弧光保護(hù)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用

張煒瑋 趙艷 吳忠義

(中機(jī)國(guó)能電力工程有限公司,上海 200062)

弧光保護(hù)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用

張煒瑋 趙艷 吳忠義

(中機(jī)國(guó)能電力工程有限公司,上海 200062)

隨著科技的進(jìn)步,人們對(duì)新能源發(fā)電的研究也在不斷深入,在研究新能源發(fā)電技術(shù)的同時(shí),傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置已經(jīng)不適用于新能源電力系統(tǒng),因此,必須要采用更加先進(jìn)和有效的保護(hù)裝置?；」獗Ｗo(hù)系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)保護(hù)易受諧波干擾、動(dòng)作時(shí)間慢的不足,在新能源發(fā)電中應(yīng)用越來越廣泛。本文首先簡(jiǎn)要分析新能源發(fā)電的意義,并針對(duì)弧光保護(hù)的研究現(xiàn)狀及其在電力行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單論述,在此基礎(chǔ)上,本文著重分析了DPR360ARC弧光保護(hù)系統(tǒng)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用,以期能夠?yàn)橥刑峁┯幸饬x的參考。

弧光保護(hù) 新能源發(fā)電 應(yīng)用

1 前言

近年來，全世界出現(xiàn)的能源危機(jī)引起了各國(guó)政府和人民的關(guān)注，人們開始更加注重新能源的開發(fā)。目前，歐美等國(guó)已經(jīng)開始大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)，我國(guó)也在加大科研力量，不斷研發(fā)新型能源。各種新能源的出現(xiàn)，使得電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)難以滿足保護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)的需要，于是，弧光保護(hù)系統(tǒng)開始被應(yīng)用于新能源電網(wǎng)中，大大降低了電網(wǎng)系統(tǒng)的故障損失，提高了我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量。

2 新能源發(fā)電對(duì)我國(guó)電力發(fā)展的意義

2.1 提高電網(wǎng)的可靠性

目前新能源發(fā)電技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，有的地區(qū)已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用中。由新能源組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)能夠提高我國(guó)電網(wǎng)的可靠性，并且能夠改善電能的質(zhì)量。我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展早已步入了數(shù)字化的時(shí)代，隨著各行各業(yè)用電量的增大，只有為他們提供優(yōu)質(zhì)且可靠的電力供應(yīng)才能為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障。大電網(wǎng)在高峰期的脆弱性就會(huì)表現(xiàn)出來，而新能源發(fā)電能夠在一定程度上緩解這種狀況，這樣不僅節(jié)約了成本，還能提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能，又能避免因超負(fù)荷停電帶來的經(jīng)濟(jì)損失，從而為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展創(chuàng)造條件。

2.2 有利于擴(kuò)大我國(guó)電網(wǎng)覆蓋面

在新能源發(fā)電未出現(xiàn)之前，我國(guó)利用煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源的發(fā)電方式形成的電網(wǎng)覆蓋面受地理環(huán)境的制約，使得一部分偏遠(yuǎn)地區(qū)并未實(shí)現(xiàn)通電，用電的限制在一定程度上制約了這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。新能源出現(xiàn)后，可以利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能或者太陽能等能源來設(shè)計(jì)合理的微電網(wǎng)系統(tǒng)，在這些地區(qū)實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)供電。這樣在充分發(fā)揮我國(guó)的資源優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了電力建設(shè)的快速發(fā)展。擴(kuò)大了我國(guó)整個(gè)電網(wǎng)的覆蓋面積，使我國(guó)電力系統(tǒng)朝著較好的方向發(fā)展。

2.3 節(jié)約成本,提高安全性

傳統(tǒng)的發(fā)電方式形成的供電系統(tǒng)一般實(shí)行的是遠(yuǎn)距離的高壓輸送，這要求必須有一些相應(yīng)配套的輸變電設(shè)備，不但占地面積大，而且成本高。而利用新能源中的燃料發(fā)電方式可以把電池建在終端用戶的附近，一些家用電源甚至可以直接裝在居民的家里，這樣就大大降低了輸送成本。在一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)或者海島等地方就可以直接在當(dāng)?shù)厥褂萌剂想姵匕l(fā)電，從而節(jié)約電網(wǎng)的建設(shè)費(fèi)用，降低了供電的成本。另外，傳統(tǒng)電網(wǎng)存在一定的安全隱患。如果發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)或者自然災(zāi)害，或者是一些技術(shù)上的故障等，這些因素都會(huì)造成電網(wǎng)系統(tǒng)的大范圍的停電。而利用新能源發(fā)電形成的小網(wǎng)絡(luò)就能避免這些現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高電網(wǎng)的抗破壞能力，在一定程度上保障電網(wǎng)的運(yùn)行安全。

