Что такое дуговая защита. Как работают устройства дуговой защиты. Какие виды дуговой защиты существуют. Где применяется дуговая защита. Каковы особенности и преимущества современных устройств дуговой защиты.
Что такое дуговая защита и зачем она нужна
Дуговая защита (ДЗ) — это вид релейной защиты, предназначенный для быстрого отключения электрооборудования при возникновении электрической дуги вследствие короткого замыкания. Основная задача дуговой защиты — минимизировать разрушительные последствия дугового короткого замыкания.
Электрическая дуга, возникающая при коротком замыкании, характеризуется следующими опасными факторами:
- Высокая температура (до 10000°C и выше)
- Мощное световое и тепловое излучение
- Ударная волна
- Токсичные газы и пары металлов
Без быстрого отключения дуговое короткое замыкание может привести к:
- Разрушению электрооборудования
- Пожару
- Травмированию персонала
- Длительному перерыву в электроснабжении
Поэтому дуговая защита является критически важным элементом системы релейной защиты и автоматики на электрических подстанциях и в распределительных устройствах.
Принцип работы устройств дуговой защиты
Принцип действия дуговой защиты основан на регистрации светового излучения электрической дуги. Типовая последовательность работы устройства дуговой защиты:
- Датчик фиксирует световую вспышку от электрической дуги
- Сигнал от датчика поступает в блок обработки
- Блок обработки анализирует сигнал и проверяет дополнительные условия срабатывания (например, наличие тока КЗ)
- При подтверждении дугового КЗ формируется команда на отключение выключателей
- Происходит отключение поврежденного участка
Время срабатывания современных устройств дуговой защиты составляет 1-2 мс с момента возникновения дуги. Это позволяет предотвратить значительные разрушения оборудования.
Основные виды дуговой защиты
Существует несколько видов дуговой защиты, различающихся по типу используемых датчиков:
Фототиристорная дуговая защита
Использует в качестве датчиков фототиристоры, реагирующие на изменение яркости света. Преимущества: простота, надежность. Недостатки: возможны ложные срабатывания при ярком внешнем освещении.
Волоконно-оптическая дуговая защита
Применяет в качестве датчиков оптоволоконные кабели. Преимущества: высокая чувствительность, помехозащищенность. Недостатки: относительно высокая стоимость.
Клапанная дуговая защита
Основана на срабатывании специальных клапанов при повышении давления в отсеках распредустройства из-за дугового КЗ. Преимущества: простота. Недостатки: относительно низкое быстродействие.
Комбинированная дуговая защита
Сочетает несколько принципов обнаружения дуги для повышения надежности и селективности. Например, оптическое + токовое обнаружение.
Где применяется дуговая защита
Дуговая защита применяется на следующих объектах электроэнергетики:
- Комплектные распределительные устройства (КРУ) 6-35 кВ
- Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) 35-110 кВ
- Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) 6-10/0,4 кВ
- Главные распределительные щиты (ГРЩ) 0,4 кВ
- Шкафы КРУ собственных нужд электростанций
Особенно актуально применение дуговой защиты на объектах с повышенным риском возникновения дуговых замыканий и тяжелыми последствиями аварий — например, на подземных подстанциях, в стесненных условиях, вблизи мест массового скопления людей.
Преимущества современных устройств дуговой защиты
Современные микропроцессорные устройства дуговой защиты обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными электромеханическими реле:
- Высокое быстродействие (единицы миллисекунд)
- Селективность действия
- Возможность интеграции в АСУ ТП подстанции
- Функции самодиагностики
- Регистрация и осциллографирование аварийных событий
- Гибкая логика работы
- Компактные габариты
Это позволяет повысить надежность защиты оборудования от дуговых замыканий и минимизировать ущерб при авариях.
Особенности монтажа устройств дуговой защиты
При монтаже устройств дуговой защиты необходимо учитывать следующие особенности:
- Оптические датчики должны охватывать все возможные зоны возникновения дуги
- Необходимо исключить воздействие внешних источников света на датчики
- Оптоволоконные кабели нужно защитить от механических повреждений
- Блоки управления желательно размещать в релейных отсеках
- Требуется обеспечить электромагнитную совместимость с другими устройствами РЗА
Правильный монтаж является залогом надежной работы дуговой защиты. Рекомендуется привлекать для этого квалифицированных специалистов с опытом подобных работ.
Техническое обслуживание устройств дуговой защиты
Для обеспечения надежной работы устройств дуговой защиты необходимо проводить их регулярное техническое обслуживание, включающее:
- Проверку состояния оптических датчиков и кабелей
- Тестирование срабатывания защиты имитатором дуги
- Контроль уставок и настроек
- Проверку взаимодействия с другими устройствами РЗА
- Считывание и анализ журналов событий
Периодичность и объем технического обслуживания определяются нормативными документами и рекомендациями производителя устройств. Своевременное и качественное обслуживание — гарантия готовности дуговой защиты к выполнению своих функций.
Перспективы развития устройств дуговой защиты
Основные направления совершенствования устройств дуговой защиты:
- Повышение быстродействия до долей миллисекунды
- Улучшение селективности и помехозащищенности
- Расширение функциональных возможностей
- Интеграция с цифровыми системами управления подстанций
- Применение новых типов оптических датчиков
- Совершенствование алгоритмов обнаружения дуги
Развитие технологий дуговой защиты будет способствовать повышению надежности и безопасности эксплуатации электроустановок. Это особенно актуально в свете тенденции к цифровизации электроэнергетики.
Дуговая защита. Виды и работа. Применение и особенности
Комплектные распредустройства (КРУ) до 35 кВ являются наиболее распространенными элементами электрических подстанций, преимуществом которых стали компактные размеры, удобный монтаж и настройка. При возникновении короткого замыкания внутри этих устройств, время отключения электричества не должно быть более 1 секунды. Это связано с их небольшими размерами. Эта проблема усложняется тем, что распределительные устройства, изготовленные в прошлом веке, чаще всего не устанавливалась дуговая защита.
Дуговую защиту называют по-другому защитой от дуговых замыканий (ЗДЗ). В последнее время больше используется оптическая дуговая защита, сокращенно (ОДЗ). Она является видом защиты от коротких замыканий, принцип действия которой основан на срабатывании от возникновения вспышки дуги.
Наиболее распространенными стали междуфазные замыкания, а также замыкания на землю.
Эти опасные явления обычно сопровождаются:
- Выделением значительного количества тепла.
- Скачками тока.
- Импульсами напряжения.
- Процессами перехода.
Условия срабатывания:
- Увеличение тока. В момент возникновения дуги, как правило, происходит короткое замыкание. Этот условие называют токовым контролем.
- Срабатывание датчика. В настоящее время часто используется клапанная защита от электрической дуги. В момент замыкания происходит нарастание избыточного давления, в результате металлическая крышка, которой закрыта высоковольтная ячейка, вылетает и замыкает контакт клапана. Замыкание этого контакта и наличие токового контроля создает условия для срабатывания защиты.
- В последнее время на многих подстанциях используется современная оптическая защита от электрической дуги. Здесь датчиками служат уже не клапаны, а волоконно-оптические датчики, которые реагируют на вспышку света.
Причины дуговых замыканий:
- Старение или повреждение изоляции.
- Нарушение схемы соединения кабелей и шин.
- Неисправность электрооборудования.
- Повышенная влажность.
- Загрязнения.
- Коррозия.
- Повышенное напряжение.
- Ошибки обслуживающего персонала.
Возникновение этих причин можно предотвратить качественным техническим обслуживанием. При выявлении и уменьшении последствий от дуговых замыканий большое значение имеет время. Дуга длительностью 0,5 секунды может серьезно повредить изоляцию, в результате ячейка распредустройства может полностью сгореть.
Процессы во время замыкания
Эти процессы зависят от времени воздействия тока и его величины. Ток при коротком замыкании характерен значительным повышением температуры. Степень повреждений зависит от коэффициента износа оборудования и качества изоляции.
При появлении дугового замыкания металлические стенки ячейки прожигаются, и замыкание может перейти на соседние ячейки. Также, при хорошей герметичности современного оборудования и отсутствии предохранительных клапанов большое давление при замыкании разрушает оборудование и корпус ячейки, что способствует полному разрушения всех элементов ячейки.
Последствия дугового замыкания в распредустройствах могут быть очень серьезными. При этом выводится из строя дорогостоящее оборудование, вследствие чего возникают простои в работе и предприятие несет экономические убытки. Также, последствиями могут стать травмы обслуживающего персонала.
Как работает дуговая защита
Датчиком этой защиты является устройство, реагирующее на вспышку электрической дуги и передающее информацию на исполнительные механизмы, отключающие электроэнергию для предотвращения отрицательных последствий.
Способы обнаружения дуги:
- Определение изменения яркости света, вызванного электрической дугой.
- Сравнение характеристик электрической цепи до замыкания и после него.
