Με την κλασική έννοια, η προστασία τόξου στη Ρωσία είναι μια προστασία βραχυκυκλώματος ταχείας δράσης που βασίζεται στην καταγραφή του φάσματος φωτός ενός ανοιχτού ηλεκτρικού τόξου σε ένα σύστημα διανομής· η πιο κοινή μέθοδος καταγραφής του φάσματος φωτός με χρήση αισθητήρων οπτικών ινών χρησιμοποιείται κυρίως στον βιομηχανικό τομέα, αλλά με την εμφάνιση νέων προϊόντων Στον τομέα της προστασίας από τόξο στον οικιακό τομέα, συγκεκριμένα αρθρωτά AFDD που λειτουργούν με ρεύμα ρεύματος, που επιτρέπουν την εγκατάσταση προστασίας τόξου σε εξερχόμενες γραμμές, συμπεριλαμβανομένων κιβωτίων διανομής, καλωδίων, συνδέσεων, πρίζες κ.λπ., το ενδιαφέρον για αυτό το θέμα αυξάνεται.
Ωστόσο, οι κατασκευαστές δεν μιλούν πολύ για τον λεπτομερή σχεδιασμό των αρθρωτών προϊόντων (αν κάποιος έχει τέτοιες πληροφορίες, θα χαρώ παρά να παράσχω συνδέσμους σε πηγές τέτοιων πληροφοριών), ένα άλλο θέμα είναι τα συστήματα προστασίας από τόξο για τον βιομηχανικό τομέα, με λεπτομερή εγχειρίδιο χρήσης 122 σελίδων, όπου περιγράφεται αναλυτικά η αρχή λειτουργίας.
Σκεφτείτε για παράδειγμα το σύστημα προστασίας τόξου VAMP 321 της Schneider Electric, το οποίο περιλαμβάνει όλες τις λειτουργίες προστασίας τόξου, όπως ανίχνευση υπερέντασης και τόξου.
Λειτουργικό
- Έλεγχος ρεύματος σε τρεις φάσεις.
- Ρεύμα μηδενικής ακολουθίας.
- Μητρώα συμβάντων, καταγραφή συνθηκών έκτακτης ανάγκης.
- Ενεργοποίηση είτε ταυτόχρονα από ρεύμα και φως, είτε μόνο από φως, είτε μόνο από ρεύμα.
- Ο χρόνος απόκρισης της εξόδου με μηχανικό ρελέ είναι μικρότερος από 7 ms, με την προαιρετική κάρτα IGBT ο χρόνος απόκρισης μειώνεται στο 1 ms.
- Προσαρμόσιμες ζώνες ενεργοποίησης.
- Σύστημα συνεχούς αυτοελέγχου.
- Η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορα συστήματα προστασίας τόξου δικτύων διανομής χαμηλής και μέσης τάσης.
- Το σύστημα ανίχνευσης φλας και προστασίας τόξου μετρά το ρεύμα και το σήμα σφάλματος μέσω των καναλιών του αισθητήρα τόξου και, εάν παρουσιαστεί σφάλμα, ελαχιστοποιεί τον χρόνο καύσης κλείνοντας γρήγορα το ρεύμα που τροφοδοτεί το τόξο.
Αρχή συσχέτισης πινάκων
Κατά τη ρύθμιση των συνθηκών ενεργοποίησης για ένα συγκεκριμένο στάδιο προστασίας τόξου, εφαρμόζεται λογική άθροιση στις εξόδους των πινάκων φωτός και ρεύματος.
Εάν επιλεγεί ένα στάδιο προστασίας μόνο σε έναν πίνακα, αυτό λειτουργεί είτε σε τρέχουσα κατάσταση είτε σε κατάσταση φωτισμού, επομένως το σύστημα μπορεί να διαμορφωθεί ώστε να λειτουργεί μόνο με τρέχον σήμα.
Διαθέσιμα σήματα για παρακολούθηση κατά τον προγραμματισμό σταδίων προστασίας:
- Ρεύματα σε φάσεις.
- Ρεύμα μηδενικής ακολουθίας.
- Τάσεις γραμμής.
- Φασικές τάσεις.
- Τάση μηδενικής ακολουθίας.
- Συχνότητα.
- Άθροισμα ρευμάτων φάσης.
- Ρεύμα θετικής ακολουθίας.
- Ρεύμα αρνητικής ακολουθίας.
- Σχετική τιμή ρεύματος αρνητικής ακολουθίας.
- Λόγος ρευμάτων αρνητικής και μηδενικής ακολουθίας.
- Τάση θετικής ακολουθίας.
- Τάση αρνητικής ακολουθίας.
