+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Дуговая защита (УДЗ, ЗДЗ) | Электротехнический журнал

Дуговая защита (Устройство дуговой защиты — УДЗ, Защита от дуговых замыканий — ЗДЗ) — быстродействующая защита от коротких замыканий, принцип действия которой основан на определении вспышки электрической дуги, которой сопровождается короткое замыкание. Работа защиты основана на физическом принципе, что делает возможным её применение только в закрытых отсеках, типа ячеек КРУ(н)

Разновидности устройств ЗДЗ (УДЗ)

  • Устройства, реагирующие на повышение давления воздуха в защищаемом отсеке электроустановки. Принцип действия основан на том, что при возникновении дуги возникает большое количество выделяющегося газа высокой температуры, что приводит к повышению давления воздуха в замкнутом пространстве.
  • Опто-электронные устройства. Принцип действия этой защиты от дуговых замыканий основан на определении электрической дуги по световым вспышкам, возникающим при горении дуги.

Практическая реализация

В настоящее время, для обеспечения селективности и отсутствия ложных отключений, УДЗ логически объединяются с электрическими защитами присоединений.

Так, при возникновении в цепи тока повреждения, вызванного дуговым пробоем, запускаются самые чувствительные защиты питающих (или других) присоединений, но его (тока) как правило недостаточно для срабатывания быстродействующей ступени, в чей зоне работы находится место короткого замыкания, так как переходное сопротивление дуги больше, чем металлическое короткое замыкание. В этом случае для электрической защиты короткое замыкание находится как бы вне зоны самой быстродействующей ступени, электрическая защита присоединения работает с выдержкой времени. В этом случае участок электрической цепи отключается дуговой защитой без выдержки времени по факту пуска электрической защиты (любой из ступеней защиты) и факту наличия дуговой вспышки (высокому давлению). Такая логика работы УДЗ называется «Работа дуговой защиты с блокировкой по току».

В настоящее время УДЗ без блокировки по току на объектах электроэнергетики не используются, поскольку зафиксировано множество случаев ложного отключения присоединений.

Особенно часты ложные отключения без блокировки по току у устройств с опто-электрической реализацией, так как фотодатчики могут ложно зафиксировать факт наличия дуги при изменении интенсивности освещения или при проведении сварочных работ в помещении распределительного устройства.

Примечания

В статье использованы описания и принцип действия устройств дуговой защиты с сайтов: proel.spb.ru и ru.wikipedia.org.

( Пока оценок нет )

Дуговая защита | uni-eng.ru

Приказом Министерства Энергетики РФ от 19 июня 2003 г. №229 «Об утверждении Правил технической эксплуатации (ПТЭ) электрических станций и сетей Российской Федерации» введена в действие новая редакция документа, пункт 5.4.19 которой гласит:

«Комплектные распределительные устройства 6-10 кВ должны иметь быстродействующую защиту от дуговых коротких замыканий внутри шкафов КРУ.»

Таким образом, применение защиты от дуговых замыканий в комплектных распредустройствах 6-10 кВ является обязательным.

Указанное требование не является формальным, поскольку алгоритмы работы современных дуговых защит позволяют минимизировать ущерб от дуговых замыканий за счет быстродействия и точности определения ДЗ. Например, замыкание в кабельном отсеке отходящей линии при отключении его классической максимальной токовой защитой может протекать до 1,5-2 сек, в то время как отключение дуговой защитой, как правило, производится в течение нескольких мс. То бишь применение быстродействующей дуговой защиты в ячейках КРУ позволяет повысить пожаробезопасность электроустановок, минимизировать повреждения производимые дугой, локализовать место замыкания и, следовательно, существенно сократить затраты на восстановление после аварий.


