🥇Система за аркова защита с възможност за задействане по токов сигнал

В класическото разбиране, дъговата защита в Русия е бързозащитна система от къси съединения, основана на регистрацията на спектъра на светлината от открита електрическа дъга в КРУ. Най-разпространеният метод за регистрация на спектъра на светлината е чрез оптични влакна, използван основно в индустриалния сектор, но с появата на нови продукти в сферата на дъговата защита в жилищния сектор, а именно модулни AFDD устройства, работещи на токов сигнал, които позволяват инсталация на дъгова защита на изходящи линии, включително разпределителни кутии, кабели, връзки, контакти и т.н., интересът към тази тема нараства.

Обаче производителите не разпространяват особено подробна информация относно оборудването на модулните изделия (ако някой има такава информация, ще се радвам на линкове към източници на подобна информация). Не е така при системите за дъгова защита в индустриалния сектор, където има детайлно ръководство на 122 страници, в което изчерпателно се описва принципът на действие.

Нека вземем за пример системата за дъгова защита VAMP 321 от Schneider Electric, която включва всички функции за защита от дъга, като токови претоварвания и контрол на наличието на дъга.

Функционалности

Контрол на тока в трите фази.
Ток на нулевата последователност.
Журнали на събитията, запис на аварийни режими.
Сработване едновременно по ток и светлина, или само по светлина, или само по ток.
Времето за сработване на изхода с механично реле е по-малко от 7 мс, с опционалната IGBT карта времето за сработване се съкращава до 1 мс.
Настраиваеми зони за сработване.
Непрекъсната система за самоконтрол.
Устройството може да се използва в различни системи за дъгова защита на разпределителни мрежи с ниско и средно напрежение.
Системата за откриване на дъгови искри и дъгова защита измерва тока на късо съединение и сигнализира през каналите на сензора за дъга и при възникване на късо съединение минимизира времето на изгаряне, като бързо прекратява подаването на ток, захранващ дъгата.

Принцип на корелация на матриците.

При задаване на условия за активиране на конкретен етап на дъговата защита, към изходите на матриците на светлината и тока се прилага логическо сумиране.

Ако защитният стъпало е избрано само в една матрица, то работи или на базата на токовото условие, или на светлинното, по този начин може да се настрои системата да работи само по токовия сигнал.

Сигналите, достъпни за контрол при програмиране на защитните стъпала:

Токове в фазите.
Ток на нулевата последователност.
Линейни напрежения.
Фазови напрежения.
Напрежение на нулевата последователност.
Честота.
Сума на фазовите токове.
Ток на правата последователност.
Ток на обратната последователност.
Относителна стойност на тока на обратната последователност.
Отношение на токовете на обратната и нулевата последователност.
Напрежение на правата последователност.
Напрежение на обратната последователност.
Относителна стойност на напрежението на обратната последователност.
Средно значение на тока в фазите (IL1+IL2+IL3)/3.
Средно значение на напрежението UL1, UL2, UL3.
Средно значение на напрежението U12, U23, U32.
Коефициент на нелинейните изкривявания IL1.
Коефициент на нелинейните изкривявания IL2.
Коефициент на нелинейните изкривявания IL3.
Коефициент на нелинейните изкривявания Ua.
Среднеквадратично значение IL1.
Среднеквадратично значение IL2.
Среднеквадратично значение IL3.
Минимално значение IL1, IL2, IL3.
Максимално значение IL1, IL2, IL3.
Минимално значение U12, U23, U32.
Максимално значение U12, U23, U32.
Минимално значение UL1, UL2, UL3.
Максимално значение UL1, UL2, UL3.
Фоново значение Uo.
Среднеквадратично значение Io.

Запис на аварийни режими

Записът на аварийни режими може да се използва за запазване на всички сигнали за измерване (токове, напрежения, информация за състоянията на цифровите входове и изходи). Цифровите входове включват и сигналите на дъговата защита.