3 國(guó)內(nèi)外弧光保護(hù)研究現(xiàn)狀

隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展，110kV及以上電壓等級(jí)均已有比較成熟的保護(hù)措施，6kV(10kV)到35kV電壓等級(jí)廠用中壓配電開關(guān)柜作為供電系統(tǒng)的供電樞紐，在發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)是否能迅速切除故障，對(duì)變電站配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，但是按目前的保護(hù)方案，35kV及以下電壓等級(jí)的母線一般未裝設(shè)母線保護(hù)。

中低壓母線因其出線多，操作頻繁，設(shè)備絕緣老化和機(jī)械磨損，再加上運(yùn)行條件惡劣等因素造成其故障幾率比高壓、超高壓母線高得多。長(zhǎng)期以來，中低壓母線保護(hù)一直未得到足夠重視，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)處理方式大多采用帶有較大延時(shí)的后備保護(hù)來切除，有時(shí)故障反而被進(jìn)一步擴(kuò)大。

電力系統(tǒng)多年的運(yùn)行狀況表明，中低壓配電柜內(nèi)部弧光保護(hù)對(duì)人身及設(shè)備帶來極大的損害，各國(guó)電力專家已經(jīng)開始對(duì)電弧光故障進(jìn)行研究。

上世紀(jì)60年代，國(guó)際上一些先進(jìn)國(guó)家開始了對(duì)弧光短路故障的研究，80～90年代已經(jīng)對(duì)這種故障特性有了深入了解，并提出各種弧光短路的防護(hù)措施。電弧光保護(hù)系統(tǒng)作為一種主動(dòng)性防護(hù)措施在歐美國(guó)家的一些電力系統(tǒng)和廠礦企業(yè)應(yīng)用方面已有近20年的歷史。

90年代ABB公司開始研發(fā)用于開關(guān)柜的REA101-107弧光保護(hù)產(chǎn)品。較早研發(fā)弧光保護(hù)產(chǎn)品的國(guó)家還有德國(guó)、芬蘭、澳大利亞等。國(guó)外著名的開關(guān)柜生產(chǎn)廠家，如ABB、Siemens、Rerolled、Schneider、Moeller等，其低壓開關(guān)柜中均配套使用了電弧光保護(hù)系統(tǒng)。我國(guó)的第一套弧光保護(hù)裝置于1995年配套引進(jìn)。

3.1 ABB公司弧光保護(hù)的研究現(xiàn)狀

跨國(guó)公司ABB的REA101-107和TVOC-2弧光保護(hù)產(chǎn)品，被稱為世界上最快的弧光保護(hù)系統(tǒng)。發(fā)生電弧光事故后，僅需清潔一下機(jī)柜就可以恢復(fù)使用，基本上不會(huì)讓弧光對(duì)開關(guān)柜產(chǎn)生損壞。

ABB的弧光保護(hù)動(dòng)作時(shí)間小于2.5ms，使弧光對(duì)設(shè)備的損害降到了最低，配套的擴(kuò)展單元可擴(kuò)大電弧光保護(hù)范圍。

3.2 芬蘭VAMP公司弧光保護(hù)的研究現(xiàn)狀

VAMP公司主營(yíng)VAMP221(220)電弧光保護(hù)系統(tǒng)、VA1DA弧光傳感器，堪稱世界上著名的電弧光保護(hù)專業(yè)公司。該項(xiàng)弧光保護(hù)產(chǎn)品，在中國(guó)電力市場(chǎng)已經(jīng)取得不錯(cuò)的成功應(yīng)用。

3.3 澳大利亞RIZNER公司弧光保護(hù)的研究現(xiàn)狀

澳大利亞RIZNER公司是杭州瑞勝電器有限公司在澳大利亞注冊(cè)的公司，提供光電式電弧光保護(hù)RIZNER-Eagle-Eyed產(chǎn)品，包括壓力式電弧光保護(hù)RIZNER-EMD-MC和弧光探頭RIZNEREMD-LAD等產(chǎn)品。

