Дъгова защита с възможност за задействане от токов сигнал

В класическия смисъл дъговата защита в Русия е бързодействаща защита от късо съединение, базирана на запис на светлинния спектър на отворена електрическа дъга в разпределителна уредба; най-често срещаният метод за запис на светлинния спектър с помощта на оптични сензори се използва главно в индустриалния сектор, но с появата на нови продукти В областта на дъговата защита в жилищния сектор, а именно модулни AFDD, работещи на токов сигнал, позволяващи инсталиране на дъгова защита на изходящи линии, включително разпределителни кутии, кабели, връзки, гнезда и т.н., интересът към тази тема се увеличава.



Въпреки това, производителите не говорят много за детайлния дизайн на модулните продукти (ако някой има такава информация, ще се радвам да предоставя връзки към източници на такава информация), друг въпрос са системите за дъгова защита за индустриалния сектор, с подробен ръководство за потребителя от 122 страници, където принципът на работа е описан подробно.

Помислете например за системата за дъгова защита VAMP 321 от Schneider Electric, която включва всички функции за дъгова защита, като свръхток и откриване на дъга.

функционален

• Текущ контрол в три фази.
• Ток на нулева последователност.
• Дневници на събития, запис на аварийни условия.
• Задействане или едновременно от ток и светлина, или само от светлина, или само от ток.
• Времето за реакция на изхода с механично реле е по-малко от 7 ms, с опционалната IGBT карта времето за реакция е намалено до 1 ms.
• Персонализируеми тригерни зони.
• Система за непрекъснат самоконтрол.
• Устройството може да се използва в различни системи за дъгова защита на разпределителни мрежи ниско и средно напрежение.
• Системата за откриване на светкавична дъга и защита на дъгата измерва тока на повреда и сигнала през каналите на сензора за дъга и, ако възникне повреда, минимизира времето за изгаряне чрез бързо спиране на тока, захранващ дъгата.

Принцип на матричната корелация

При задаване на условията за активиране на конкретна степен на дъгова защита се прилага логическо сумиране на изходите на светлинната и токовата матрици.

Ако степента на защита е избрана само в една матрица, тя работи или при текущо състояние, или при състояние на светлина, така че системата може да бъде конфигурирана да работи само при токов сигнал.

Достъпни сигнали за наблюдение при програмиране на степени на защита:

• Токове във фази.
• Ток на нулева последователност.
• Линейни напрежения.
• Фазови напрежения.
• Напрежение с нулева последователност.
• Честота.
• Сума на фазовите токове.
• Ток с положителна последователност.
• Ток на отрицателна последователност.
• Относителна стойност на тока на обратната последователност.
• Съотношение на токовете с отрицателна и нулева последователност.
• Напрежение с положителна последователност.
• Напрежение с отрицателна последователност.
• Относителна стойност на напрежението с отрицателна последователност.
• Средна стойност на тока във фази (IL1+IL2+IL3)/3.
• Средна стойност на напрежението UL1,UL2,UL3.
• Средна стойност на напрежението U12,U23,U32.
• Коефициент на нелинейно изкривяване IL1.
• Коефициент на нелинейно изкривяване IL2.
• Коефициент на нелинейно изкривяване IL3.
• Коефициент на нелинейно изкривяване Ua.
• RMS стойност на IL1.
• RMS стойност на IL2.
• RMS стойност на IL3.
• Минимална стойност IL1,IL2,IL3.
• Максимална стойност IL1,IL2,IL3.
• Минимална стойност U12,U23,U32.
• Максимална стойност U12,U23,U32.
• Минимална стойност UL1,UL2,UL3.
• Максимална стойност UL1,UL2,UL3.
• Стойност на фона Uo.
• RMS стойност Iо.

Запис на аварийни режими

Авариен запис може да се използва за запазване на всички измервателни сигнали (токове, напрежения, информация за състоянията на цифровите входове и изходи). Цифровите входове също включват сигнали за защита от дъга.

Започнете записа

Записът може да започне чрез задействане или задействане на произволно ниво на защита или всеки цифров вход. Тригерният сигнал се избира в матрицата на изходния сигнал (вертикален сигнал DR). Записването може да се стартира и ръчно.