Стартиране на записа

Записът може да бъде стартиран от стартиране или задействане на всяко защитно стъпало или от който и да е цифров вход. Сигналът за стартиране се избира в матрицата на изходните сигнали (вертикален сигнал DR). Записът може да бъде стартиран и ръчно.

Самоконтрол

Енергийно независимата памет на устройството е реализирана с помощта на кондензатор с голям капацитет и оперативна памет с ниска консумация на енергия.

Когато допълнителният източник на захранване е включен, кондензаторът и оперативната памет получават захранване от вътрешния източник. При изключване на захранването, оперативната памет започва да получава захранване от кондензатора. Тя ще запази информация, докато кондензаторът може да поддържа допустимо напрежение. За помещение с температура +25С времето на работа е 7 дни (високата влажност намалява този параметър).

Безенергийната оперативна памет служи за съхранение на записи за аварийни режими и журнал на събитията.

Функциите на микроконтROLLER и целостта на свързаните с него проводници, заедно с коректността на софтуера, се наблюдават от отделна мрежа за самоконтрол. Освен наблюдението, тази мрежа се опитва да рестартира микроконтролера в случай на неизправност. Ако рестартирането не успее, устройството за самоконтрол подава сигнал за начало на индикацията за трайно вътрешно повреждане.

В случай, че устройството за самоконтрол открие трайно повреждане, то блокира другите изходни реле (освен изходното реле на функцията за самоконтрол и изходните реле, използвани от арковата защита).

Също така се наблюдава вътрешният източник на захранване. При отсъствие на допълнително захранване автоматично се подава сигнал за тревога. Това означава, че изходното реле за вътрешно повреждане е под напрежение, ако допълнителният източник на захранване е включен и не са открити вътрешни повреждания.

Наблюдава се централният блок, устройства за вход/изход и сензори.

Замерванията, използвани от функцията за аркова защита

Замерванията на тока в трите фази и тока за късо съединение за аркова защита се извършват от електрониката. Електрониката сравнява нивата на тока с настройките за задействане и издава бинарни сигнали “I>>” или “Io>>” за функцията за аркова защита в случай на превишаване на лимита. Взимат се предвид всички съставящи токове.

Сигналите “I>>” и “Io>>” са свързани с чипа FPGA, който извършва функцията за аркова защита. Точността на измерването за арковата защита е ± 15% на 50Hz.

Хармоници и обща несинусоидалност (THD)

Устройството изчислява THD като процент от токовете и напреженията на основната честота.

Вземат се предвид х armonics от 2-ра до 15-та за фазови токове и напрежения. (17-та гармоника ще бъде частично отчетена във стойността на 15-та. Това се дължи на принципите на цифровото измерване.)

Режими на измерване на напрежение

В зависимост от типа приложение и наличните трансформатори на ток, устройството може да бъде свързано или към нулева последователност на напрежение, линейно или фазово напрежение. Конфигурируемият параметър “Режим на измерване на напрежение” трябва да бъде зададен в съответствие с използваната връзка.

Налични режими:

“U0”

Устройството е свързано към нулева последователност на напрежение. Достъпна е насочена защита от късо съединение на земя. Измерване на линейно напрежение, измерване на енергия и защити по повишаване и понижаване на напрежение не са налични.

“1LL”

Устройството е свързано към линейно напрежение. Достъпно е измерване на напрежение в една фаза и защити по понижаване и повишаване на напрежение. Насочената защита от късо съединение на земя не е налична.

“1LN”

Устройството е свързано към едно фазово напрежение. Достъпно е измерване на напрежение в една фаза. В мрежи с заземено и компенсирано неутрално ниво са налични защити по повишаване и понижаване на напрежение. Насочената защита от късо съединение на земя не е налична.

Симетрични съставки

В трифазна система, напреженията и токовете могат да бъдат разложени на симетрични съставки, съгласно Фортескью.

Симетрични съставки са:

Пряка последователност.
Обратна последователност.
Нулева последователност.

Контролирани обекти

Това устройство позволява контрол на до шест обекта, като прекъсвач, разединител или заземяващ нож. Контролът може да се извършва по принципа “избор-действие” или “директен контрол”.