Дуговая защита в распредустройствах

Устройства дуговой защиты ЮНИТ-ДЗ, разработанные специалистами ООО «Юнител Инжиниринг», широко применяются в распредустройствах 6-35 кВ станций и подстанций. ЮНИТ-ДЗ предназначены для обнаружения замыканий, сопровождаемых открытой электрической дугой, и выдачи сигнала на отключение аварийного участка без выдержки времени для оперативной ликвидации повреждения. Монтаж устройств выполняется как в ячейках КРУ, в том числе наружного исполнения, так и в камерах КСО. ЮНИТ-ДЗ предназначены для применения в схемах вторичной коммутации с переменным, постоянным или выпрямленным оперативным током. Функционал ЮНИТ-ДЗ позволяет дополнительно контролировать наличие пуска МТЗ или ЗМН посредством дискретных входов, осуществлять выдачу команд отключения выключателя непосредственно в цепи ЭМО, а также воздействовать в цепи релейной защиты, автоматики и сигнализации. Для контроля состояния устройства по месту реализована светодиодная индикация, дистанционный мониторинг может осуществляться по протоколу MODBUS RTU. Встроенный регистратор до 1000 событий позволяет анализировать развитие аварийных процессов и правильность работы защит.

В состав устройства ЮНИТ-ДЗ входит блок микропроцессорной дуговой защиты и волоконно-оптические датчики (ВОД) – гибкие оптоволоконные шнуры малого диаметра, устойчивые к электромагнитным помехам и чувствительные к импульсам излучения в видимом диапазоне длин волн.

Благодаря чувствительности по всей длине радиальные и петлевые ВОД не теряют способности детектирования дуги при сильном загрязнении и при частичном повреждении. В случае обрыва ВОД неповрежденный участок, подключенный к оптоприемнику устройства, сообщит ему о появлении дуги.

Устройство ЮНИТ-ДЗ может поставляться в трех основных исполнениях:
• с поддержкой до двух радиальных ВОД;
• с поддержкой до четырех петлевых ВОД;
• с поддержкой до четырех точечных ВОД.

Радиальные ВОД стандартно выпускаются в длинах 10, 15, 20 и 25 м. Устройства с радиальными датчиками, как правило, применяются в небольших РУ, с установкой одного ЮНИТ-ДЗ на секцию. Преимуществом такого решения является его дешевизна, но оно не позволяет выполнить селективную защиту от ЗДЗ – при любом повреждении производится отключение основного и резервного вводов питания.

Устройства, оборудованные петлевыми или точечными ВОД позволяют организовать селективную схему дуговой защиты, с точностью определения места замыкания до отсека ячейки. Кроме того, преимуществом петлевых и точечных ВОД является автоматический контроль их целостности устройством ЮНИТ-ДЗ с сигнализацией о повреждении датчика.

Сегменты петлевого датчика от устройства до защищаемого отсека, проходящие через релейный отсек могут прокладываться волоконно-оптическим кабелем с непрозрачной оболочкой. В таком случае датчик будет представлять собой комбинированную (составную) конструкцию из оптоволоконного сегмента с непрозрачной оболочкой, соединительной втулки, которая устанавливается в отверстие перегородки между отсеками и оптоволоконногно сегмента со светопрозрачной оболочкой. Подобное решение упрощает монтаж датчиков, а также предотвращает попадание света на светочувствительную часть ВОД от источника освещения вне защищаемой зоны. Типовые петлевые комбинированные ВОД могут быть выполнены длиной 6 или 10 м, соединительные (покрытые оболочкой) участки – 2 и 4 м.

Точечный ВОД состоит из светочувствительной линзы, «точки», соединяемой с устройством ЮНИТ-ДЗ посредством оптовода в светонепроницаемой оболочке. Применение точечных ВОД может быть рекомендовано при затрудненном доступе внутрь защищаемого отсека, требующем большого объёма слесарных работ (например отсек закрыт сваркой или болтовыми соединениями). Оптовод при этом может монтироваться по внешней стороне отсека, а чувствительная часть, «точка» — сквозь стенку отсека через предварительно выполненное отверстие. ВОД точечного типа выполняются длиной 3, 5 и 10 м.


Система самодиагностики.

При обнаружении внутренней неисправности работа выходных реле устройства блокируется. Сигнализация неисправности устройства выполнена светодиодами на лицевой панели и с помощью соответствующего выходного реле.


Рекомендации по монтажным работам ЮНИТ-ДЗ.

Работа дуговой защиты с использованием радиальных типов датчиков ВОД неселективная — без возможности определить точное место повреждения, при срабатывании отключается основное (Вводной Выключатель) и резервное (Секционный Выключатель) питание секции.

ДЗ с радиальными ВОД широко применяется в качестве защиты секции шин.

