《净水技术》2017年S1

王星楠

1、水厂配电系统的现状

水厂作为日常生活及社会稳定的重要企业，且随着生产自动化程度的提高，配电系统的安全在水厂生产中的地位就显得尤为重要，现在大部分水厂配电柜都是靠综合保护系统对其进行保护，当对配电柜进行维护或检修的时候，打开的柜门会使柜内物理性防电弧功能丧失作用，产生的电弧会产生局部过热过压，以致人员以及设备的伤亡损坏。而且髙压配电室需要经常由当班人员进行巡视检査，并将配电柜的运行状态及参数进行记录，需要大量的人手。

2、弧光监测系统介绍

弧光监测系统项目，是为了不断提髙供电系统安全可靠的连续性，一旦弧光故障发生，迅速控制主进开关脱扣或故障的馈线开关脱扣，最大限度地保护操作人员的生命安全，降低配电柜及其相关设备的损失，缩短停机时间快速恢复生产运行。消除电气设备在整个使用期限内的可预见风险，有效控制电弧现象导致的伤害和损坏程度。该系统具有输出功能，可通过数据的传输将运行状态传送至水厂中控室，也为实现智能化水厂泵站提供了一项重要的设备状态监测手段。

3、弧光监测系统的原理

弧光监测系统主要由弧光监测器和用于探测电弧的光传感器组成，如图1所示。系统采用分阶段式结构设计，按配电柜间隔单元戈扮、模块化设计，基本动作过程分为以下三个阶段。

（1）探测阶段：光传感器感应到有光出现；

（2）判定阶段：弧光监测器判定光的强度；

（3）动作阶段：脱扣触点闭合断路器断开。

4、弧光监测系统在水厂中的应用

弧光监测系统已经在泰和水厂四期10KV配电系统中进行了应用。

4.1弧光监测系统安装在以下几个位置：

⑴母线弧光保护，采用每段系统各1套弧光监视系统，采用弧光判读，监视母线室和小车室，出现弧光快速报警并跳进线及母联开关。做母线的弧光监控。在10KV系统的进线柜安装TVOC-2-240主机，TV0C-2-E1扩张模块，HMI（自带）安装在仪表室面板上。

（2）电缆室的弧光保护，各馈线柜的电缆室采用弧光判据，光探头监视电缆室。光传感器最多可探测到3m远的弧光，在实践中，可根据具体配电室内的情况及安全重要性决定是否用2个光传感器分别监视1.５M的范围，从而达到互为冗余的功能。在所有柜体的母线室和小车室以及母联柜和隔离柜的电缆室安装弧光探头（各1个），在所有馈线柜电缆室安装弧光探头（各1个），如表1所示。

在10KV系统中，每段母线进线柜安装TVOC-2监视器1台，弧光扩展单元2个；在每个柜体的母线室，小车室安装2个弧光探头。对所有的馈线回路的电缆室安装1个弧光探头，如图2、图3所示。

4.2弧光监测系统运行

当柜体内出现弧光时，通过安装在水平或垂直于母排以及断路器小室的光传感器光探头进行捕捉，感应到电弧的光信号后，传递给弧光监测器。弧光监测器可安装在二次小线室内，工作电流为24-48V的直流电压，可由配电柜进行供电，当配电室由于故障失电后，监测器内储存的电能依然能够准确的让发生故障的断路器动作脱钩。当监测单元接收到电弧故障信号，通过与设定的光源进行对比判定弧光的强度，确定是否发出脱扣信号。并通过Modebus RTU的通讯模块将全部信号信息存入后台监控系统。

如图4所示，当配电柜内的弧光探测器发现弧光后，可在很短的时间内信号输出，身在中控室内的当班人员可以根据这一信号结合综合保护系统中的短路电流信号进行判断，及时地将断路器断开，避免严重事故的发生。

泰和水厂四期已于201７年1月16日正式投入运行至今，除了原有的综合保护系统以外增加了弧光监测系统，这让水厂的当班人员在平时维护保养及大检修的时候多了一层安全保障。而且弧光监测系统的运用让当班人员多了一种对变配电系统运行状态的监测手段，在中控室就能通过数据了解到变配电设备运行的状态。加强了配电系统的安全可靠性，节约大量的人力物力。

结论

通过弧光监测系统的监测和数据传输，在水厂配电系统进行维护保养及大检修的时候为员工了了一层保障。当配电系统运行的时候，通过弧光监测系统对柜内情况进行监测及数据传输，当班员工只需要通过中控室的监控平台就能看到柜内的运行情况，减少了人力物力，同时除了综合保护系统外，为配电柜增加了一种保护监测手段，当柜内有弧光产生的时候，通过弧光探头将信号输送到信号采集器并传输至控制室，结合短路保护数据进行分析，提高了配电系统安全。通过这些手段也为上海建设智能化无人化水厂以及海绵城市提供了技术保障。

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