- Сравнение значения давления и температуры в камере распределительного устройства до и после замыкания.
Защита от замыканий шин
Организуется в распредустройствах от 6 до 10 киловольт для защиты сборных шин, для устройств с закрытыми токоведущими элементами.
Защита срабатывает двумя методами:
- Фиксация световой вспышки.
- Механическое действие дуги.
Волоконно-оптическая защита
Ее работа заключается на принципе обнаружения вспышки электрической дуги с помощью специальных оптических датчиков. Такие защиты размещают в отсеках ввода, на выкатном элементе ячеек, в кабельных отсеках. Обнаружение электрической дуги осуществляется сразу во всех элементах защиты.
Обесточивание ячеек выполняется при условиях:
- Сигнала пуска максимальной защиты.
- Сигнала от всех датчиков.
Типы датчиков
- Распределительные, охватывают одним кабелем сразу несколько мест выявления вспышек.
- С креплением торцевой частью, дают возможность точно выявить наличие дуги.
Достоинства
- Невосприимчивость к помехам электромагнитного действия.
- Использование изоляционных материалов в устройстве датчиков.
- Высокое быстродействие.
- Небольшая стоимость оборудования, установки и настройки.
Фототиристорная дуговая защита
В качестве чувствительного элемента применяют фототиристоры, реагирующие на изменение яркости света.
Клапанная защита
Работа этой системы заключается в использовании процессов, возникающих при дуговом замыкании: повышение давления в камере. В качестве чувствительного элемента эта дуговая защита включает в себя специальные клапаны с выключателями, которые устанавливаются в камерах распредустройств.
Мембранная защита
Принцип работы заключается в способности выключателя мембранного типа реагировать на изменение давления воздуха от электрической дуги. Составными элементами этой защиты являются мембранные датчики, клапаны обратного давления, гибкие трубопроводы.
Ко всем ячейкам распределительного устройства подводятся трубки, которые затем объединяются в общую сеть и подключаются к мембранному датчику.
При повышении давления в какой-либо ячейке датчик срабатывает и обесточивает оборудование.
Похожие темы:
принцип работы, применение для релейной защиты и схемы
До развития микропроцессорной техники для защиты подстанций напряжением свыше 1000 вольт применялись различные системы на реле. Они потребляли огромное количество энергии для собственных нужд, были сложны в настройке и не отличались надёжностью. Сегодня эту задачу выполняют системы логической защиты шин, построенные на электронных блоках.
Защита и автоматика ввода
Релейная защита и автоматика
РЗиА – это система, предназначенная для защиты подстанции от аварийного режима работы. Она представляет собой сложнейший комплекс электрических и электронных устройств. Релейная защита и автоматика непрерывно контролируют состояние сети и, при необходимости, производят в ней различные переключения.
Любая РЗиА обладает селективностью (избирательностью). Т.е. она отключает именно тот участок энергосистемы, на котором возник ненормальный или аварийный режим работы.
Соответственно, без напряжения остаётся часть потребителей, а не все сразу. Особенно это необходимо в случаях, когда отключение подразумевает нарушение тех. процессов предприятий, сопровождающихся риском возникновения ЧС или финансовых убытков.
Также релейная защита характеризуется быстродействием. Под этим свойством подразумевают время, затраченное на отключение повреждённого участка линии. Быстродействие тесно связано с селективностью. Уставка допустимого времени протекания аварийной ситуации учитывается в настройках терминала РЗиА, и от него зависит, на каком именно участке линия будет отделена от общей системы.
Дополнительная информация. Быстродействие защиты является её важнейшей характеристикой. Для правильной настройки нужна золотая середина. Если выдержки времени подобраны так, что они слишком короткие или продолжительные, то система будет отключать линии, которые в этом не нуждаются, т.е. будут происходить ложные срабатывания.
Терминал РЗиА
Из чего состоит ЛЗШ
Отвечая на вопрос «ЛЗШ защита что это», можно сказать, что она включает в себя сложный комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для отключения линии при внештатном режиме работы.
Все их условно можно разделить на 3 категории:
- Датчики – устройства, считывающие в реальном времени информацию о состоянии энергосистемы. Например, ток и напряжение на силовых шинах, частоту, сдвиг фазы и cosф нагрузки, а также температуру трансформаторов, окружающего воздуха и тому подобные показатели. Вся эта информация поступает в контроллер.
- Микропроцессорные терминалы – вычислительный орган системы. С натяжкой его можно назвать компьютером. Внешне представляет собой небольшую коробку с экраном, отображаемым состояние сети, и множеством кнопок для настройки прибора и его взаимодействия с человеком.
- Исполнительные органы – по аналогии с ПК это периферийные устройства. К ним относятся высоковольтные выключатели, вентиляторы и насосы систем охлаждения, различные приводы для коммутирующих устройств.
Упрощённо всё это работает следующим образом. На шинах подстанции возникает какая-либо внештатная ситуация, например, короткое замыкание.
Трансформаторы тока
Схемы организации ЛЗШ
Большинство комплексов логической защиты шин реализуется по последовательной или параллельной схеме. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы ЛЗШ похож в обоих случаях.
При последовательной схеме отдельные контакты следуют друг за другом. Пока все из них замкнуты, на вход блокировки ЛЗШ поступает сигнал, предотвращающий срабатывание защиты. Если хоть один контакт релейного терминала разомкнётся, то общая цепочка будет нарушена.
Последовательная схема ЛЗШ
В случае с параллельной схемой контакты изначально находятся в нормально разомкнутом положении.
Для срабатывания ЛЗШ также необходимо, чтобы один из них изменил своё состояние, т.е. замкнулся.
Параллельная схема ЛЗШ
Поведение ЛЗШ при внешнем КЗ
Принцип действия логической защиты шин основан на отсечке линии при возникновении в ней тока короткого замыкания. В данном случае подразумевается, что КЗ произошло где-то за пределами подстанции. Пока линия находится в нормальном режиме работы, контакты ЛЗШ формируют сигнал блокировки. Он препятствует срабатыванию защиты, поэтому система находится под напряжением. Как только происходит КЗ или серьёзная перегрузка по току, контакты ЛЗШ размыкаются. Происходит включение защиты. Расчёт времени отключения линии напрямую зависит от интенсивности КЗ и настроек, внесённых наладчиком в терминал РЗиА.
Дополнительная информация. На воздушных линиях электропередач возможны неустойчивые короткие замыкания. Они могут быть вызваны перехлёстом проводов из-за ветра. В таком случае замыкание носит кратковременный характер, после его исчезновения линия снова включается в работу устройством автоматического повторного включения (АПВ).
Работа ЛЗШ при КЗ на шинах
Другая цель применения ЛЗШ – это отключение напряжения при возникновении короткого замыкании на шинах. При этом речь идёт о КЗ, происходящем непосредственно на территории распределительного устройства (РУ) или подстанции. Данная ситуация имеет особенность. Замыкание происходит в непосредственной близи от трансформатора. Сопротивление шин до точки КЗ имеет минимальное значение. Ток замыкания будет крайне высоким, вплоть до десятков тысяч ампер. Терминал РЗиА, регистрируя такое большое значение, соберёт цепочку ЛЗШ быстрее, чем, если бы авария сформировалась где-то далеко от подстанции. Если по каким-либо причинам данный каскад защиты не отработает, то питание отключится тем, который стоит выше по цепи. При этом из работы выйдет вся секция. Срабатывание будет неселективным, что является нежелательным.
Надежность ЛЗШ
ЛЗШ, с точки зрения тестирования на работоспособность, имеет отличие от прочих видов защит. Она редко срабатывает при испытаниях сотрудниками измерительных лабораторий.
Объясняется это тем, что ЛЗШ отводится менее значимая роль, соответственно, она имеет более длительные по времени выдержки срабатывания и просто не успевает опередить другие виды защит.
Чаще всего логическая защита шин даёт сбой вследствие КЗ трансформатора тока либо его виткового замыкания. К счастью, происходит такое довольно редко. В этом случае трансформатор просто не в состоянии корректно измерить протекающий через контролируемую им шину ток. Поэтому не может сформироваться сигнал блокировки защиты ЛЗШ, что приводит к её непреднамеренному срабатыванию.
Важно! Перед отключением проводов от трансформатора тока его выводы требуется замкнуть между собой. В противном случае в обмотке ТТ возможно наведение высоковольтного потенциала, который опасен для жизни обслуживающего персонала и может привести к повреждению оборудования.
ЛЗШ является сравнительно простой и действенной системой по обеспечению бесперебойной работы энергосистемы. Её применение ощутимо снижает негативные последствия аварийных ситуаций, а также существенно уменьшает риск их возникновения.
Видео
Дуговая защита УДЗ 00 УХЛ3.1 от ООО «Терма-Энерго»
Дуговая защита УДЗ 00 УХЛ3.1
Сертификат соответствия № РОСС RU.ME05.H00281.