Работа дуговой защиты с петлевыми или точечными типами датчиков селективная — место повреждения определяется с точностью до отсека ячейки. Соответственно в зависимости от места ДЗ производится отключение:
• выключателя отходящей линии
• питания секции
• стороны ВН силового трансформатора.

Место установки устройства ЮНИТ-ДЗ и топология прокладки ВОД должны определяться проектом. Для улучшения чувствительности устройства петлевые и радиальные ВОД рекомендуется сворачивать в защищаемом отсеке в кольцо. При этом длина чувствительного участка находящаяся в защищаемом отсеке, должна быть не менее 1,2 м.

Для фиксации датчиков могут быть использованы пластиковые хомуты, которые фиксируются при помощи самоклеющихся площадок и металлического крепежа на неподвижных конструктивных элементах ячеек.

При прокладке датчиков через отверстия в металлических перегородках, во избежание механического повреждения ВОД, в отверстия рекомендуется устанавливать резиновые или пластиковые втулки с внутренним диаметром не менее 8 мм.

В качестве защиты при прохождении через перегородки между отсеками может также использоваться соединитель комбинированных ВОД.
Во избежание повреждения ВОД необходимо выполнять подключение ВОД только после завершения монтажа устройства. Для дополнительной механической защиты ВОД, подключенных к устройству, может применяться защитный кожух, который также входит в комплект для монтажа в зависимости от заказа.


Настройка устройства дуговой защиты ЮНИТ-ДЗ.

Устройства ЮНИТ-ДЗ поставляются Заказчику совместно с технической документацией, необходимой и достаточной для ознакомления, конфигурирования и дальнейшей эксплуатации устройств.
Конфигурирование устройств ЮНИТ-ДЗ осуществляется с помощью ПО UnitService (Юнит Сервис) устанавливаемого на ПК. Программное обеспечение UnitService поставляется Заказчику совместно с устройствами ЮНИТ-ДЗ. Устройства оборудованы портом связи с интерфейсом RS-485 с поддержкой протокола Modbus RTU, скорость обмена данными 19200 бод.
Непосредственное соединение ПК и устройства ЮНИТ-ДЗ при наладке осуществляется с помощью преобразователя USB-RS485. Преобразователь интерфейса поставляется с партией устройств.

В процессе эксплуатации подключение к каждому устройству может осуществляться с удаленного рабочего места.

При непосредственном или удаленном соединении с устройством ЮНИТ-ДЗ пользователь может выполнять следующие действия:
— считывать и просматривать журнал событий;
— считывать текущую конфигурацию и уставки устройства;
— просматривать актуальное состояние внутренних сигналов устройства;
— сбрасывать сигнализацию устройства;
— синхронизировать время внутреннего таймера;
— изменять конфигурацию устройства ЮНИТ-ДЗ, задавать уставки.

Все типы дуговых защит условно можно разделить на два исполнения:
• Централизованные дуговые защиты. Для этого исполнения характерно использование центрального блока, где и происходит обработка сигналов от устройств или датчиков обнаружения дуги, установленных в каждой ячейке.
• Децентрализованные дуговые защиты. Характерной особенностью является установка автономного устройства ДЗ в каждой ячейке.

Децентрализованное исполнение дуговой защиты на базе устройств ЮНИТ-ДЗ с петлевыми и точечными датчиками имеет следующие преимущества по сравнению с централизованными системами:
1. Повышение надежности. При выходе из строя устройства или потере его питания нарушается работа ДЗ только одной ячейки. В централизованной схеме ЗДЗ – теряется защита секции полностью. На особо ответственных участках можно осуществить резервирование с минимальными финансовыми затратами – завести свободный ВОД из смежной ячейки или установить дополнительный терминал, выполнив резервирование по питанию.
2. Упрощение монтажа. Монтаж терминала и ВОД осуществляется в пределах одной ячейки, не требует протяженных контрольных и волоконно-оптических кабелей. Нет потребности в монтаже вне пределов ячейки — не требуется установка шкафов ЗДЗ, кабельных лотков и пр. Внешние кабельные связи, такие как питание и связь с защитами трансформатора, прокладываются по существующим кабельным каналам. Для монтажа устройства и датчиков не требуется специализированный инструмент и расходные материалы.
3. Помехоустойчивость. За счет расположения ЮНИТ-ДЗ и его контрольных кабелей внутри релейного отсека, исключается возможность наводки при коммутациях и авариях в РУ.
4. Удобство обслуживания. При обслуживании или послеаварийном восстановлении (например, после ДЗ в кабельном отсеке) нет необходимости выводить из работы секцию РУ. Кроме того, применение петлевых датчиков комбинированного типа позволяет произвести быструю замену поврежденного светочувствительного участка ВОД, без перемонтажа в смежных отсеках ячейки.
5. Существенное удешевление ЗИП по сравнению с централизованными системами ЗДЗ, где стоимость ЗИП сопоставима с комплектом ДЗ на секцию. Универсальность терминалов позволяет осуществить послеаварийное восстановление в сжатые сроки.
6. Простота модернизации ЗДЗ. При расширении РУ или задействовании резервных присоединений не требуется переконфигурация защиты всей секции. Параметривание вновь устанавливаемого терминала может быть выполнено путем копирования уставок ЮНИТ-ДЗ аналогичной ячейки.

