低压电弧故障防护技术研究与发展趋势-家辉电气
电弧故障断路器作为识别和切断低压故障电弧的有效装置,是低压配电网安全防护系统的重要环节,引起了业界的广泛关注。概述了低压故障电弧的固有特征,并从其基本特征的角度出发,分析了电弧故障断路器的动作特性和保护性能。讨论了电弧建模仿真分析、物理特性检测、时频特性检测和智能计算方法等4类低压电弧故障检测识别技术,阐述了多层级电弧故障保护策略和直流故障电弧检测应用于智能电网的最新进展。结合微电网和智能配电网的技术需求,展望了未来低压电弧故障防护装置智能化、集成化和信息化的发展趋势。
电弧故障断路器(arc fault circuitinterrupters,AFCI),又称电弧故障保护电器(arc fault detectiondevice,AFDD),是一项新型电路保护技术。AFCI装置的电弧故障检测识别技术,弥补了过流、过载断路器和短路保护装置在低压电弧故障保护方面的不足,是低压交流配电网安全防护系统的重要环节同时也是未来直流微电网、智能楼宇、航天电气系统和混合动力汽车及其电气负载中直流电弧故障防护的有效手段,保障系统安全,避免电气火灾,引起了广泛关注。
近年来,国际上制定了一系列关于AFCI技术行业标准。美国在标准UL 1699中规范了家电领域中AFCI技术的应用,在美国全国电气条例(NEC)中针对电弧故障防护装置的安装,明确了多项强制性措施。国际电工委员会(IEC)于2013年7月形成一份国际标准IEC 62606:2013《电弧故障检测电器(AFDD)的一般要求》。2014年,国家正式发布了国家标准GB/T31143—2014《电弧故障保护电器(AFDD)的一般要求》。当前,国家新一轮农网改造升级工程已启动,对低压配电网的电气安全提出了更高的要求,低压电弧故障防护技术得到不断重视与发展。同时,随着能源互联网及其框架下微电网、智能电网的迅速发展,直流及交/直流故障电弧检测技术成为了研究重点。AFCI装置作为当前低压电器研发的重要方向,具有广阔发展前景。
本文针对近几年国内外AFCI技术的新方案和新进展,在归纳和分析低压故障电弧固有特征及AFCI装置动作保护特性的基础上,讨论了四类主要的低压电弧故障检测识别技术,论述了低压电弧防护技术在智能楼宇和直流微电网中的应用,结合未来微电网和智能配电网的技术需求,展望了未来低压电弧故障防护技术与保护装置的发展趋势。
1 低压故障电弧的基本特征
电弧是电极间穿过绝缘介质所发生的持续放电现象,通常伴随着电极的部分挥发。在低压配电网的线路中,以短路形式表现出的电弧故障时有发生,通常是线路、设备的绝缘老化和破损,或不良的电气连接造成的,当故障电弧产生时,电弧释放的高温会迅速产生能量积累,引起火灾。
在配用电线路及设备中,故障电弧通常表现为串联和并联电弧两类故障形式,如图1所示。其中,从拓扑结构上认为接地电弧故障也属于并联故障电弧,如图1(c)所示。在电弧故障发生时经常会涉及到多种形式的故障电弧,而电弧故障的信号波形与电弧故障类型密切相关。
1.1 串联故障电弧
当供配电系统中的线路出现断线或连接松弛现象时,会发生串联故障电弧,串联故障电弧典型信号波形如图2所示。在故障过程中,电弧电流的产生是不规则的,通常混杂于正常电流中,具有高频噪声,且上升速率较快。在正常电流的过零点时刻存在电弧零区,波形上表现为肩部平坦。“零休”时刻的电弧电压存在尖峰脉冲,整体波形近似表现为矩形波。
串联电弧电流幅值受线路参数影响,通常在5~30A范围内波动。电流信号虽然存在突变特征量,但其有效值仍低于过电流保护装置的整定值,因而无法切断隔离故障线路。
1.2 并联故障电弧
当供配电系统中线路间的绝缘损坏时,会产生并联故障电弧,并联故障电弧典型电流波形如图3所示[11]。在故障过程中,信号的波形通常是间歇和不连续的。并联电弧故障通常由线间短路引起,短路电流水平较高,通常可以达到甚至超过75 A,但与理想并联短路电流相比,其电流峰值仍较小,从而影响常规短路保护机构的正确判断。此外,故障电流还具有上升速率快,幅值持续随机波动,存在丰富的高频噪声,部分“零休”现象不明显等特征。
