安科瑞ARB5-M变电站电弧光保护装置

1. 弧光保护装置产品简介
1.1 产品概述

电弧光保护装置是一种现代电力系统中重要的保护措施，尤其是在35KV变电站和中低压开关柜中应用广泛。以下是关于电弧光保护装置的一些关键点：

1. 2原理和作用

• 检测方式：电弧光保护装置通过检测电流和光强来判断是否存在电弧光故障。传统保护装置主要依赖于电流判据，而电弧光保护增加了光强这一判据，使得故障检测更为迅速。

• 响应速度：当短路引发电弧光爆发时，电弧光保护装置可以在极短的时间内（通常几毫秒）检测到异常，并发出切断指令，这大大缩短了故障的持续时间。

1.3应用场景

• 35KV变电站：在高电压环境下，弧光短路的破坏力极大，迅速切除故障对于防止设备损坏和保障供电稳定性至关重要。

• 中低压开关柜：这些设备在电力分配系统中非常普遍，电弧光保护可以有效防止因短路引起的设备损坏和停电。

1.4产品功主要能

保护功能：可以迅速切除弧光故障，有效避免了因弧光故障引起的设备烧毁和爆炸；

测量功能：可以实时监测和显示三相电流、三相电压等18种电参量；

控制功能：可以控制断路器分合闸，有效控制故障范围；

监测功能：可以实时监测弧光故障、断路器状态等；

通讯功能：采用MODBUS-RTU协议，支持RS485、以太网等多种通讯方式；

故障录波功能：可以记录故障波形，便于分析故障原因；

事件记录功能：可以记录故障类型、故障时间等事件。

1.5产品特点（优势）

动作迅速可靠 ：采用可靠的快速算法，可以在短时间内判断弧光变化信号和电流变化信号并迅速出口，从发现故障到出口跳闸时间间隔优于7ms，确保开关柜内设备的弧光在100ms以内切除；