Естественно, помимо терминалов серии ЮНИТ-ДЗ на современном рынке представлена продукция других производителей со сходными характеристиками.

По сравнению с большинством конкурентов ЮНИТ-ДЗ имеют существенные преимущества, такие как:
1. Алгоритм отстройки от случайных засветов (солнечный свет, свечение фонариком или вспышкой телефона, зажигалкой), позволяющий гарантировать работу защиты только при возникновении дугового замыкания.
2. Собственное быстродействие устройства, от момента возникновения дуги до замыкания отключающих реле не более 1 мс.
3. Возможность автономной работы ЮНИТ-ДЗ, без внешних сигналов МТЗ/ЗМН с воздействием непосредственно на отключение выключателя.
4. Возможность воздействия непосредственно в цепи электромагнитов, благодаря высокой коммутационной способности выходных реле.
5. Широкий функционал внутренней программируемой логики.
6. Увеличенное время работы терминала при потере питания (до 2 с). (При комплектации системы дуговой защиты блоками ЮНИТ-БПТН, работа защиты и отключение выключателей могут быть обеспечены при полном пропадании основного питания.)
7. Наличие регистратора событий, календаря и часов с хранением данных в энергонезависимой памяти.
8. Возможность включения устройств в сеть АСУ ТП или РЗА.

Дуговая защита КРУ 6(10) кВ

Дуговая защита в ячейках 6(10) кВ нужна для быстрого отключения самых опасных замыканий — дуговых. Данные повреждения в замкнутых пространствах ячеек сопровождаются возникновением повышенного давления и температуры, что в ряде случаев похоже на взрыв. Дуговые замыкания представляют наивысшую опасность для людей и оборудования и должны отключаться за минимально возможное время.

В настоящее время все ячейки КРУ 6(10) кВ с воздушной и твердой изоляцией должны оснащаться дуговыми защитами.

Так основное требование к дуговой защите это быстродействие, то и ее конструкция должна быть особой. В настоящее время в проектах в основном применяются оптические регистраторы, которые позволяют зафиксировать вспышку от дуги и сформировать выходной логический сигнал за несколько миллисекунд. Стоит отметить, что это время не является временем срабатывания дуговой защиты, о чем забывают некоторые фирмы-изготовители, указывая его в преимуществах своих устройств.

Полное время реакции дуговой защиты складывается из времен работы регистратора (1-10 мс) и подтверждения протекания аварийного тока (25-35 мс). Именно последнее время имеет определяющее значение потому, что в большинстве случае контроль по току осуществляется в стороннем устройстве (блоки РЗА вводов и СВ) и данный признак передается через дискретные входы/выходы цифровых устройств.

Кроме основных требований к РЗА (Б, Ч, С, Н) для дуговой защиты стоит обратить внимание на удобство монтажа, особенно в части оптических линий связи, а также контролю целостности оптического тракта. Большая длина волоконных линий, проходящих через несколько отсеков КРУ, также снижает надежность защиты из-за возможных механических повреждений.

На сегодняшний день стандартным исполнением дуговой защиты являются отдельные оптические регистраторы дуги в каждой ячейке КРУ, к которым подключаются 2-4 датчика (ВОД) для разных отсеков. Регистраторы фиксируют вспышку в конкретной ячейке и выдают сигнал срабатывания на центральный блок дуговой защиты, либо блоки РЗА вводов и СВ. Там проверяется наличие пуска по току и формируется сигнал отключения поврежденного присоединения, либо всей секции.