Eagle Eye光電式電弧光保護(hù)系統(tǒng)號(hào)稱具有輸出跳閘信號(hào)速度＜1ms特征，該系統(tǒng)順利通過國(guó)家繼電器質(zhì)量檢驗(yàn)中心的檢測(cè)并滿足所有電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)。RIZNER-Eagle Eye光電式電弧光保護(hù)系統(tǒng)，結(jié)合中國(guó)國(guó)情及現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)象多次更新?lián)Q代，已在中國(guó)知名電廠、電力系統(tǒng)、變電站及大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)中安裝應(yīng)用。其產(chǎn)品還被世界多家著名廠商如ABB、西門子、Alston、GE等所采用。

3.4 德國(guó)Moeller公司弧光保護(hù)的研究現(xiàn)狀

2008年5月由Moeller生產(chǎn)安裝在ENERCON的E-82型風(fēng)機(jī)中，用于短路和弧光故障綜合保護(hù)的裝置成功通過試驗(yàn)。

Arson弧光短路故障保護(hù)裝置能夠在1.5ms內(nèi)判斷弧光故障，動(dòng)作時(shí)間遠(yuǎn)早于可能導(dǎo)致的短路對(duì)設(shè)備甚至人員造成損害的弧光故障時(shí)間。Moeller這一系統(tǒng)提供接觸器、開關(guān)設(shè)備、自動(dòng)化控制器、監(jiān)控單元以及限位開關(guān)等。還安裝了一個(gè)Moeller的5.7英寸顯示單元，用于模擬顯示整個(gè)工作過程，使得應(yīng)用非常簡(jiǎn)單。德國(guó)還擁有ARCON-ABB的ARC Guard System故障電弧保護(hù)系統(tǒng)。

3.5 中國(guó)弧光保護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀

中國(guó)的第一套弧光保護(hù)裝置是隨著成套設(shè)備引進(jìn)而來，于1995年投運(yùn)。2009年國(guó)華天津盤山電廠進(jìn)口機(jī)組也配有電弧光保護(hù)裝置。

2008年，中國(guó)弘毅電氣公司自主開發(fā)的DPR360ARC弧光保護(hù)系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)第一套全自主研發(fā)的快速弧光保護(hù)系統(tǒng)，率先采用紫外光光纖電弧光傳感器，打破了國(guó)內(nèi)弧光保護(hù)依賴于國(guó)外的局面，開創(chuàng)了弧光保護(hù)的自主品牌，在中國(guó)市場(chǎng)供貨、應(yīng)用已有3年之余。

南京五石金傳感器公司擁有自主開發(fā)的紫外光電弧光傳感器產(chǎn)品，自2010注冊(cè)以來開始自主開發(fā)、研制、生產(chǎn)、配套各種光學(xué)光纖傳感器產(chǎn)品，紫外光電弧光傳感器是主推產(chǎn)品之一，與中國(guó)多家繼電保護(hù)公司有廣泛的合作。

保定尤耐特公司2010年6月發(fā)表了電弧光探頭專利，2010年11月取得弧光保護(hù)的軟件平臺(tái)認(rèn)證，其弧光保護(hù)產(chǎn)品在電力、煤炭、水泥等行業(yè)取得應(yīng)用。

隨著電弧光保護(hù)技術(shù)的成熟，對(duì)電弧光認(rèn)識(shí)的提高，新的市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大。

4 電弧光產(chǎn)生原理

通常情況下氣體呈絕緣狀態(tài)，一旦發(fā)生電弧放電現(xiàn)象，氣體就會(huì)變成導(dǎo)電體。當(dāng)氣體原子受到外界大能量的作用，使電子有可能脫離其原子核的束縛而成為自由電子時(shí)，氣體呈帶電的狀態(tài)，我們把這一過程叫做氣體的電離。形成電弧時(shí)的電壓和電流根據(jù)電源阻抗、導(dǎo)電體的間距以及環(huán)境中物質(zhì)成分的不同而有巨大的差異。

事實(shí)上，自然界有很多氣體放電現(xiàn)象。天空中的雷電閃光就是積累大量電荷的云層聚集時(shí)，在高電壓、強(qiáng)電場(chǎng)的作用下?lián)舸┛諝舛纬傻姆烹姟ｋ娀『附訒r(shí)，形成強(qiáng)電場(chǎng)擊穿空氣間隙，產(chǎn)生大電流的空氣放電的弧光，致使電極間產(chǎn)生高溫，熔化和焊接金屬。

在所有電力應(yīng)用領(lǐng)域，電弧光釋放的巨大的能量會(huì)產(chǎn)生各種電弧效應(yīng)，其后果都是不堪設(shè)想的。日常生產(chǎn)中產(chǎn)生電弧光的原因主要有：

