摘要：目前，弧光保護越來越廣泛地應用于電力系統(tǒng)中，該類保護通過檢測弧光與故障電流，將總故障切除時間控制在開關柜可承受燃弧時間內，將弧光短路產生的危害降到很低，并實時記錄出現(xiàn)弧光故障的位置，從而為故障的快速處理提供參考信息。本文介紹的ARB5系列弧光保護，能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、穩(wěn)定性，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值守。
關鍵詞：弧光保護；可靠性；安全性 。
00 概述
長白山機場擴建工程-供電工程（場內）包括機場中心變電站擴建、變配電工藝、場內供電、航站區(qū)停車場及道路照明等內容。根據綠色機場的要求，增加了充電樁供電系統(tǒng)和光伏發(fā)電供電系統(tǒng)的設計。本期工程從場外66kV變電站引到長白山機場的兩路10kV高壓電源，需根據機場擴建規(guī)模相應進行增容擴容。中心變電站現(xiàn)有的兩臺變壓器及低壓系統(tǒng)利舊，更換柴油發(fā)電機組，航站區(qū)新設兩臺變壓器及低壓系統(tǒng)，重建中心變電站高壓供電系統(tǒng)。中心變電站房屋擴建，擴建后的建筑面積為863.69平方米。在新建航站樓、飛行區(qū)南北兩端導航臺、車庫區(qū)、制冷站、鍋爐房設變電所，使用油庫設變電所（屬其它項目），鍋爐房燃氣發(fā)電將為機場提供季節(jié)性自用電力。在新建航站區(qū)停車場設充電樁供電系統(tǒng)及箱變，在航站區(qū)南側空閑地塊設光伏發(fā)電供電系統(tǒng)及箱變。新建航站樓重要負荷由制冷站油機房400kW油機提供備用電源�，F(xiàn)有中心變電站和航站樓、進場路變壓器利舊。航站區(qū)新設電纜排管及電纜井，高、低壓供電線路均為電纜穿電纜排管敷設。新建航站區(qū)停車場照明設25米高LED光源高桿燈，新建道路照明設8米高太陽能路燈以及3.5米高太陽能庭院燈。
中心變電站新設32臺10kV高壓開關柜（現(xiàn)有高壓開關柜搬遷至車庫變電所），更換高壓柜直流操作電源，高壓系統(tǒng)運行方式為：單母線分段，母聯(lián)開關手動操作。兩路高壓市電進線開關與一路母聯(lián)開關之間設電氣聯(lián)鎖，同時只有兩個開關處于合閘位置。弧光保護裝置就地在開關柜上布置，并預留通訊接口。每個變電站（主站）分別設置一套中壓信號屏及配電系統(tǒng)模擬顯示屏。開關柜在現(xiàn)場就地控制，后臺只監(jiān)視不控制。
01 項目需求
中心變電站新設32臺10kV高壓開關柜須有母線弧光保護功能，本項目采用了ARB5系列弧光保護裝置。
ARB5系列弧光保護裝置由ARB5-M弧光保護主控單元， ARB5-E弧光保護擴展單元， ARB5-S弧光探頭及光纖等配件組成。
ARB5弧光保護裝置的各組成單元的功能如下：
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型號 |
主要功能 |
探頭點數(shù) |
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ARB5-M弧光保護主控單元 |
8組弧光保護 4組失靈保護 4組電流回路TA監(jiān)測 4組三相電流采集 11路可編程跳閘出口 非電量保護； 裝置故障告警。 2路RS485 2路以太網 1路打印接口 1路IRIG-B碼對時接口 支持IEC61850、modbus RTU、modbus TCP、IEC103 支持GOOSE輸入輸出 |
可選配4塊采集板，1塊采集板可采集5路探頭，共支持20路弧光探頭直接采集。 亦可選配4塊主控板（即可接入4臺ARB5-E擴展單元），1塊主控板可接收6塊采集板的探頭，共支持120路弧光探頭采集。 |
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ARB5-E弧光保護擴展單元 |
弧光信號采集 模擬狀態(tài)傳輸 需要配合ARB5-M主控單元使用 |
可選配6塊采集板，1塊采集板可采集5路探頭，共支持30路弧光探頭直接采集。 |
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ARB5-S弧光探頭 |
弧光信號監(jiān)測 |
點式弧光傳感器 |
02 產品方案
本項目的母線弧光保護的配置方案：配置一臺ARB5-M弧光保護主控單元，一臺ARB5-E弧光保護擴展單元，每柜的母線室各放置一片 ARB5-S弧光探頭。
中心變電站新設32臺10kV高壓開關柜的一次系統(tǒng)圖如下：
圖1 10kV一次系統(tǒng)圖
弧光保護裝置配置表如下：
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開關柜編號 |
裝置型號 |
裝置數(shù)量 |
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AH1 |
ARB5-S |
1 |
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AH2 |
ARB5-S |
1 |
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AH3 |
ARB5-S |
1 |
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AH4 |
ARB5-S |
1 |
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AH5 |
ARB5-S |
1 |
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AH6 |
ARB5-S |
1 |
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AH7 |
ARB5-S |
1 |
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AH8 |
ARB5-S |
1 |
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AH9 |
ARB5-S |
1 |
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AH10 |
ARB5-S |
1 |
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AH11 |
ARB5-S |
1 |
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AH12 |
ARB5-S |
1 |
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AH13 |
ARB5-S，ARB5-M |
1 |
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AH14 |
ARB5-S |
1 |
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AH15 |
ARB5-S |
1 |
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AH16 |
ARB5-S |
1 |
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AH17 |
ARB5-S，ARB5-E |
1 |
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AH18 |
ARB5-S |
1 |
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AH19 |
ARB5-S |
1 |
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AH20 |
ARB5-S |
1 |
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AH21 |
ARB5-S |
1 |
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AH22 |
ARB5-S |
1 |
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AH23 |
ARB5-S |
1 |
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AH24 |
ARB5-S |
1 |
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AH25 |
ARB5-S |
1 |
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AH26 |
ARB5-S |
1 |
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AH27 |
ARB5-S |
1 |
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AH28 |
ARB5-S |
1 |
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AH29 |
ARB5-S |
1 |
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AH30 |
ARB5-S |
1 |
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AH31 |
ARB5-S |
1 |
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AH32 |
ARB5-S |
1 |
表1 弧光保護配置表
03 現(xiàn)場安裝
該項目的已于2021年1月8日送電運行，確保了長白山機場的安全運行。現(xiàn)場安裝如下圖所示。
圖2 弧光保護現(xiàn)場安裝圖
04 總結
在35kV及以下電力系統(tǒng)中采用弧光保護裝置是電網智能化發(fā)展的必然趨勢，它能大大提高變電站運行的可靠性、安全性，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值班。本文介紹的長白山機場擴建工程-供電工程（場內）中心變電站的弧光保護方案，彌補了傳統(tǒng)繼電保護的不足，提高了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
