WICN-SHWK-HK电弧光保护系统
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电弧光保护系统的组成
2.1目前用于中、低压系统的保护及其局限性
1）变压器后备过流保护，典型的保护动作时间为1.2s~2s。
2）采用馈线速断保护闭锁变压器后备过流保护，典型的保护动作时间为300ms~500ms。
3）高阻抗母线差动保护，典型的保护动作时间为30ms~50ms。
上述保护均有致命的弱点就是动作时间太慢，根据电弧光危害示意图所示，保护装置动作时间不能超过20ms，否则会产生不可修复的器件损坏，从而延长故障修复时间。
2.2本系统技术优势
1）、动作迅速：
采用了快速算法，可以在短时间内判断弧光变化信号和电流变化信号并迅速出口，从发现故障到出口跳闸时间间隔优于10ms，确保开关柜内设备的弧光在75ms以内切除。
2、全数字化设计：
本装置采用全数字化设计，配置灵活，而且排除了由于旋钮或其他机械设计导致的误差隐患。
3、保护原理简单、合理
根据弧光产生时的特点，装置采用弧光和电流双重判据，判据简单且可以保证动作的准确性。
4、强大的电气性能：
弧光探头设计、连接线等全部采用耐高温、阻燃的高分子材料，具有电气隔离效果。装置满足EMC的标准，保证了弧光保护系统的整体稳定性和动作的可靠性。
5、故障信息记录全面
在故障弧光发生并引起装置跳闸后，主控单元或馈线保护单元可以准确的记录弧光探头检测到故障弧光的位置信息，且可以详细记录动作时刻的三相电流值。
2.3弧光保护系统组成
弧光保护系统主要由主控单元（含弧光采集单元）和弧光传感器组成，为了适应现场的应用需求，分为了母线型弧光保护系统和馈线型弧光保护系统。如下图所示：
图2 弧光保护系统结构示意图
2.3.1 主控单元
主控单元是母线型弧光保护系统的核心。它检测分析故障信号、接收分析采集单元的弧光故障信号，并对两种信号进行综合分析判断。在满足跳闸条件时，发出跳闸指令以切除故障。
主控单元一般安装在进线柜或紧邻进线柜的开关柜的二次控制门板上。主控单元有：
1）16个弧光信号检测接口，用于接收来自弧光传感器的弧光故障信号；
2）2路RS485；
3）4路快速跳闸输出接口，符合IEC255-23继电器标准。
4）2路报警出口，其中一路为装置故障出口。
5）12路电流输入，检测4组三相电流信号，用于判断故障电流。
6）主控单元可以根据客户需要扩展弧光采集单元、或者电流单元
2.3.2 弧光扩展采集单元
弧光扩展采集单元与主控单元配合使用，是弧光保护系统的重要组成部分，主要用于采集故障弧光，并将判断后的结果通过高速总线传递给主控单元。单个弧光采集单元可以安装16路弧光探头，根据系统的大小可以任意增减弧光采集单元的数量。弧光采集单元通常安装在选定的开关柜内中。弧光采集单元具有
1）16个弧光信号检测接口，用于接收来自弧光传感器的弧光故障信号；
2）2个数据通讯接口，1路RS485，1路CAN总线；
2.3.3 弧光传感器
弧光传感器中的探头安装在柜内各间隔中，可实现由简单到复杂、有选择性的保护。弧光探头作为光感应元件，在发生弧光故障时检测突然增加的光强。主流应用分为光纤式弧光传感器和电缆式弧光传感器两种。
1）光纤式弧光传感器
光纤式弧光传感器，前置探头采集弧光信号中的特有光谱信息，并通过专用光纤将光信号传送给弧光采集单元或主控单元，弧光单元或主控单元完成光信号的分析处理与采集。
2）电缆式弧光传感器
电缆式弧光传感器，前置探头采集弧光信号中的特有光谱信息，并在探头处完成光信号与电信号的转换，输出4-20mA的电流信号传送给弧光单元或弧光保护主控单元。
2.4 技术特点
本系统具有以下技术特点：
满足电磁兼容（EMC）标准；
符合继电保护设计标准要求；
采用过流及弧光双重判据；
新型光纤连接传输，光电转换在装置内完成，抗电磁干扰能力强；
采用过滤干扰光的新型弧光传感器，具有过滤干扰光的功能，避免可见光传感器受环境光照影响引起误动；
出口跳闸时间小于10ms，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在75ms以内；
全汉字显示，操作习惯和传统数字式保护一致；
跳闸出口逻辑可编程；
弧光传感器动作值三档可调；
2.5.装置原理说明
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。
图3 电弧光保护逻辑图
2) 装置自检