(1)電路元器件損壞；(2)絕緣破壞；(3)操作或者設(shè)計(jì)錯(cuò)誤；(4)電路過電壓；(5)意外短路等等。

圖1 DPR360ARC弧光保護(hù)系統(tǒng)連接圖

5 弧光保護(hù)在電力行業(yè)的應(yīng)用

弧光保護(hù)在供電系統(tǒng)的應(yīng)用已日趨成熟，主要體現(xiàn)在開關(guān)柜內(nèi)中低壓母線保護(hù)、饋線開關(guān)柜弧光保護(hù)和箱式變電站弧光保護(hù)方面。

5.1 中低壓母線弧光保護(hù)

近年來，因各種原因引起母線故障，導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備嚴(yán)重?zé)龤В⒃斐伞盎馃B營(yíng)”事故的案例時(shí)有發(fā)生；主變壓器因遭受外部短路電流沖擊損壞的事故也逐年增加。為滿足繼電保護(hù)快速性的要求，在中低壓母線柜內(nèi)需配置電弧光保護(hù)裝置。目前各電網(wǎng)公司在35kV及以下配電柜中正逐步應(yīng)用弧光保護(hù)。

5.2 饋線開關(guān)柜弧光保護(hù)

饋線開關(guān)柜下部的電纜連接頭等部位是絕緣的薄弱環(huán)節(jié)，此處如發(fā)生單相對(duì)地?fù)舸?，鑒于短路電流太小，一般不易啟動(dòng)過流保護(hù)；而單相對(duì)地?fù)舸┖苋菀装l(fā)展為兩相或三相對(duì)地短路，即便此時(shí)過流保護(hù)動(dòng)作，設(shè)備已經(jīng)遭到了比較嚴(yán)重的損壞?；」獗Ｗo(hù)裝置系統(tǒng)以檢測(cè)到電弧光為保護(hù)判據(jù)，在單相對(duì)地燃弧時(shí)就對(duì)饋線開關(guān)發(fā)跳閘指令，及早跳閘使故障損失減少到最低，后期一般只需簡(jiǎn)單的恢復(fù)絕緣就能將設(shè)備重新投入運(yùn)行，從而大大減少了停電時(shí)間和維修成本。

5.3 箱式變電站弧光保護(hù)

箱式變電站柜因其空間狹小加上各類電氣設(shè)備布置比較緊湊，很容易發(fā)生電弧光事故。

在箱式變電站內(nèi)配置弧光保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到電弧光故障時(shí)及時(shí)跳閘，極大地提高了箱式變電站的整體安全性。

6 弧光保護(hù)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用

6.1 DPR360ARC弧光保護(hù)系統(tǒng)

由南京弘毅電氣公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)的DPR360ARC弧光保護(hù)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)首次采用紫外傳感器對(duì)弧光信號(hào)進(jìn)行采集，采用FPGA對(duì)光電信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行濾波、編碼、傳輸，采用高速浮點(diǎn)DSP進(jìn)行對(duì)弧光和電流進(jìn)行雙判據(jù)判別，使保護(hù)動(dòng)作快、可靠性高，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)中、低壓專用快速母線保護(hù)的一個(gè)空白。DPR360ARC弧光保護(hù)系統(tǒng)在跳閘回路采用快速固態(tài)繼電器，確保系統(tǒng)從檢測(cè)到出口跳閘時(shí)間小于4ms，遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，對(duì)于開關(guān)柜的內(nèi)部弧光故障總切除時(shí)間可以控制在50ms(操動(dòng)機(jī)構(gòu)固有30～40ms時(shí)間)以內(nèi)。

DPR360ARC弧光保護(hù)系統(tǒng)由主控單元、弧光單元、電流單元和弧光傳感器等單元組成，連接示意圖如圖1所示：

圖2 弧光保護(hù)在逆變系統(tǒng)中的應(yīng)用

6.2 弧光保護(hù)系統(tǒng)在新能源發(fā)電變流設(shè)備中的應(yīng)用

新能源發(fā)電的變流設(shè)備一般采用大功率電力電子器件，將直流逆變成符合并網(wǎng)要求的交流。

電力電子器件的工作在開關(guān)狀態(tài)，暫態(tài)過程頻繁，采集到的電量信號(hào)波形復(fù)雜，穩(wěn)定性差。使用DPR360ARC弧光保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，選擇只檢測(cè)弧光信號(hào)，在某一大功率器件損壞時(shí)，裝置直接出口，切斷直流電源，在電弧燃燒之前將故障切除、快速消除故障，供電就可迅速恢復(fù)，損失也將大大降低?；」獗Ｗo(hù)在逆變系統(tǒng)中的應(yīng)用連接圖如圖2。

