VAMP电弧光中低压母线保护系统

VAMP 电弧光中低压母线保护系统（RHDHG 型）电弧光中低压母线保护系统Innovations to Switchgears电力系统继电保护的创新者VAMP（RHDHG 型电弧光中低压母线保护系统）是芬兰 Vaasa 集团公司的成员之一，原名为Vaasa Elecrtronics, 2003年1月11日正式改名为VAMP 公司。VAMP在保护设备设计方面具有非常丰富的经验，是保护继电器及 监控设备的独立供应商。VAMP在电力工业方面以引进最新观念及专业技 术而声誉卓著，很快使其在一些低压、中压保护及监控设备领域居于世界 领先地位。VAMP保护继电器的设计非常现代化，所有继电器使用全数字 化技术。VAMP 保护继电器包含了在中压配电保护系统中常见的所有主要的特性， 另外还包括了许多其创新和独特的功能。其电弧光保护技术是VAMP保护 继电器独创的特色。一、 产品概述中低压母线在发生短路故障时产生的电弧光对设备及人员造成极大的伤 害，有的可能引发连锁事故。但是，按我国现行的继电保护设计标准，在 中低压母线系统一般不配置专用的快速母线保护，而是依赖上一级元件变压器)的后备过流保护来切除母线短路故障，导致了故障切除时间延 长，加大了设备的损伤程度，该问题已经引起了业内专业人士的高度重视。RHDHG 型电弧光保护系统专门根据中低压母线系统的保护特点设计而成 设备为芬兰 VAMP 全套进口产品，能有效的防止和降低电弧光的危害，该 系统采用终能光检测和过流检测双判据原理，动作快、可靠性高，对一次 设备无特殊要求，可适用于电力、石化、冶金等行业。RHDHG型电弧光母线保护系统的动作时间为5-7ms,远快于传统的母线 保护，对开关柜内的短路故障切除时间可以控制在100ms以内。因此，本 保护系统可以将故障损失降到最低,为快速处理事故,恢复供电创造条件。二、 RHDHG 型电弧光的保护原理1、电弧造成的危害开关设备发生短路故障产生的电弧使开关设备中的压力和温度迅速增加， 如不及时切除，将造成以下几个方面的重大损害：a) 电弧温度相当太阳温度的2倍，大约为20000C，由于过热将导致铜排、铝排熔毁，气化；b) 电缆熔毁，电缆包覆层着火；c) 过热导致压力上升，使开关设备爆炸；d) 开关设备强烈振动，使固定元件松脱；e）高温烧灼皮肤，强光刺伤眼睛；f）产生大量的有害气体，伤害呼吸系统；g）爆破音震损耳摸、肺脏；h）碎片飞射，造成人员伤害，甚至死亡。电弧故障的危害程度取决于电弧电流及切除时间，电弧产生的能量与 I2t成指数规律快速上升。只有总切除时间小于85ms,才能使设备不遭受损害， 总切除时间大于100ms，将会对设备造成不同程度的损害。2、目前用于中、低压母线的保护及其局限性目前在中、低压母线系统中常用的保护有以下三种：a）变压器后备过流保护（典型的保护动作时间为）b）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-400ms）c）高阻抗保护（典型的保护动作时间为 35ms-60ms）从图2可知：a）和b）两种保护对总切除时间小于100ms的要求来讲，时 间太长；而c）保护的保护范围受CT安装位置的限制，且价格昂贵。3、RHDHG 型电弧光保护原理 电弧光保护动作判据为故障产生时的两个条件；弧光及电流增量。当同时 检测到弧光和电流增量时发出跳闸命令。电弧光保护由两部分组成：电弧光控制部分和弧光传感器。弧光传感器可 放置在开关设备的任何位置（一般安装在母线室内，以检测母线故障）， 根据弧光传感器的实际物理位置可实现保护分区的功能，并在电弧光控制 单元上显示故障发生的位置，此功能可减少断电的处理时间，使快速恢复 供电成为可能。电弧光保护提供了 7ms的跳闸输出，所以总切除时间为80ms-100ms，且 在开关设备外观上无明显损坏。表 1 为电弧光保护与过流保护的时间对照 表。RHDHG 型一般过流保护测量1ms20ms计算不需要2ms自我检测随时2ms输出接点4-6ms6-10ms其它不需要10ms总和57ms4044ms表 1：保护动作时间对照表RHDHG 系列电弧光保护系统通过检测开关柜内部发生故障时产生弧光这 一特点，结合过流闭锁这一原理，动作快速可靠、系统配置简单适应性强，是目前最理想的母线保护解决方案，其特点如下：1、原理简单通过检测电弧光这一原理，结合过流闭锁，结构简单；2、动作迅速可靠通过检测电弧光信号，整套母线的保护动作时间可达5-7ms；采用检测弧 光信号和过流闭锁的双判据原理，可实现保护的可靠动作；整套系统连续 自检，充分保证整套系统工作的安全性和可靠性；3、故障点定位控制部分可显示弧光发生点的位置，方便快速处理故障、恢复供电；4、断路器失灵保护在主断路器拒动时发出跳闸指令跳上一级断路器，提高保护系统的安全性5、配置灵活、适应性强通过交换弧光和过流动作信息，可对各段母线提供有选择性的保护，可适用于各种运行方式、且在各种运行方式下保护不需切换。