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弧光保护系列

产品名称:
QGP320系列电弧光保护
产品型号:
QGP320
产品简介:

QGP320系列电弧光保护

详细介绍

 

详细说明
 
 
    概述
     在铝电解行业中,近年来随着整流柜容量的不断加大,整流柜发生的电气事故呈上升趋势。根据中国有色金属协会的统计,仅2005年我国铝电解供电系统发生运行事故超过10起,造成直接经济损失累计达到3000万元,间接损失超过3亿元,这其中绝大部分事故都发生在整流柜中。
 
      为了减少事故损失,就必须快速切除故障部位,而传统的基于电气量原理的保护无法实现这一点。电弧光保护的出现为解决这一问题提供了很好的方案。电弧光保护采用故障发生时产生的弧光作为保护判据,动作时间能够控制在5-7ms,因此能够在发生弧光故障整流柜内压力和温度急剧增加以前就可以切除供给的短路电流,使故障造成的损失控制在单个整流臂内,从而大大减少事故损失并十分有利于事故后的恢复。
 
  电弧光保护装置介绍
 
     QGP320 电弧光保护采用模块化设计结构。共由如下系列模块组成一个完整的 电弧光保护系统:
 
主单元
 
     主单元是QGP320 电弧光保护系统的管理单元, 其功能包括:
        * 弧光探测信号的自动采集、弧光动作信号的定位和逻辑设置管理。主单元共设有4个辅助单元接口,每个辅助单元接口都可以串行连接至多8个QGP8L或QGP16L辅助单元。而这4个辅助单元接口就自然形成4个保护段,每个保护段的保护逻辑都可以进行单独设置。
 
       * 对所有关联弧光传感器的持续监视。
 
      * 跳闸出口的启动和保护跳闸启动方案的选择。
        主单元共设有8个跳闸出口,各跳闸出口的输出逻辑可根据需要进行配置。
 
      * 电流的测量。
       QGP320主单元可以同时对两条进线(每条进线三相电流或两项电流+零序)进行持续的电流检测,配合弧光检测进行跳闸判断。
 
      * 故障信息的管理。
 
辅助单元
 
    辅助单元有两种:QGP8L和QGP16L,分别可以连接8个弧光传感器和16个弧光传感器,用户可以根据需要进行选择。
    辅助单元用于连接 电弧光保护主单元和弧光传感器,每一个连接的传感器,都可给出一个独立的地址信息,用于弧光保护系统的逻辑设置、监视所连接的弧光传感器的状态、装置故障定位等。辅助单元与主单元之间,经专用连接电缆实现通讯联系,辅助单元之间可用连接电缆已串联的方式扩展。
 
扩展单元
 
     扩展单元用于连接弧光传感器,每个扩展单元可接入8个弧光单元,可增加8×16=128个检测点,实现系统的扩展功能。
 
     扩展单元接收弧光传感器传送的数据并负责转发到主单元,主单元发出的控制命直接发送至扩展单元,之间的通信通过专用的通信电缆完成。
 
     所有对于扩展单元的控制操作在主单元完成,主控单元实时检测和扩展单元之间的通信情况,若通信异常则即时告警并闭锁相关保护。
 
弧光传感器
 
    弧光传感器是一种光感应元件。当发生接地或相间短路故障时,因有弧光的产生并燃烧,光的强度将突然增加。 弧光传感器内电子元件就会将光信号转换为电信号,并传递给弧光保护的辅助单元。 电弧光保护装置在接受到弧光信号后,经逻辑判别作用于保护装置跳闸。弧光传感器安装在开关柜内相关部位,监视那些脆弱而又重要部件。
 
 
  系统配置方案
 
     整流柜电弧光保护的基本配置原则如下:
 
      为了作到每个不同的整流柜电弧光保护系统相对独立,建议每台整流柜配置QGP320主单元一个。如考虑到节省设备投资,也可几个整流柜公用一个主单元。一个主单元连接的辅助单元数目最多可达到32个(分为4个保护段,每保护段最多8个辅助单元),每个辅助单元最多接8个或16个弧光传感器。
每个整流柜内部都分为多个间隔。考虑到每个电弧光传感器的有效检测范围是1-1.5米,建议在每个间隔的上部和下部各装一个电弧光传感器,即每个间隔装2个电弧光传感器,一个整流柜所需安装的电弧光传感器数目等于间隔数×2。
      因为每台辅助单元最多连接16个弧光传感器,所以根据整流柜内所需弧光传感器数目即可确定所需辅助单元QGP16L的数目。
考虑到现场安装的方便,建议每个电弧光传感器配置一个安装支架。
主单元QGP320和辅助单元QGP16L的体积都很小,可以考虑安装在现场附近的柜子上,也可考虑单独组屏。
  实施建议
 
     根据作者从事整流柜电弧光保护的经验,提出如下实施建议,供参考:
 
     建议在整流柜中使用电弧光保护时不使用过流判据,仅使用弧光判据。整流柜中的电弧光事故很多都是从单个硅管被击穿开始的,当单个硅管被击穿短路时,弧光判据的条件就能被满足,而过流判据的条件不一定能满足。我们举例分析如下:一般整流变压器的高压侧电压为110KV,低压侧电压为1300V,单个硅管短路时故障电流假设是3000A,那么折算到高压测的电流只有35A,因此此时整流变高压侧CT采到的电流变化不大,电流定值不好整定,电流判据不易启动。如果投入电流判据,就有可能使电弧光保护不能迅速启动,而要等到事故扩大后过流判据满足后才能跳闸,此时的损失会大很多甚至造成整台整流柜报废,而如果仅用弧光判据能够在单个硅管被击穿时就迅速动作,从而将故障控制在整流臂内。
      建议当整流柜内发生电弧光故障时,由QGP320同时向主变开关和直流开关发出跳闸指令,达到快速切除故障的目的。
 
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