В целом логика и построение дуговой защиты зависит от конструкции ячеек КРУ и режимов работы подстанции. Основные сложности возникают при наличии на секции генерирующих присоединений, а также мощных двигателей, которые в режиме КЗ дают подпитку дуги, а следовательно должны быть отключены за минимальное время. 

Данные особенности нужно учитывать при проектировании систем дуговой защиты.

На рисунке

Дуговая защита типа ПРОЭЛ-МИНИ.

Разработчик НПП «Проэл», proel.spb.ru

Устройство защиты от дуговых замыканий

Назначение

Устройство предназначено для применения в качестве защиты от коротких замыканий различных присоединений, сопровождаемых открытой электрической дугой, отдельно или совместно с другими устройствами релейной защиты и автоматики.

Общие сведения

Устройство представляет собой распределенную модульную систему. Основным модулем системы является блок контроля и регистрации БКР-1 (1 шт. на ячейку), к которому подключаются оптические датчики в металлическом корпусе типа ДО-1 (не более 4 шт. на один БКР-1), устанавливаемые в высоковольтных отсеках ячеек КРУ, КРУН, КСО. Связь каждого ДО-1 с БКР-1 осуществляется специальным экранированным кабелем, который позволяет обеспечить надежную работу устройства при воздействии электромагнитных полей. Кабель связи изготавливается производителем устройства ЗДЗ-01 и входит в комплект поставки.

Датчики реагируют на превышение световым потоком электрической дуги уставки пороговой освещенности. Таким образом, устройство осуществляет непрерывный контроль уровня освещенности в местах возможного возникновения повреждений.

Основные характеристики

  • Селективная защита от дуговых замыканий в ячейках (шкафах) КРУ, КРУН, КСО, в том числе разделенных внутренними перегородками на несколько оптически независимых отсеков.
  • Контроль интенсивности дугового разряда и срабатывание оптических датчиков горения дуги при превышении заданной пороговой освещенности.
  • Пуск защиты по дискретному сигналу «ПУСК» от токовых защит питающих источников (защита ввода, секционного выключателя, трансформатора) и/или от защиты минимального напряжения.
  • Формирование трех выходных сигналов (с контролем наличия входного сигнала разрешения) для селективного отключения высоковольтного оборудования в зависимости от номера канала сработавшего датчика.
  • Возможность выполнения логического УРОВ – действие 2-го и 3-го сигналов срабатывания на формирование сигнала срабатывания 1.
  • Отдельное выходное реле УРОВ для формирования сигнала отключения питающего присоединения.
  • Формирование выходного сигнала запрета АПВ присоединения и АВР секции при срабатывании дуговой защиты.
  • Светодиодная индикация и сигнализация:– наличия напряжения питания;– состояние подключенных оптических датчиков;– состояние дискретного сигнала разрешения работ «ПУСК»;– выполнения выходных сигналов УРОВ и запрет АПВ/АВР;– исправности устройства.
  • Сброс сигнализации, инициализация устройства и визуальный контроль исправности индикаторов с помощью кнопки СБРОС на лицевой панели БКР-1.
  • Местная параметризация и просмотр зарегистрированных сигналов и событий с помощью порта связи с интерфейсом RS-485 и сервисного ПО. Возможность интеграции в АСУ ТП энергообъекта.
  • Сохранение в энергонезависимой памяти и последующее восстановление записанной информации о состоянии датчиков при отключении и последующем включении или кратковременном пропадании питания устройства.
  • Автоматический контроль работоспособности – контроль линии связи и самих датчиков с использованием встроенного источника светового потока.
  • Полная самодиагностика устройства и его составных частей с формированием сигнала ОТКАЗ при:– отсутствии напряжения питания;– неисправности контроллера и внутренней схемы БКР-1;– обнаружении неисправного выходного реле;– обнаружении неисправного датчика, недопустимом загрязнении фотоэлемента;– обрыве или коротком замыкании линии связи с датчиком;– срабатывании канала к которому не подключен датчик;– неисправности цепи дискретного сигнала «ПУСК».