四、系统构成RHDHG 型电弧光母线保护系统结构由以下几部分组成：1主单元（VAMP 221）主单元包含有电流检测和断路失灵保护，它通过检测短路电流和来自电弧 光传感器的动作信息，并对收到的数据进行处理、判断，在满足跳闸条件 时，发出跳闸命令以切除故障。在进线断路器不能切除故障时，它将启动 断路器失灵保护逻辑，发出跳闸命令给上一级断路器来切除故障。此外， 主单元根据辅助单元传送来的弧光传感器动作信息，提供弧光故障点的定 位信息。主单元一般安装在发电厂6KV （10KV或35KV）厂用电母线系统的电源 进线柜中。当母线上超过二个电源进线时，另外的电源进线柜中应安装电 流辅助单元。每个主单元最多可接入 16 个辅助单元，包括电流辅助单元 和弧光传感器辅助单元。主单元与辅助单元间通过模块电缆连接。另外， 主单元间通过二进制的 I/O 接口交换过流和弧光信息，并通过不同的跳闸 继电器矩阵实现有选择性的切除母线故障。2 电流辅助单元（VAM 4C）电流辅助单元同样安装在进线柜上，有电流检测功能，能起到主单元中检 测短路电流的作用，当一个母线上有多个进线时，除一个进线用主单元外， 其它进线用电流辅助单元。3 弧光传感器辅助单元（VAM 10L）辅助单元安装在选定的某一个开关柜中，选择的原则是保证该辅助单元与 主单元和各个开关柜里装设的电弧光传感器的连线距离较短。每个辅助单 元最多可以接入 10 个电弧光传感器和 1 个便携式弧光传感器（可选）。 当一段母线上的开关柜超过 10 面时，需要增加一个辅助单元，依此类推。辅助单元的地址通过拨码开关设定。当系统发生弧光故障时，辅助单元收集来自弧光传感器的动作信息并传送 给主单元，在主单元上显示辅助单元和弧光传感器的地址编号，有利于及 时准确地定位故障开关柜，为检修提供信息。4 弧光传感器（VA1DA）专用于母线保护的弧光传感器安装在开关柜的母线室内，它作为光感应元 件，将检测在发生弧光故障中突然增加的光强，并将光信号转换成电流信 号传送给辅助单元。5 便携式弧光传感器（选项）功能与弧光传感器相同。是检修人员在不停电检修时将它临时连接到辅助 单元上，以增强检修人员的安全性。五、应用情况RHDHG 作为一种原理简单、动作快速可靠、保护范围广、经济实用的电 弧光保护系统，通过了国家继电器检测中心和华东电力试验研究所的测试 已广泛应用于发电厂、变电站等领域在包括中国在内的二十多个国家的中 低压开关柜中投入运行。六、技术参数主单元VAMP 221额定电流 L1 / L3 或 L2 / Io 1 或 5 A 50/60Hz- 电流测量范围06 A (06 *In In=lA); 030(0.6 *InIn=5A)- 热耐受能力- 功率消耗300 A ( 1s)100 A ( 10s)20 A (连续)额定电压 Uaux功率消耗0.3 VA48-265 VAC/DC 7 W (运行模式)跳闸接点数量告警接点数量 10 W （输出继电器动作）4个接点 （继电器 T1-T4）2个常开接点额定电压 持续耐受能力1个常闭接点 (IF*)250 V AC/DC5 A电流辅助单元 VAM 4 C额定电流L1 / L3或L2 / Io-电流测量范围-热耐受能力-功率消耗接点数量额定电压持续耐受能力1或 5 A 50/60Hz06 A (06 *In In=lA); 030 (0.6 *InIn=5A)300 A (1s)100 A (10s)20 A (连续)0.3 VA1个接点(继电器 T1)250 V AC/DC5 A弧光传感器辅助单元 VAM 10 L传感器连接10 个弧光传感器 （型号 VA1DA）1个便携式传感器 （型号 VA1DP）接点数量额定电压 持续耐受能力1 个接点（继电器 T1）250 V AC/DC5 A弧光传感器 VA 1 DA额定电压 Uaux从辅助单元单元来七、安装说明在采取任何安装或接线工作前，请仔细阅读 VAMP 产品的用户手册。必须遵守相关国家电气安装安全规程，当违反安全规程工作时，制造商不对此事故负责。在安装进行时，不要连接辅助电源。主单元设计成柜门安装。