🥇Systém oblúkového zabezpečenia s možnosťou spustenia na základe prúdového signálu

V klasickom ponímaní odpojenie chrániča v Rusku je rýchly ochranný systém proti skratom, založený na registrácii spektra svetla otvorenej elektrickej oblúka v KRU, najrozšírenejšie metódy registrácie spektra svetla prostredníctvom optických vlákien, ktoré sa používajú prevažne v priemyselnom sektore, ale s príchodom nových produktov v oblasti oblúkových chráničov v obytnom sektore, konkrétne modulárnych AFDD pracujúcich na základe prúdového signálu, ktoré umožňujú nainštalovať ochranu proti oblúkom na odchádzajúce vedenia, vrátane rozvodných skríň, káblov, spojení, zásuviek atď., sa zvyšuje záujem o túto tému.

Avšak výrobcovia sa vôbec nešíria o podrobnej a detalnej konštrukcii modulárnych výrobkov (ak má niekto takú informáciu, budem len rád za odkazy na takéto zdroje informácií), iné je to pri systémoch ochrany proti oblúkom pre priemyselný sektor, kde je podrobne spracovaný návod na použitie na 122 stránkach, ktorý podrobne popisuje princíp fungovania.

Zoberme si napríklad systém ochrany proti oblúku VAMP 321 od Schneider Electric, ktorý zahŕňa všetky funkcie ochrany proti oblúku, ako sú prúdové preťaženia a kontrola prítomnosti oblúka.

Funkcionalita

Kontrola prúdu v troch fázach.
Prúd nulovej sekvencie.
Žurnály udalostí, zápis havarijných režimov.
Spustenie buď súčasne na základe prúdu a svetla, alebo len na základe svetla, alebo len na základe prúdu.
Čas reakcie výstupu s mechanickým relé je menej ako 7 ms, s voliteľnou IGBT kartou sa čas reakcie skracuje na 1 ms.
Nastaviteľné zóny spustenia.
Neprerušovaný systém seba-kontrolovania.
Zariadenie môže byť použité v rôznych systémoch ochrany proti oblúkom v distribučných sieťach nízkeho a stredného napätia.
Systém detekcie zábleskov oblúka a ochrany proti oblúkom meria prúd skratom a signál cez kanály snímača oblúka a v prípade skratovania minimalizuje čas horenia, rýchlo vypínajúc dodávku prúdu napájajúcu oblúk.

Princíp korelácie matíc.

Pri nastavovaní podmienok aktivácie konkrétneho stupňa ochrany proti oblúku sa na výstupy matíc svetla a prúdu aplikuje logické sčítanie.

Ak je úroveň ochrany zvolená iba v jednej matici, funguje buď na základe prúdového podmienky, alebo svetelného, čím sa systém môže nastaviť na prácu len na základe prúdového signálu.

Signály dostupné na kontrolu pri programovaní úrovní ochrany:

Prúdy vo fázach.
Prúd nulovej sekvencie.
Linéárne napätia.
Fázové napätia.
Napätie nulovej sekvencie.
Frekvencia.
Súčet fázových prúdov.
Prúd priamej sekvencie.
Prúd spätné sekvencie.
Relatívna hodnota prúdu spätné sekvencie.
Pomer prúdov spätnej a nulovej sekvencie.
Napätie priamej sekvencie.
Napätie spätné sekvencie.
Relatívna hodnota napätia spätné sekvencie.
Priemerná hodnota prúdu vo fázach (IL1+IL2+IL3)/3.
Priemerná hodnota napätia UL1,UL2,UL3.
Priemerná hodnota napätia U12,U23,U32.
Koeficient nelineárnych skreslení IL1.
Koeficient nelineárnych skreslení IL2.
Koeficient nelineárnych skreslení IL3.
Koeficient nelineárnych skreslení Ua.
Účinná hodnota IL1.
Účinná hodnota IL2.
Účinná hodnota IL3.
Minimálna hodnota IL1,IL2,IL3.
Maximálna hodnota IL1,IL2,IL3.
Minimálna hodnota U12,U23,U32.
Maximálna hodnota U12,U23,U32.
Minimálna hodnota UL1,UL2,UL3.
Maximálna hodnota UL1,UL2,UL3.
Pozadie Uo.
Účinná hodnota Iо.

Záznam havarijných režimov

Záznam havarijných režimov môže byť použitý na uchovanie všetkých signálov merania (prúdy, napätia, informácie o stavoch digitálnych vstupov a výstupov). Digitálne vstupy tiež zahŕňajú signály oblúkového ochrany.