Устройство дуговой защиты УДЗ 00 УХЛ3.1 с полимерными волоконно-оптическими датчиками предназначено для селективной защиты шкафов НКУ, КСО, КРУ 0,4-35 кВ при возникновении в них коротких замыканий, сопровождаемых открытой электрической дугой.
Технические характеристики
| Пороговое значение срабатывания – при энергии вспышки 30±2 Дж – на расстоянии от источника энергии не менее, м |
1 |
| Напряжение питания, АС/DC, B | 110-250/130-350 |
| Диапазон рабочих температур, °С | от — 40 до + 45 |
| Максимальный ток рабочих ключей замыкания/размыкания AC/DC, А | 0,2* |
| Длительность сигнала отключения, не менее, мс | 400 |
| Время задержки срабатывания УРОВ с шагом 5мс | 0-300 |
| Время сохранения работоспособности при отключении питания не менее, с | 1 |
| Время срабатывания не более, мс | 5 + Тмтз |
| Масса блока управления, кг | 0,34 |
* по согласованию может быть увеличен до 1,5А или 8А
Состав устройства дуговой защиты УДЗ 00 УХЛ3. 1
1- блок управления, устанавливается в релейном отсеке или в навесном шкафу, 1 шт.;
- полимерные волоконно-оптические датчики (ВОД), до 4 шт.;
- РЭ и паспорт
Функциональные и эксплуатационные возможности
Устройство работает в широком световом диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного излучения. Помехозащищенность устройства обеспечивается гальванической развязкой дискретных входов, дискретных выходов, питания и отсутствием в высоковольтных отсеках КРУ каких-либо электронных компонентов.
При появлении световой вспышки от электрической дуги и подтверждении МТЗ/ЗМН, с выходных ключей выдаётся команда на отключение силовых электрических цепей. Логика и все начальные параметры устанавливаются программно при изготовлении или самостоятельно с пульта блока управления. Сигнал с устройств УДЗ может поступать прямо на силовой выключатель, минуя блок релейной защиты.
Устройство обеспечивает:
- постоянный контроль работоспособности 1 раз в 1 мин;
- выдачу команд на отключение выключателей двух ступеней силовых электрических цепей:
- 1 ступень — выключатель ввода или секционный выключатель;
- 2 ступень — выключатель фидерной ячейки.
- формирование 3-х сдвоенных сигналов отключения с выходных ключей от 4-х датчиков ВОД. Один из сдвоенных сигналов применяется для работы на вакуумные выключатели, другой может использоваться в схемах индикации и автоматики;
- формирование общего дискретного сигнала с четвёртой пары ключей при срабатывании любого из оптических датчиков, который может использоваться как «Запрет АПВ» или «Запрет АВР»;
- формирование функции «УРОВ» (до 300 мс) в случае, если сигнал МТЗ/ЗМН не пропадает при срабатывании ключа второй ступени, при этом через заданное время сработает ключ первой ступени. На отключение первой и второй ступени может быть запрограммирован любой ключ или несколько ключей;
- индикацию на ж/к дисплее текущего состояния устройства («РАБОТА», начальные установки или состояние аварии). В состоянии аварии индицируются активные ключи и номера ВОД, зафиксировавших дугу. По номеру ВОД можно определить отсек и ячейку КРУ, в которой возникла электрическая дуга;
- наличие двух дискретных входов МТЗ/ЗМН1, МТЗ/ЗМН2, а также дополнительный вход. Дополнительный вход позволяет суммировать на себе сигналы от любых других датчиков дуговой защиты или организацию многоуровневой защиты;
- программирование логики работы устройства при изготовлении, по заданию заказчика, или на месте с пульта на блоке управления;
- защиту от ложных срабатываний при освещении ВОД лампой накаливания, люминесцентной лампой или солнечным светом;
- минимум затрат при монтаже устройства без внесения изменений в конструкцию ячеек.
Дополнительный вход позволяет суммировать на себе сигналы от любых других датчиков дуговой защиты или организацию многоуровневой защиты;Особенности устройства:
- полимерные оптические кабели ВОД значительно прочнее кварцевых оптических кабелей, применяемых в подобных импортных и отечественных дуговых защитах. Отсутствует понятие «хрупкость». Частично придавленный полимерный кабель при снятии нагрузки восстанавливается. Поставляются в 100%-ной готовности с надёжной металлической заделкой наконечников;
- гибкая логика;
- возможность изменения логики и параметров на объекте без вызова поставщика;
- максимальный ток коммутации выходных реле при размыкании цепей постоянного тока может быть увеличен до 1,5 А ;
- возможность монтажа БДЗ в РУ и проведения испытаний на заводе-изготовителе;
- защита от одной до трёх ячеек, в зависимости от количества ВОД в ячейках.
Типовые схемы подключения УДЗ 00
Устройства дуговой защиты УДЗ 00 Радуга-ПС УХЛ3.1 от ООО «Терма-Энерго»
В 2017 г. проведена модернизация устройства дуговой защиты УДЗ 00 «Радуга-ПС», с 2018 г. устройство производится под наименованием «Устройство дуговой защиты УДЗ 00 «Радуга-ПСМ» УХЛ3.1». Увеличились функциональные возможности устройства, снижена стоимость.
Устройство дуговой защиты УДЗ 00 «Радуга-ПСМ»УХЛ3.1 с полимерными волоконно-оптическими датчиками (ВОД) предназначено для селективной защиты шкафов НКУ, КРУ 0,4-35 кВ при возникновении в них коротких замыканий, сопровождаемых открытой электрической дугой. Устройство удовлетворяет требованиям испытаний на электромагнитную совместимость по ГОСТ Р 50746–2000.
Состав устройства
- блок контроля и индикации (БКИ),1 шт. ;
- блок дуговой защиты (БДЗ), до 99 шт.;
- полимерные волоконно-оптические датчики (ВОД), до 4 шт. на один БДЗ;
- соединительный кабель типа SFTP 4*2*0.53.
;
Технические характеристики БКИ
| Характеристики выходных ключей | 250VAC/8А 250VDC/0.28A 30VDC/8A |
| Четырехстрочный ЖК дисплей | Да |
| Часы реального времени | Да |
| Возможность программирования БДЗ | Да |
| Защита данных от несанкционированного изменения | Да |
| Интерфейс RS-485 | Да |
| Габаритные размеры БКИ (ШГВ), мм | 125х55х130 |
| Напряжение питания, АС/DC, B | 120…260/160…350 |
| Архив, энергонезависимая память | до 32 событий |
| Потребляемая мощность, Вт | в рабочем режиме — 1,1 в режиме аварии — 2,2 |
Технические характеристики БДЗ
| Напряжение питания, АС/DC, B | 160. ..260 |
| Время сохранения работоспособности при отключении питания, не менее, с | 5 |
| Чувствительность, ток эквивалентной дуги, А | 160 |
| Диапазон рабочих температур, °С | от минус 25 до плюс 45 |
| Диапазон рабочих температур ВОД, °С | от минус 40 до плюс 90 |
| Длительность сигнала отключения, не менее, с | 0,4 |
| Светодиодная индикация | Да |
| Количество оптических/дискретных входов | 4/4 |
| Количество выходных ключей | 4 |
| Характеристики выходных ключей | 250VAC/8А 250VDC/0.28A 30VDC/8A |
| Время ожидания подтверждения МТЗ, мс | 10 — 5000 |
| Время задержки срабатывания УРОВ, мс | 10 — 5000 |
| Задержка срабатывания выходных ключей, не более, мс | 5 + Тмтз |
| Габаритные размеры БДЗ (ШГВ), мм | 70х79х151 |
| Потребляемая мощность, Вт | в рабочем режиме — 0,8 в режиме аварии — 2,5 |
Описание устройства
Основой комплекса устройства УДЗ 00 «Радуга-ПСМ» любой сложности является блок БДЗ (рис.
1).
На лицевой панели прибора расположены светодиоды, отображающие состояние устройства (АВАРИЯ, НОРМА/НЕИСПРАВНОСТЬ), состояния дискретных и оптических входов, выходных ключей. Кнопка «СБРОС» служит для возврата БДЗ в исходное состояние в случае неисправности или при фиксации аварии. В нижней части корпуса находятся 4 оптических разъема, к которым могут быть подключены до 4-х ВОД. На верхней плоскости устройства расположены разъемы питания, дискретных входов, выходных ключей, а также разъем шины CAN. БДЗ монтируется на DIN-рейку в низковольтном отсеке шкафа. Блок может быть применён для защиты от одного до трёх шкафов РУ, в зависимости от необходимого количества ВОД в каждом шкафу.
Для отображения информации о состоянии системы, просмотра архива аварий, для программирования входящих в сеть БДЗ, служит блок контроля и индикации БКИ (рис.2). Четырехстрочный ЖК дисплей, органы управления, расположены на передней части блока. Разъемы питания, выходных ключей и шины CAN расположены в задней части блока.
