一、概述

在電力系統中，6kV廠用電系統是至關重要的一部分，它承擔著向廠區內各類設備供電的任務。為了確保這一系統的穩定和高效運行，電弧光保護的應用方案顯得尤為重要。本文旨在淺析6kV廠用電系統中電弧光保護的應用方案，探討其在提升電力系統安全性方面的作用。

電弧光保護是一種快速、可靠的母線保護系統。它根據檢測弧光和過流雙判據原理，能夠迅速對變電站中出現的故障進行響應。這種保護系統適用于各種運行方式，為變電站中低壓的母線保護提供了解決方案。在6kV廠用電系統中，電弧光保護的應用可以大大提高系統的可靠性和安全性。

電弧光保護系統主要包括主單元和輔助單元。主單元是電弧保護系統中的主要部分，主要對短路電流以及來自電弧光傳感器的動作信息進行檢測，并且對收集到的故障信息進行處理、判斷，從而發出故障處理信號，對故障進行切除。輔助單元則負責接收主單元的信號，并將信號傳遞給其他相關的設備或系統。

在6kV廠用電系統中，電弧光保護的應用主要體現在以下幾個方面：首先，它可以在同時檢測到弧光和過流時才會發出相應地切斷閘指令，如果進線斷路器沒有及時動作對故障進行切除，則系統會啟動斷路器失靈保護邏輯，發出跳閘指令跳上級的斷路器進行故障切除。其次，電弧光保護系統的主單元還會根據輔助單元傳遞的弧光傳感器的動作信息，對弧光故障點的位置進行確定，發出溫度報警信息。

電弧光保護裝置的使用較為簡便，可以就近選擇電流，也可以在任何地方接收到其他裝置的弧光信號，并在一定時間內實現判斷、記錄數據以及人機交互功能。弧光傳感器的安裝位置需要在開關柜中的室壁上，一旦發生故障，傳感器就會把檢測到的信號發送給電弧光裝置，完成光電的正常轉換。

電力系統的安全性是指電力系統突然發生擾動（例如突然短路或非計劃失去電力系統元件）時不間斷地向用戶提供電力和電量的能力，也有指電力系統的整體性，即電力系統維持聯合運行的能力一說。因此，提升電力監控系統安全防護能力，加強電力監控系統本體安全建設，嚴格管控涉控業務安全風險，構建內生安全能力與風險免疫能力是非常重要的。

二、電弧光保護系統及其實際應用

某廠6kV開關柜采用ARB5光電式電弧光保護系統，其工作原理是：采用電弧光傳感器監測電弧光信號，配合過流判斷故障，其可控硅出口小于lms，快速繼電器出口小于8ms以及斷路器3560ms的跳閘時間，從而保護開關設備。

三、電弧光保護系統的特點

(1)采用電弧光及過流雙判據原理。

(2)連續的自我檢測。

(3)采用光纖傳輸跳閘指令，可控硅高速出口和快速繼電器出口相結合，動作時間小于8ms。

(4)主輔元件分離，單系統可以保護256個監測點。

(5)輸入輸出均可編程，配置靈活，適合任何復雜工況。

(6)顯示故障位置，便于故障處理，大地提高了供電恢復速度

四、電弧光保護系統的組成

電弧光保護系統由1個電弧光主控單元、1個電源模塊、2個電流輔助單元、1個弧光單元和若干電弧光傳感器(按間隔量配置)組成。

將電弧光傳感器安裝在開關柜母線室內，確保母線室內發生弧光短路故障時能探測到弧光。信號通過光纖和數據線傳輸到主控單元，主控單元依據設定邏輯，判斷是否發出跳閘指令。弧光單元安裝在某個選定的開關柜中，選擇原則是保證該單元與主控單元和各個開關柜里裝設的電弧光傳感器的連接線距離較短。

五、電弧光保護的邏輯

(1)6kV段任一開關柜的母線室產生弧光(現場試驗用手電筒光源模擬)，主控單元都能發出光報警(綠燈變紅燈閃爍)，并能顯示相應正確的地址，但不發送跳閘信號。

(2)6kV段工作電源進線柜或備用電源進線柜三相電流中的任何一相出現過流情況(現場試驗采用繼電保護測試儀給電流的方式模擬)，主控單元都能發出過流報警(綠燈變紅燈閃爍)，并能顯示相應正確的地址，但不發送跳閘信號。

(3)6kV段任一開關柜的母線室產生弧光，同時工作電源進線柜或備用電源進線柜三相電流中的任一相出現過流情況(試驗模擬方法同上)，主控單元都能發出光報警和過流報警，并能顯示相應正確的地址，同時送出相應的跳閘信號。

(4)工作電源進線柜任何一相給過流信號并同時在任一個弧光通道給弧光信號時，主控單元發跳閘信號給工作電源進線柜跳閘出口及閉鎖快切出口繼電器。

(5)備用電源進線柜任何一相給過流信號并同時在任一個弧光通道給弧光信號時，主控單元發跳閘信號給備用電源進線柜跳閘出口及閉鎖快切出口繼電器。

六、安科瑞ARB5-M弧光保護產品選型說明

ARB5-弧光主控單元

（1）＊表示可選附件，需要另外增加費用1500元。

（2）主控板和采集板數量之和不能大于4。

（3）弧光探頭到采集板的長度不能超過20米。

（4）如有特殊要求，請特別注明。

七、安科瑞ARB5-M弧光保護產品功能和技術參數

八、安科瑞ARB5-M弧光保護產品現場安裝

弧光保護主控單元、探頭安裝圖如下。

九、結束語

該廠機組6kV廠用電系統共有4段母線，每段母線均配有該電弧光保護系統。該系統2010年投入運行以來，其6kV廠用電系統未發生過電弧光短路事故；但從機組大修時的檢測報告來看，電弧光保護裝置均能正確動作。目前，該廠已將電弧光傳感器的檢查以及整套裝置的試驗列為大修中停母線檢修的標準項目，以確保裝置能夠正常運行。