- Σχετική τιμή τάσης αρνητικής ακολουθίας.
- Μέση τιμή ρεύματος σε φάσεις (IL1+IL2+IL3)/3.
- Μέση τιμή τάσης UL1,UL2,UL3.
- Μέση τιμή τάσης U12,U23,U32.
- Μη γραμμικός συντελεστής παραμόρφωσης IL1.
- Μη γραμμικός συντελεστής παραμόρφωσης IL2.
- Μη γραμμικός συντελεστής παραμόρφωσης IL3.
- Μη γραμμικός συντελεστής παραμόρφωσης Ua.
- Τιμή RMS της IL1.
- Τιμή RMS της IL2.
- Τιμή RMS της IL3.
- Ελάχιστη τιμή IL1,IL2,IL3.
- Μέγιστη τιμή IL1,IL2,IL3.
- Ελάχιστη τιμή U12,U23,U32.
- Μέγιστη τιμή U12,U23,U32.
- Ελάχιστη τιμή UL1,UL2,UL3.
- Μέγιστη τιμή UL1,UL2,UL3.
- Τιμή φόντου Uo.
- Τιμή RMS Iо.
Καταγραφή καταστάσεων έκτακτης ανάγκης
Η εγγραφή έκτακτης ανάγκης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση όλων των σημάτων μέτρησης (ρεύματα, τάσεις, πληροφορίες σχετικά με τις καταστάσεις των ψηφιακών εισόδων και εξόδων). Οι ψηφιακές είσοδοι περιλαμβάνουν επίσης σήματα προστασίας τόξου.
Ξεκινήστε την εγγραφή
Η εγγραφή μπορεί να ξεκινήσει με την ενεργοποίηση ή την ενεργοποίηση οποιουδήποτε σταδίου προστασίας ή οποιασδήποτε ψηφιακής εισόδου. Το σήμα ενεργοποίησης επιλέγεται στον πίνακα σήματος εξόδου (κατακόρυφο σήμα DR). Η εγγραφή μπορεί επίσης να ξεκινήσει χειροκίνητα.
Αυτοέλεγχος
Η μη πτητική μνήμη της συσκευής υλοποιείται με χρήση πυκνωτή υψηλής χωρητικότητας και μνήμης RAM χαμηλής ισχύος.
Όταν το βοηθητικό τροφοδοτικό είναι ενεργοποιημένο, ο πυκνωτής και η μνήμη RAM τροφοδοτούνται εσωτερικά. Όταν η παροχή ρεύματος είναι απενεργοποιημένη, η μνήμη RAM αρχίζει να λαμβάνει ισχύ από τον πυκνωτή. Θα διατηρήσει πληροφορίες για όσο διάστημα ο πυκνωτής μπορεί να διατηρήσει την επιτρεπόμενη τάση. Για ένα δωμάτιο με θερμοκρασία +25 C, ο χρόνος λειτουργίας θα είναι 7 ημέρες (η υψηλή υγρασία μειώνει αυτήν την παράμετρο).
Η μη πτητική μνήμη RAM χρησιμοποιείται για την αποθήκευση αρχείων καταστάσεων έκτακτης ανάγκης και ενός αρχείου καταγραφής συμβάντων.
Οι λειτουργίες του μικροελεγκτή και η ακεραιότητα των καλωδίων που συνδέονται με αυτόν, μαζί με τη δυνατότητα συντήρησης του λογισμικού, παρακολουθούνται από ξεχωριστό δίκτυο αυτοελέγχου. Εκτός από την παρακολούθηση, αυτό το δίκτυο προσπαθεί να επανεκκινήσει τον μικροελεγκτή σε περίπτωση δυσλειτουργίας. Εάν η επανεκκίνηση είναι ανεπιτυχής, η συσκευή αυτοελέγχου σηματοδοτεί την έναρξη της ένδειξης μόνιμου εσωτερικού σφάλματος.
Εάν η συσκευή αυτοελέγχου εντοπίσει μόνιμο σφάλμα, θα απενεργοποιήσει τα άλλα ρελέ εξόδου (εκτός από το ρελέ εξόδου της λειτουργίας αυτοελέγχου και τα ρελέ εξόδου που χρησιμοποιούνται από την προστασία τόξου).
Η εσωτερική παροχή ρεύματος παρακολουθείται επίσης. Σε περίπτωση απουσίας πρόσθετης ισχύος, αποστέλλεται αυτόματα ένα σήμα συναγερμού. Αυτό σημαίνει ότι το ρελέ εξόδου εσωτερικού σφάλματος ενεργοποιείται εάν η βοηθητική τροφοδοσία ρεύματος είναι ενεργοποιημένη και δεν ανιχνευθεί εσωτερικό σφάλμα.
