Nel senso classico, la protezione dall'arco in Russia è una protezione da cortocircuito ad azione rapida basata sulla registrazione dello spettro luminoso di un arco elettrico aperto in un quadro; il metodo più comune per registrare lo spettro luminoso utilizzando sensori a fibra ottica viene utilizzato principalmente nel settore industriale, ma con l'avvento di nuovi prodotti Nel campo della protezione dall'arco nel settore residenziale, ovvero AFDD modulari operanti su segnale di corrente, che consentono l'installazione della protezione dall'arco sulle linee in uscita, comprese scatole di distribuzione, cavi, collegamenti, prese, ecc., l'interesse per questo argomento è in aumento.
Tuttavia i produttori non parlano molto della progettazione dettagliata dei prodotti modulari (se qualcuno ha tali informazioni sarò felice di fornire solo i link alle fonti di tali informazioni), un altro discorso sono i sistemi di protezione dall'arco elettrico per il settore industriale, con una dettagliata manuale utente di 122 pagine, dove viene descritto dettagliatamente il principio di funzionamento.
Consideriamo ad esempio il sistema di protezione dall'arco VAMP 321 di Schneider Electric, che include tutte le funzioni di protezione dall'arco come la sovracorrente e il rilevamento dell'arco.
funzionale
- Controllo della corrente in tre fasi.
- Corrente di sequenza zero.
- Registri eventi, registrazione delle condizioni di emergenza.
- Attivazione simultanea tramite corrente e luce, oppure solo tramite luce o solo tramite corrente.
- Il tempo di risposta dell'uscita con relè meccanico è inferiore a 7 ms, con la scheda IGBT opzionale il tempo di risposta si riduce a 1 ms.
- Zone trigger personalizzabili.
- Sistema di autocontrollo continuo.
- Il dispositivo può essere utilizzato in diversi sistemi di protezione contro gli archi elettrici delle reti di distribuzione a bassa e media tensione.
- Il sistema di rilevamento dell'arco elettrico e di protezione dell'arco misura la corrente di guasto e il segnale attraverso i canali del sensore dell'arco e, se si verifica un guasto, riduce al minimo il tempo di combustione interrompendo rapidamente la corrente che alimenta l'arco.
Principio di correlazione matriciale
Quando si impostano le condizioni di attivazione per uno specifico livello di protezione dall'arco elettrico, viene applicata la somma logica alle uscite delle matrici di luce e corrente.
Se uno stadio di protezione viene selezionato in una sola matrice, funziona sia con una condizione di corrente che con una condizione di luce, quindi il sistema può essere configurato per funzionare solo con un segnale di corrente.
Segnali disponibili per il monitoraggio durante la programmazione delle fasi di protezione:
- Correnti in fasi.
- Corrente di sequenza zero.
- Tensioni di linea.
- Tensioni di fase.
- Tensione di sequenza zero.
- Frequenza.
- Somma delle correnti di fase.
- Corrente di sequenza positiva.
- Corrente di sequenza negativa.
- Valore relativo della corrente di sequenza negativa.
- Rapporto tra correnti negative e omopolari.
- Tensione di sequenza positiva.
- Tensione di sequenza negativa.
- Valore relativo della tensione di sequenza negativa.
- Valore medio della corrente nelle fasi (IL1+IL2+IL3)/3.
- Valore medio della tensione UL1,UL2,UL3.
- Valore medio della tensione U12,U23,U32.
- Coefficiente di distorsione non lineare IL1.
- Coefficiente di distorsione non lineare IL2.
- Coefficiente di distorsione non lineare IL3.
- Coefficiente di distorsione non lineare Ua.
- Valore efficace di IL1.
- Valore efficace di IL2.
- Valore efficace di IL3.
- Valore minimo IL1,IL2,IL3.
- Valore massimo IL1,IL2,IL3.
- Valore minimo U12,U23,U32.
- Valore massimo U12,U23,U32.
- Valore minimo UL1,UL2,UL3.
- Valore massimo UL1,UL2,UL3.
- Valore di fondo Uo.
- Valore efficace I®.
Registrazione delle modalità di emergenza
La registrazione di emergenza può essere utilizzata per salvare tutti i segnali di misura (correnti, tensioni, informazioni sugli stati degli ingressi e delle uscite digitali). Gli ingressi digitali includono anche segnali di protezione dall'arco.
Inizia a registrare
La registrazione può essere avviata attivando o attivando qualsiasi stadio di protezione o qualsiasi ingresso digitale. Il segnale di trigger viene selezionato nella matrice del segnale di uscita (segnale verticale DR). La registrazione può anche essere avviata manualmente.