БКИ монтируется в вырез на передней панели ячейки КРУ. Блок БКИ соединяется с блоками БДЗ шиной CAN. Блоки устанавливаются в релейные отсеки ячеек или в отдельный навесной щит.
Устройство имеет децентрализованную, распределённую структуру защиты, что значительно повышает живучесть устройства. Защита от ложных срабатываний при освещении ВОД лампой накаливания, люминесцентной лампой или солнечным светом.
Работа устройства
БДЗ имеет собственный источник питания, собственный контроллер и может применяться как полностью самодостаточное устройство. БДЗ имеет четыре оптических входа ВОД, четыре выходных ключа. При обнаружении электрической дуги и при получении подтверждения с датчиков МТЗ/ЗМН, БДЗ формирует сигналы на отключение защищаемой ячейки и на БДЗ следующего уровня. БДЗ верхнего уровня ожидает снятия сигнала МТЗ/ЗМН. В случае, если сигнал МТЗ/ЗМН не пропадает в течение времени ожидания УРОВ, то БДЗ верхнего уровня формирует сигнал отключения своей ячейки и сигнал на верхний уровень и т.
д.
Устройство имеет систему самодиагностики, которая периодически контролирует правильность работы (исправность входов, канала связи и др.). Неисправность одного входа не приводит к неработоспособности блока в целом. Неисправность одного блока не приводит к неработоспособности устройства в целом.
Состояние БДЗ отображается с помощью светодиодов, расположенных на передней панели блока. Светодиоды БДЗ делятся на несколько групп:
- светодиоды дискретных и оптических входов;
- светодиоды выходных ключей;
- светодиод «авария»;
- светодиод «норма»/неисправность.
Кнопка «СБРОС» возвращает БДЗ в исходное состояние.
Вся информация об обнаруженных авариях сохраняется в энергонезависимой памяти и может быть просмотрена на дисплее БКИ. В случае фиксации аварийного события или неисправности на любом из БДЗ, подключенных к общей шине CAN, эта информация отобразится на экране дисплея БКИ. В случае аварии на блоке БКИ срабатывают 3 ключа и находятся в активном состоянии до момента сброса.
Вся информация об обнаруженных авариях сохраняется в памяти БДЗ и может быть просмотрена на БКИ. Просмотр номера БДЗ и подробностей аварии или неисправности возможно из меню БКИ. Также возможна настройка даты и времени, времени МТЗ/ЗМН и УРОВ (шаг 10 мс), изменение номера блока в сети. Заводские установки таймеров: МТЗ/ЗМН — 10 мс; УРОВ — 50 мс.
Логическая схема заводских установок БДЗ на рис. 3. По согласованию с заказчиком, схема может быть изменена. Типовые схемы соединений УДЗ 00 «Радуга-ПСМ» в приложении.
Особенности устройства:
- большое количество БДЗ, до 99 шт., ВОД и выходных ключей;
- полимерный оптический кабель ВОД значительно надёжнее кварцевого, применяемого в подобных импортных и отечественных устройствах. Отсутствует понятие «хрупкость». Кабели ВОД, как правило, не выходят за пределы ячейки. Поставляются в 100%-ной готовности с металлической заделкой наконечников;
- надёжность (живучесть) устройства за счёт децентрализованной структуры. В каждой ячейке устанавливается универсальный блок БДЗ, который имеет собственный источник питания 24В, четыре оптических входа, четыре дискретных входа, четыре выходных импульсных ключа, и способен работать независимо от состояния остальных элементов устройства. Сбой в работе общего блока БКИ или кабелей связи не приводит к потере работоспособности устройства и прохождении сигналов отключения. В других оптических дуговых защитах выход из строя одного из общих элементов (шина управления, блоки управления, питания и др.) приводит к выходу из строя всей ДЗ;
- БДЗ может использоваться одновременно для защиты до 3-х шкафов, в зависимости от количества ВОД в каждом;
- логика работы устройства определяется схемой соединения, что проще, понятнее для монтажа и, в процессе эксплуатации, для персонала;
- применение единого блока БДЗ позволяет значительно унифицировать электрические, монтажные схемы, проектные решения;
- возможность изменения параметров (МТЗ, УРОВ) на объекте без вызова поставщика;
- возможность монтажа БДЗ в РУ и проведения испытаний на заводе-изготовителе;
- стоимость защиты дешевле, чем других оптических дуговых защит такого класса.
В каждой ячейке устанавливается универсальный блок БДЗ, который имеет собственный источник питания 24В, четыре оптических входа, четыре дискретных входа, четыре выходных импульсных ключа, и способен работать независимо от состояния остальных элементов устройства. Сбой в работе общего блока БКИ или кабелей связи не приводит к потере работоспособности устройства и прохождении сигналов отключения. В других оптических дуговых защитах выход из строя одного из общих элементов (шина управления, блоки управления, питания и др.) приводит к выходу из строя всей ДЗ;
Система дуговой защиты с возможностью срабатывания по токовому сигналу / Habr
В классическом понимании дуговая защита в России – это быстродействующая защита от коротких замыканий, основанная на регистрации спектра света открытой электрической дуги в КРУ, наиболее распространён метод регистрации спектра света посредством волоконно-оптических датчиков, применяется в основном в промышленном секторе, но с появлением новых продуктов в области дуговой защиты в жилом секторе, а именно модульных AFDD, работающих по токовому сигналу, позволяющих установить дуговую защиту на отходящих линиях, включая распределительные коробки, кабели, соединения, розетки и т.д., интерес к этой теме возрастает.
Однако про подробное и детальное устройство модульных изделий производители не очень-то распространяются (если же кто-то обладает такой информацией, буду только рад ссылкам на источники такой информации), другое дело системы дуговой защиты для промышленного сектора, с детальным руководством пользователя на 122 страницы, где подробнейшим образом излагается принцип действия.
Рассмотрим для примера систему дуговой защиты VAMP 321 от Schneider Electric, которая включает в себя все функции защиты от дуги, такие как токовая перегрузка и контроль наличия дуги.
Функционал
- Контроль тока в трёх фазах.
- Ток нулевой последовательности.
- Журналы событий, запись аварийных режимов.
- Срабатывание либо одновременно по току и свету, либо только по свету, либо только по току.
- Время срабатывания выхода с механическим реле менее 7 мс, с опциональной IGBT картой время срабатывания сокращается до 1 мс.
- Настраиваемые зоны срабатывания.
- Непрерывная система самоконтроля.
- Устройство может быть использовано в различных системах дуговой защиты распределительных сетей низкого и среднего напряжения.
- Система обнаружения вспышек дуги и дуговой защиты измеряет ток короткого замыкания и сигнал через каналы датчика дуги и в случае возникновения замыкания минимизирует время горения, быстро отключая подачу тока, питающего дугу.
Принцип корреляции матриц
При задании условий активации конкретной ступени дуговой защиты, к выходам матриц света и тока применяется логическое суммирование.
Если ступень защиты выбрана только в одной матрице, она работает либо по токовому условию, либо по световому, таким образом можно настроить систему на работу только по токовому сигналу.
Сигналы, доступные для контроля при программировании ступеней защиты:
- Токи в фазах.
- Ток нулевой последовательности.
- Линейные напряжения.
- Фазные напряжения.
- Напряжение нулевой последовательности.
- Частота.
- Сумма фазных токов.
- Ток прямой последовательности.
- Ток обратной последовательности.
- Относительное значение тока обратной последовательности.
- Отношение токов обратной и нулевой последовательностей.
- Напряжение прямой последовательности.
- Напряжение обратной последовательности.
- Относительное значение напряжения обратной последовательности.
- Среднее значение тока в фазах (IL1+IL2+IL3)/3.
- Среднее значение напряжения UL1,UL2,UL3.
- Среднее значение напряжения U12,U23,U32.
- Коэффициент нелинейных искажений IL1.
- Коэффициент нелинейных искажений IL2.
- Коэффициент нелинейных искажений IL3.
- Коэффициент нелинейных искажений Ua.
- Среднеквадратичное значение IL1.
- Среднеквадратичное значение IL2.
- Среднеквадратичное значение IL3.
- Минимальное значение IL1,IL2,IL3.
- Максимальное значение IL1,IL2,IL3.
- Минимальное значение U12,U23,U32.
- Максимальное значение U12,U23,U32.
- Минимальное значение UL1,UL2,UL3.
- Максимальное значение UL1,UL2,UL3.
- Фоновое значение Uo.
- Среднеквадратичное значение Iо.
Запись аварийных режимов
Запись аварийных режимов может быть использована для сохранения всех сигналов измерения (токи, напряжения, информация о состояниях цифровых входов и выходов).
