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DPR360ARC 母线短路保护
电弧光产生原因及其危害
由于中低压系统容量增大、电缆应用增多、系统谐振过电压、绝缘故障、载流回路不良以及人为操作错误等各种原因，常常引起开关柜弧光短路故障。开关设备内部故障产生的电弧光造成开关设备中的压力和温度迅速增加，电弧光中心温度约为20000℃，约为太阳表面温度的3~4倍，如不能及时切除，电弧可将开关柜内的器件点燃，引起火灾，大面积烧毁配电设备，甚至破坏站内直流系统，造成严重的损失和重大人身伤亡事故。
电弧光故障的危害程度取决于电弧光电流及切除时间，电弧光产生的能量与时间成指数规律快速上升。电弧燃烧持续时间超过100ms，所释放的能量开始急剧增加，接着各种故障效应对开关设备的电缆、铜排以及钢材造成严重损坏。但是，目前中低压母线保护所普遍采用的变压器后备过流保护长达1.0~2.0s的动作时间，采用馈线速度保护闭锁的后备过流保护，典型动作时间为300ms~500ms，保护动作、跳开断路器时，事故现场的开关柜往往已烧得面目全非，国标中规定II、III类变压器动作稳定时间为0.25s，中低压母线故障切除时间往往远远超过0.25s，变压器承受近距离短路故障冲击，故障电流产生的点动力可能导致变压器绕组变形，往往需要更换绕组，造成严重的后果和损失。
目前国内用于中、低压母线的保护及其局限性：
● 变压器后备过流保护,典型的保护动作时间1.2s～2.0s;
● 采用馈线速断保护闭锁的变压器后备过流保护，典型的保护动作时间为300ms～500ms;
● 高阻抗母线差动保护，典型的保护动作时间为30ms～50ms。
变压器后备过流保护动作时间过长，不能起到有效的保护作用，高阻抗母线差动保护范围受CT安装位置的限制，接线复杂，CT要求高，且总体造价昂贵。
选用DPR360ARC母线短路保护系统可以实现如下目标：
1）减少或降低电弧光对于人体的伤害;
2）减少或降低电弧光短路故障对于设备的损害;
3）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;
4）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;
5）减少因电弧光故障造成设备停运的时间，更快地恢复供电。
母线短路保护系统解决方案
针对上述难题，合肥凯正电气技术有限公司开发了国内第一套中低压母线及开关柜内部故障快速保护系统—DPR360ARC母线短路保护系统。该系统以我公司自行研制的弧光检测探头为核心技术，结合电流检测形成光检测和电检测的双判据原理，通过弧光采集、快速数据传输、光纤通信、大规模硬件编程等关键技术准确检测电弧光型号，选用快速继电器出口跳闸时间小于4ms，远快于传统的母线保护，对开关柜的内部弧光故障总切除时间可以控制100ms以内，实现中低压母线的快速保护。
系统构成示意图
系统原理说明
母线短路保护系统典型应用示例图开关柜内部故障快速保护以母线保护光检测和故障定位为核心技术，在开关柜母线室、开关室及电缆室分别设置母线光检测点，定位故障发生部位，在馈出开关断路器一下部分发生故障时由本开关跳闸切除故障，实现无死区的开关柜内部故障快速保护。
开关柜内部故障快速保护解决方案
传统的母线保护采用电流突变和电弧光与门判断实现母线保护，仅能反应开关母线室故障，对开关柜内部易发生故障的开关室、电缆室不能提供保护。
开关柜内部故障快速保护以母线保护光检测和故障定位为核心技术，在开关柜母线室、开关室及电缆室分别设置母线光检测点，定位故障发生部位，在馈出开关断路器一下部分发生故障时由本开关跳闸切除故障，实现无死区的开关柜内部故障快速保护。
系统原理说明
系统适用于封闭式开关柜，可以实现开关柜母线室、开关室及电缆室有选择性母线保护。
开关与馈线开关母线室，母线上其他间隔(PT柜、隔离柜等)属于母线范畴，每个间隔安装弧光传感器，直接或通过扩展器接入主控单元，如下图中母线室S1弧光传感器安装所示。
每个馈线单元及母联开关室配置一个弧光继电器，开关室及电缆室分别安装弧光传感器，接入弧光继电器，如下图开关室S2、电缆室S3弧光传感器安装所示。
主控单元直接或通过电流单元跳变低、分段开关，弧光继电器直跳本单元开关。变低、分段开关CT直接或通过电流单元接入主控单元。
以母线为区域划分逻辑，母线配置的弧光传感器直接接入主控单元，若故障发生在d1位置，故障处于母线保护范畴范围，母线室弧光传感器S1监测到弧光动作，并且电流判据满足，则主控单元根据整定的逻辑速跳主变低压车开关，分段开关。
弧光继电器与主控单元之间通过光纤双向通信，由主控单元根据运行方式不同将变压器或母联电流动作状态发送至弧光继电器，若故障发生在d2,d3位置，故障处于馈出开关保护范围，当弧光继电器监测到开关室弧光传感器S2或电缆室弧光传感器S3发生弧光，并且电流判据满足的情况下，直接跳本开关，在开关跳闸同时弧光继电器发送故障信号(失灵信号)至弧光主控单元。
若故障发生在d4位置，故障处于断路器上触头位置，弧光继电器监测到开关室弧光传感器S2动作后跳本开关断路器不能够切除故障，若主控单元收到弧光继电器已动作信号，在经过50~150ms(可整定)后，若弧光继电器所属区域电源点相电流或负序电流判据满足，则主控单元根据整定的逻辑跳变低压侧开关、分段开关，起到失灵保护作用。
通过主控单元和弧光继电器的配合实现开关柜内故障快速保护，整个开关柜内部故障无保护死区，并能够选择性的切除故障，缩小系统停电范围。
主控单元端子接线图
1）本地采样模式