Autocontrollo
La memoria non volatile del dispositivo è implementata utilizzando un condensatore ad alta capacità e una RAM a basso consumo.
Quando l'alimentazione ausiliaria è inserita, il condensatore e la RAM sono alimentati internamente. Quando l'alimentazione viene interrotta, la RAM inizia a ricevere alimentazione dal condensatore. Conserverà le informazioni finché il condensatore sarà in grado di mantenere la tensione consentita. Per una stanza con una temperatura di +25C, il tempo di funzionamento sarà di 7 giorni (l'elevata umidità riduce questo parametro).
La RAM non volatile viene utilizzata per archiviare registrazioni di condizioni di emergenza e un registro eventi.
Le funzioni del microcontrollore e l'integrità dei cavi ad esso associati, insieme alla funzionalità del software, sono monitorate da una rete di automonitoraggio separata. Oltre al monitoraggio, questa rete tenta di riavviare il microcontrollore in caso di malfunzionamento. Se il riavvio non riesce, il dispositivo di automonitoraggio segnala di iniziare indicando un guasto interno permanente.
Se il dispositivo di automonitoraggio rileva un guasto permanente, disabiliterà gli altri relè di uscita (eccetto il relè di uscita con funzione di automonitoraggio e i relè di uscita utilizzati dalla protezione contro gli archi).
Viene monitorata anche l'alimentazione interna. In assenza di alimentazione aggiuntiva viene inviato automaticamente un segnale di allarme. Ciò significa che il relè di uscita guasto interno viene eccitato se l'alimentazione ausiliaria è attivata e non viene rilevato alcun guasto interno.
L'unità centrale, i dispositivi di input/output e i sensori vengono monitorati.
Misure utilizzate dalla funzione di protezione dall'arco
Le misure della corrente trifase e della corrente di guasto a terra per la protezione contro gli archi elettrici vengono effettuate elettronicamente. L'elettronica confronta i livelli di corrente con le impostazioni di intervento e fornisce segnali binari “I>>” o “Io>>” per la funzione di protezione dall'arco se il limite viene superato. Vengono presi in considerazione tutti i componenti attuali.
I segnali “I>>” e “Io>>” sono collegati al chip FPGA, che svolge la funzione di protezione dall'arco. La precisione di misurazione per la protezione dall'arco è ±15% a 50 Hz.
Armoniche e non sinusoidalità totale (THD)
Il dispositivo calcola il THD come percentuale delle correnti e delle tensioni alla frequenza fondamentale.
Vengono prese in considerazione le armoniche dalla 2a alla 15a per le correnti e le tensioni di fase. (La 17a armonica sarà parzialmente inclusa nel valore della 15a armonica. Ciò è dovuto ai principi di misurazione digitale.)
Modalità di misura della tensione
A seconda del tipo di applicazione e dei trasformatori di corrente disponibili, il dispositivo può essere collegato a tensione residua, concatenata o concatenata. Il parametro regolabile “Modalità misurazione tensione” deve essere impostato in base alla connessione utilizzata.
Modalità disponibili:
"U0"
Il dispositivo è collegato alla tensione di sequenza zero. È disponibile la protezione da guasto a terra direzionale. La misurazione della tensione di linea, la misurazione dell'energia e la protezione da sovratensione e sottotensione non sono disponibili.
"1LL"
Il dispositivo è collegato alla tensione di rete. Sono disponibili la misurazione della tensione monofase e la protezione da sottotensione e sovratensione. La protezione da guasto a terra direzionale non è disponibile.
“1LN”
Il dispositivo è collegato a una tensione di fase. Sono disponibili misurazioni della tensione monofase. Nelle reti con neutro compensato e messo a terra solidamente, sono disponibili protezioni da sottotensione e sovratensione. La protezione da guasto a terra direzionale non è disponibile.
Componenti simmetrici
In un sistema trifase, tensioni e correnti possono essere risolte in componenti simmetriche, secondo Fortescue.
Le componenti simmetriche sono:
- Sequenza diretta.
- Sequenza inversa.
- Sequenza zero.
Oggetti controllati
Questo dispositivo consente di controllare fino a sei oggetti, come un interruttore, un sezionatore o un coltello di messa a terra. Il controllo può essere effettuato secondo il principio della “scelta-azione” o del “controllo diretto”.
Funzioni logiche
Il dispositivo supporta la logica del programma utente per le espressioni di segnali logici.
Le funzioni disponibili sono:
- I.
- O.
- Esclusivo o.
- NON.
- CONTATORI.
- Infradito RS&D.
Fonte: habr.com