🥇Sistem de protecție împotriva arcurilor cu posibilitatea de activare pe baza semnalului de curent

În înțelegerea clasică, protecția arcului în Rusia este o protecție rapidă împotriva scurtcircuitelor, bazată pe înregistrarea spectrului de lumină al arcului electric deschis în KRU. Cea mai utilizată metodă de înregistrare a spectrului de lumină este prin senzori cu fibră optică, fiind aplicată în principal în sectorul industrial. Totuși, odată cu apariția de noi produse în domeniul protecției împotriva arcului în sectorul rezidențial, și anume a AFDD modulare, care funcționează pe baza semnalului de curent, permițând instalarea protecției împotriva arcului pe liniile secundare, inclusiv în cutiile de distribuție, cabluri, conexiuni, prize etc., interesul pentru acest subiect crește.

Cu toate acestea, producătorii nu oferă prea multe detalii despre structura detaliată a produselor modulare (dacă cineva deține astfel de informații, aș fi bucuros să primesc linkuri către sursele de informații), pe de altă parte, sistemele de protecție împotriva arcului pentru sectorul industrial vin cu un manual de utilizare detaliat de 122 de pagini, care explică în mod amănunțit principiul de funcționare.

Să luăm ca exemplu sistemul de protecție împotriva arcului VAMP 321 de la Schneider Electric, care include toate funcțiile de protecție împotriva arcului, cum ar fi suprasarcina de curent și controlul prezenței arcului.

Funcționalitate

Controlul curentului pe trei faze.
Curentul de zero secvență.
Jurnalele de evenimente, înregistrarea modurilor de avarie.
Activarea fie simultan pe curent și lumină, fie doar pe lumină, fie doar pe curent.
Timpul de activare a ieșirii cu releu mecanic este de sub 7 ms, iar cu un card IGBT opțional, timpul de activare este redus la 1 ms.
Zone de activare configurabile.
Un sistem continuu de autocontrol.
Dispozitivul poate fi utilizat în diverse sisteme de protecție împotriva arcurilor în rețelele de distribuție de tensiune joasă și medie.
Sistemul de detectare a flash-urilor arcului și protecția împotriva arcurilor măsoară curentul de scurtcircuit și semnalul prin canalele senzorului de arc și, în cazul în care apare un scurtcircuit, minimizează timpul de ardere, deconectând rapid alimentarea cu curent a arcului.

Principiul corelației matricelor

Atunci când se stabilește condițiile de activare pentru un anumit nivel de protecție împotriva arcului, se aplică o sumare logică la ieșirile matricelor de lumină și curent.

Dacă o treaptă de protecție este aleasă doar într-o matrice, aceasta funcționează ori pe baza condiției de curent, ori pe cea de lumină, astfel încât sistemul poate fi configurat să funcționeze doar pe baza semnalului de curent.

Semnalele disponibile pentru control la programarea treptelor de protecție:

Curentii în faze.
Curentul de zero secvență.
Tensiunile liniare.
Tensiunile fazelor.
Tensiunea secvenței zero.
Frecvența.
Suma curentilor fazelor.
Curentul secvenței directe.
Curentul secvenței inverse.
Valoarea relativă a curentului secvenței inverse.
Raportul dintre curentii secvenței inverse și celor de secvență zero.
Tensiunea secvenței directe.
Tensiunea secvenței inverse.
Valoarea relativă a tensiunii secvenței inverse.
Valoarea medie a curentului în faze (IL1+IL2+IL3)/3.
Valoarea medie a tensiunilor UL1,UL2,UL3.
Valoarea medie a tensiunilor U12,U23,U32.
Coeficientul distorsiunilor neliniare IL1.
Coeficientul distorsiunilor neliniare IL2.
Coeficientul distorsiunilor neliniare IL3.
Coeficientul distorsiunilor neliniare Ua.
Valoarea medie pătratică a IL1.
Valoarea medie pătratică a IL2.
Valoarea medie pătratică a IL3.
Valoarea minimă a IL1,IL2,IL3.
Valoarea maximă a IL1,IL2,IL3.
Valoarea minimă a U12,U23,U32.
Valoarea maximă a U12,U23,U32.
Valoarea minimă a UL1,UL2,UL3.
Valoarea maximă a UL1,UL2,UL3.
Valoarea de fond Uo.
Valoarea medie pătratică a I0.

Înregistrarea modurilor de urgență

Înregistrarea modurilor de urgență poate fi folosită pentru a salva toate semnalele de măsurare (curenți, tensiuni, informații despre stările intrărilor și ieșirilor digitale). Intrările digitale includ de asemenea semnalele de protecție din arc.

