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    BGW-DK開關柜智能操控裝置
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    BGW-CAP電弧光綜合保護系統
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    BGW-CAP電弧光綜合保護系統

    1.1概述

    在我國,中、低壓母線短路故障中,重點設備和人員傷害主要有電弧光引起,然而,大多數中低壓母線沒有設置快速母線保護,而只是采用了簡單的消弧裝置和變壓器后備保護。這些保護智能化較低,動作速度慢,往往會延長故障切除時間,從而進一步擴大設備損壞程度,甚至會引起“火燒連營”的惡性事故,沖擊變壓器一次運行,影響整個電網的安全運行。

    1.2電弧光的產生

    引起開關柜弧光短路故障的原因很多,一般分為以下五類
    1)絕緣故障主要是柜中絕緣材料爬距不足,未滿足加強絕緣要求,在臟污環境,天氣潮濕下發生絕緣故障。另外,由于絕緣材料材質缺陷,運行年限較長的開關柜,在強電磁場作用下絕緣老化,也可能造成絕緣損壞而導致故障。
    2)載流回路不良由于一些接頭截面不夠,緊固螺栓松動,手車柜觸頭接觸不良,在大電流流過時引起發熱,冒火進而引起相間,相對地擊穿等等。
    3)外來物體的進入如小動物(老鼠等)進入開關柜內部,或維修人員在工作完成后將工具遺留在開關柜內。
    4)認為操作錯誤如走錯間隔,誤操作,未對工作區域進行接地,未對工作區域進行驗電等。
    5)系統方面的原因如系統容量增大,接地方式改變,電纜應用增多,保護及自控裝置配置不當,系統諧振過電壓等。

    1.3電弧光危害

    開關柜內的發生短路弧光的功率可高達100MW,電弧燃燒所產生的能量與電弧的燃燒時間及短路電流變化值呈指數倍增長(如下圖所示),燃燒產生的高溫、高壓將會逐步摧毀元器件、銅排以及成列的開關柜,高明亮的弧光和有毒氣體對人體也有巨大的傷害。

     
    1.4電弧光事故造成后果

    嚴重燒傷甚至人員死亡
    75%的事故情況下有工作人員在場
    更換開關柜或其他被損壞的的設備費用
    由于停電及更換設備造成的生產損失

    第二章系統簡介

    2.1產品概述

         BGW系列弧光保護系統是我公司根據國內實際情況,吸收國外電弧光保護的特點,與華北電力大學、河北大學等高校合作,針對電力系統電弧光保護而設計,研發出的一款創新技術和廣泛實用性的新型電弧光保護系統。

    2.2產品特點

    1.   使用新型高速的32位CPU硬件平臺,內嵌實時多任務操作系統;
    2.   全數字化設計,無撥碼開關、旋鈕等機械期間,精度高;
    3.   采用弧光和電流雙重判據,消除誤判;
    4.   快速跳閘出口,優于7ms,可保證在100ms內切除故障弧光;
    5.   滿足所有電磁兼容(EMC)標準;
    6.   全漢字顯示,界面友好、操作簡單;
    7.   采用工業總線技術,方便現場組網;
    8.   支持Modbus@RTU、Modbus-TCP等多種通訊規約;
    9.   采用無源弧光傳感器,光纖連接,電氣隔離性能好;
    10.  裝置內置斷路器失靈、接地、過流等輔助保護;
    11.  全金屬外殼設計,可以有效屏蔽外界電磁干擾;
    12.  符合中國繼電保護設計標準要求;
    13.  詳細全面的事故記錄功能,可以記錄最新的10條跳閘記錄

    2.3產品優勢

    1.動作迅速可靠:
        采用了可靠的快速算法,可以在短時間內判斷弧光變化信號和電流變化信號并迅速出口,從發現故障到出口跳閘時間間隔優于7ms,確保開關柜內設備的弧光在100ms以內切除。
     
    2.全數字化設計:
        本裝置采用全數字化設計,配置靈活,動作精度高,而且排除了由于旋鈕或其他機械設計導致的誤差隱患。
     
    3.保護原理簡單、合理
    根據弧光產生時的特點,裝置采用弧光和電流雙重判據,判據簡單且可以有效的保證動作的準確性。
     

    4.   強大的電氣性能:

        故障弧光探頭、連接線全部采用耐高溫、阻燃的高分子材料,具有超強的電氣隔離效果。裝置完全滿足EMC的標準,保證了弧光保護系統的整體穩定性和動作的可靠性。

    5.   故障信息記錄全面
     
        在故障弧光發生并引起裝置跳閘后,主控單元或饋線保護單元可以準確的記錄是哪個弧光探頭檢測到了故障弧光,且可以詳細記錄動作時刻的三相電流值以及動作時刻的故障弧光光強。
     