1.3 低压电弧故障一般特征
电弧故障的识别要以住宅和供配电线路中低压故障电弧的一般特征作为出发点。综合所述2类故障电弧特性,总结故障电弧的一般特征为：
1）故障电弧信号中含有高频噪声分量。
2）电弧电流上升速度快于非电弧电流。
3）电弧故障发生后存在瞬时电压降。
4）线路和设备中的故障电弧电流通常小于正常额定电流。
5）在每个过零点时刻产生电流零区,使电弧电流存在“平肩部”。
6）在电流“平肩部”,电弧电压信号存在尖峰脉冲,其变化率极值出现在区域内的电流过零点时刻。其波形可看作矩形波。
7）线路和设备正常工作过程中存在间歇、随机且不规则的电弧现象。
AFCI技术通常利用信号特征量对故障电弧进行识别,而部分开关电源、设备负载在正常运行过程中的会产生近似于电弧信号的负载波形,二者在“平肩部”等物理特性上的表征并不明显,不足以准确区分故障电弧,这就对AFCI装置的识别造成干扰,导致误动作,也对多维度特征量的检测和高精度识别算法提出了更高的要求。
2 电弧故障断路器的保护性能
2.1 电弧故障断路器的动作特性
目前,广泛应用的电气保护系统是断路器和熔断器构成的过流、过载保护机构,此类保护机构通常状况下无法准确识别并及时动作以切断故障电弧。图4为一个典型的20 A断路器的时间-电流动作特性曲线。
线路与中性线发生短路时,会在区域1内生成并联故障电弧,线路负载的减小使得电弧电流突然增大,其电弧特性也更为明显,从而释放大量能量导致在短时间内引起电气火灾。线路中发生串联电弧故障时,会在区域2内生成故障电弧,此时受到设备负载等电路参数的影响,导致故障电弧电流较小,能量较低,但串联故障电弧可以长时间持续并产生能量积累,从而引发电气火灾。
图4中,若故障短路电流大于过流断路器整定值,则保护装置可在规定时限内迅速动作,切断线路故障,但此类保护机构并不能及时对区域1和区域2内产生的故障电弧采取隔离措施。而AFCI装置的应用可以有效地弥补常规保护机构在电弧故障区域的动作“死区”。还指出,电弧故障断路器在检测与处理电弧信号的同时,还应利用电流互感器实现对接地故障检测的整合,即当不平衡电流大于0.050 A时,AFCI装置应及时切断故障线路。其主要原因包括：1）接地电弧故障是一种常见的电弧故障形式;2）电弧故障通常含有多种类型的电弧,例如并联电弧损坏的灯具可能造成金属接地,从而使故障电弧以杂散电流的形式存在于对地不平衡电流中。通过对接地故障的检测,可以及时清除接地电弧、并联电弧造成的潜在威胁。
2.2 电弧故障断路器的性能
目前,国外产品依照的工业标准为美国安全试验所编写发行的UL 1699标准。下文将根据该标准对AFCI装置的分类,论述和比较不同类型AFCI装置的保护性能。UL 1699标准以设备相对于支路的安装位置进行分类,其中支路是指终端用电设备之间的导线,可将AFCI装置分为3种类型：
1）支路/馈线式电弧故障断路器。通常装设于开关柜柜体内和附近独立封装的电气装置中,主要为支路上端、支路或馈线线路提供电弧故障防护。
2）出口线路式电弧故障断路器。一般装设在出线盒等支路出口处,主要为软引线和电源引线提供电弧故障防护。
3）组合式电弧故障断路器。通常用于满足上述两种类型AFCI保护要求的设备,主要为下游支路配线,引线组和电源引线提供电弧故障防护。
其中,支路/馈线式AFCI主要对图4中的区域1提供电弧故障防护,出口线路式AFCI主要对图4中的区域2提供电弧故障防护,组合式AFCI由于结合了前2类AFCI装置的功能,可同时为区域1和区域2同时提供保护。表1简要地比较了3种类型的AFCI装置的保护性能。
表1 3种类型AFCI装置的性能比较
3 低压电弧故障检测识别技术研究