Цифровые входы также включают в себя сигналы дуговой защиты.Запуск записи
Запись может быть запущена запуском или срабатыванием любой ступени защиты или любым цифровым входом. Сигнал запуска выбирается в матрице выходных сигналов (вертикальный сигнал DR). Также запись может быть запущена вручную.
Самоконтроль
Энергонезависимая память устройства реализована с использованием конденсатора большой ёмкости и оперативной памяти с низким энергопотреблением.
Когда дополнительный источник питания включён, конденсатор и оперативная память питаются от внутреннего источника. Когда источник питания отключен, оперативная память начинает получать питание от конденсатора. Она будет сохранять информацию до тех пор, пока конденсатор способен поддерживать допустимое напряжение. Для помещения с температурой +25С время работы составит 7 дней (высокая влажность снижает этот параметр).
Энергонезависимая оперативная память служит для хранения записей об аварийных режимах и журнала событий.
Функции микроконтроллера и целостность связанных с ним проводов на ряду с исправностью программного обеспечения, контролируются отдельной сетью самоконтроля. Кроме контроля, данная сеть пробует перезагрузить микроконтроллер в случае неисправности. Если перезагрузка не удалась, устройство самоконтроля подаёт сигнал на начало индикации о постоянном внутреннем повреждении.
В случае, если устройство самоконтроля обнаруживает постоянное повреждение, оно блокирует другие выходные реле (кроме выходного реле функции самоконтроля и выходных реле, используемых дуговой защитой).
Также контролируется внутренний источник питания. В случае отсутствия дополнительного питания, автоматически поступает сигнал о тревоге. Это означает, что выходное реле внутреннего повреждения находится под напряжением, если дополнительный источник питания включен и не обнаружено внутренних повреждений.
Осуществляется контроль центрального блока, устройств ввода/вывода и датчиков.
Измерения, используемые функцией дуговой защиты
Измерения тока в трёх фазах и тока замыкания на землю для дуговой защиты осуществляется электроникой.
Электроника сравнивает уровни тока со значениями уставок срабатывания и выдаёт двоичные сигналы “I>>” или “Io>>” для функции дуговой защиты в случае превышения предела. В расчёт принимаются все составляющие токов.Сигналы “I>>” и “Io>>” связаны с чипом FPGA, который осуществляет функцию дуговой защиты. Точность измерения для дуговой защиты составляет ± 15% на 50Гц.
Гармоники и общая несинусоидальность (THD)
Устройство вычисляет THD как процент от токов и напряжений на основной частоте.
Учитываются гармоники от 2ой до 15ой для фазных токов и напряжений. (17я гармоника будет частично учтена в значении 15ой гармоники. Это происходит из-за принципов цифрового измерения.)
Режимы измерения напряжения
В зависимости от типа применения и имеющихся трансформаторов тока, устройство может быть подключено либо к напряжению нулевой последовательности, линейному или фазному напряжению. Настраиваемый параметр “Режим измерения напряжения” должен быть установлен в соответствии с используемым соединением.
Доступные режимы:
“U0”
Устройство подключено к напряжению нулевой последовательности. Доступна направленная защита от замыкания на землю. Измерение линейного напряжения, измерение энергии и защиты по повышению и понижению напряжения не доступны.
“1LL”
Устройство подключено к линейному напряжению. Доступно измерение напряжения в одной фазе и защиты по понижению и повышению напряжения. Направленная защита от замыкания на землю не доступна.
“1LN”
Устройство подключено к одному фазному напряжению. Доступно измерения напряжения в одной фазе. В сетях с глухозаземлённой и компенсированной нейтралью доступны защиты по понижению и повышению напряжения. Направленная защита от замыкания на землю не доступна.
Симметричные составляющие
В трёхфазной системе, напряжения и токи могут быть разложены на симметричные состовляющие, согласно Фортескью.
Симметричными составляющими являются:
- Прямая последовательность.
- Обратная последовательность.
- Нулевая последовательность.
Контролируемые объекты
Данное устройство позволяет контролировать до шести объектов, таких как выключатель, разъединитель или заземляющий нож. Контроль может осуществляться по принципу “выбор-действие” или “прямой контроль”.
Логические функции
Устройство поддерживает программную логику пользователя для логических выражений сигналов.
Доступными функциями являются:
- И.
- ИЛИ.
- Исключающее ИЛИ.
- НЕ.
- COUNTERs.
- RS & D flip-flops.
Система дуговой защиты с возможностью срабатывания по токовому сигналу / Хабр
В классическом понимании дуговая защита в России – это быстродействующая защита от коротких замыканий, основанная на регистрации спектра света открытой электрической дуги в КРУ, наиболее распространён метод регистрации спектра света посредством волоконно-оптических датчиков, применяется в основном в промышленном секторе, но с появлением новых продуктов в области дуговой защиты в жилом секторе, а именно модульных AFDD, работающих по токовому сигналу, позволяющих установить дуговую защиту на отходящих линиях, включая распределительные коробки, кабели, соединения, розетки и т.
д., интерес к этой теме возрастает.
Однако про подробное и детальное устройство модульных изделий производители не очень-то распространяются (если же кто-то обладает такой информацией, буду только рад ссылкам на источники такой информации), другое дело системы дуговой защиты для промышленного сектора, с детальным руководством пользователя на 122 страницы, где подробнейшим образом излагается принцип действия.
Рассмотрим для примера систему дуговой защиты VAMP 321 от Schneider Electric, которая включает в себя все функции защиты от дуги, такие как токовая перегрузка и контроль наличия дуги.
Функционал
- Контроль тока в трёх фазах.
- Ток нулевой последовательности.
- Журналы событий, запись аварийных режимов.
- Срабатывание либо одновременно по току и свету, либо только по свету, либо только по току.
- Время срабатывания выхода с механическим реле менее 7 мс, с опциональной IGBT картой время срабатывания сокращается до 1 мс.
- Настраиваемые зоны срабатывания.
- Непрерывная система самоконтроля.
- Устройство может быть использовано в различных системах дуговой защиты распределительных сетей низкого и среднего напряжения.
- Система обнаружения вспышек дуги и дуговой защиты измеряет ток короткого замыкания и сигнал через каналы датчика дуги и в случае возникновения замыкания минимизирует время горения, быстро отключая подачу тока, питающего дугу.
Принцип корреляции матриц
При задании условий активации конкретной ступени дуговой защиты, к выходам матриц света и тока применяется логическое суммирование.
Если ступень защиты выбрана только в одной матрице, она работает либо по токовому условию, либо по световому, таким образом можно настроить систему на работу только по токовому сигналу.
Сигналы, доступные для контроля при программировании ступеней защиты:
- Токи в фазах.
- Ток нулевой последовательности.
- Линейные напряжения.
- Фазные напряжения.
- Напряжение нулевой последовательности.
- Частота.
- Сумма фазных токов.
- Ток прямой последовательности.
- Ток обратной последовательности.
- Относительное значение тока обратной последовательности.
- Отношение токов обратной и нулевой последовательностей.
- Напряжение прямой последовательности.
- Напряжение обратной последовательности.
- Относительное значение напряжения обратной последовательности.
- Среднее значение тока в фазах (IL1+IL2+IL3)/3.
- Среднее значение напряжения UL1,UL2,UL3.
- Среднее значение напряжения U12,U23,U32.
- Коэффициент нелинейных искажений IL1.
- Коэффициент нелинейных искажений IL2.
- Коэффициент нелинейных искажений IL3.
- Коэффициент нелинейных искажений Ua.
- Среднеквадратичное значение IL1.
- Среднеквадратичное значение IL2.
- Среднеквадратичное значение IL3.
- Минимальное значение IL1,IL2,IL3.
- Максимальное значение IL1,IL2,IL3.
- Минимальное значение U12,U23,U32.
- Максимальное значение U12,U23,U32.
- Минимальное значение UL1,UL2,UL3.
- Максимальное значение UL1,UL2,UL3.
- Фоновое значение Uo.
- Среднеквадратичное значение Iо.
Запись аварийных режимов
Запись аварийных режимов может быть использована для сохранения всех сигналов измерения (токи, напряжения, информация о состояниях цифровых входов и выходов). Цифровые входы также включают в себя сигналы дуговой защиты.
Запуск записи
Запись может быть запущена запуском или срабатыванием любой ступени защиты или любым цифровым входом. Сигнал запуска выбирается в матрице выходных сигналов (вертикальный сигнал DR). Также запись может быть запущена вручную.
Самоконтроль
Энергонезависимая память устройства реализована с использованием конденсатора большой ёмкости и оперативной памяти с низким энергопотреблением.
Когда дополнительный источник питания включён, конденсатор и оперативная память питаются от внутреннего источника. Когда источник питания отключен, оперативная память начинает получать питание от конденсатора. Она будет сохранять информацию до тех пор, пока конденсатор способен поддерживать допустимое напряжение. Для помещения с температурой +25С время работы составит 7 дней (высокая влажность снижает этот параметр).
