一  項目概述

本工程為某微電子裝備有限公司半導體生產基地電力增容項目，項目位于北京市亦莊經濟技術開發區。廠區內共設置兩座變配電室，總增容容量 25000kVA。

本次增容工程主要在二期廠房實施：新建一座總配電室，新增 5 臺 2500kVA 變壓器，利舊 1 臺 2500kVA 變壓器，并將原有 4 臺 2500kVA 變壓器切改至新建總配電室；同時新建一座分配電室，新增 4 臺 2500kVA 變壓器，接入一期原有總配電室。工程合計新裝 2500kVA 變壓器 9 臺、利舊 2500kVA 變壓器 1 臺，總容量達到 25000kVA。

二  項目需求

開關柜及母線在長期運行過程中，易因絕緣損壞、操作失誤、設備老化等原因引發電弧光故障。弧光故障發生時會瞬間釋放巨大能量，產生高溫、高壓及強烈電弧效應，不僅嚴重威脅現場人員人身安全，還會造成柜體燒毀、設備損壞、供電中斷，進而引發重大安全事故與經濟損失。

為進一步提高供配電系統的安全性與供電可靠性，滿足半導體生產負荷對連續、穩定供電的高要求，本項目0.4kV 開關柜需配置弧光保護裝置。

總配電室 0.4kV 系統采用 MNS 型低壓配電柜，共計 22 面，具體配置如下：

圖1 總配電室的0.4kV一次系統圖

分配電室0.4kV開關柜：MNS低壓配電柜共16面，其中低壓進線柜4面，電容器柜8面，饋線柜4面。分配電室的12#變（13#變、14#變、15#變）的一次系統圖如下。

圖2 分配電室的0.4kV一次系統圖

三  ARB弧光保護簡介

? 多組弧光保護邏輯，實現分區域選擇性跳閘。

? 弧光故障點定位。

? 弧光單判據、弧光電流雙判據可選。

? 弧光動作門檻值和電流、電壓定值可自由整定。

? 弧光裝置、傳感器及光纖實時自檢。

? 支持Modbus、IEC 60870-5-103等通訊協議。

? 適合中高壓出線柜電纜室、低壓電容補償柜等單柜應用。

? 弧光故障點定位。

? 弧光單判據、弧光電流雙判據可選。

? 弧光動作門檻值和電流、電壓定值可自由整定。

? 弧光裝置、傳感器及光纖實時自檢。

? 支持Modbus、IEC 60870-5-103等通訊協議。

四  保護邏輯及配置方案

圖3 低壓母線弧光保護+電容補償柜/有源濾波柜弧光保護配置方案

4.1、低壓母線弧光保護

在每段低壓母線配置1臺ARB6弧光裝置，在每臺柜子的柜頂水平銅排處安裝1個ARB-S弧光傳感器。ARB6采集本段進線/母聯電流+各柜柜頂的弧光，雙判據動作于跳閘本段進線/母聯開關。

4.2、電容補償柜/有源濾波柜弧光保護

在每臺電容補償柜/有源濾波柜配置1臺ARB4弧光裝置，除在柜頂安裝個ARB-S弧光傳感器之外，在柜內中下部再安裝1個ARB-S弧光傳感器。ARB4采集本柜電流+本柜中下部的弧光，雙判據動作于跳閘本柜開關。

4.3、配置方案

A、總配電室配置方案（以9#變與10#變為例）

B、分配電室配置方案（以12#變為例）

4.4、安裝位置

A、ARB6弧光裝置嵌入式開孔安裝于進線柜面板上

B、ARB4弧光裝置嵌入式開孔安裝于電容補償柜/有源濾波柜面板上

C、ARB-S弧光傳感器在水平母排處安裝位置

五  結語

弧光保護采用弧光強度 + 故障電流雙重判據，可在數毫秒內快速動作并切斷故障電源，對防范弧光短路事故具有關鍵作用，能夠有效避免人員傷亡與設備燒毀，保障供配電系統安全、穩定、可靠運行。