AFCI防护技术的关键在于对故障电弧的检测,以及隔离故障电弧的同时,保证系统中非故障区域的正常工作。而各类负载特性可能带来的不确定性和复杂负载条件对故障电弧可能造成的抑制,均可导致无法准确甄别线路中的故障电弧信号与正常工作电弧及其他干扰信号。
国内外学者深入研究了电弧建模仿真、物理特征和电量特征等相关课题,取得了一定的成果。针对故障电弧的识别,基本上包括：搭建电弧仿真电路模型、故障电弧物理特征识别技术以及故障电弧信号变化量识别等3类技术。同时,随着人工神经网络、模糊数学等智能信息处理技术的迅速发展,利用不确定推理智能算法检测故障电弧也成为了新的热点和重点研究方向。
3.1 基于仿真模型的故障电弧检测技术
针对研究过程中搭建实验环境模拟故障电弧的困难,建立故障电弧仿真电路模型对故障电弧的研究具有重要意义,通过建立故障电弧仿真模型,使其响应结果满足精度要求,是掌握故障电弧本质特征和生成机理,便捷识别故障电弧的基本手段。
低压交流故障电弧仿真模型可以有效描述电弧各参数间的本质联系。常见的是基于电弧宏观描述的物理-数学仿真电路模型。该方法以可变电阻的形式对电弧进行整体描述,利用非线性微分方程计算等值阻抗来实现故障电弧的建模和仿真。主要包括用于高电阻电弧的Cassie模型、低电阻电弧的Mayr模型和基于Mayr改进的Schavemaker模型等,这类模型根据能量守恒定律和弧柱等离子体特性求解推导电弧数学模型。假定电弧故障过程中,电弧电压为U,阻抗为Z。当Z幅值较大时,采用Cassie模型进行仿真,其数学方程中设定U恒定不变,可以较为精确的描述信号波形过零点的阻抗。当Z幅值较小时,采用Mayr模型进行仿真,其数学方程中设定UR2。构建了改进的Schavemaker模型,该模型根据时刻区域内电弧阻抗的状态选定适当的数学方程进行仿真,即在高阻电弧状态选择Cassie模型近似方程,在低阻电弧状态选用Mayr模型近似方程。
有学者提出了利用二极管模型、指数-双曲线模型等动态模型对传统阻抗模型进行改进,利用电弧产生机理提供对电弧逻辑的描述,通过分析电压和电流来表征电弧的反应机制。提出了一种基于动态模型和电弧电流有效值及入射能量估计的简化故障电弧模型。
这类识别方法基于构建故障电弧的仿真电路模型,并计算相关参量对故障电弧进行识别。但电弧仿真模型面临应用条件限制、检测参数复杂等困难,使得利用电弧仿真电路模型进行故障电弧检测的研究进展缓慢,多停留在仿真阶段。但通过研究故障电弧数学仿真模型有助于进一步阐述电弧产生机制,促进AFCI技术的发展。
3.2 基于物理特性的故障电弧检测技术
二次保护控制设备的高度集成化增加了其敏感性和脆弱性,开关柜作为配电系统中的关键开关设备,较容易受到电弧干扰和损坏。利用弧光、噪声、辐射和温度变化等物理特性进行故障电弧监测在开关柜中得以应用。
故障电弧在形成初期会伴随着弧声、弧光等诸多特征信息,对其进行实时在线监测可以有效判定故障电弧的发生。通过构建基于电弧物理特征的保护判据,可用故障电弧的探测防护和早期的预测预警。采用了电弧弧光单判据规则,采用光纤传感器实现开关柜内分布式多点故障电弧的检测。德国Moeller的AFCI保护系统、ABB的ARCGuard System、芬兰Vaasa的VAMP系统等则是通过构建特定弧光频谱特征和电弧电流过载的双判据来识别监测区域内的故障电弧,其基本工作原理如图5所示。
图5 基于物理特征检测的AFCI装置流程图
通过温度、声音、弧光等多种传感器信号作为特征输入量,利用神经网络融合算法提高了故障电弧的辨识精度。以柜内电气量和环境量为诊断指标,引入权重因子,通过拉普拉斯分值和模糊支持向量机得到最优故障特征量集合,实现对开关柜内电弧等多种故障的诊断。这类检测方法利用先进的传感技术实现开关柜电弧故障的智能诊断。