用于變流設(shè)備的保護(hù)時(shí)，弧光保護(hù)只投入光判據(jù)，在每一個(gè)開關(guān)器件和濾波電感、儲(chǔ)能電容處各安裝一個(gè)弧光探頭，當(dāng)器件損壞而產(chǎn)生閃弧時(shí)，弧光保護(hù)即可檢測(cè)到弧光信息，在4ms之內(nèi)發(fā)出跳閘信號(hào)，切斷直流電源的輸入，防止其它器件的損壞從而擴(kuò)大事故。

6.3 弧光保護(hù)系統(tǒng)在新能源發(fā)電母線上的應(yīng)用

與傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)不同的是，新能源發(fā)電往往不夠穩(wěn)定：太陽能隨著白天黑夜的輪換及云朵的變化而變化；風(fēng)能更是間歇性的能源，風(fēng)速時(shí)時(shí)刻刻在變化。這將導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)中的潮流在變化，甚至方向都有可能改變，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)組就允許在風(fēng)速急劇變化時(shí)短時(shí)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。新能源發(fā)電并入傳統(tǒng)電力系統(tǒng)給傳統(tǒng)的母線保護(hù)造成了極大的困難，電壓的不穩(wěn)定和潮流的變化使得電量的采集變得困難。而弧光保護(hù)的主判據(jù)是非電量，輔助判據(jù)是電流突變量，這都不受太陽能或機(jī)械能變化的影響。弧光保護(hù)在新能源發(fā)電母線上的應(yīng)用連接圖如圖3所示：

用于保護(hù)時(shí)，弧光保護(hù)投入弧光和電流雙判據(jù)，在每一個(gè)開關(guān)柜的母線室安裝一個(gè)弧光探頭，同時(shí)采集進(jìn)線處的電流。當(dāng)母線產(chǎn)生絕緣損壞或?qū)Φ亍⑾嚅g放電故障時(shí)，保護(hù)裝置檢測(cè)到弧光信息和電流突變信息即可在4ms內(nèi)出口，切斷母線的輸入電源。防止因?yàn)殚W弧而燒毀整條母線，甚至波及到電源系統(tǒng)。

7 弧光保護(hù)應(yīng)用于新能源發(fā)電中的優(yōu)勢(shì)

弧光保護(hù)的運(yùn)用更新了繼電保護(hù)的內(nèi)容，與傳統(tǒng)的常規(guī)保護(hù)相比，弧光保護(hù)應(yīng)用于新能源發(fā)電中有以下區(qū)別和優(yōu)勢(shì)。

7.1 提高了繼電保護(hù)對(duì)“四性”的要求

眾所周知，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)“四性”要求之間有著復(fù)雜的千絲萬縷的聯(lián)系，這四個(gè)基本要求之間，有的相輔相成，有的相互制約，需要針對(duì)不同的使用條件和系統(tǒng)情況分別進(jìn)行協(xié)調(diào)、計(jì)算和選擇參數(shù)，但卻很難達(dá)到完善和完美的統(tǒng)一。而弧光保護(hù)的特點(diǎn)和固有性能，解決了“四性”中存在的矛盾和問題。這是因?yàn)榛」獗Ｗo(hù)創(chuàng)新地把弧光作為判據(jù)引入到保護(hù)之中，使它與原有保護(hù)的各電氣量之間的聯(lián)系甚少，考慮的因素也大為減少。所以，提高“四性”的要求是必然的和完全可以做到的。尤其是傳統(tǒng)母線保護(hù)，不管是采用固定連接式、母聯(lián)相位比較式、中阻抗電流差動(dòng)式，其基本原理大致相同，存在的問題也類似，且投資大、接線復(fù)雜，計(jì)算、整定、調(diào)試麻煩。故在中低壓母線上不能得到推廣和普及運(yùn)用。而弧光保護(hù)的新概念和新理念，解決了傳統(tǒng)保護(hù)不方便解決的中低壓母線故障問題，必然會(huì)得到廣泛性的推廣和普及性運(yùn)用。

