BSR980-ARC母线电弧光保护装置简介

1.1概述

在我国，中、低压母线短路故障中，重点设备和人员伤害主要由电弧光引起，然而，我国的大多数中低压母线没有设置快速母线保护，而只是采用了简单的消弧装置和变压器后备保护。这些保护智能化较低，动作速度慢，往往会延长故障切除时间，从而进一步扩大设备损坏程度，甚至会引起“火烧连营”的恶性事故，冲击变压器一次运行，影响整个电网的安全运行。

弧光保护系统是我公司根据国内实际情况，吸收国外电弧光保护的特点，结合行业检测及保护配置相关规程，自主研发出具有独特创新技术、具有广泛实用性、高可靠性的新型电弧光保护系统。采用弧光检测和过电流检测双判据原理，具有保护动作速度快、可靠性高等特点。

1.2电弧光产生的原因

引起开关柜弧光短路故障的原因很多，一般分为以下五类

1）绝缘故障：主要是柜中绝缘材料爬距不足，未满足加强绝缘要求，在脏污环境，天气潮湿下发生绝缘故障。另外，由于绝缘材料材质缺陷，运行年限较长的开关柜，在强电磁场作用下绝缘老化，也可能造成绝缘损坏而导致故障。

2）载流回路不良：由于一些接头截面不够，紧固螺栓松动，手车柜触头接触不良，在大电流流过时引起发热，冒火进而引起相间，相对地击穿等等。

3）外来物体的进入：如小动物（老鼠等）进入开关柜内部，或维修人员在工作完成后将工具遗留在开关柜内。

4）认为操作错误：如走错间隔，误操作，未对工作区域进行接地，未对工作区域进行验电等。

5）系统方面的原因：如系统容量增大，接地方式改变，电缆应用增多，保护及自控装置配置不当，系统谐振过电压等。

1.3电弧光的危害

开关柜内的发生短路弧光的功率可高达100MW，电弧燃烧所产生的能量与电弧的燃烧时间及短路电流变化值呈指数倍增长（如下图所示），燃烧产生的高温、高压将会逐步摧毁元器件、铜排以及成列的开关柜，高明亮的弧光和有毒气体对人体也有巨大的伤害。

要***设备不受结构性损伤，必须尽量缩短切除时间。

以下为国外资料介绍的各种燃弧时间长短和对设备造成的损坏程度的评估：

1.4电弧光保护系统作用及应用领域

A: 电弧光保护系统，可以起到以下作用：

减少或降低电弧光对于人体的伤害；

减少或降低电弧光短路故障对于设备的损害；

避免变压器因近距离母线故障造成动稳定破坏，延长变压器的使用寿命；

缩短电弧光故障切除时间，避免波及站内直流系统造成重大损失；

减少因电弧光故障造成设备停运的时间，更快地恢复供电；

B: 电弧光保护系统，主要应用于以下场合：

1）电力变电站

2）火电厂电气段开关柜

3）风电场及光伏站开关柜

4）箱式变电站

5）厂矿企业改造及新建项目

6）水利工程

7）医院及学校等大型市政工程项目

***章 主要参数和技术指标

2.1技术参数

2.2正常工作大气参数

2.3绝缘性能

n 绝缘电阻

装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ。

n 介质强度

在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。

n 冲击电压

在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50?s的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。

2.4  电磁兼容

2.5  机械性能

2.6  实施标准

第三章 开孔安装尺寸图（单位：mm）

3.1  装置面板尺寸图

3.2  装置俯视尺寸图

3.3  开孔尺寸图

第四章 主要功能

n 电弧光保护

n 12-48路弧光信号采集

n 9组动作出口

n 4条保护电流采集

4.1 保护功能

1）电弧光保护功能

电弧光保护以电流单元为基础分组，弧光探头可以整定关联到任意一组电流信号上。

当弧光单元把光信号从弧光传感器传输到主控单元时，并且同时电流启动元件动作，电弧光保护动作；装置可选择弧光信号动作单判据作为动作逻辑判断。

电弧光保护逻辑图

4.2 定值及压板说明

1）压板设置

装置根据接入的电流对应的设置了4组弧光保护压板。分别对应进线电流。

2）定值清单

装置的主菜单第四项为“定值管理”菜单。装置可设置多组定值。多组定值通过“定值管理”菜单内的 “定值区切换”可以进行相应的切换。

“定值整定”菜单中的“1#”、“2#”、“3#”、“4#”其含义是弧光保护4组采样电流。1#弧光保护的电流判据为Ia1,Ib1,Ic1以此类推。由于弧光保护装置设定出口及传感器数量巨大，因此“定值整定”中出口设定方式和弧光点的对应方式设计为二进制转化为16进制的一种设定方法。下面我们以“1#弧光保护”设定举例：

