🥇מערכת הגנת קשת עם יכולת לפעול על אות זרם

במובן הקלאסי, הגנת קשת ברוסיה היא הגנת קצר חשמלי הפועלת במהירות המבוססת על הקלטת ספקטרום האור של קשת חשמלית פתוחה במתג; השיטה הנפוצה ביותר לרישום ספקטרום האור באמצעות חיישני סיבים אופטיים משמשת בעיקר במגזר התעשייתי, אך עם הופעת מוצרים חדשים בתחום הגנת קשת במגזר המגורים, כלומר AFDDs מודולריים הפועלים על אות זרם, המאפשרים התקנת הגנת קשת בקווים היוצאים, לרבות תיבות חלוקה, כבלים, חיבורים, שקעים וכו', העניין בנושא זה גובר.

עם זאת, היצרנים לא מדברים הרבה על עיצוב מפורט של מוצרים מודולריים (אם למישהו יש מידע כזה, אני אשמח לספק רק קישורים למקורות מידע כזה), עניין נוסף הוא מערכות הגנת קשתות למגזר התעשייתי, עם פירוט מפורט מדריך למשתמש של 122 עמודים, שבו מתואר עיקרון הפעולה בפירוט.

קחו למשל את מערכת הגנת קשת VAMP 321 מבית שניידר אלקטריק, הכוללת את כל פונקציות הגנת הקשת כמו זרם יתר וזיהוי קשת.

פונקציונלי

בקרה שוטפת בשלושה שלבים.
זרם רצף אפס.
יומני אירועים, תיעוד תנאי חירום.
הפעלה בו זמנית על ידי זרם ואור, או רק על ידי אור, או רק על ידי זרם.
זמן התגובה של הפלט עם ממסר מכני הוא פחות מ-7 ms, עם כרטיס ה-IGBT האופציונלי זמן התגובה מצטמצם ל-1 ms.
אזורי טריגר הניתנים להתאמה אישית.
מערכת בקרה עצמית רציפה.
ניתן להשתמש במכשיר במערכות שונות להגנת קשת של רשתות הפצה במתח נמוך ובינוני.
מערכת זיהוי הבזק קשת והגנה על קשת מודדת את זרם התקלה והאות דרך ערוצי חיישן הקשת, ואם מתרחשת תקלה, ממזערת את זמן הצריבה על ידי כיבוי מהיר של הזרם המזין את הקשת.

עקרון מתאם מטריצה

בעת הגדרת תנאי ההפעלה עבור שלב הגנה ספציפי על קשת, סיכום לוגי מוחל על היציאות של מטריצות האור והזרם.

אם נבחר שלב הגנה במטריצה אחת בלבד, הוא פועל במצב נוכחי או במצב אור, כך שניתן להגדיר את המערכת לפעול על אות זרם בלבד.

אותות זמינים לניטור בעת תכנות שלבי הגנה:

זרמים בשלבים.
זרם רצף אפס.
מתחי קו.
מתחי פאזה.
מתח רצף אפס.
תדירות.
סכום זרמי פאזה.
זרם רצף חיובי.
זרם רצף שלילי.
ערך יחסי של זרם רצף שלילי.
יחס של זרמי רצף שלילי ואפס.
מתח רצף חיובי.
מתח רצף שלילי.
ערך יחסי של מתח רצף שלילי.
ערך זרם ממוצע בשלבים (IL1+IL2+IL3)/3.
ערך מתח ממוצע UL1,UL2,UL3.
ערך מתח ממוצע U12,U23,U32.
מקדם עיוות לא ליניארי IL1.
מקדם עיוות לא ליניארי IL2.
מקדם עיוות לא ליניארי IL3.
מקדם עיוות לא ליניארי Ua.
ערך RMS של IL1.
ערך RMS של IL2.
ערך RMS של IL3.
ערך מינימלי IL1,IL2,IL3.
ערך מרבי IL1,IL2,IL3.
ערך מינימלי U12,U23,U32.
ערך מקסימלי U12,U23,U32.
ערך מינימלי UL1,UL2,UL3.
ערך מרבי UL1,UL2,UL3.
ערך רקע Uo.
ערך RMS Iо.

הקלטת מצבי חירום

ניתן להשתמש בהקלטת חירום כדי לשמור את כל אותות המדידה (זרמים, מתחים, מידע על מצבי הכניסות והיציאות הדיגיטליות). כניסות דיגיטליות כוללות גם אותות הגנת קשת.