Энергонезависимая оперативная память служит для хранения записей об аварийных режимах и журнала событий.
Функции микроконтроллера и целостность связанных с ним проводов на ряду с исправностью программного обеспечения, контролируются отдельной сетью самоконтроля. Кроме контроля, данная сеть пробует перезагрузить микроконтроллер в случае неисправности. Если перезагрузка не удалась, устройство самоконтроля подаёт сигнал на начало индикации о постоянном внутреннем повреждении.
В случае, если устройство самоконтроля обнаруживает постоянное повреждение, оно блокирует другие выходные реле (кроме выходного реле функции самоконтроля и выходных реле, используемых дуговой защитой).
Также контролируется внутренний источник питания. В случае отсутствия дополнительного питания, автоматически поступает сигнал о тревоге. Это означает, что выходное реле внутреннего повреждения находится под напряжением, если дополнительный источник питания включен и не обнаружено внутренних повреждений.
Осуществляется контроль центрального блока, устройств ввода/вывода и датчиков.
Измерения, используемые функцией дуговой защиты
Измерения тока в трёх фазах и тока замыкания на землю для дуговой защиты осуществляется электроникой. Электроника сравнивает уровни тока со значениями уставок срабатывания и выдаёт двоичные сигналы “I>>” или “Io>>” для функции дуговой защиты в случае превышения предела. В расчёт принимаются все составляющие токов.
Сигналы “I>>” и “Io>>” связаны с чипом FPGA, который осуществляет функцию дуговой защиты. Точность измерения для дуговой защиты составляет ± 15% на 50Гц.
Гармоники и общая несинусоидальность (THD)
Устройство вычисляет THD как процент от токов и напряжений на основной частоте.
Учитываются гармоники от 2ой до 15ой для фазных токов и напряжений. (17я гармоника будет частично учтена в значении 15ой гармоники. Это происходит из-за принципов цифрового измерения.)
Режимы измерения напряжения
В зависимости от типа применения и имеющихся трансформаторов тока, устройство может быть подключено либо к напряжению нулевой последовательности, линейному или фазному напряжению. Настраиваемый параметр “Режим измерения напряжения” должен быть установлен в соответствии с используемым соединением.
Доступные режимы:
“U0”
Устройство подключено к напряжению нулевой последовательности. Доступна направленная защита от замыкания на землю. Измерение линейного напряжения, измерение энергии и защиты по повышению и понижению напряжения не доступны.
“1LL”
Устройство подключено к линейному напряжению. Доступно измерение напряжения в одной фазе и защиты по понижению и повышению напряжения. Направленная защита от замыкания на землю не доступна.
“1LN”
Устройство подключено к одному фазному напряжению. Доступно измерения напряжения в одной фазе. В сетях с глухозаземлённой и компенсированной нейтралью доступны защиты по понижению и повышению напряжения. Направленная защита от замыкания на землю не доступна.
Симметричные составляющие
В трёхфазной системе, напряжения и токи могут быть разложены на симметричные состовляющие, согласно Фортескью.
Симметричными составляющими являются:
- Прямая последовательность.
- Обратная последовательность.
- Нулевая последовательность.
Контролируемые объекты
Данное устройство позволяет контролировать до шести объектов, таких как выключатель, разъединитель или заземляющий нож. Контроль может осуществляться по принципу “выбор-действие” или “прямой контроль”.
Логические функции
Устройство поддерживает программную логику пользователя для логических выражений сигналов.
Доступными функциями являются:
- И.
- ИЛИ.
- Исключающее ИЛИ.
- НЕ.
- COUNTERs.
- RS & D flip-flops.
Устройства дуговой защиты — Ensto
Меню
Suche
Einkaufswagen
Страна
- Германия
- Мировой рынок
- Чешская Республика и Словацкая Республика
- Эстония
- Испания
- Финляндия
- Франция
- Соединенное Королевство
- Венгрия
- Индия
- Италия
- Казахстан
- Литва
- Латвия
- Норвегия
- Польша
- Румыния
- Россия
- Швеция
- Украина
- США
Как устройства обнаружения дугового замыкания (AFDD) могут предотвратить электрический пожар?
Обычные автоматические выключатели не обеспечивают надежной защиты от дуговых замыканий.
Это потому, что они не предназначены для обнаружения внезапных опасных дуг. Они обеспечивают защиту от коротких замыканий и перегрузок.
И даже если вы будете осторожны, чтобы защитить шнуры от повреждений и использовать только сертифицированные вилки и адаптеры, условия дугового замыкания могут возникнуть вне поля зрения. Во всех домах энергопотребление чередуется между периодами пикового и резервного потребления. Такие рисунки создают нагрузку на кабели и соединения, изнашивая изоляцию и ослабляя провода.В результате в вашей установке образуются слабые места. Вот где возникают электрические дуги.
И у вас нет возможности узнать. Пока не поздно. Если, конечно, у вас нет устройства обнаружения дугового замыкания.
Что такое устройство обнаружения дугового замыкания?
Устройства обнаружения дуговых замыканий (AFDD) — это устройства, специально предназначенные для защиты от дуговых замыканий. Они автоматически отключают цепь, когда обнаруживают опасную электрическую дугу.
Это компактные модульные устройства, которые легко устанавливаются в электрические щиты вместе с другим защитным оборудованием.Каждый AFDD предназначен для защиты электрического тока, мгновенно обнаруживая любую опасную дугу. УЗИП следует устанавливать в наиболее подверженных риску электрических цепях, например конечные цепи, питающие розетки.
Могут ли устройства обнаружения дугового замыкания различать опасную и рабочую дугу?
Да. Устройства обнаружения дугового замыкания чрезвычайно чувствительны и предназначены для обнаружения и реагирования только на потенциально опасные дуги. Они используют специальный алгоритм, чтобы различать опасные и рабочие дуги — i.е. безобидные искры, которые вы видите, когда щелкаете выключателем или вытаскиваете вилку из розетки.
Это важно, поскольку сверхчувствительные УЗИП могут быть подвержены ложным срабатываниям, например, прерывание цепи при обнаружении малейшей безвредной дуги.
Как работают автоматические выключатели дугового замыкания?
УЗИс постоянно отслеживает и анализирует образцы сигналов электрического тока и напряжения.
Они ищут случайные, непредсказуемые, но устойчивые формы волны, которые указывают на потенциально опасную дугу.
Когда он обнаруживает потенциально опасную волновую структуру, он отключается, тем самым изолируя неисправную цепь. AFDD может работать вместе с «автоматическим выключателем» или выключателем дифференциального тока с защитой от перегрузки (RCBO). Он также может иметь собственную функцию переключения.
очень быстро реагирует на малейшие изменения волновой картины. Скорость имеет существенное значение, поскольку электрическая дуга может исчезнуть в мгновение ока (буквально), воспламеняя любой ближайший горючий материал и вызывая пожар.
Почему AFDD не являются стандартным требованием?
Есть, но не везде. Например, они давно используются в авиационной промышленности. Однако только недавно они привлекли внимание как средства обеспечения безопасности в домах и зданиях.
Некоторые страны сделали устройства обнаружения дуговых замыканий частью своих национальных правил установки.
Два из них — это США и Канада, где УЗИП известны как прерыватели цепи дугового замыкания (AFCI). Сами устройства должны соответствовать стандартам на продукцию AFDD, а правила установки регулируют их размещение и установку.
Пожалуйста, не стесняйтесь оставлять свои комментарии и вопросы по этой новой технологии.
Устройство дуговой защиты
Усовершенствованное высоконадежное и быстродействующее устройство для защиты электротехнического оборудования от дугового короткого замыкания
Техническая область / поле
- INS-DET / Устройства обнаружения / Контрольно-измерительные приборы
- NNE-EPP / Электроэнергия Производство / неядерная энергетика
Статус
3 Утверждено без финансирования
Дата регистрации
03.07.2009
Ведущий институт
НИИИТ (Импульсные методы), Россия, Москва
Соавторы
- Amideon Systems Ltd. , Ирландия, Лимерик \ nСандийские национальные лаборатории, США, Нью-Мексико, Альбукерке
- 0 9000 Сводка проекта Настоящий проект и инновационная инициатива Модернизация производства и продвижение на рынок устройств дуговой защиты являются составными частями плана по переходу на устойчивое развитие Института гражданского сектора , представленного НИИИТ и одобренного Советом управляющих МНТЦ на 47 -м заседании декабря 2008 г.Финансирующие стороны МНТЦ подписали письмо о намерении выделить 700 000 долларов Научно-исследовательскому институту импульсной техники для реализации этого Плана.
В результате дуговых разрядов в электроэнергетическом оборудовании, в частности в комплектных распределительных устройствах (УКР), установленных на распределительных подстанциях, происходят тяжелые аварии, сопровождающиеся пожарами и выстрелами, которые вызывают экономические потери и приводят к жертвам. Опыт эксплуатации и многочисленные натурные испытания шкафов УЗД показали, что минимальные повреждения при токах дуги до 10-12 кА имеют место только в тех случаях, когда время зажигания дуги не превышает 0.