Η κεντρική μονάδα, οι συσκευές εισόδου/εξόδου και οι αισθητήρες παρακολουθούνται.
Μετρήσεις που χρησιμοποιούνται από τη λειτουργία προστασίας τόξου
Οι μετρήσεις του ρεύματος σε τρεις φάσεις και του ρεύματος σφάλματος γείωσης για προστασία από τόξο γίνονται ηλεκτρονικά. Τα ηλεκτρονικά συγκρίνουν τα τρέχοντα επίπεδα με τις ρυθμίσεις ταξιδιού και παρέχουν δυαδικά σήματα "I>>" ή "Io>>" για τη λειτουργία προστασίας από τόξο σε περίπτωση υπέρβασης του ορίου. Όλα τα τρέχοντα εξαρτήματα λαμβάνονται υπόψη.
Τα σήματα "I>>" και "Io>>" συνδέονται με το τσιπ FPGA, το οποίο εκτελεί τη λειτουργία προστασίας τόξου. Η ακρίβεια μέτρησης για προστασία τόξου είναι ±15% στα 50Hz.
Αρμονικές και ολική μη ημιτονοειδής (THD)
Η συσκευή υπολογίζει το THD ως ποσοστό των ρευμάτων και των τάσεων στη θεμελιώδη συχνότητα.
Λαμβάνονται υπόψη οι αρμονικές από το 2ο έως το 15ο για τα ρεύματα και τις τάσεις φάσης. (Η 17η αρμονική θα συμπεριληφθεί εν μέρει στη 15η αρμονική τιμή. Αυτό οφείλεται στις αρχές ψηφιακής μέτρησης.)
Τρόποι μέτρησης τάσης
Ανάλογα με τον τύπο της εφαρμογής και τους διαθέσιμους μετασχηματιστές ρεύματος, η συσκευή μπορεί να συνδεθεί είτε σε υπολειπόμενη τάση, είτε σε τάση γραμμής-φάσης είτε σε τάση φάσης-φάσης. Η ρυθμιζόμενη παράμετρος «Τρόπος μέτρησης τάσης» πρέπει να ρυθμιστεί ανάλογα με τη σύνδεση που χρησιμοποιείται.
Διαθέσιμες λειτουργίες:
"U0"
Η συσκευή είναι συνδεδεμένη σε τάση μηδενικής ακολουθίας. Διατίθεται κατευθυντική προστασία γείωσης. Η μέτρηση τάσης γραμμής, η μέτρηση ενέργειας και η προστασία υπέρτασης και υπότασης δεν είναι διαθέσιμα.
"1LL"
Η συσκευή είναι συνδεδεμένη σε τάση γραμμής. Διατίθενται μονοφασική μέτρηση τάσης και προστασία από υπόταση και υπέρταση. Δεν διατίθεται προστασία κατευθυνόμενης γείωσης.
“1LN”
Η συσκευή είναι συνδεδεμένη σε τάση μίας φάσης. Διατίθενται μονοφασικές μετρήσεις τάσης. Σε δίκτυα με σταθερά γειωμένους και αντισταθμισμένους ουδέτερους, διατίθεται προστασία από υπόταση και υπέρταση. Δεν διατίθεται προστασία κατευθυνόμενης γείωσης.
Συμμετρικά εξαρτήματα
Σε ένα τριφασικό σύστημα, οι τάσεις και τα ρεύματα μπορούν να αναλυθούν σε συμμετρικά στοιχεία, σύμφωνα με τον Fortescue.
Τα συμμετρικά στοιχεία είναι:
- Απευθείας ακολουθία.
- Αντίστροφη ακολουθία.
- Μηδενική ακολουθία.
Ελεγχόμενα αντικείμενα
Αυτή η συσκευή σάς επιτρέπει να ελέγχετε έως και έξι αντικείμενα, όπως διακόπτη, αποζεύκτη ή μαχαίρι γείωσης. Ο έλεγχος μπορεί να πραγματοποιηθεί σύμφωνα με την αρχή της «επιλογής δράσης» ή «άμεσου ελέγχου».
Λογικές συναρτήσεις
Η συσκευή υποστηρίζει τη λογική του προγράμματος χρήστη για λογικές εκφράσεις σήματος.
Οι διαθέσιμες λειτουργίες είναι:
- Ι.
- Ή.
- Αποκλειστικό Ή.
- ΔΕΝ.
- ΜΕΤΡΗΤΕΣ.
- Σαγιονάρες RS&D.
Πηγή: www.habr.com