一方面,随着国家电力工业的快速发展,中低压开关柜的应用数量越来越多,由于开关柜弧光短路故障引发的中低压母线故障时有发生,并且也发生过主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故,经济损失严重;另一方面,用户对供电的可靠性要求也越来越高;因此,在中低压开关柜装设专用快速母线保护——电弧光保护是有必的。
国标规定的110kV及以电压等级的变压器的热稳定允许叫‘问为2S,动稳定时间为0.25S。但实际上,在低压侧出口短路故障时,过流后备保护切除动作时间往往在2S以上,距变压器的动稳定时间要求0.25S相差甚远,这也是造成变压器损坏的重要原因。
现有的中低压母线保护方式及存在的问题
开关柜内部燃弧耐受时间的需求
当开关柜内部弧光短路故障时,IEC298标准附录中规定的内部燃弧时间是100ms,也就是说开关柜可以承受的电弧燃烧时问,即保护动作和断路器切除故障的时间之和应小于100inS,此时才能达到保护开关柜的目的。目前市场上销售的开关柜基本上是按照1EC298标准生产的,即开关柜可以承受的电弧燃烧时间为100ms。表1为国外对各种燃弧持续时间下设备损害程度的试验结果。
变压器动稳定时间及中低压母线保护动作时间的要求
变压器后备过流保护
这是目前国内应用*广泛的中低压母线保护方式。由于考虑到与馈线和母线分段开关的配合,保护跳闸时间一般挚定为1.0~1.4S,有的甚至更长,达2.0S以上。这一动作时间远远不能满足快速切除中低压母线故障的要求。
馈线过流闭锁变压器过流保护
近年来采用馈线过流闭锁变压器过流保护的应用较为广泛,与变压器后备过流保护方式相比,其动作速度有了一定的提高,典型动作时间为300~400InS。但仍难以在100ms以内切除故障。