当装置检测到本身硬件故障时，发出告警信号，同时闭锁整套保护。硬件故障包括：采样回路故障、RAM出错、定值出错等。
电弧光保护系统的组成
2.1目前用于中、低压系统的保护及其局限性
1）变压器后备过流保护，典型的保护动作时间为1.2s~2s。
2）采用馈线速断保护闭锁变压器后备过流保护，典型的保护动作时间为300ms~500ms。
3）高阻抗母线差动保护，典型的保护动作时间为30ms~50ms。
上述保护均有致命的弱点就是动作时间太慢，根据电弧光危害示意图所示，保护装置动作时间不能超过20ms，否则会产生不可修复的器件损坏，从而延长故障修复时间。
2.2本系统技术优势
1）、动作迅速：
采用了快速算法，可以在短时间内判断弧光变化信号和电流变化信号并迅速出口，从发现故障到出口跳闸时间间隔优于10ms，确保开关柜内设备的弧光在75ms以内切除。
2、全数字化设计：
本装置采用全数字化设计，配置灵活，而且排除了由于旋钮或其他机械设计导致的误差隐患。
3、保护原理简单、合理
根据弧光产生时的特点，装置采用弧光和电流双重判据，判据简单且可以保证动作的准确性。
4、强大的电气性能：
弧光探头设计、连接线等全部采用耐高温、阻燃的高分子材料，具有电气隔离效果。装置满足EMC的标准，保证了弧光保护系统的整体稳定性和动作的可靠性。
5、故障信息记录全面
在故障弧光发生并引起装置跳闸后，主控单元或馈线保护单元可以准确的记录弧光探头检测到故障弧光的位置信息，且可以详细记录动作时刻的三相电流值。
2.3弧光保护系统组成
弧光保护系统主要由主控单元（含弧光采集单元）和弧光传感器组成，为了适应现场的应用需求，分为了母线型弧光保护系统和馈线型弧光保护系统。如下图所示：
图2 弧光保护系统结构示意图
2.3.1 主控单元
主控单元是母线型弧光保护系统的核心。它检测分析故障信号、接收分析采集单元的弧光故障信号，并对两种信号进行综合分析判断。在满足跳闸条件时，发出跳闸指令以切除故障。
主控单元一般安装在进线柜或紧邻进线柜的开关柜的二次控制门板上。主控单元有：
1）16个弧光信号检测接口，用于接收来自弧光传感器的弧光故障信号；
2）2路RS485；
3）4路快速跳闸输出接口，符合IEC255-23继电器标准。
4）2路报警出口，其中一路为装置故障出口。
5）12路电流输入，检测4组三相电流信号，用于判断故障电流。
6）主控单元可以根据客户需要扩展弧光采集单元、或者电流单元
2.3.2 弧光扩展采集单元
弧光扩展采集单元与主控单元配合使用，是弧光保护系统的重要组成部分，主要用于采集故障弧光，并将判断后的结果通过高速总线传递给主控单元。单个弧光采集单元可以安装16路弧光探头，根据系统的大小可以任意增减弧光采集单元的数量。弧光采集单元通常安装在选定的开关柜内中。弧光采集单元具有
1）16个弧光信号检测接口，用于接收来自弧光传感器的弧光故障信号；
2）2个数据通讯接口，1路RS485，1路CAN总线；
2.3.3 弧光传感器
弧光传感器中的探头安装在柜内各间隔中，可实现由简单到复杂、有选择性的保护。弧光探头作为光感应元件，在发生弧光故障时检测突然增加的光强。主流应用分为光纤式弧光传感器和电缆式弧光传感器两种。
1）光纤式弧光传感器
光纤式弧光传感器，前置探头采集弧光信号中的特有光谱信息，并通过专用光纤将光信号传送给弧光采集单元或主控单元，弧光单元或主控单元完成光信号的分析处理与采集。
2）电缆式弧光传感器
电缆式弧光传感器，前置探头采集弧光信号中的特有光谱信息，并在探头处完成光信号与电信号的转换，输出4-20mA的电流信号传送给弧光单元或弧光保护主控单元。
2.4 技术特点
本系统具有以下技术特点：
满足电磁兼容（EMC）标准；
符合继电保护设计标准要求；
采用过流及弧光双重判据；
新型光纤连接传输，光电转换在装置内完成，抗电磁干扰能力强；
采用过滤干扰光的新型弧光传感器，具有过滤干扰光的功能，避免可见光传感器受环境光照影响引起误动；
出口跳闸时间小于10ms，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在75ms以内；
全汉字显示，操作习惯和传统数字式保护一致；
跳闸出口逻辑可编程；
弧光传感器动作值三档可调；
2.5.装置原理说明
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。
图3 电弧光保护逻辑图
2) 装置自检
当装置检测到本身硬件故障时，发出告警信号，同时闭锁整套保护。硬件故障包括：采样回路故障、RAM出错、定值出错等。