Pornirea înregistrării

Înregistrarea poate fi pornită de lansa sau de activarea oricărei trepte de protecție sau de orice intrare digitală. Semnalul de pornire este ales în matricea semnalelor de ieșire (segnalul vertical DR). De asemenea, înregistrarea poate fi pornită manual.

Auto-verificare

Memoria fără energie a dispozitivului este realizată folosind un condensator de mare capacitate și memorie operativă cu consum redus de energie.

Atunci când sursa de alimentare suplimentară este activată, condensatorul și memoria RAM sunt alimentate de la sursa internă. Când sursa de alimentare este oprită, memoria RAM începe să primească alimentare de la condensator. Aceasta va păstra informațiile atâta timp cât condensatorul poate menține o tensiune acceptabilă. Pentru o cameră cu temperatura de +25°C, timpul de funcționare va fi de 7 zile (umiditatea ridicată reduce acest parametru).

Memoria RAM nevolatilă este utilizată pentru stocarea înregistrărilor despre modurile de urgență și jurnalul de evenimente.

Funcțiile microcontrolerului și integritatea firelor asociate, împreună cu buna funcționare a software-ului, sunt monitorizate de o rețea de autocontrol separată. Pe lângă monitorizare, această rețea încearcă să reîncarce microcontrolerul în caz de defecțiune. Dacă reîncărcarea nu reușește, dispozitivul de autocontrol trimite un semnal pentru a începe indicația unei defecțiuni interne permanente.

În cazul în care dispozitivul de autocontrol detectează o defecțiune permanentă, acesta blochează celelalte relee de ieșire (cu excepția releului de ieșire pentru funcția de autocontrol și a releelor de ieșire folosite de protecția Arc).

De asemenea, se controlează sursa de alimentare internă. În cazul lipsei alimentării suplimentare, se trimite automat un semnal de alarmă. Aceasta înseamnă că releul de ieșire pentru defecte interne este activat, dacă sursa de alimentare suplimentară este activată și nu au fost detectate defecțiuni interne.

Se monitorizează unitatea centrală, dispozitivele de intrare/ieșire și senzorii.

Măsurătorile utilizate de funcția de protecție Arc

Măsurările curentului în cele trei faze și curentului de scurgere la pământ pentru protecția Arc sunt efectuate de electronică. Electronică compară nivelurile curentului cu valorile de setare și emite semnale binare “I>>” sau “Io>>” pentru funcția de protecție Arc în cazul depășirii limitelor. Toate componentele curentului sunt luate în calcul.

Semnalele “I>>” și “Io>>” sunt legate de cipul FPGA, care îndeplinește funcția de protecție Arc. Precizia măsurătorii pentru protecția Arc este ± 15% la 50Hz.

Harmonicii și distorsiunea totală armonică (THD)

Dispozitivul calculează THD ca procent din curentul și tensiunile la frecvența de bază.

Se iau în considerare armonicile de la a 2-a până la a 15-a pentru curentul și tensiunile de fază. (Armonica 17 va fi parțial luată în considerare în valoarea armonicii 15. Acest lucru se datorează principiilor măsurării digitale.)

Modurile de măsurare a tensiunii

În funcție de tipul de aplicare și de transformatoarele de curent disponibile, dispozitivul poate fi conectat fie la tensiunea de zero, la tensiunea liniară sau la tensiunea de fază. Parametrul configurabil „Mod de măsurare a tensiunii” trebuie să fie setat conform conexiunii utilizate.

Moduri disponibile:

„U0”

Dispozitivul este conectat la tensiunea de zero. Este disponibilă protecția direcțională împotriva scurtcircuitului la pământ. Măsurarea tensiunii liniare, măsurarea energiei și protecțiile împotriva creșterii și scăderii tensiunii nu sunt disponibile.

„1LL”

Dispozitivul este conectat la tensiunea liniară. Este disponibilă măsurarea tensiunii într-o fază și protecțiile împotriva creșterii și scăderii tensiunii. Protecția direcțională împotriva scurtcircuitului la pământ nu este disponibilă.

„1LN”

Dispozitivul este conectat la o tensiune de fază. Se poate măsura tensiunea într-o fază. În rețelele cu neutrală legată la pământ și compensată, sunt disponibile protecțiile împotriva creșterii și scăderii tensiunii. Protecția direcțională împotriva scurtcircuitului la pământ nu este disponibilă.

Componente simetrice

Într-un sistem trifazat, tensiunile și curenții pot fi desfăcuți în componente simetrice, conform principiului lui Fortescue.

Componentele simetrice sunt:

Secvența directă.
Secvența inversă.
Secvența nulă.

Obiecte controlate

Acest dispozitiv permite controlul a până la șase obiecte, cum ar fi întrerupători, separatoare sau cuțite de împământare. Controlul poate fi realizat după principiul „selecție-acțiune” sau „control direct”.