由于保护装置中检测传感器安装位置的相对固定,限制了该类技术的使用范围,仅适用于开关柜等空间有限的区域,而在线路较长的设备和建筑供配电系统中,由于绝缘破损和线间短路等造成的故障区域难以预测,使得此类技术难以广泛应用。同时,与开关柜中强烈的弧光现象相比,住宅线路和电器中的故障电弧物理特性较不明显,导致AFCI装置不易准确识别电弧故障。
3.3 基于时频特性的故障电弧检测技术
当电弧故障发生时,线路中的电信号波形均会产生较为明显的畸变,这是由电弧的固有特性和特征量决定的。因此,可以基于故障电弧信号的时域、频域特性对其进行识别。这一类检测方法已成为电弧故障检测的研究重点。目前,已经开发设计了多种利用故障电弧信号时域、频域和时频域特性的AFCI检测技术。
1）时域特性分析是通过检测电弧电流有效值、半波不对称和其他随机特征来判定电弧故障,其随机特征包括电流变化率增大、电压波形斜率突变和存在电流零区等。但由于电力系统中存在诸多近似于故障电弧的信号波形,仅通过时域特性识别故障电弧的误判率较高。
2）频域特性分析是通过分析故障电弧信号的各次谐波含量和相角、总谐波失真率、间谐波含量进行检测和识别。针对故障电弧造成电流信号的周期性畸变,利用快速傅里叶变换[等方法对信号进行谐波分析,根据谐波因数及其变化率作为判定依据。考虑故障时刻各次谐波比例的变化来对故障电弧进行判断的识别精度较高,但傅里叶变换后的信号是纯频率信号,无法对时间尺度进行分辨,对系统的线性度以及波形的稳定性也都有要求,而电弧故障波形却存在非线性和随机性的特点,导致分析存在误差,弱化算法识别效果。
3）时频域特性分析方法是利用小波变换等处理突变信号,将电弧信号中短路电流的周期性畸变视为奇异性点,提取故障电弧暂态特征量,识别和检测电弧故障。对db4,sym5,bior3.1以及coif4这4种母波进行比较,选择db4作为母波,提取其高频分量,从而实现对线路和设备中电弧信号突变幅值和时刻的检测。选取具有双正交性、紧支撑性特征的正交二次样条小波作为母波,同样得到了较好的效果。通过对局部信号的深入处理,将会进一步提高AFCI装置的检测性能。
也可综合考虑多种数学方法分析电弧特性,实现对故障电弧的有效识别,包括电弧电流短时过零率结合基于使用习惯的控制策略,小波熵能量结合短时傅里叶变换建立自回归参数模型[,特征模态分量结合Hilbert变换等多种算法。通过检测线路上发生故障电弧时的宽带噪音、电流峰值、“零休”时刻变化率、高频能量突变、频谱变化、周期性高频信号等特征量,建立一种基于多信息融合的多尺度、多维度故障电弧提取和识别方法,用于鉴别故障电弧和用电设备正常工作产生的类似信号。
3.4 智能化电弧故障检测技术
由于配电系统中存在与故障电弧相似的波形,最大的技术难点是如何在复杂信号条件下,准确识别危险的故障电弧脉冲、设备正常工作的安全电弧信号以及其他干扰脉冲信号。为避免AFCI出现误动作,就需要进一步开发智能化电弧故障检测技术。利用先进的智能计算、自适应控制算法和逻辑策略表达对故障电弧进行模式识别是AFCI技术领域的重点研究方向,可以有效突破传统检测技术的局限性,体现了良好的智能特性。已有学者利用人工神经网络开展大量研究。运用人工神经网络与FFT相结合的方法,以电流功率作为特征向量输入到神经网络中进行训练,准确判断太空飞行器中可能发生的直流电弧故障。以小波分解各层细节信号能量的平均值和标准差作为神经网络输入特征量,利用粒子群优化算法权值和阈值寻优,应用自适应学习率调整提升网络学习速度,取得了良好的辨识效果。利用小波变换提取故障电弧信号多特征向量,结合人工神经网络、最小二乘支持向量机等方法构建特征向量与故障电弧间的映射关系也是研究的重点方向。
运用智能计算方法,综合分析故障电弧的物理特性和时频特性变化,融合多尺度电气特征量为综合特征量用以状态监测,提高检测算法的准确性、运算速度和鲁棒性,使AFCI装置实现在复杂配用电系统中对电弧故障的自适应检测和识别。
3.5 各类低压电弧故障检测技术比较