1 с.Наиболее эффективным способом защиты является использование специального устройства, ограничивающего время зажигания дуги, путем ее обнаружения и генерации сигнала аварийного отключения источника питания высокого напряжения. Обнаружение электрической дуги может осуществляться разными методами: путем регистрации избыточного давления, электромагнитного импульса, падения напряжения или увеличения тока в цепи питания. Довольно широко используются устройства дуговой защиты (APD), чувствительные к излучению дуги. Используемые при этом датчики яркости делятся по материалу чувствительного элемента на полупроводниковые и оптоволоконные, а по конструкции и принципу действия — на дискретные и распределенные.
К дискретному типу относятся датчики яркости на основе твердотельных фотодиодов и фототиристоров, а также одиночные световоды с боковым поглощением излучения. Основным преимуществом ЛФД, оснащенного такими датчиками, является высокая информативность, т.е. е. возможность точной локализации электрической дуги.
Здесь каждый датчик контролирует только одну секцию ячейки (или одну ячейку) в шкафах CDD.Сложность и дороговизна системы защиты обусловлены необходимостью установки большого количества датчиков для управления одним шкафом УЗИ, что является существенным недостатком для «рыночного» производства.
Распределенный волоконно-оптический датчик на основе одинарный световод с боковым поглощением излучения впервые был установлен в ЛФД производства ABB Inc. (Финляндия). Один такой датчик позволяет контролировать одновременно все шкафы УЗД, что позволяет построить относительно простую и недорогую систему защиты. Основным недостатком ЛФД с таким датчиком является его небольшая информативность, т.е. е. невозможность локализации электрической дуги.
Таким образом, ни один из используемых в настоящее время типов ЛФД не обеспечивает оптимального набора эксплуатационных характеристик и показателей потребления.
Цель проекта — создать на базе распределенного оптоволоконного датчика яркости современного усовершенствованного типа ЛФД, сочетающего высокую информативность с высокой надежностью и производительностью, простотой эксплуатации и удобством обслуживания при конкурентоспособной цене.
Такой ЛФД обеспечит оперативное обнаружение и точечную отсечку поврежденных секций ячеек в шкафах УЗО в случае зажигания в них дуговых разрядов.Принципиальная новизна разработки заключается в применении новой методологии проектирования волоконно-оптической системы защиты от дугового разряда, а также в разработке оригинальных конструктивных и схемных решений основных функциональных элементов ЛФД.
Новая методика, основанная на существенном (в несколько раз) сокращении количества датчиков и их более эффективной компоновке, позволяет существенно уменьшить разветвленность системы, снизить затраты на изготовление и настройку ЛФД, повысить его надежность и снизить объем работ по монтажу и обслуживанию.
Свидетельством актуальности проекта является тот факт, что в последние годы в России и в ряде зарубежных стран были изданы нормативные документы, в которых есть положение об обязательном оснащении электрооборудования быстродействующей защитой от дугового разряда.
Растущий спрос на ЛФД и появление на рынке новых компаний-производителей, представляющих свои разработки в области волоконно-оптических ЛФД, подтверждают актуальность и важность предложенной разработки.Предыдущие модификации ЛФД с использованием распределенного оптоволоконного датчика яркости, разработанные и изготовленные в НИИИТ и находящиеся в настоящее время на стадии коммерциализации, стали прототипом для предложенного варианта ЛФД. Эти ЛФД предназначены для обнаружения обрыва электрической дуги короткого замыкания и оперативной генерации сигнала об аварийном отключении всего распределительного устройства .
К преимуществам этого типа APD относятся простота конструкции, небольшой размер, минимальные требования к монтажному объему и удобство использования. Главный недостаток — невозможность селективного отсечения поврежденного участка клетки CDD.
Умеренная цена делает это устройство привлекательным, прежде всего, для малобюджетных предприятий.
Большое количество таких предприятий обеспечивает стабильный спрос (в частности, количество электрических подстанций РАО ЕЭС составляет 344 тысячи).На НИИИТ налажено серийное производство АПД, которые поставляются на предприятия РАО ЕЭС и в страны СНГ.Продажи осуществляются с 2003 года. В настоящее время клиентская база НИИИТ составляет более 50 клиентов APD. НИИИТ является обладателем четырех патентов РФ на изобретения и одного патента РФ на полезную модель.
Основным ожидаемым результатом проекта станет разработка модернизированного прототипа волоконно-оптического ЛФД, превосходящего все доступные аналоги по основным техническим и потребительским характеристикам.
В НИИИТ изготовлен опытный образец такого ЛПД, который демонстрировался в эксплуатации на выставках: Атомная энергетика и электротехника, и Электрические сети России, , где вызвал интерес потенциальных заказчиков, проявивших готовность заключать контракты. на поставку этих устройств.
Проект НИИИТ Устройство для селективного обнаружения дуговых разрядов с пространственно-распределенным оптоволоконным датчиком удостоено бронзовой премии конкурса инновационных проектов High Technologies Leader , проводимого в рамках 10-го юбилейного международного форума High Технологии XXI века № (HT XXI-2009, Москва, 2009), организованный Международным центром технологического сотрудничества и Московской ассоциацией предпринимателей.
В настоящее время средства дуговой защиты с указанным сочетанием характеристик и конструктивных особенностей не производятся ни в России, ни за рубежом. Применение нового APD позволит существенно повысить безопасность эксплуатации распределительных устройств и одновременно сократить количество необоснованных отключений потребителей за счет введения селективности отключения.
С точки зрения существующих тенденций в области энергетики и предполагаемой емкости рынка данная разработка имеет высокий коммерческий потенциал и чрезвычайно перспективна для последующей коммерциализации.
Проект полностью соответствует целям и задачам МНТЦ , так как бывшие специалисты НИИИТ, ранее участвовавшие в производстве оружия массового уничтожения, будут переориентированы на мирную деятельность — решение гражданских проблем, направленных на повышение безопасности и качества мирная жизнь населения.
Работы по проекту будут проводиться в тесном сотрудничестве с официальным иностранным коллаборатором, который выразил готовность принять участие в предлагаемой разработке и в следующих мероприятиях по подготовке результатов к коммерциализации.
Процедурная разработка APD будет включать следующие этапные этапы:
- Разработка нового метода построения защиты электрооборудования от дугового разряда.
- Выбор технологии и оптимизация инженерных решений для разработки ЛФД с селективной отсечкой на основе пространственно-распределенного волоконно-оптического датчика яркости.
- Проектирование и изготовление прототипа APD.
- Лабораторные и экологические испытания прототипа APD.
Ранее в рамках проектов МНТЦ № 1104 и № 2969 были опробованы подходы и технические решения для реализации на базе волоконно-оптического датчика яркости ЛФД такого типа, который позволял бы локализовать зажигание дуги. Результаты этих проектов будут рассмотрены и частично использованы при разработке. Для реализации Проекта будет использована производственная база, технологическая инфраструктура и оборудованиеНИИИТ. На завершающей стадии проекта будет выполнен пакет конструкторской, технологической и программной документации, достаточный для изготовления ЛФД новой модификации на производственных мощностях НИИИТ.
В ходе реализации Проекта будут проводиться целенаправленные мероприятия по реализации Плана перехода к устойчивому развитию гражданского сектора НИИИТ, связанные с разработкой и производством АПД. Для достижения заявленного высокого уровня эксплуатационных характеристик и потребительских характеристик нового APD, обеспечивающего его высокую конкурентоспособность на российском рынке, будет проводиться плановый мониторинг инноваций в области противоаварийной защиты CDD и систематический анализ вариативных возможностей этого.