    6.   多種輔助保護功能:
     
        主控單元不但有弧光保護,還有過流保護,接地保護、斷路器失靈等輔助保護,這些保護是弧光保護的合理配置和有效補充。
     

    3.1使用環境

    3.1.1工作環境

    Ø  溫度:-40℃~+85℃;
    Ø  環境溫度最大變化: 1℃/min;
    Ø  濕度:5%-100%;
    Ø  最大絕對濕度:35g/m3
    Ø  大氣壓力:70~100kPa;

    3.1.2機械性能

    Ø  機箱防護能力:防護等級不低于GB/T4208規定的IP64級別要求;
    Ø  工業級產品:溫度范圍(-40℃~+85℃;),防磁、防震、防雷、防潮、防塵、防腐蝕;
    Ø  壁掛式或柜式安裝,擴展方便,

    3.2電氣技術參數

    3.2.1額定數據

    Ø  工作電壓:AC220V,±20%;
    Ø  頻率    : 50Hz ±10%;

    3.2.2功率消耗

    Ø  交流電流:< 0.5VA/相;
    Ø  整機功率:≤10W;
    3.2.3過載能力
    Ø  交流電流:  2倍過載,連續工作;
                    10倍電流,5秒;
                    20倍電流,1秒;

    3.3主要技術指標

    3.3.1交流采樣

    Ø  電流輸入標稱值:5A/1A;
    Ø  交流電壓電流采樣精度:0.5s/1.0s;
    Ø  在標稱輸入值時,每一回路的功耗小于0.25VA;
    Ø  在標稱值內,線性誤差不超過±5%;

    3.3.2弧光采樣

    Ø  弧光采樣強度范圍:0~999.9Klux;
    Ø  弧光采樣精度:    0.1Klux;
    Ø  弧光采樣通道數:主控:16路;
                    采集單元:16路;(擴展方式連接最多120路)

    3.3.3遙控輸出

    Ø  輸出方式:繼電器常開接點;
    Ø  接點容量:250VAC,5A;30VDC,5A;
    Ø  輸入回路采用光電隔離;
    Ø  接口電平0~24V;

    3.3.4電源

    Ø  交流85~265V寬輸入范圍;
    Ø  整機功率≤10W;

    3.3.5可靠性

    Ø  設備的快速瞬變干擾試驗、高頻干擾試驗、浪涌試驗、靜電放電干擾試驗、輻射電磁場干擾試驗均滿足GB/T14598標準中試驗等級要求;
    Ø  平均無故障運行時間不小于50000小時;

    3.4電磁兼容

    3.4.1 靜電放電

    靜電放電試驗符合IEC60255-22-2的規定。
    Ø  接觸放電;
    Ø  嚴酷等級:3級;
    Ø  試驗電壓:8kV。

    3.4.2 高頻電磁場

    射頻電磁場試驗符合IEC60255-22-3的規定。
    Ø  終端在正常工作狀態;
    Ø  頻率范圍:80MHz~1000MHz;
    Ø  嚴酷等級:3級;
    Ø  試驗場強:10V/m。

    3.4.3 電快速瞬變脈沖群

    電快速瞬變脈沖群干擾試驗符合IEC60255-22-4的規定。
    (1)終端在正常工作狀態下,實驗電壓施加于終端的電源電壓端口與地之間:
    Ø  嚴酷等級:A級;
    Ø  試驗電壓:4K/2.5kHz。

    3.4.4 浪涌

    浪涌試驗符合IEC60255-22-5的規定。
    Ø  嚴酷等級:3級;
    Ø  試驗電壓:2kV(電源電壓兩端口之間);4kV(電源電壓各端口與地之間);
    Ø  脈沖重復率:1次/分鐘

    3.4.5 阻尼振蕩波

    阻尼振蕩波試驗符合IEC1OOO-4-12的規定。
    Ø  電壓上升時間(第一峰):75ns±20%;
    Ø  振蕩頻率:100KHz和1MHz±10%;
    Ø  電壓峰值:共模方式2.5kV,差模方式1.25kV。

    3.4.6 交流電磁場

    正常工作狀態下,終端置于與系統電源電壓相同頻率的隨時間正弦變化的、
    強度為0.5mT(400A/m)的均勻磁場的線圈中心,工作正常。
     

    4.1主控功能介紹

    4.1.1 交流電流

    設備具備三路交流電流采樣口,可同時采樣A、B、C三路電流,電流輸入額定值5A.電流采樣結果用來輔助電弧光事故跳閘輸出,即弧光事故產生時,如果電流輔助功能投入,則電流達到設定值后跳閘。