Самоконтрол

Енергонезависимата памет на устройството се реализира с помощта на кондензатор с голям капацитет и RAM с ниска мощност.

Когато допълнителното захранване е включено, кондензаторът и RAM се захранват вътрешно. Когато захранването е изключено, RAM започва да получава захранване от кондензатора. Той ще запази информацията, докато кондензаторът е в състояние да поддържа допустимото напрежение. За стая с температура от +25C времето за работа ще бъде 7 дни (високата влажност намалява този параметър).

Енергонезависимата RAM се използва за съхраняване на записи на аварийни условия и регистър на събития.

Функциите на микроконтролера и целостта на свързаните с него проводници, както и изправността на софтуера, се следят от отделна мрежа за самонаблюдение. В допълнение към наблюдението, тази мрежа се опитва да рестартира микроконтролера в случай на неизправност. Ако рестартирането е неуспешно, устройството за самоконтрол започва да показва постоянна вътрешна повреда.

Ако устройството за самоконтрол открие постоянна повреда, то ще деактивира другите изходни релета (с изключение на изходното реле на функцията за самоконтрол и изходните релета, използвани от дъговата защита).

Следи се и вътрешното захранване. При липса на допълнително захранване автоматично се изпраща алармен сигнал. Това означава, че изходното реле за вътрешна повреда се задейства, ако спомагателното захранване е включено и не е открита вътрешна повреда.

Наблюдават се централното устройство, входно/изходните устройства и сензорите.

Измервания, използвани от функцията за защита от дъга

Измерванията на тока в три фази и тока на земно съединение за дъгова защита се извършват по електронен път. Електрониката сравнява текущите нива с настройките за изключване и предоставя двоични сигнали “I>>” или “Io>>” за функцията за защита от дъга, ако лимитът е превишен. Взети са предвид всички текущи компоненти.

Сигналите “I>>” и “Io>>” са свързани към FPGA чипа, който изпълнява функцията за защита от дъга. Точността на измерване за защита от дъга е ±15% при 50Hz.

Хармоници и пълна несинусоидалност (THD)

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

Отчитат се хармониците от 2-ри до 15-ти за фазови токове и напрежения. (17-ият хармоник ще бъде частично включен в стойността на 15-ия хармоник. Това се дължи на принципите на цифровото измерване.)

Режими на измерване на напрежението

В зависимост от вида на приложението и наличните токови трансформатори, устройството може да бъде свързано към остатъчно напрежение, напрежение линия към фаза или фаза към фаза. Регулируемият параметър „Режим на измерване на напрежението“ трябва да бъде зададен според използваната връзка.

Налични режими:

„U0“

Устройството е свързано към напрежение с нулева последователност. Налична е насочена защита от заземяване. Измерване на мрежово напрежение, измерване на енергия и защита срещу пренапрежение и ниско напрежение не са налични.

"1LL"

Устройството е свързано към мрежово напрежение. Предлагат се измерване на еднофазно напрежение и защита срещу ниско и пренапрежение. Не е налична насочена защита от земно съединение.

„1LN“

Устройството е свързано към еднофазно напрежение. Предлагат се измервания на еднофазно напрежение. В мрежи със стабилно заземени и компенсирани неутрали има защита от ниско и пренапрежение. Не е налична насочена защита от земно съединение.

Симетрични компоненти

В трифазна система напреженията и токовете могат да бъдат разделени на симетрични компоненти, според Фортескю.

Симетричните компоненти са:

• Директна последователност.
• Обратна последователност.
• Нулева последователност.

Контролирани обекти

Това устройство ви позволява да контролирате до шест обекта, като превключвател, разединител или заземяващ нож. Контролът може да се осъществява на принципа „избор-действие” или „директен контрол”.

Логически функции

Устройството поддържа потребителска програмна логика за логически сигнални изрази.

Наличните функции са:

• I.
• ИЛИ.
• Изключително ИЛИ.
• НЕ.
• БРОЯЧИ.
• Джапанки RS&D.

Източник: www.habr.com