当进入“定值管理”菜单选项后，再进入“定值整定”屏幕右侧会出现定值清单，1#弧光保护共计有21项对应的设定值。有9个对应的出口可单独设定。这9个出口分别对应我们图纸上的跳闸1-9。每一个出口可以分别进行对应的弧光传感器选择。当选择好对应弧光传感器后，此传感器即可控制对应的出口动作。此项设定可以重复。也就是1个传感器可以对应多个出口，多个出口也可以对应同一个传感器。

以“1#出口1关联弧光点1-24”为例。 定值项下方显示“000000”。在这个菜单就可以对我们的传感器进行选择关联。“000000”即代表对应的弧光传感器1-24（每一位代表4个弧光点）。自右向左的六位分别对应“1-4”，“5-8”，“9-12”，“13-16”，“17-20”，“21-24”。

需要投入的弧光传感器二进制位即转化为1，退出的即为0。根据实际投入的传感器首先需要确定二进制码后，再转化为对应的16进制数值输入即可。常规数组如下表。(弧光点25-48同理)

4.3背板端子定义图

4.3.1 装置背板参考图（默认出厂2进线电流配置）

4.3.2 装置背板参考图（选配版4进线电流配置）

第五章  操作使用说明 

5.1 信号灯说明 

a)“运行”指示灯为绿灯，装置正常运行时，每秒闪烁1次。

b)“动作”指示灯为红灯，保护装置跳闸动作。

c)“告警”指示灯为红灯，装置保护告警动作。

d)“闭锁弧光”指示灯为红灯，闭锁弧光保护功能。

e)“通讯”指示灯为绿灯，指示装置通讯状态。

f)“扩展”指示灯为绿灯，指示装置与装置交互通讯。

g)“远方”指示灯为绿灯，指示装置处于远方状态可以遥控。

5.2 按键说明 

键盘上控制键包括“复归”、“确定”、“取消”；“↑”、“↓”、“←”、“→”、“＋”、“－”； ，在需要修改参数或定值时，通过按“确认”、“退出”来切换它们的复用功能，其功能分述如下：

a) 复归：主要用于对保护告警信号的复归，按下该键后，若保护告警消失，则装置面板上的“告警”灯将熄灭，同时告警输出信号将复归。

b) 确认：主要用于对某项操作的确认或进入下级菜单。

c) 退出：主要用于对所作操作的撤消或返回上级菜单。

d) “+”键：在“修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中，具有对光标所在位的数字加1功能；在控制字修改时则进行“投入”、“退出”等类似操作的转换；在定值修改中，具有增加定值的功能。

e) “-”键：在 “修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中，具有对光标所在位的数字减1功能；在控制字修改时则进行“退出”、“投入”等类似操作的转换；在定值修改中，具有减少定值的功能。

f) “↑”、“↓”、“←”、“→”光标移动键：完成光标的移动。

“↑”键：主要用于对页面中箭头的向上移动，按一下该键则箭头上移一个条目；对于连续的页面还具有翻页功能，当箭头指向该页面中的***个条目时按下该键则显示与该页连续的上一页。

“↓”键：主要用于对页面中箭头的向下移动，按一下该键则箭头下移一个条目；对于连续的页面还具有翻页功能，当箭头指向该页面中的***一行条目时，若有下一页，则按下该键则显示与该页连续的下一页。

“←”键：在普通修改页面，按一下该键则光标左移一位。

“→”键：在普通修改页面，按一下该键则光标右移一位。

5.3 液晶显示说明

5.3.1 正常运行显示

装置上电后，正常运行时液晶屏幕将显示保护装置类型、时间、日期、测量量，如果不能在一屏内完全显示，装置自动切换屏幕显示其余测量量。主画面显示格式如下图 5.3-1 所示。

 图5.3-1装置正常运行主画面图

5.3.2动作报告显示

当装置保护动作报告时，主画面将显示***一次动作报告，显示动作报告的记录号、动作时间、动作名称、弧光点及动作电流值等。根据不同的报告类型，系统分为跳闸报告、自检报告、遥信报告、故障录波等。如下图5.3-2 所示。