圖3 弧光保護(hù)在母線上的應(yīng)用

7.2 克服了傳統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問題

傳統(tǒng)繼電保護(hù)受系統(tǒng)接線方式、短路容量、潮流分布、系統(tǒng)阻抗、大小運(yùn)行方式的影響較大，整定的靈敏度難以得到保證，特別是在中壓系統(tǒng)，負(fù)荷大、線路長(zhǎng)、阻抗小，保護(hù)的整定計(jì)算和選擇性難以掌控，上下級(jí)配合矛盾突出。對(duì)如何躲過穿越性故障電流造成的越級(jí)跳閘、最大負(fù)荷電流及沖擊負(fù)荷對(duì)時(shí)限級(jí)差的影響、寄生電流對(duì)微機(jī)保護(hù)的干擾方面，起到了至關(guān)重要的作用。而弧光保護(hù)是獨(dú)立組成系統(tǒng)，無需考慮相關(guān)此類問題，可做到無選擇地保護(hù)要保護(hù)的設(shè)備，能快速切除故障、穩(wěn)定系統(tǒng)。在這方面，弧光保護(hù)顯示出它的突出優(yōu)勢(shì)。

7.3 使繼電保護(hù)的整定計(jì)算趨于簡(jiǎn)單

繼電保護(hù)的整定計(jì)算是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，這是由電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變化、運(yùn)行情況的復(fù)雜性和多樣化決定的。傳統(tǒng)保護(hù)的故障參數(shù)是依據(jù)系統(tǒng)實(shí)際可能的最不利運(yùn)行方式和故障類型來計(jì)算的，而對(duì)于不同作用的保護(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備，要求是不同的，這就很難做到滿足系統(tǒng)的要求。尤其是發(fā)生在中低壓開關(guān)柜內(nèi)部的弧光短路故障，由于電弧電阻的原因，短路電流達(dá)不到過流、速斷整定的動(dòng)作值而保證正確切除故障，這是很危險(xiǎn)的狀態(tài)，也是傳統(tǒng)保護(hù)不能解決的矛盾之一。而弧光保護(hù)基本上可以不考慮上述因素，弧光采集系統(tǒng)和電流增長(zhǎng)率基本上是兩個(gè)恒定的參數(shù)，故參數(shù)的選取與系統(tǒng)的諸多因素?zé)o關(guān)，因此可做到最簡(jiǎn)潔化。

7.4 改變了不同原理保護(hù)裝置之間的配合關(guān)系

保護(hù)裝置之間的配合一直是繼電保護(hù)的老大難問題，它們的配合受工況的限制和制約，在企業(yè)用電部門，各種不同的負(fù)載特性(如大的沖擊性負(fù)荷、大型電機(jī)、變壓器啟動(dòng))常造成保護(hù)的誤動(dòng)和拒動(dòng)。而弧光保護(hù)因自成系統(tǒng)，可無需考慮配合獨(dú)立完成保護(hù)任務(wù)。

7.5 縮小了系統(tǒng)時(shí)限級(jí)差

系統(tǒng)時(shí)限級(jí)差△t在輻射性網(wǎng)絡(luò)接線和分散式接線時(shí)，一直是難以配合，特別是在饋線保護(hù)時(shí)限級(jí)差上取舍時(shí)，各級(jí)之間的配合難以滿足選擇性的要求，而弧光保護(hù)用于饋線保護(hù)時(shí)，此問題迎刃而解，這也是弧光保護(hù)帶給繼電保護(hù)的又一貢獻(xiàn)。

8 結(jié)語

綜上所述，新能源發(fā)電是我國(guó)電力系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)，因此，為了能夠保證我國(guó)電力行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展，必須要大力推廣弧光保護(hù)系統(tǒng)，從而降低電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率，為我國(guó)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]李從飛,陳凡,魯雅斌,田偉.DPR360ARC弧光保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,12:125.

[2]黃鵬.高速電弧光保護(hù)系統(tǒng)及應(yīng)用研究[D].華南理工大學(xué),2012.

[3]吳英俊,陳琳燦,章廣清,陳成優(yōu),范宏.應(yīng)用于中低壓母線側(cè)的弧光保護(hù)系統(tǒng)[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào),2013,01:25.

[4]倪穎,熊召法.6kV母線弧光保護(hù)動(dòng)作分析[J].電源技術(shù)應(yīng)用,2013,01:118.

[5]樊建軍.電弧光保護(hù)及其在中低壓開關(guān)柜和母線保護(hù)中的應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)(河北),2010.12.