рыночный сегмент с целью оперативного регулирования и оптимизации выбранных технических решений.Список сокращений
СНГ — Содружество Независимых Государств
APD — Устройство дуговой защиты
CDD — Комплектное распределительное устройство
РАО ЕЭС — Российское акционерное общество «Единая энергосистема России»
АЭС — АЭС
ЗАО — Закрытое акционерное общество
LLC — Ограниченная ответственность КомпанияУстройство дуговой защиты UNIT-AP
О компании История Системы управления Лицензии, сертификаты Контакты мероприятия Генеральный подряд дизайн Производство Надзор за вводом в эксплуатацию Оборудование для передачи цифровой информации Оборудование ПКУС ™ CP24 Маршрутизирующее и коммутационное оборудование Электроснабжение оборудования PLC оборудование Пусконаладочные Оборудование для передачи цифровой информации Оборудование ПКУС ™ CP24 Маршрутизирующее и коммутационное оборудование Электроснабжение оборудования ПЛК оборудование Продукты и решения Оборудование для инженерных сетей связи Телекоммуникационные шкафы и общие данные Оборудование телезащиты ПКУ СР24 Пульт управления и контроля с регистратором событий ПКУС СКО Средства телезащиты Блок телезащиты ПКУС ПЛК Типовые шкафы с оборудованием телемеханики для передачи команд по цифровым каналам и высоковольтным линиям электропередачи Тестер команд телезащиты (UTK8) ПКУС СР24 Аппаратура телезащиты с панелью управления и контроля Конвертеры интерфейсов ПКУС ЭО1 Преобразователь интерфейсов ПКУС ЭО2 Преобразователь интерфейсов Оборудование для сбора данных KDS1 Контроллер сбора данных Устройства релейной защиты Устройство дуговой защиты UNIT-AP UNIT-VBR — компактный контроллер для управления и блокировки разъединителей. Блок питания UNIT-CPS для микропроцессорных устройств релейной защиты
БЛОК-БК-02 Блок конденсаторный
UNIT-IMR Реле контроля изоляции
Решения для мониторинга, инвентаризации и управления жизненным циклом сетей технологической связи
Управление запасами и ресурсами / активами
Мониторинг оборудования и каналов связи
Техподдержка
Тренировка
Сервисный центр
часто задаваемые вопросы
Пресс-центр
Новости и события
+7 495 651–9998
ру
+7 495 651–9998
ру
О компании
История
Системы управления
Лицензии, сертификаты
Контакты
мероприятия
Генеральный подряд
дизайн
Производство
Надзор за вводом в эксплуатацию
Пусконаладочные
Продукты и решения
Оборудование для инженерных сетей связи
Оборудование телезащиты
Конвертеры интерфейсов
Оборудование для сбора данных
Устройства релейной защиты
Решения для мониторинга, инвентаризации и управления жизненным циклом сетей технологической связи
Техподдержка
Тренировка
Сервисный центр
часто задаваемые вопросы
Пресс-центр
Новости и событияПродукты и решения
Оборудование инженерных сетей связи
Оборудование телезащиты
Что вам нужно знать об устройствах обнаружения дуговых замыканий (AFDD)
Определения
Линия — правильный термин для того, что обычно называют «токоведущим проводником».
В новых однофазных установках это будет коричневый провод, в старых установках он будет красным. Вместе с нейтральным проводом они составляют токоведущие проводники в цепи.Нейтраль — В новых однофазных установках он будет синего цвета; в старых версиях он будет черным. Вместе с линейным проводом он составляет токоведущие проводники в цепи.
Земля — Имеет различное применение, собственно говоря, это относится к массе земли при нулевом потенциале.Внутри домашней электрической установки может быть несколько типов «заземляющего» или «заземляющего кабеля».
CPC или защитный провод цепи — заземляющий провод, который находится в типичной однофазной установке. В более старых установках это может быть неизолированный медный провод или он может быть покрыт зеленой оплеткой. В новой установке медный провод будет покрыт желто-зеленой оплеткой.
Основное заземление — Кабель, который соединяет вашу установку с системой оператора распределительной сети
Основное соединение — Это кабели, которые вы увидите прикрепленными к металлическим трубам рядом с вашим потребительским блоком.
В старых установках они будут заканчиваться внутри блока потребителя. В новой установке они будут подключены к небольшому металлическому блоку, внешнему по отношению к потребительскому блоку, известному как главный заземляющий зажим или M.E.T. для краткости(Есть и другие типы заземления, но они несколько выходят за рамки этого документа.)
AFDD — Устройство обнаружения дугового разряда. Защитное устройство, которое отключает подачу электроэнергии к цепи при обнаружении дугового замыкания.
Дуга — Электрический заряд, который прерывает непроводящую среду (обычно воздух) в плазму, способную проводить поток электричества.Возникающий видимый разряд имеет форму дуги из-за эффектов тепловой конвекции.
Дуговое замыкание — Электрическая дуга, возникшая из-за неисправности
Автоматический выключатель — Защитное устройство, способное обнаруживать перегрузки по току в различных формах и отключать подачу электричества в затронутую цепь
УЗО — УЗО.
Защитное устройство, способное обнаруживать ток замыкания на землю и отключать подачу электричества в затронутую цепь.Существует несколько типов УЗО, ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных;RCCB — Автоматический выключатель остаточного тока. То, что большинство людей обычно называют УЗО, обычно можно найти в потребительском блоке, включающем группу автоматических выключателей
RCBO — Автоматический выключатель остаточного тока. Сочетает в себе функции УЗО и автоматического выключателя.
SRCD — Гнездо остаточного тока.УЗО, встроенное в розетку
Потребительский блок — Также известен как плата предохранителей, блок управления или блок предохранителей. Это действует как точка распределения для цепей в пределах вашей собственности. Также здесь находится большинство защитных устройств.
Окончание — Точка в цепи, в которой кабель заканчивается и подключается к элементу оборудования или присоединяется к другому кабелю с помощью разъема.
Прекращения обычно делятся на два лагеря;Тип винта — Винт наматывается на проводящую часть кабеля, удерживая его на месте
Тип зажима — Провод зажимается на месте, а не винтом.(Существуют также зажимные соединения, которые привинчиваются к месту, например, точка подключения в верхней части автоматического выключателя.)
EIC — Сертификат электрического монтажа. Документ, который должен быть оформлен на установку новой электроустановки. Он будет содержать сведения о человеке, ответственном за проектирование, установку и тестирование работы.
EICR — Отчет о состоянии электрического монтажа. Документ, который используется для описания состояния существующей установки.
Конечная кольцевая цепь — более известная как кольцевая цепь или кольцевая магистраль. Схема, наиболее часто используемая для подачи питания на розетки.
Самый простой способ представить себе кольцевую цепь — это то, что она начинается в модуле потребителя и заканчивается на модуле потребителя, в отличие от радиальной цепи.Радиальный контур — Контур, который начинается от блока потребителя и заканчивается в его самой дальней точке
, Ирландия, Лимерик \ nСандийские национальные лаборатории, США, Нью-Мексико, Альбукерке
1 с.
Здесь каждый датчик контролирует только одну секцию ячейки (или одну ячейку) в шкафах CDD.
Такой ЛФД обеспечит оперативное обнаружение и точечную отсечку поврежденных секций ячеек в шкафах УЗО в случае зажигания в них дуговых разрядов.
Растущий спрос на ЛФД и появление на рынке новых компаний-производителей, представляющих свои разработки в области волоконно-оптических ЛФД, подтверждают актуальность и важность предложенной разработки.
Большое количество таких предприятий обеспечивает стабильный спрос (в частности, количество электрических подстанций РАО ЕЭС составляет 344 тысячи).
рыночный сегмент с целью оперативного регулирования и оптимизации выбранных технических решений.
Блок питания UNIT-CPS для микропроцессорных устройств релейной защиты
БЛОК-БК-02 Блок конденсаторный
UNIT-IMR Реле контроля изоляции
Решения для мониторинга, инвентаризации и управления жизненным циклом сетей технологической связи
Управление запасами и ресурсами / активами
Мониторинг оборудования и каналов связи
Техподдержка
Тренировка
Сервисный центр
часто задаваемые вопросы
Пресс-центр
Новости и события
+7 495 651–9998
ру
+7 495 651–9998
ру
О компании
История
Системы управления
Лицензии, сертификаты
Контакты
мероприятия
Генеральный подряд
дизайн
Производство
Надзор за вводом в эксплуатацию
Пусконаладочные
Продукты и решения
Оборудование для инженерных сетей связи
Оборудование телезащиты
Конвертеры интерфейсов
Оборудование для сбора данных
Устройства релейной защиты
Решения для мониторинга, инвентаризации и управления жизненным циклом сетей технологической связи
Техподдержка
Тренировка
Сервисный центр
часто задаваемые вопросы
Пресс-центр
Новости и события
В новых однофазных установках это будет коричневый провод, в старых установках он будет красным. Вместе с нейтральным проводом они составляют токоведущие проводники в цепи.
В старых установках они будут заканчиваться внутри блока потребителя. В новой установке они будут подключены к небольшому металлическому блоку, внешнему по отношению к потребительскому блоку, известному как главный заземляющий зажим или M.E.T. для краткости
Защитное устройство, способное обнаруживать ток замыкания на землю и отключать подачу электричества в затронутую цепь.Существует несколько типов УЗО, ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных;
Прекращения обычно делятся на два лагеря;
Самый простой способ представить себе кольцевую цепь — это то, что она начинается в модуле потребителя и заканчивается на модуле потребителя, в отличие от радиальной цепи.
Защитите линию. 
Ток, напряжение и частота. 
Все вышеперечисленное 
Вставной предохранитель. 
Отношение минимального тока предохранителя к номинальному току предохранителя 
Равно нулю 
Типовые испытания. 
Высокоскоростной режим 
400 В 
33 кВ 
Катушка отключения. 
Автоэмиссия электронов. 
а. Температура окружающей среды.