    4.1.2弧光輸入

    設備有16路弧光輸入接口,采用光纖直接接入方式,其中1~2路連接弧光傳感器或者連接弧光采集單元信號,3~16路功能相同,光纖連接弧光傳感器,可直接監測開關柜內部及外部特定位置,可設置擴展功能,擴展后可連接8個采集單元設備。

    4.1.3遙控輸出

        遙控輸出接口負責故障及報警輸出,輸出方式為繼電器常開接點輸出,設備自帶四路輸出接口分別為弧光跳閘出口1、弧光跳閘出口2、弧光跳閘出口3、跳閘總出口4。

    4.1.4通訊介紹

        設備自帶兩路RS-485接口,為內部通訊口負責連接采集單元,默認通訊設置為:波特率9600,校驗無,停止位1。設備支持ModBUS-RTU規約,可通過后臺對設備進行參數設置、實時數據讀取、故障信息讀取、復歸等操作,方便組網運行。

    4.2接口說明

    ²  弧光輸入口:1到16路;
    ²  交流電流:3路(A、B、C三相);
    ²  跳閘輸出:4路;
    ²  電源輸入:1路;
    ²  通訊口:2路RS-485;

    4.3主控單元端子說明

     
    端子
    功能
    備注
    T1
    至其它主單元
     
    T2
    至其它主單元
     
    L1
    單主控單元時連接弧光傳感器;帶采集單元時接收采集單元T1信號
     
    L2-L16
    連接弧光傳感器
     
    X1
    備用信號(開入)
     
    X2
    跳閘/告警信號輸出
    可設置各種同步
    X3
    裝置電源
     
    X4
    三相電流采集
     
    X5-1
    連接后臺通訊
     
    X5-2
     
    X5-3
     
    X5-4
    并聯弧光采集單元通訊
     
    X5-5
     
    X5-6

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    4.4采集單元功能介紹

        弧光采集單元與主控單元配合使用,是弧光保護系統的重要組成部分,主要用于采集故障弧光,并將判斷后的結果通過光信號傳遞給主控單元。單個弧光采集單元可以安裝16個弧光探頭,根據系統的大小可以任意增減弧光采集單元的數量;」獠杉瘑卧ǔ0惭b在選定的開關柜內中,選擇的原則是保證該單元相關光纖用量盡量少。

    4.5采集單元說明

    端子
    功能
    備注
    T1
    單采集單元時或作為首個采集單元時連接主控單元L1(發送光信號);作為首個之后采集單元時連接上一級采集單元LI(發送光信號信號)
     
    T2
    同上
     
    L1/IN1
    單采集單元時連接弧光傳感器;多采集單元時接收其他采集單元T1信號
     
    L2-L16
    連接弧光傳感器
     
    X1
    裝置電源
     
    X2-1
    備用
     
    X2-2
    X2-3
    X2-4
    單采集單元時并聯主控單元;多采集單元時并聯主控單元和其他采集單元通訊
     
    X2-5
    X2-6

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    4.6弧光傳感器

    專門用于  故障弧光采集,是無源的弧光探測傳感器,安裝在開關柜的母線室內或饋線柜內電氣元件的連接處。當發生弧光故障時,光照度大幅度增加,弧光傳感器直接將光信號傳給弧光采集單元或饋線保護單元。
     
     

    4.7注意事項

    設備發生故障后系統進入故障告警及跳閘進程,對實時電流及弧光檢測停止,當發生故障并確認故障后請及時復位設備,避免設備長時間進入故障狀態,造成設備無法檢測設備故障信息。
     

    5.1安裝說明

    弧光保護系統采用擴展方式組網連接,采集單元與主控單元通過光纖及數據線連接,通過光纖傳輸光信號,通過數據線傳輸故障信息及參數數據等信息,系統1臺主控單元最多可擴展8臺采集單元,根據具體項目設計具體的組網方案。

    5.1.1安裝空間

        主控單元/采集單元:寬度:112mm   高度:151mm  深度:195mm

    5.1.2安裝方式

       面板嵌入式安裝 

    5.1.3安裝孔尺寸

       寬*高=114mm*153mm

    5.2安裝注意事項

    注意事項1:光纖安裝時,光纖的切割面要垂直切割,切割要迅速,避免光纖切割片不平滑造成弧光采樣誤差大。
    注意事項2:光纖安裝時要插到位,固定緊固,避免造成松動,影響測量
    地址:河北省保定市高新區恒濱路89號 郵箱:bgw01@126.com 電話:0312-8910909 3911599 傳真:0312-3911599 聯系人:張經理 冀ICP備19013439   
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