保护接地从后面板标记PE的端子和或PE端子X3-3把电弧光保护系统主单元接地。辅助单元在开关柜小室的 35mm 宽的导轨上。安装在开关柜小室的传感器，其检测完全覆盖可能的范围。传感器和监视区域间的视野必须不受干 扰。弧光传感器能安装在开关柜隔板的外部。放置传感器和感光部分在隔板的10mm 孔中并且用一个 4mm 的螺丝固定。注意！弧光传感器不能暴露在太阳光直射或任何其它的强光下。不能把弧光传感器安装在光源下！注意事项：1、只要辅助电源投入，弧光保护系统就开始准备工作，与主单元的控制 模式无关。2、辅助单元地址在所有连接到同一主单元上的辅助单元必须唯一，即两 个辅助单元不能有相同的地址。3、如果弧光传感器增加或减少，必须进行新的系统配置。否则，系统认 为改变是内部故障。4、在完成测试后，如果改变了跳闸回路和过流单元的启动值，记着恢复。八、定货说明 订货时请提供以下参数：*厂用电原理接线图和开关柜布置图；*交、直流额定电压和电流；*是否选用便携式电弧光传感器；九、典型参考图纸*RHDHG 电弧光保护系统原理接线图*RHDHG 电弧光保护系统出口和信号回路图*RHDHG 电弧光保护系统主单元和辅助单元接线端子图*RHDHG 电弧光保护系统交直流回路图十、VAMP产品国内业绩（2006）VAMP 电弧光是用于中低压母线的保护系统，此产品在国外大型机组中已 得到广泛的使用，目前在国内许多电厂也得到了应用。现将国内部分电厂 业绩提供如下：1. 内蒙古正蓝电厂（一期，二期）4x600 MW2. 河北王滩电厂2x600MW4. 浙江兰溪电厂4X600MW5. 浙江乌沙山电厂4X600MW6. 内蒙元宝山电厂1X600MW7. 广东三百门电厂 2X600MW8. 安徽芜湖电厂 2X600MW9. 广东湛江奥里油电厂 2X600MW10. 福建江阴电厂 2X600MW11. 贵州发耳电厂 4X600MW12. 山东潍坊电厂 2X600MW13. 江苏扬州二电厂 2X600MW14. 内蒙古丰镇电厂 2X600MW15. 广东汕尾电厂 2X300MW16. 广东深圳东部电厂 3X300MW17. 四川江岫电厂 2X300MW19. 福建嵩屿电厂2x300MW20. 黑龙江齐齐哈尔电厂2X300MW21. 河南新乡宝山电厂2X600MW22. 山东邹县电厂 2X1000MW23. 辽宁庄河电厂 2X600MW24. 安徽宿州电厂 2X600MW25. 内蒙古岱海电厂 2X600MW26. 内蒙古通辽电厂 1X600MW27. 内蒙古准格尔电厂 2X600MW28. 四川金堂电厂 2X600MW29. 吉林白山电厂 2X300MW30. 辽宁营口电厂 2X600MW31. 山东济钢自备电厂 9X50MW32. 广东惠来电厂 2X600MW34. 广东恒运电厂2x300MW35. 广西贵港电厂2x600MW36. 广西钦州电厂2X600MW37. 广西防城港电厂2X600MW38. 山西运城电厂 2X600MW39. 四川丁二醇工程40. 福建沙县城关电厂改造41. 三峡工程左岸电站42. 三峡工程右岸电站43. 福建福州中华映管变电站44. 江苏苏州吴江中华映管变电站45. 福建厦门腾龙特种树脂厂变电站46. 福建厦门腾龙聚合固聚厂变电站47. 广西金光糖厂49. 江苏苏州吴江中华映管发电机50. 四川乐山一拉得箱式变电站51. 达州万源电厂2X300MW52. 内蒙古霍林河电厂2X600MW53. 广西永福电厂2X600MW54. 陕西西柏坡电厂2X600MW55. 四川广安电厂 2X600MW56. 浙江乐清电厂 4X600MWVAMP 弧光保护标书技术内容1. 35KV/10KV/6KV/3KV 高、中压开关柜应装设电弧光母线保护装置，以 避免母线故障时产生的电弧光对设备及人员造成的严重伤害。2. 电弧光母线保护装置应具备如下基本功能：A.电弧光母线保护装置的主、辅单元都应具备母线故障定位指示功能，应能准确的判别弧光发生的具体位置，以便于事故的及时处理和分析。即 每个开关柜的母线室（或断路器室）都必须安装独立的弧光传感器；同时 传感器与辅助单元的连接不得使用易折断的光纤式产品；B.电弧光母线保护装置必须具备内部故障代码指示功能，并对整个装置 系统（包括辅助单元、传感器及连接线）具有完善的实时（24 小时）在线 自检功能，当内部故障发生时能发出告警指示，以确保装置的可靠工作。3电弧光母线保护装置必须通过国家继电器检测中心的测试，并在国内 600MW 机组以上具有二年及以上成功运行业绩。