Theo nghĩa cổ điển, bảo vệ hồ quang ở Nga là bảo vệ ngắn mạch tác dụng nhanh dựa trên việc ghi lại phổ ánh sáng của hồ quang điện hở trong thiết bị đóng cắt; phương pháp phổ biến nhất để ghi phổ ánh sáng bằng cảm biến sợi quang được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực công nghiệp, nhưng với sự ra đời của các sản phẩm mới Trong lĩnh vực bảo vệ hồ quang trong khu dân cư, cụ thể là các AFDD mô-đun hoạt động trên tín hiệu hiện tại, cho phép lắp đặt bảo vệ hồ quang trên các đường dây đi ra, bao gồm hộp phân phối, cáp, kết nối, socket, v.v., sự quan tâm đến chủ đề này ngày càng tăng.
Tuy nhiên, các nhà sản xuất không nói nhiều về thiết kế chi tiết của các sản phẩm mô-đun (nếu ai đó có thông tin như vậy, tôi sẽ chỉ vui lòng cung cấp liên kết đến các nguồn thông tin đó), một vấn đề khác là hệ thống bảo vệ hồ quang cho ngành công nghiệp, với bản mô tả chi tiết. hướng dẫn sử dụng 122 trang, trong đó mô tả chi tiết nguyên lý hoạt động.
Ví dụ, hãy xem xét hệ thống bảo vệ hồ quang VAMP 321 của Schneider Electric, bao gồm tất cả các chức năng bảo vệ hồ quang như phát hiện quá dòng và hồ quang.
Chức năng
- Kiểm soát hiện tại trong ba giai đoạn.
- Dòng điện thứ tự bằng không.
- Nhật ký sự kiện, ghi lại các tình trạng khẩn cấp.
- Kích hoạt đồng thời bằng dòng điện và ánh sáng, hoặc chỉ bằng ánh sáng, hoặc chỉ bằng dòng điện.
- Thời gian đáp ứng của đầu ra với rơle cơ học nhỏ hơn 7 ms, với thẻ IGBT tùy chọn, thời gian phản hồi giảm xuống còn 1 ms.
- Vùng kích hoạt có thể tùy chỉnh.
- Hệ thống tự giám sát liên tục.
- Thiết bị có thể được sử dụng trong các hệ thống bảo vệ hồ quang khác nhau của mạng phân phối điện áp thấp và trung thế.
- Hệ thống Phát hiện tia hồ quang và Bảo vệ hồ quang đo dòng điện sự cố và tín hiệu thông qua các kênh cảm biến hồ quang và nếu xảy ra lỗi sẽ giảm thiểu thời gian đốt bằng cách nhanh chóng tắt dòng điện cung cấp hồ quang.
Nguyên lý tương quan ma trận
Khi thiết lập các điều kiện kích hoạt cho một giai đoạn bảo vệ hồ quang cụ thể, phép tính tổng logic được áp dụng cho đầu ra của ma trận ánh sáng và dòng điện.
Nếu giai đoạn bảo vệ chỉ được chọn trong một ma trận, nó sẽ hoạt động ở điều kiện hiện tại hoặc điều kiện ánh sáng, do đó hệ thống có thể được cấu hình để chỉ hoạt động ở tín hiệu hiện tại.
Các tín hiệu có sẵn để theo dõi khi lập trình các giai đoạn bảo vệ:
- Dòng điện theo pha.
- Dòng điện thứ tự bằng không.
- Điện áp đường dây.
- Điện áp pha.
- Điện áp thứ tự bằng không.
- Tính thường xuyên.
- Tổng các dòng pha.
- Dòng điện thứ tự dương.
- Dòng điện thứ tự âm.
- Giá trị tương đối của dòng điện thứ tự âm.
- Tỷ lệ dòng điện thứ tự âm và thứ tự bằng XNUMX.
- Điện áp thứ tự dương.
- Điện áp thứ tự âm.
- Giá trị tương đối của điện áp thứ tự âm.
- Giá trị dòng điện trung bình theo pha (IL1+IL2+IL3)/3.
- Giá trị điện áp trung bình UL1,UL2,UL3.
- Giá trị điện áp trung bình U12,U23,U32.
- Hệ số biến dạng phi tuyến IL1.
- Hệ số biến dạng phi tuyến IL2.
- Hệ số biến dạng phi tuyến IL3.
- Hệ số biến dạng phi tuyến Ua.
- Giá trị RMS của IL1.
- Giá trị RMS của IL2.
- Giá trị RMS của IL3.
- Giá trị tối thiểu IL1, IL2, IL3.
- Giá trị tối đa IL1,IL2,IL3.
- Giá trị tối thiểu U12,U23,U32.
- Giá trị tối đa U12,U23,U32.
- Giá trị tối thiểu UL1,UL2,UL3.
- Giá trị tối đa UL1,UL2,UL3.
- Giá trị nền Uo.
- Giá trị RMS I®.
Ghi lại các chế độ khẩn cấp
Ghi khẩn cấp có thể được sử dụng để lưu tất cả các tín hiệu đo (dòng điện, điện áp, thông tin về trạng thái của đầu vào và đầu ra kỹ thuật số). Đầu vào kỹ thuật số cũng bao gồm các tín hiệu bảo vệ hồ quang.
Bắt đầu ghi âm
Việc ghi có thể được bắt đầu bằng cách kích hoạt hoặc kích hoạt bất kỳ giai đoạn bảo vệ nào hoặc bất kỳ đầu vào kỹ thuật số nào. Tín hiệu kích hoạt được chọn trong ma trận tín hiệu đầu ra (tín hiệu dọc DR). Ghi âm cũng có thể được bắt đầu bằng tay.