图5.3-2动作报告画面图

 5.4菜单使用说明

 在主画面状态下，按“确认”键可进入主菜单，通过“↑”、“↓”、“←”、“→”键选择子菜单。

图5.4主菜单画面图

5.4.1 模拟通道

本菜单主要用于实时显示保护装置电流采样值及相角等。按“确认”键进入查看保护值、测量值画面图。其中保护值显示的是实时的二次侧保护互感器采样值。测量值显示的是乘以变比系数后的一次侧值。压力差值显示的是选配的压力传感器监测的实时气压差值。如下图5.4-2。

图5.4-1测量值显示画面图

5.4.2 报告查看

1： 跳闸报告

本菜单显示保护动作报告记录，装置动作后请先检查这些记录。按“确认”键进入事故记录画面图，如下图5.4-3。首先显示***的一条事故记录；按“↑”键显示***个报告，按“↓”键显示后一个报告。

图5.4-3跳闸报告画面图

2: 自检报告

本菜单显示系统自检报告记录。按“确认”键进入自检报告画面，如下图5.4-4。首先显示***的SOE记录；按“↑”键前翻一页报告，按“↓”键后翻一页报告。

图5.4-4 自检报告画面图

3: 遥信报告

本菜单显示遥信报告记录。按“确认”键进入操作记录画面面，如下图5.4-5。首先显示***的一条操作记录；按“↑”键显示***个报告，按“↓”键显示后一个报告。

图5.4-5遥信报告画面图

4: 故障录波

本菜单显示变位报告记录。按“确认”键进入录波记录画面面，如下图5.4-6。首先显示***的一条了录波记录；按“↑”键显示***个报告，按“↓”键显示后一个报告。

图5.4-6 故障录波画面图

所有报告可以在“系统设置”菜单内“报告清除”选项内清除。

5.4.3 压板设置

本菜单主要用来设置压板的投退和显示。

图5.4-7 故障录波画面图

5.4.4 定值管理

本菜单主要用来整定或查看装置的定值。

按“确认”键进入二级菜单，通过“↑”、“↓”切换序号，“→”、“←”键移位，“+”、“-”调整数值。设置好定值后，按取消键返回一级菜单时会弹出对话框。输入正确密码（默认出厂密码为：00）此时跳出“定值固话成功！”定值保存。如直接取消则定值不保存。如输入密码不正确，则装置会弹出“密码输入错误！”画面并返回到一级菜单界面。

定值整定时首先可以选择整定的定值区。选择后进入设定的定值就是对应定值区的定值。设定好可以在“定值显示”中查看，同时当需要切换定值时，进入“定值区切换内对应切换”即可。切换后，相应显示和整定初始值变位切换后定值序号。共计可以整定8组定值。

图5.4-8定值整定画面图

5.4.5 系统设置

系统设置界面包含：“装置参数”，“时间调整”，“设备参数”，“恢复出厂”，“报告清除”。

图5.4-9装置参数画面图

l 装置参数：设置装置的串口通讯地址和波特率，操作密码，弧光接入插件数量，压力传感器接入数量进行设置。

l 时间调整：设置装置实时时钟

l 设备参数：设置CT变比，电流额定值，接线方式及相关参数设置信息。（除CT变比，均不建议用户自行设置）

l 恢复出厂：可将装置恢复至出厂模式

l 报告清除：清楚所有报告记录。可分项清除。

本菜单设置结束后装置会自行重启，因此设置过程中建议一次性将所有信息设置完成后再返回保存。

5.4.6 通讯设置

本菜单主要用来设置装置的2路以太网接口对应的IP地址。设置结束后装置会自行重启。

图5.4-10通讯设置画面图

5.4.7 装置测试

本菜单主要对装置的开出、开入、弧光、通讯进行测试

l 开出测试：按“确认”键进入菜单，通过“↑”、“↓”可切换出口，通过“→”、“←”键可驱动开出动作。

l 开入显示：实时查看开入的状态。

l 弧光显示：实时显示弧光状态。

l 通讯测试：可上传遥测刻度值便于通讯测试。

图5.4-11开出设置画面图

图5.4-12开入显示画面图

图5.4-13弧光显示画面图

5.4.8版本信息

本菜单可实时查看版本信息，序列号等相关软件信息。