Im klassischen Verständnis ist der Lichtbögen-Schutz in Russland ein schnell reagierender Schutz gegen Kurzschlüsse, der auf der Registrierung des Lichtspektrums eines offenen elektrischen Lichtbogens im KRU basiert. Die am weitesten verbreitete Methode zur Registrierung des Lichtspektrums erfolgt durch faseroptische Sensoren, die hauptsächlich im Industriesektor eingesetzt werden. Mit dem Aufkommen neuer Produkte im Bereich des Lichtbogen-Schutzes für den Wohnsektor, insbesondere modularer AFDD, die auf Stromsignalen basieren und eine Lichtbogenüberwachung an Abgangsleitungen, einschließlich Verteilerdosen, Kabeln, Verbindungen, Steckdosen usw., ermöglichen, steigt das Interesse an diesem Thema.
Jedoch geben die Hersteller nicht sehr viele Details über die modulare Produkte frei (wenn jemand solche Informationen hat, würde ich mich über Links zu den Informationsquellen freuen). Ganz anders verhält es sich bei den Lichtbogenüberwachungssystemen für den Industriesektor, die eine ausführliche Benutzeranleitung auf 122 Seiten enthalten, in der das Funktionsprinzip ausführlich erklärt wird.
Betrachten wir als Beispiel das Lichtbogenüberwachungssystem VAMP 321 von Schneider Electric, das alle Funktionen zum Schutz gegen Lichtbögen umfasst, wie Überstrom- und Lichtbogenüberwachung.
Funktionalität
- Stromüberwachung in drei Phasen.
- Nullfolgenstrom.
- Ereignisprotokolle, Aufzeichnung von Notbetrieb.
- Auslösung entweder gleichzeitig durch Strom und Licht oder nur durch Licht oder nur durch Strom.
- Die Auslösezeit des Ausgangs mit mechanischem Relais beträgt weniger als 7 ms; mit einer optionalen IGBT-Karte wird die Auslösezeit auf 1 ms verkürzt.
- Konfigurierbare Auslösungszonen.
- Durchgehendes System zur Selbstüberwachung.
- Das Gerät kann in verschiedenen Lichtbogenüberwachungssystemen für Verteilungsnetze mit niedriger und mittlerer Spannung eingesetzt werden.
- Das System zur Erkennung von Lichtbogenblitzen und Lichtbogenüberwachung misst den Kurzschlussstrom und das Signal über die Kanäle des Lichtbogensensors und minimiert im Falle eines Kurzschlusses die Brenndauer, indem es die Stromversorgung, die den Lichtbogen speist, schnell abschaltet.
Prinzip der Korrelationsmatrizen
Bei der Festlegung der Aktivierungsbedingungen für eine bestimmte Stufe der Lichtbogenüberwachung wird eine logische Summierung auf die Ausgänge der Licht- und Strommatrizen angewendet.
Wenn der Schutzgrad nur in einer Matrix ausgewählt ist, arbeitet er entweder nach Stromkriterium oder Lichtkriterium, sodass das System so konfiguriert werden kann, dass es nur auf das Stromsignal reagiert.
Verfügbare Signale zur Überwachung bei der Programmierung von Schutzstufen:
- Strom in den Phasen.
- Nullfolgenstrom.
- Lineare Spannungen.
- Phasenspannungen.
- Spannung der Nullfolge.
- Frequenz.
- Summe der phasenströme.
- Strom der direkten Folge.
- Strom der inversen Folge.
- Relativer Wert des Stroms der inversen Folge.
- Verhältnis der Stromwerte der inversen und der Nullfolge.
- Spannung der direkten Folge.
- Spannung der inversen Folge.
- Relativer Wert der Spannung der inversen Folge.
- Durchschnittlicher Strom in den Phasen (IL1+IL2+IL3)/3.
- Durchschnittlicher Wert der Spannungen UL1, UL2, UL3.
- Durchschnittlicher Wert der Spannungen U12, U23, U32.
- Koeffizient der nichtlinearen Verzerrungen IL1.
- Koeffizient der nichtlinearen Verzerrungen IL2.
- Koeffizient der nichtlinearen Verzerrungen IL3.
- Koeffizient der nichtlinearen Verzerrungen Ua.
- Quadratischer Mittelwert IL1.
- Quadratischer Mittelwert IL2.
- Quadratischer Mittelwert IL3.
- Minimaler Wert IL1, IL2, IL3.
- Maximaler Wert IL1, IL2, IL3.
- Minimaler Wert U12, U23, U32.
- Maximaler Wert U12, U23, U32.
- Minimaler Wert UL1, UL2, UL3.
- Maximaler Wert UL1, UL2, UL3.
- Basiswert Uo.
- Quadratischer Mittelwert Iо.
Aufzeichnung von Notfallmodi.
Die Aufzeichnung von Notfallmodi kann zur Speicherung aller Messsignale (Strom, Spannungen, Informationen über den Zustand digitaler Eingänge und Ausgänge) verwendet werden. Digitale Eingänge beinhalten auch Signale des Lichtbogenschutzes.
Aufzeichnung starten.
Die Aufzeichnung kann durch den Start oder das Auslösen jeder Schutzstufe oder durch jeden digitalen Eingang gestartet werden. Das Startsignal wird in der Matrix der Ausgangssignale (vertikales Signal DR) ausgewählt. Außerdem kann die Aufzeichnung manuell gestartet werden.
Selbstkontrolle.