目前,常见的几类低压电弧故障检测识别技术的特点和应用情况如表2所示。表中对电弧建模仿真分析、物理特征分析、时频域特征变化量分析、智能计算方法等几类电弧故障检测技术的检测原理、优缺点和应用情况进行了比较。
表2 各种常见的低压电弧故障检测技术比较
4 电弧故障防护技术在智能电网中的应用
智能电网是利用先进的信息技术、通讯技术、计算机技术和控制技术,整合集成物理电网而形成的新型电网,通过对用户提供可靠、高效的电力供应来提高电网的安全性和电能质量。建筑配电技术的发展,推动着基于通信网络的多层级AFCI系统的研究不断深入,而分布式电源和微电网的接入改变了传统配电网的拓扑结构,发展应用于直流供配电系统的AFCI装置成为未来电弧故障保护系统发展的重要课题,对避免电弧故障造成的电气火灾、保证人身和财产安全具有重大的意义。
4.1 多层级AFCI系统的信息交互
随着智能楼宇与智能家居的快速发展,用户对建筑电气领域的用电安全提出了更高要求。目前,在住宅和其他建筑设施内,多种类型的电弧故障断路器得到开发应用。以美国为例,由于NEC规定的强制要求,AFCI装置得到广泛应用,不同类型的AFCI装置安装方式不同,与此同时,一个AFCI装置也可能包含多个分支出口,这使AFCI装置间自然地建立了多级层次结构,如图6所示。图中构建了出口线路式AFCI0串联4个便携式AFCIn形式的层级结构,分别对4条负载支路Zn提供电弧故障保护,其中,n=1,2,3,4。当支路Z1发生电弧故障时,若上游保护装置AFCI0越级检测到下游监视区域内的电弧特征量时,这种层级结构就可能导致区域内的大面积停电。
图6 多级层级AFCI结构示意图
针对上述问题,建议将协作通信和计算能力整合到常规AFCI装置的保护方案中,通过标准化规范和嵌入式协议开发出基于该保护方案的多级AFCI系统。则具体提出了一种集成物理和逻辑安全防护的框架结构,用于实现多级AFCI系统的智能保护。在电弧故障防护系统中,以检测到的故障电弧信号为通讯信息,利用控制器局域网(controller area network,CAN)实现层次结构间通信,建立物理安全框架,利用组密钥管理(groupkey management,GKM)协议实现对通讯信息的加密,建立逻辑安全框架,使多级AFCI装置之间能够有选择性的对线路和设备进行保护,最大程度的确保系统中的无故障区域持续安全运行。
将先进的信息和通信技术与故障电弧检测技术相融合,实现AFCI装置的网络化和多层级结构间的信息交互。发展电弧故障智能保护系统,为提高智能楼宇、智能家居的安全性提供重要保障,满足智能电网对保护装置的新要求。
4.2 AFCI装置在微电网中的应用
随着智能电网的出现,分布式发电和微电网的研究不断深入。直流微电网具有良好的负载兼容性,集成了可再生能源发电和能量存储单元,在提高系统灵活性和可靠性方面存在巨大潜力,在数据中心、飞机和轮船等产业中具有广阔发展前景。研究串联直流电弧故障对于设计和分析直流微电网具有重要意义,有助于发展DC/DC系统、DC/AC系统等新型智能电网架构。
在微电网系统中,直流变换器和其他电力电子器件的使用产生了丰富的高频噪声和电磁干扰,同时,直流故障电弧的随机性和不稳定性，以及不存在周期性的灭弧和重燃过程,这些因素都为直流故障电弧的检测带来了困难。为充分发挥可再生能源的作用,国际上已有组织和学者对用于光伏发电等能源系统的AFCI装置做了针对性研究和技术开发。
NEC 2011规程中明确要求,所有80 V以上的光伏直流发电系统均需安装光伏直流AFCI装置,以提供必要的保护,其中涉及到了光伏逆变器、汇流箱、光伏电池等多个单元模块的串联直流电弧故障保护。德克萨斯大学奥斯汀分校机电中心(UT-CEM)采集并建立了低压微网中典型串联直流故障电弧的数据库。应用FFT分析了直流故障电弧频谱特征,并对光伏系统中故障电弧生成过程中的参数进行了研究。提出了一种应用于光伏直流配电网和微电网系统的故障电弧检测方法。作者选用db9作为母波,利用小波变换对直流电弧故障过程进行信号分析和特征识别,具有良好的检测性能。运用双曲线模型进行改进,利用UT-CEM直流电弧信号数据,建立了电弧间隙固定、恒速变化和加速变化等三种场景下的串联直流电弧模型,用于微电网中电弧的电磁暂态仿真。采用量子概率模型理论开发了基于故障电弧电流熵值的光伏系统电弧故障检测算法。
