來自弧光傳感器的動作信息，并對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、判斷，發(fā)出跳閘信號以切除故障。該系統(tǒng)在同時檢測到弧光和過流時發(fā)出跳閘指令。在進(jìn)線開關(guān)未能動作切除故障時，它將啟動開關(guān)失靈保護(hù)邏輯，發(fā)出跳閘指令給上級開關(guān)切除故障。此外，主單元根據(jù)輔助單元傳送來的弧光傳感器的動作信息和溫度傳感器測量的溫度，提供弧光故障點(diǎn)的定位和溫度報警信息，以實現(xiàn)有選擇性的切除母線故障。

（2）輔助單元

輔助單元安裝在開關(guān)柜中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生弧光故障時，輔助單元收集來自弧光傳感器的動作信息并傳送給主單元，在主單元上顯示輔助單元和弧光傳感器的地址編號，有利于及時檢修和排除故障。

（3）弧光傳感器

弧光傳感器安裝在開關(guān)柜各間隔室中，可實現(xiàn)對由簡單到各種復(fù)雜接線中、低壓開關(guān)柜提供有選擇性的保護(hù)。弧光傳感器作為光感應(yīng)元件，將檢測在發(fā)生弧光故障時突然增加的光強(qiáng)，并將光信號轉(zhuǎn)換成電流信號傳送給輔助單元

（4）便攜式弧光傳感器

其功能和性能與前述弧光傳感器相同，差別只是它可以在連接電纜允許的范圍內(nèi)隨意移動。它可以臨時連接到輔助單元上，通過安置在離工作地點(diǎn)較近的地方（比如掛在胸前口袋上）用于增強(qiáng)運(yùn)行操作人員在帶電維修開關(guān)時的安全性。

（5）溫度傳感器

溫度傳感器可用于監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)部的關(guān)鍵部件（比如母線接頭）的溫度，在超過其整定值時主單元可發(fā)出報警信號。

（三）VAMP221電弧光保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）動作可靠：采用檢測弧光和過流雙判據(jù)原理。

（2）高速動作：保護(hù)動作時間小于1ms，包括開關(guān)分閘的總故障切除時間可保證在100ms以內(nèi)。

（3）配置靈活：通過弧光傳感器實現(xiàn)對保護(hù)分區(qū)的覆蓋。

（4）故障定位：可顯示檢測到弧光短路點(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。

參考文獻(xiàn)

[1]曹樹江，孫利強(qiáng).微機(jī)型母差保護(hù)若干問題分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2002，增刊.

[2]王梅義.電網(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2000.

[3]王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用（第二版）.北京：中國電力出版社，2001.

（作者單位：烏海電業(yè)局調(diào)度處）