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摘要：
成套開關設備中電弧光故障是最嚴重的故障之一，其產生的弧光容易燒壞其他元器件，從而導致事故擴大，往往造成較大的經濟損失。弧光保護通過監測電弧光強度和電流變化情況，能及時切除故障，可以起到很好的保護作用并降低經濟損失。本文介紹了ARB系列弧光保護在低壓配電系統的母線以及電容補償柜、有源濾波柜等重要單柜的應用配置方案，從中容易得知加裝弧光保護的必要性。
關鍵詞：電弧光故障；弧光保護；低壓配電系統
概述
本工程為某微電子裝備有限公司半導體生產基地電力增容項目，位于北京市亦莊經濟技術開發區。在廠房內共設置兩座變配電室，總增容容量25000kVA。本次增容在二期廠房，新建一座總配電室，新增5臺2500kVA變壓器，利舊一臺2500kVA變壓器，將原有4臺2500kVA變壓器切改至新建總配。同時新建一座分配電室，新增4臺2500kVA變壓器，接入一期原有總配。新裝2500kVA*9，利舊2500kVA*1，總計25000kVA。
項目需求
開關柜或母線因絕緣損壞、操作失誤、設備老化等原因較易產生弧光。當發生弧光故障時，將會產生巨大能量，造成高溫以及各類電弧效應，威脅人員的安全，同時損害設備，造成重大經濟損失。為了確保供電系統的安全性和可靠性，本項目的0.4kV開關柜需要配置弧光保護。
總配電室0.4kV開關柜：MNS低壓配電柜共22面，其中低壓進線柜4面，母聯柜2面，電容器柜8面，饋線及有源濾波柜4面，饋線柜4面。總配電室的9#變（11#變）與10#變（12#變）的一次系統圖如下。
圖1 總配電室的0.4kV一次系統圖
分配電室0.4kV開關柜：MNS低壓配電柜共16面，其中低壓進線柜4面，電容器柜8面，饋線柜4面。分配電室的12#變（13#變、14#變、15#變）的一次系統圖如下。
圖2 分配電室的0.4kV一次系統圖
安科瑞ARB弧光保護簡介
安科瑞ARB系列弧光保護由ARB6/ARB4弧光保護裝置、ARB-S弧光傳感器及弧光塑料光纖組成。
? 多組弧光保護邏輯，實現分區域選擇性跳閘。
? 弧光故障點定位。
? 弧光單判據、弧光電流雙判據可選。
? 弧光動作門檻值和電流、電壓定值可自由整定。
? 弧光裝置、傳感器及光纖實時自檢。
? 支持Modbus、IEC 60870-5-103等通訊協議。
? 適合中高壓出線柜電纜室、低壓電容補償柜等單柜應用。
? 弧光故障點定位。
? 弧光單判據、弧光電流雙判據可選。
? 弧光動作門檻值和電流、電壓定值可自由整定。
? 弧光裝置、傳感器及光纖實時自檢。
? 支持Modbus、IEC 60870-5-103等通訊協議。
弧光保護邏輯和配置方案
圖3 低壓母線弧光保護+電容補償柜/有源濾波柜弧光保護配置方案
4.1 低壓母線弧光保護
在每段低壓母線配置1臺ARB6弧光裝置，在每臺柜子的柜頂水平銅排處安裝1個ARB-S弧光傳感器。ARB6采集本段進線/母聯電流+各柜柜頂的弧光，雙判據動作于跳閘本段進線/母聯開關。
4.2電容補償柜/有源濾波柜弧光保護
在每臺電容補償柜/有源濾波柜配置1臺ARB4弧光裝置，除在柜頂安裝個ARB-S弧光傳感器之外，在柜內中下部再安裝1個ARB-S弧光傳感器。ARB4采集本柜電流+本柜中下部的弧光，雙判據動作于跳閘本柜開關。
4.3配置方案
A、總配電室配置方案（以9#變與10#變為例）
B、分配電室配置方案（以12#變為例）
4.4安裝位置
A、ARB6弧光裝置嵌入式開孔安裝于進線柜面板上
B、ARB4弧光裝置嵌入式開孔安裝于電容補償柜/有源濾波柜面板上
C、ARB-S弧光傳感器在水平母排處安裝位置
結論
弧光保護通過光強與電流變化雙重判據，能在數毫秒內快速動作切斷電源，在預防弧光放電事故方面具有重要的意義，能夠預防人員傷亡與設備損傷問題的產生，確保電力設備的安全可靠運行。
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