此外,还针对智能电网对电能质量的新要求,利用小波多辨分析识别故障电弧的电压和电流暂态特征,研究并开发出一种具有电弧故障检测能力的单相电能质量监测分析仪器。
应用于智能电网的智能故障电弧防护系统,主要体现为：1）在建筑配电领域,利用通信网络,开发应用于智能楼宇及智能家居的电弧故障保护策略,建立信息互动的多层级AFCI防护系统,实现各保护装置间的正确配合;2）研发应用于直流微电网和分布式发电的特种AFCI装置,实现对直流电弧故障的有效识别和防护。
5 电弧故障防护的发展趋势
在用电可靠性和安全性、绿色可再生能源需求不断提高的背景下,以分布式储能、微电网、智能电网等为框架的能源互联网迅速发展,低压配电系统也向着智能化、系统化、复杂化和灵活多样化不断转型。电弧故障断路器作为低压配电防护系统中重要的新型电路保护机构,未来将具备如下新特征与发展趋势：
1）智能化电弧故障检测技术不断发展与深入。当前,AFCI装置及电弧故障检测技术的应用集中在电弧短路电流的时频域特性识别上,在复杂电网中已体现出此类技术的局限性。未来应在故障电弧时频域分析的基础上,结合智能信息处理技术,建立基于电弧多维特征量的智能化电弧故障检测方法,实现电弧故障断路器对故障电弧的自适应诊断、决策和识别,以适应低压电网的多样化发展。
2）分布式电源、控制装置及储能系统接入低压直流配电系统,是具有广阔前景的先进技术。无论低压直流供电系统、直流微电网的系统级保护,还是其内部配置的单元级保护,由于故障信号不存在交流过零点,这就要求保护方案应具有更强的直流故障电弧检测识别和灭弧分断能力,设计具有AFCI功能的直流开关或重新设计大功率直流电器开关装置是有必要的。
3）集成短路、过载、接地故障和电弧故障等多功能的低压安全防护机构,采用监测、控制和通信一体化的保护方案。未来配电网系统中,微电网的接入使得系统的控制方式和拓扑结构多变,多功能一体化保护方案可以有效整合电子电子器件的数量和功能,提高数据更新能力,在降低系统结构复杂性的基础上,减少了各个控制模块对电弧故障检测的干扰,提高AFCI装置的识别精度和运行可靠性。
4）智能配电网广域信息保护系统的研究使得配电网具备网络故障和控制信息实时交换的功能,实现了基于分布式智能的保护控制策略。相比于常规过流、过载保护方案,电弧故障保护过程中速动性和选择性的矛盾更为突出。发展基于IP网络点对点通信的电弧故障防护系统,实现不同层级的保护终端间故障信息的快速通信与协调配合,从而优化故障电弧定位策略以减小故障隔离区域,使其满足智能配电网继电保护的发展要求。
5）以电力系统为核心的能源互联网是未来能源产业发展的必然。在融合多种可再生能源并实现网络中能量和信息共享的过程中,交直流变换更为复杂,发生的电弧故障也表现为交/直流故障电弧的混合模态。可借鉴交直流混合型结构系统的保护机制,综合考虑两类子系统及其相互影响,在标准通信网络和在线监测技术的基础上,实现对交/直流电弧故障的分别保护与控制。
6 结论
本文总结了低压故障电弧基本特征、AFCI动作特性和保护性能、故障电弧检测识别技术、AFCI在智能电网中的应用等四个方面的问题和进展,并提出了未来低压电弧故障防护技术的新特征及发展趋势供参考。利用智能化信息处理技术能够有效提升继电保护在适应复杂电网运行工况和应对电网灾害事故的性能。在当前新一轮国家农网改造升级工程启动,以及能源互联网及其框架下各单元节点迅速发展的背景下,建设智能化、集成化和信息化的交/直流电弧故障防护系统,将在深化农网智能台区和智能配电网安全防护关键技术的过程中发挥重要作用。