Spustenie záznamu

Záznam môže byť spustený aktivovaním akejkoľvek úrovne ochrany alebo akýmkoľvek digitálnym vstupom. Spúšťací signál je vybraný v matici výstupných signálov (vertikálny signál DR). Takisto môže byť záznam spustený manuálne.

Samokontrola

Energiou nezávislá pamäť zariadenia je realizovaná pomocou kondenzátora veľkej kapacity a operačnej pamäte s nízkou spotrebou energie.

Keď je dodatočný zdroj napájania zapnutý, kondenzátor a operačná pamäť sú napájané z interného zdroja. Keď je napájanie vypnuté, operačná pamäť začína prijímať energiu z kondenzátora. Bude uchovávať informácie, kým kondenzátor dokáže udržať povolené napätie. Pre miestnosť s teplotou +25°C trvá prevádzkový čas 7 dní (vysoká vlhkosť tento parameter znižuje).

Energonerezistentná operačná pamäť slúži na uchovávanie záznamov o núdzových režimoch a denníka udalostí.

Funkcie mikrokontroléra a integrita s ním súvisiacich vodičov spolu s funkčnosťou softvéru sú kontrolované samostatnou sieťou sebakontroly. Okrem kontroly táto sieť sa pokúša reštartovať mikrokontrolér v prípade zlyhania. Ak sa reštart nepodarí, samokontrolné zariadenie posiela signál na začatie indikácie trvalého vnútorného poškodenia.

Ak zariadenie sebakontroly odhalí trvalé poškodenie, zablokuje ostatné výstupné relé (okrem výstupného relé funkcie sebakontroly a výstupných relé používaných oblúkovou ochranou).

Tiež sa kontroluje interný zdroj napájania. V prípade nedostatku dodatočného napájania sa automaticky posiela poplachový signál. To znamená, že výstupné relé vnútorného poškodenia je pod napätím, ak je dodatočný zdroj napájania zapnutý a neboli zistené žiadne vnútorné poškodenia.

Realizuje sa kontrola centrálneho bloku, vstupno/výstupných zariadení a senzorov.

Merania používané funkciou oblúkovej ochrany

Meranie prúdu v troch fázach a prúdu skratu na zem pre oblúkovú ochranu vykonáva elektronika. Elektronika porovnáva úrovne prúdu s hodnotami spínacích prahov a vydáva binárne signály “I>>” alebo “Io>>” pre funkciu oblúkovej ochrany v prípade prekročenia prahovej hodnoty. Do úvahy sa berú všetky zložky prúdov.

Signály “I>>” a “Io>>” sú spojené s čipom FPGA, ktorý vykonáva funkciu oblúkovej ochrany. Presnosť merania pre oblúkovú ochranu je ± 15% pri 50Hz.

Harmonické a celková nesinusoidalita (THD)

Zariadenie vypočítava THD ako percento prúdov a napätí na základnej frekvencii.

Zohľadňujú sa harmonické od 2. do 15. pre fázové prúdy a napätia. (17. harmonická bude čiastočne započítaná do hodnoty 15. harmonickej. To sa deje kvôli princípom digitálneho merania.)

Režimy merania napätia

V závislosti od typu použitia a dostupnýchtransformátorov prúdu môže byť zariadenie pripojené buď k napätiu nulovej sekvencie, lineárnemu alebo fázovému napätiu. Nastaviteľný parameter „Režim merania napätia“ by mal byť nastavený v súlade so používaným pripojením.

Dostupné režimy:

“U0”

Zariadenie je pripojené k napätiu nulovej sekvencie. Disponibilná je smerová ochrana proti skratom na zem. Meranie lineárneho napätia, meranie energie a ochrany pri zvyšovaní a znižovaní napätia nie sú dostupné.

“1LL”

Zariadenie je pripojené k lineárnemu napätiu. Je dostupné meranie napätia v jednej fáze a ochrany pri znižovaní a zvyšovaní napätia. Smerová ochrana proti skratom na zem nie je dostupná.

“1LN”

Zariadenie je pripojené k jednému fázovému napätiu. Je dostupné meranie napätia v jednej fáze. V sieťach s uzemnenou a kompenzovanou neutrálnou sú dostupné ochrany pri znižovaní a zvyšovaní napätia. Smerová ochrana proti skratom na zem nie je dostupná.

Symetrické složky

V trojfázovom systéme môžu byť napätia a prúdy rozložené na symetrické složky podľa Fortesky.

Symetrické složky sú:

Priama sekvencia.
Nepriama sekvencia.
Nulová sekvencia.

Kontrolované objekty

Toto zariadenie umožňuje kontrolovať až šesť objektov, ako sú vypínač, odpojovač alebo uzemňovací nôž. Kontrola môže prebiehať podľa princípu „výber-akcia“ alebo „priamej kontroly“.