Tự kiểm soát
Bộ nhớ cố định của thiết bị được triển khai bằng cách sử dụng tụ điện dung lượng cao và RAM công suất thấp.
Khi nguồn điện phụ được bật, tụ điện và RAM được cấp nguồn bên trong. Khi tắt nguồn điện, RAM bắt đầu nhận điện từ tụ điện. Nó sẽ lưu giữ thông tin miễn là tụ điện có thể duy trì điện áp cho phép. Đối với phòng có nhiệt độ +25C, thời gian hoạt động sẽ là 7 ngày (độ ẩm cao làm giảm thông số này).
RAM bất biến được sử dụng để lưu trữ các bản ghi về tình trạng khẩn cấp và nhật ký sự kiện.
Các chức năng của bộ vi điều khiển và tính toàn vẹn của các dây liên kết với nó, cùng với khả năng bảo trì của phần mềm, được giám sát bởi một mạng tự giám sát riêng biệt. Ngoài việc giám sát, mạng này còn cố gắng khởi động lại bộ vi điều khiển trong trường hợp có sự cố. Nếu khởi động lại không thành công, thiết bị tự giám sát sẽ bắt đầu báo hiệu lỗi bên trong vĩnh viễn.
Nếu thiết bị tự giám sát phát hiện lỗi vĩnh viễn, nó sẽ vô hiệu hóa các rơle đầu ra khác (ngoại trừ rơle đầu ra chức năng tự giám sát và các rơle đầu ra được sử dụng bởi bộ phận bảo vệ hồ quang).
Nguồn điện bên trong cũng được giám sát. Trong trường hợp không có nguồn điện bổ sung, tín hiệu cảnh báo sẽ tự động được gửi. Điều này có nghĩa là rơle đầu ra lỗi bên trong được cấp điện nếu nguồn điện phụ được bật và không phát hiện thấy lỗi bên trong.
Thiết bị trung tâm, thiết bị đầu vào/đầu ra và cảm biến được giám sát.
Các phép đo được sử dụng bởi chức năng bảo vệ hồ quang
Việc đo dòng điện ba pha và dòng điện chạm đất để bảo vệ hồ quang được thực hiện bằng điện tử. Thiết bị điện tử so sánh mức hiện tại với cài đặt ngắt và cung cấp tín hiệu nhị phân “I>>” hoặc “Io>>” cho chức năng bảo vệ hồ quang nếu vượt quá giới hạn. Tất cả các thành phần hiện tại đều được tính đến.
Các tín hiệu “I>>” và “Io>>” được kết nối với chip FPGA, thực hiện chức năng bảo vệ hồ quang. Độ chính xác của phép đo để bảo vệ hồ quang là ±15% ở 50Hz.
Sóng hài và tổng không hình sin (THD)
Thiết bị tính toán THD dưới dạng phần trăm dòng điện và điện áp ở tần số cơ bản.
Các sóng hài từ bậc 2 đến bậc 15 đối với dòng điện và điện áp pha được tính đến. (Hài hòa thứ 17 sẽ được bao gồm một phần trong giá trị hài hòa thứ 15. Điều này là do nguyên tắc đo lường kỹ thuật số.)
Chế độ đo điện áp
Tùy thuộc vào loại ứng dụng và máy biến dòng hiện có, thiết bị có thể được kết nối với điện áp dư, điện áp pha-pha hoặc pha-pha. Thông số có thể điều chỉnh “Chế độ đo điện áp” phải được đặt theo kết nối đang được sử dụng.
Các chế độ có sẵn:
"U0"
Thiết bị được kết nối với điện áp thứ tự XNUMX. Bảo vệ lỗi mặt đất định hướng có sẵn. Đo điện áp đường dây, đo năng lượng và bảo vệ quá áp và thấp áp không có sẵn.
"1LL"
Thiết bị được kết nối với điện áp đường dây. Đo điện áp một pha và bảo vệ điện áp thấp và quá áp có sẵn. Bảo vệ lỗi đất định hướng không có sẵn.
“1LN”
Thiết bị được kết nối với điện áp một pha. Đo điện áp một pha có sẵn. Trong các mạng có dây trung tính được nối đất chắc chắn và được bù, có sẵn khả năng bảo vệ điện áp thấp và quá điện áp. Bảo vệ lỗi đất định hướng không có sẵn.
Thành phần đối xứng
Theo Fortescue, trong hệ thống ba pha, điện áp và dòng điện có thể được phân tích thành các thành phần đối xứng.
Các thành phần đối xứng là:
- Trình tự trực tiếp.
- Trình tự ngược lại.
- Không có trình tự.
Đối tượng được kiểm soát
Thiết bị này cho phép bạn điều khiển tối đa sáu vật thể, chẳng hạn như công tắc, bộ ngắt kết nối hoặc dao nối đất. Việc kiểm soát có thể được thực hiện theo nguyên tắc “hành động lựa chọn” hoặc “kiểm soát trực tiếp”.
Các chức năng logic
Thiết bị hỗ trợ logic chương trình người dùng cho các biểu thức tín hiệu logic.
Các chức năng có sẵn là:
- I.
- HOẶC.
- HOẶC độc quyền.
- KHÔNG.
- ĐẾM.
- Dép xỏ ngón RS&D.
Nguồn: www.habr.com