河北大唐国际王滩发电熔盐储热35kV弧光保护方案

一、项目概况

本项目为河北大唐国际王滩发电120MW/480MWh熔盐储热项目，针对项目场内35kV高压开关柜配置母线弧光保护系统。35kV开关柜一旦发生内部弧光短路故障，瞬间会产生高温冲击波，极易引发开关柜烧毁、一次设备损毁，甚至威胁现场运维人员人身安全。熔盐储热电站对供电可靠性、设备安全等级有着较高要求，配置法丁电力弧光保护装置，能够实现开关柜内部电弧故障的快速切除，降低电弧故障带来的设备损毁以及停电损失。

二、系统总体方案

1、保护工作原理

本套弧光保护系统采用光信号叠加电流的双判据工作逻辑。由FD-ARC可见光传感器采集开关柜内部产生的电弧光信号，同时装置采集母线电流、零序电压作为故障辅助判据。只有弧光光信号与过流故障判据同时满足条件时，装置才判定为真实弧光故障，以此规避现场灯光、电焊等外部光源造成的保护误动作。故障确认完成后，装置毫秒级输出跳闸指令，跳开对应断路器，完成故障母线切除。

装置支持多段母线分区保护逻辑，不同母线区间发生故障时，只跳开故障对应区间开关，保障非故障区域可以持续供电，缩减故障停电范围。

2、系统架构

（1）弧光主控单元：FD-800ARC-M2（36路弧光通道）+FD-800ARC-M2（48路弧光通道）装置

（2）弧光传感器：FD-ARC可见光弧光传感器、弧光传感器光纤

FD-ARC可见光弧光传感器安装在35kV开关柜断路器室、母线室、电缆室内部，每一处需要监测的隔室均布置传感器，实时捕捉柜内故障电弧闪光。

光纤链路承担信号传输工作，传感器依靠光纤将光信号传输至主控单元，光纤只传输光信号，实现高压一次系统与二次系统电气完全隔离，具备极强的抗电磁干扰能力，杜绝高压窜入二次回路的安全隐患。

3、分区配置说明

两台FD-800ARC-M2（36路弧光通道）弧光保护装置分别对应两段35kV母线，单台设备可监测36个开关柜隔室，采集本段母线下全部柜体弧光传感器信号，同步采集本段母线PT零序电压、母线CT电流，母线发生故障时跳开本段母线进线以及母联开关。

FD-800ARC-M2（48路弧光通道）弧光保护装置应用于负荷出线柜、储能并网点开关柜区域，适配柜体数量较多的间隔场景，48路弧光采集通道搭配12路跳闸出口，能够实现多间隔的单独跳闸控制。

项目配置FD-ARC可见光弧光传感器，全覆盖35kV开关柜母线室、断路器室、电缆室，完成全部柜体关键隔室无死角电弧监测。

四、安装施工方案

1、主控单元安装

FD-800ARC系列装置安装于35kV开关柜二次仪表室内。接入DC220V直流操作电源，完成二次回路接线，接入母线CT电流、PT零序电压回路，跳闸出口通过硬接线连接至断路器跳闸回路，通讯线缆对接电站监控后台。

2、FD-ARC弧光传感器安装

首先在开关柜母线室、断路器室、电缆室的柜体侧板或者顶板完成开孔作业，使用配套螺丝将FD-ARC可见光弧光传感器完成固定，传感器感光面需要朝向柜内母排、断路器等电弧高发区域。随后敷设塑料光纤，光纤一端插接FD-ARC传感器，另一端接入弧光保护装置背板弧光接口。光纤走线需要避开高压带电导体，光纤弯曲半径不得小于25毫米，严禁硬折、挤压光纤线缆。光纤只传输光信号，实现高压一次侧与二次回路完全隔离，不存在高压窜扰的风险。

五、定值与逻辑设置

保护优先启用双判据模式，只有同时检测到弧光信号，并且电流超过过流整定值，保护才启动跳闸动作，规避误动风险。过流电流定值结合各段母线额定电流、系统短路电流进行整定，零序电压定值按照35kV PT开口三角电压参数整定。

按照装置弧光通道完成分组，启用分区逻辑，当A组传感器检测故障，只触发A组对应的跳闸出口，实现故障区间选择性跳闸，保障非故障母线持续运行。装置完整记录故障时刻、故障弧光通道编号，能够直接定位发生电弧故障的开关柜隔室，同步存储故障电流电压数据、故障录波文件，方便后期故障分析排查。

六、系统功能说明

整套系统可以实现开关柜内部电弧故障快速保护，整体动作时间不大于7ms；采用光加电流双判据机制，有效规避外部光源造成的保护误动作；支持分区保护，故障区间选择性跳闸，有效缩小停电范围；多个监测点位实现全柜可见光弧光监测，覆盖母线、断路器、电缆各类隔室；具备完整事件记录、故障录波能力，准确定位故障柜位置；支持对接电站后台，实现远程告警信息上送；传感器无源设计，光纤物理隔离，抗强电磁干扰；内置设备自检功能，光纤断裂、传感器异常时装置主动上送告警信号。

七、熔盐储热电站项目适配说明

本项目属于熔盐储热新能源电站，35kV开关柜负荷波动幅度大，短路故障风险突出，弧光保护作为开关柜内部故障主保护，可以弥补传统过流保护动作时间长的短板。南京法丁FD-800ARC系列弧光保护整套系统满足DL/T1506-2016弧光保护国家技术标准，GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》、DL/T 663《电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程》，设备全部实现国产化，备品备件供货周期短，现场调试技术服务响应便捷。

来源：人民视窗网