Der nichtflüchtige Speicher des Geräts wird mit einem großen Kapazitätskondensator und einem energieeffizienten Arbeitsspeicher realisiert.
Wenn die zusätzliche Stromquelle eingeschaltet ist, werden der Kondensator und der Arbeitsspeicher von der internen Quelle versorgt. Wenn die Stromquelle ausgeschaltet ist, beginnt der Arbeitsspeicher, den Strom vom Kondensator zu beziehen. Er speichert die Informationen, solange der Kondensator in der Lage ist, die akzeptable Spannung aufrechtzuerhalten. Bei einer Raumtemperatur von +25 °C beträgt die Betriebsdauer 7 Tage (hohe Luftfeuchtigkeit verringert diesen Wert).
Der nicht flüchtige Arbeitsspeicher dient zur Speicherung von Aufzeichnungen über Fehlermodi und Ereignisprotokollen.
Die Funktionen des Mikrokontrollers und die Integrität der zugehörigen Drähte sowie die Funktionsfähigkeit der Software werden von einem separaten Selbstüberwachungsnetzwerk kontrolliert. Neben der Überwachung versucht dieses Netzwerk, den Mikrokontroller im Falle eines Fehlers neu zu starten. Wenn der Neustart fehlschlägt, gibt das Selbstüberwachungsgerät ein Signal für den Beginn der Anzeige eines dauerhaften internen Schadens aus.
Wenn das Selbstüberwachungsgerät einen dauerhaften Schaden entdeckt, blockiert es andere Ausgangsrelais (außer dem Ausgangsrelais der Selbstüberwachungsfunktion und den Ausgangsrelais, die von der Lichtbogenschutzfunktion verwendet werden).
Es wird auch die interne Stromquelle überwacht. Im Falle eines Ausfalls der zusätzlichen Stromversorgung wird automatisch ein Alarmsignal ausgegeben. Dies bedeutet, dass das Ausgangsrelais des internen Schadens aktiv ist, wenn die zusätzliche Stromquelle eingeschaltet ist und keine internen Schäden festgestellt wurden.
Die zentrale Einheit, Eingabe-/Ausgabegeräte und Sensoren werden überwacht.
Messungen, die von der Lichtbogenschutzfunktion verwendet werden.
Die Messung des Stroms in drei Phasen und des Erdschlussstroms für den Lichtbogenschutz erfolgt durch Elektronik. Die Elektronik vergleicht die Stromwerte mit den Auslösewerten und gibt binäre Signale “I>>” oder “Io>>” für die Lichtbogenschutzfunktion aus, wenn die Grenze überschritten wird. Alle Bestandteile der Ströme werden berücksichtigt.
Die Signale “I>>” und “Io>>” sind mit dem FPGA-Chip verbunden, der die Funktion des Lichtbogenschutzes ausführt. Die Messgenauigkeit für den Lichtbogenschutz beträgt ± 15% bei 50 Hz.
Harmonische und gesamter nicht sinusförmiger Verlauf (THD)
Das Gerät berechnet THD als Prozentsatz der Ströme und Spannungen bei der Grundfrequenz.
Die Harmonischen von der 2. bis zur 15. werden für Phasenkreise und Spannungen berücksichtigt. (Die 17. harmonische wird teilweise im Wert der 15. harmonischen berücksichtigt. Dies geschieht aufgrund der Prinzipien der digitalen Messung.)
Spannungsmessmodi
Je nach Art der Anwendung und der verfügbaren Stromwandler kann das Gerät entweder an der Spannung der Nullsequenz, an einer Linien- oder Phasenspannung angeschlossen werden. Der einstellbare Parameter "Spannungsmessmodus" muss entsprechend der verwendeten Verbindung festgelegt werden.
Verfügbare Modi:
"U0"
Das Gerät ist an die Spannung der Nullsequenz angeschlossen. Richtschutz gegen Erdschluss ist verfügbar. Messung der Liniespannung, Messung der Energie und Schutz vor Spannungsüberschreitungen und -verringerungen sind nicht verfügbar.
"1LL"
Das Gerät ist an der Liniespannung angeschlossen. Spannungsmessung in einer Phase und Schutz vor Spannungsüber- und -unterlast sind verfügbar. Richtschutz gegen Erdschluss ist nicht verfügbar.
"1LN"
Das Gerät ist an einer einphasigen Spannung angeschlossen. Spannungsmessung in einer Phase ist verfügbar. In Netzwerken mit geerdetem und kompensiertem Neutralleiter stehen Schutzmaßnahmen gegen Spannungsüber- und -unterlast zur Verfügung. Richtschutz gegen Erdschluss ist nicht verfügbar.
Symmetrische Komponenten
In einem dreiphasigen System können Spannungen und Ströme in symmetrische Komponenten zerlegt werden, gemäß Fortescue.
Die symmetrischen Komponenten sind:
- Direkte Sequenz.
- Inversive Sequenz.
- Nullsequenz.
Überwachbare Objekte
Dieses Gerät ermöglicht die Überwachung von bis zu sechs Objekten wie Schaltern, Trennschaltern oder Erdungsschaltern. Die Überwachung kann nach dem Prinzip "Wahl-Handlung" oder "Direktüberwachung" erfolgen.
Logische Funktionen
Das Gerät unterstützt die benutzerdefinierte Programmlogik für logische Ausdruckssignale.
Verfügbare Funktionen sind:
- UND.
- ODER.
- Exklusives ODER.
- NICHT.
- ZÄHLER.
- RS & D-Flip-Flops.
Quelle: habr.com