התחל להקליט

ניתן להתחיל הקלטה על ידי הפעלה או הפעלה של כל שלב הגנה או כל קלט דיגיטלי. אות ההדק נבחר במטריצת אות המוצא (אות אנכי DR). ניתן להתחיל את ההקלטה גם באופן ידני.

שליטה עצמית

הזיכרון הלא נדיף של המכשיר מיושם באמצעות קבל בעל קיבולת גבוהה וזיכרון RAM בעל הספק נמוך.

כאשר ספק כוח העזר מופעל, הקבל וה-RAM מופעלים באופן פנימי. כאשר אספקת החשמל כבויה, ה-RAM מתחיל לקבל כוח מהקבל. הוא ישמור מידע כל עוד הקבל מסוגל לשמור על המתח המותר. עבור חדר עם טמפרטורה של +25C, זמן ההפעלה יהיה 7 ימים (לחות גבוהה מפחיתה פרמטר זה).

זיכרון RAM לא נדיף משמש לאחסון רשומות של תנאי חירום ויומן אירועים.

תפקודי המיקרו-בקר ושלמות החוטים הקשורים אליו, יחד עם יכולת השירות של התוכנה, מנוטרים על ידי רשת ניטור עצמית נפרדת. בנוסף לניטור, רשת זו מנסה לאתחל את המיקרו-בקר במקרה של תקלה. אם האתחול לא מצליח, התקן הניטור העצמי מאותת להתחיל להצביע על תקלה פנימית קבועה.

אם התקן הניטור העצמי יזהה תקלה קבועה, הוא ישבית את ממסרי המוצא האחרים (למעט ממסר היציאה של פונקציית הניטור העצמית וממסרי היציאה המשמשים את הגנת הקשת).

גם אספקת החשמל הפנימית מנוטרת. בהיעדר כוח נוסף, אות אזעקה נשלח אוטומטית. משמעות הדבר היא שממסר יציאת התקלה הפנימי מופעל אם ספק כוח העזר מופעל ולא מזוהה תקלה פנימית.

היחידה המרכזית, התקני קלט/פלט וחיישנים מנוטרים.

מדידות המשמשות את פונקציית ההגנה על קשת

מדידות זרם בשלושה שלבים וזרם תקלת אדמה להגנה על קשת מתבצעות באופן אלקטרוני. האלקטרוניקה משווה את רמות הזרם עם הגדרות הנסיעה ומספקת אותות בינאריים "I>>" או "Io>>" עבור פונקציית ההגנה על קשת אם חריגה מהמגבלה. כל הרכיבים הנוכחיים נלקחים בחשבון.

האותות "I>>" ו-"Io>>" מחוברים לשבב FPGA, המבצע את פונקציית ההגנה על הקשת. דיוק המדידה להגנה על קשת הוא ±15% ב-50Hz.

הרמוניות ואי-סינוסואידיות מוחלטת (THD)

המכשיר מחשב את ה-THD כאחוז מהזרמים והמתחים בתדר הבסיסי.

נלקחות בחשבון הרמוניות מה-2 עד ה-15 עבור זרמי פאזה ומתחים. (ההרמוניה ה-17 תיכלל בחלקה בערך ההרמוני ה-15. זאת בשל עקרונות המדידה הדיגיטלית).

מצבי מדידת מתח

בהתאם לסוג היישום ושנאי הזרם הזמינים, ניתן לחבר את ההתקן למתח שיורי, למתח קו לפאזה או למתח שלב לפאזה. יש להגדיר את הפרמטר המתכוונן "מצב מדידת מתח" בהתאם לחיבור שבו נעשה שימוש.

מצבים זמינים:

"U0"

המכשיר מחובר למתח רצף אפס. הגנה מפני תקלות קרקע זמינה. מדידת מתח קו, מדידת אנרגיה והגנה מפני מתח יתר ותת-מתח אינן זמינות.

"1LL"

המכשיר מחובר למתח קו. זמינות מדידת מתח חד פאזי והגנה על תת מתח ומתח יתר. הגנת תקלות אדמה כיוונית אינה זמינה.

"1LN"

המכשיר מחובר למתח חד פאזי. זמינות מדידות מתח חד פאזי. ברשתות עם נייטרליים מוארקים ומפוצים, זמינות הגנת תת-מתח ומתח יתר. הגנת תקלות אדמה כיוונית אינה זמינה.