全数字化设计 ：本装置采用全数字化设计，配置灵活，动作精度高，而且排除了由于旋钮或其他机械设计导致的误差隐患；

自检功能 ：具备软、硬件实时自检、硬件配置自动识别与报警功能；

可编程逻辑功能 ：各保护功能、继电器、开入量具有逻辑组态功能，用户可以现场根据需要进行设定；

友好人机界面 ：大屏幕图形液晶显示，动态显示实时波形图、故障录波图等信息；

故障自动推画面功能 ：当保护动作或者有告警信息时，装置自动弹出画面，提示用户动作或者告警的保护；

故障录波功能 ：采用 COMTRADE 标准录波格式，可记录20个录波报告，可将故障前、故障中、故障后的电流、电压等完整记录下来，为用户进行故障分析提供依据；

此外，还有扩展功能、电磁兼容等特点及优势。

1.6型号规格

ARB5 系列弧光保护解决方案，其主要器件有 ARB5-M 主控单元、ARB5-E 扩展单元、ARB5-S 弧光探头、塑料光纤和尾纤。

2. 产品功能详解

​2.1 装置保护功能

①弧光保护（8 组）；

②失灵保护（4 组）；

③TA 断线监测（4 组）；

④非电量保护；

⑤装置故障告警。

2.2 主要测控功能

①24 路开入信号量的采集（通过增加开入板可扩展开入数量），除部分有特殊定义外，其余开入量可由用户定义。

开入信号有两种接入方式可供选择：

一种有源接点，外接电源；

另一种是无源接点，本装置提供电源。

具体见后面的示意图，用户在订货时需说明。

②测量数据

✓ 基本数据——电流 1：IA1、IB1、IC1；

                       电流 2：IA2、IB2、IC2；

                       电流 3：IA3、IB3、IC3；

                       电流 4：IA4、IB4、IC4。

✓ 谐波数据——电流 1：IA1、IB1、IC1；

                       电流 2：IA2、IB2、IC2；

                       电流 3：IA3、IB3、IC3；

                       电流 4：IA4、IB4、IC4 的 2、3、5 次谐波。

✓ 对称分量——电流 1 对称分量:I1_1、I2_1、3I0_1；

                       电流 2 对称分量:I1_2、I2_2、3I0_2；

                       电流 3 对称分量:I1_3、I2_3、3I0_3；

                       电流 4 对称分量:I1_4、I2_4、3I0_4。

③弧光保护解决方案由主控单元 ARB5-M 或扩展单元 ARB5-E 组成，一个主控单元可配 4个扩展单元。

每个主控单元可选配 4 块采集板，1 块采集板可采集 5 路探头，共支持 20 路弧光探头直接采集；亦可选配 4 块主控板（即可接入 4 个扩展单元），1 块主控板可接收 6 块采集板的探头，共支持 120 路弧光探头采集。

每个扩展单元可选配 6 块采集板，1 块采集板可采集 5 路探头，共支持 30 路弧光探头直接采集。弧光保护典型配置方案如下图。

2.3 通讯接口功能

① 数字化变电站接口：符合 IEC61850 通信规范（标配），支持 SV 输出（选配）、GOOSE 输 入输出（选配），支持传统互感器、模拟量小信号或电子式互感器接入。

② 通讯功能：采用 ARM9 独立微处理器进行通讯管理，可提供 2 路 RS485（标配 1 路）、2 路 以太网通讯接口、1 路打印接口和 1 路 IRIG-B 码对时接口；通讯协议支持 IEC61850、Modbus  RTU、Modbus TCP、IEC103。各功能单元与主控计算机（或通信管理机）进行通讯，可实 现遥测、遥信、遥控、保护定值设定及查询、装置工作状态、SOE 事件记录、录波数据等 传输功能。

2.4 其他特点及功能

① 扩展功能：：同一插槽位置可配置不同功能板件，很方便实现开入、开出等通道的扩展。

②自检功能：具备软、硬件实时自检、硬件配置自动识别与报警功能。

③可编程逻辑功能：各保护功能、继电器、开入量具有逻辑组态功能，用户可以现场根据需 要来进行设定：保护动作出口和信号输出可自由整定、开入量可通过设定实现非电量保护 功能和闭锁保护功能。

④ 友好人机界面：大屏幕图形液晶显示，动态显示实时波形图、故障录波图、各种电气参数 及保护信息。中文菜单提示，操作快捷方便。

⑤SOE 事件记录：在线记录事件量达 1024 条，先进先出（FIFO）动态刷新，带有时间标记， 掉电不丢失。

⑥故障录波功能：采用 COMTRADE 标准录波格式，可记录 20 个录波报告，可将故障前、故障 中、故障后的电流、电压、断路器状态和保护信息完整真实记录下来，为用户进行故障分 析提供依据。

⑦故障自动推画面功能：当保护动作或者有告警信息时，装置自动弹出画面，提示用户动作 或者告警的保护。

⑧调试接口：装置具有专门的以太网调试接口，通过专用配置软件，可以就地和远方实现程 序升级、定值设定、故障分析，提高了用户的使用和维护方便性，提高了工作效率。

⑨电磁兼容：装置强弱电严格分开，采取硬件、软件抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提 高，对外电磁辐射满足相关标准。

⑩ 全封闭机箱：采用全封闭半层 4U 标准机箱，机箱深度较小，既适合集中组屏安装，也可 开关柜分散安装；*特机箱设计方便拼接。 符合《DL/T 478-2013 继电保护和安全自动装置通用技术条件》规程要求。 符合《GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程》规程要求。 支持 DL/T667-1999(idt IEC60870-5-103)规约、Modbus 规约和 DL/T860（IEC61850)规约。

3 技术参数3.1 机箱结构尺寸

①面板布置

②装置外形及开孔尺寸

③弧光探头开孔尺寸

弧光探头固定在卡扣支架上，卡扣支架需要开孔安装。卡扣支架的开孔尺寸为 20mm（直径）。

3.2 工作环境

3.3 贮存、运输极限环境温度

装置的贮存、运输及安装允许的环境温度为-40～+70℃。

3.4 机械性能

振动响应、振动耐久、冲击响应、冲击耐久、碰撞：严酷等级为 1 级。

3.5 额定电气数据

3.6 额定功耗

3.7 主要性能指标