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DPR360ARC 母線短路保護
電弧光產生原因及其危害
由于中低壓系統容量增大、電纜應用增多、系統諧振過電壓、絕緣故障、載流回路不良以及人為操作錯誤等各種原因，常常引起開關柜弧光短路故障。開關設備內部故障產生的電弧光造成開關設備中的壓力和溫度迅速增加，電弧光中心溫度約為20000℃，約為太陽表面溫度的3~4倍，如不能及時切除，電弧可將開關柜內的器件點燃，引起火災，大面積燒毀配電設備，甚至破壞站內直流系統，造成嚴重的損失和重大人身傷亡事故。
電弧光故障的危害程度取決于電弧光電流及切除時間，電弧光產生的能量與時間成指數規律快速上升。電弧燃燒持續時間超過100ms，所釋放的能量開始急劇增加，接著各種故障效應對開關設備的電纜、銅排以及鋼材造成嚴重損壞。但是，目前中低壓母線保護所普遍采用的變壓器后備過流保護長達1.0~2.0s的動作時間，采用饋線速度保護閉鎖的后備過流保護，典型動作時間為300ms~500ms，保護動作、跳開斷路器時，事故現場的開關柜往往已燒得面目全非，國標中規定II、III類變壓器動作穩定時間為0.25s，中低壓母線故障切除時間往往遠遠超過0.25s，變壓器承受近距離短路故障沖擊，故障電流產生的點動力可能導致變壓器繞組變形，往往需要更換繞組，造成嚴重的后果和損失。
目前國內用于中、低壓母線的保護及其局限性：
● 變壓器后備過流保護,典型的保護動作時間1.2s～2.0s;
● 采用饋線速斷保護閉鎖的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。
變壓器后備過流保護動作時間過長，不能起到有效的保護作用，高阻抗母線差動保護范圍受CT安裝位置的限制，接線復雜，CT要求高，且總體造價昂貴。
選用DPR360ARC母線短路保護系統可以實現如下目標：
1）減少或降低電弧光對于人體的傷害;
2）減少或降低電弧光短路故障對于設備的損害;
3）避免變壓器因近距離母線故障造成動穩定破壞，延長變壓器的使用壽命;
4）縮短電弧光故障切除時間，避免波及站內直流系統造成重大損失;
5）減少因電弧光故障造成設備停運的時間，更快地恢復供電。
母線短路保護系統解決方案
針對上述難題，合肥凱正電氣技術有限公司開發了國內第一套中低壓母線及開關柜內部故障快速保護系統—DPR360ARC母線短路保護系統。該系統以我公司自行研制的弧光檢測探頭為核心技術，結合電流檢測形成光檢測和電檢測的雙判據原理，通過弧光采集、快速數據傳輸、光纖通信、大規模硬件編程等關鍵技術準確檢測電弧光型號，選用快速繼電器出口跳閘時間小于4ms，遠快于傳統的母線保護，對開關柜的內部弧光故障總切除時間可以控制100ms以內，實現中低壓母線的快速保護。
系統構成示意圖
系統原理說明
母線短路保護系統典型應用示例圖開關柜內部故障快速保護以母線保護光檢測和故障定位為核心技術，在開關柜母線室、開關室及電纜室分別設置母線光檢測點，定位故障發生部位，在饋出開關斷路器一下部分發生故障時由本開關跳閘切除故障，實現無死區的開關柜內部故障快速保護。
開關柜內部故障快速保護解決方案
傳統的母線保護采用電流突變和電弧光與門判斷實現母線保護，僅能反應開關母線室故障，對開關柜內部易發生故障的開關室、電纜室不能提供保護。
開關柜內部故障快速保護以母線保護光檢測和故障定位為核心技術，在開關柜母線室、開關室及電纜室分別設置母線光檢測點，定位故障發生部位，在饋出開關斷路器一下部分發生故障時由本開關跳閘切除故障，實現無死區的開關柜內部故障快速保護。
系統原理說明
系統適用于封閉式開關柜，可以實現開關柜母線室、開關室及電纜室有選擇性母線保護。
開關與饋線開關母線室，母線上其他間隔(PT柜、隔離柜等)屬于母線范疇，每個間隔安裝弧光傳感器，直接或通過擴展器接入主控單元，如下圖中母線室S1弧光傳感器安裝所示。
每個饋線單元及母聯開關室配置一個弧光繼電器，開關室及電纜室分別安裝弧光傳感器，接入弧光繼電器，如下圖開關室S2、電纜室S3弧光傳感器安裝所示。
主控單元直接或通過電流單元跳變低、分段開關，弧光繼電器直跳本單元開關。變低、分段開關CT直接或通過電流單元接入主控單元。
以母線為區域劃分邏輯，母線配置的弧光傳感器直接接入主控單元，若故障發生在d1位置，故障處于母線保護范疇范圍，母線室弧光傳感器S1監測到弧光動作，并且電流判據滿足，則主控單元根據整定的邏輯速跳主變低壓車開關，分段開關。
弧光繼電器與主控單元之間通過光纖雙向通信，由主控單元根據運行方式不同將變壓器或母聯電流動作狀態發送至弧光繼電器，若故障發生在d2,d3位置，故障處于饋出開關保護范圍，當弧光繼電器監測到開關室弧光傳感器S2或電纜室弧光傳感器S3發生弧光，并且電流判據滿足的情況下，直接跳本開關，在開關跳閘同時弧光繼電器發送故障信號(失靈信號)至弧光主控單元。
若故障發生在d4位置，故障處于斷路器上觸頭位置，弧光繼電器監測到開關室弧光傳感器S2動作后跳本開關斷路器不能夠切除故障，若主控單元收到弧光繼電器已動作信號，在經過50~150ms(可整定)后，若弧光繼電器所屬區域電源點相電流或負序電流判據滿足，則主控單元根據整定的邏輯跳變低壓側開關、分段開關，起到失靈保護作用。
通過主控單元和弧光繼電器的配合實現開關柜內故障快速保護，整個開關柜內部故障無保護死區，并能夠選擇性的切除故障，縮小系統停電范圍。
主控單元端子接線圖
1）本地采樣模式