Технические данные и характеристики

Наименование параметра

Значение

Номинальная пороговая освещенность срабатывания

от 500 до 5000 лк

Дискретность калибровки датчиков

500 лк

Погрешность срабатывания датчика

не более ±10 %

Дополнительная погрешность в диапазоне температур окружающей среды от минус 40 до плюс 55 °С

не более ±10 %

Угловой размер сектора контроля возникновения дуги

120°

Время непрерывного горения дуги для срабатывания датчика

1 ± 0,3 мс

Питание датчика

от блока БКР-1

Параллельное подключение выводов датчиков

не допускается

Время задержки срабатывания реле К1, К2, К3 при срабатывании датчика дуги и наличии сигнала ПУСК

не более 10 мс

Полное время срабатывания устройства с момента возникновения дуги

не более 30 мс

Диапазон регулировки длительности замыкания контактов реле К1, К2, К3, К4

от 0,1 до 10 с

Диапазон выдержек времени срабатывания УРОВ

от 0,1 до 1 с

Время задержки срабатывания выходного реле ОТКАЗ

не более 5 мс

Контакт сигнала разрешения срабатывания ПУСК

нормально замкнутый

Допустимая задержка размыкания контакта ПУСК по отношению к моменту срабатывания датчика дуги

не более 100 мс

Допустимая длительность сигнала ПУСК (разомкнутого состояния контакта)

не более 10 с

Максимальная длина линии связи БКР-1 с датчиком ДО-1

не более 150 м

Напряжение питания БКР-1 (постоянного, выпрямленного или переменного тока)

от 80 до 264 В

Подробнее https://relematika. ru/products/rza-6-10-…

Устройство защиты от дуговых замыканий «Бреслер-ЗДЗ» — Энергетика и промышленность России — № 08 (220) апрель 2013 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 08 (220) апрель 2013 года

Она нашла свое отражение в отраслевых нормативно-технических документах. Актуальность проблемы дуговой защиты неоднократно освещалась и на страницах профильных периодических изданий. Классические типовые решения предусматривали выполнение дуговой защиты КРУ с использованием клапанных датчиков избыточного давления либо на полупроводниковых приборах, управляемых внешним световым потоком, – фототиристорах.

Современное решение

В последнее десятилетие был разработан целый ряд специализированных устройств, позволяющий реализовать различные схемы построения дуговой защиты. Наибольшее распространение получили устройства, использующие оптический способ распознавания дуговых замыканий. Такие устройства обеспечивают высокую эффективность действия, хорошие показатели по чувствительности, селективности работы и быстродействию. В свою очередь устройства, реагирующие на повышение уровня освещенности при дуговом замыкании, можно разделить на две основные группы по типу используемых датчиков: с волоконно-оптическими (ВОД) или оптическими фотоэлектронными (ФЭД, их часто ошибочно называют фототиристорными) датчиками.

Использование ВОД при реализации дуговой защиты накладывает дополнительные требования, обязательное соблюдение которых необходимо при монтаже и эксплуатации устройств.

Классическим фототиристорам присущи определенные недостатки: малый угол обзора, большие токи утечки в закрытом состоянии, чувствительность к скорости нарастания напряжения, изменения светового потока и пр. Современная элементная база оптоэлектронных компонентов позволяет создавать достаточно простые фотодатчики, которые свободны от этих недостатков. Именно такое решение было применено в устройстве защиты от дуговых замыканий «Бреслер-ЗДЗ».

Устройство представляет собой распределенную модульную систему. Основным модулем системы является блок контроля и регистрации БКР, к которому подключаются оптические датчики типа ДО, устанавливаемые в релейных отсеках КРУ. Датчики реагируют на превышение внешним световым потоком уставки пороговой освещенности. Таким образом, устройство осуществляет непрерывный контроль уровня освещенности в местах возможного возникновения повреждений.

Надежное срабатывание

Отличительной особенностью датчиков типа ДО являются гарантированные параметры срабатывания при изменении внешних воздействующих факторов. Величина пороговой освещенности срабатывания выбирается при заказе из диапазона от 500 до 5000 лк, а погрешность срабатывания датчиков не превышает десяти процентов во всем диапазоне рабочих температур устройства от минус 40 до плюс 55оС. Уставка по умолчанию позволяет отстроиться от уровня окружающего освещения и уверенно регистрировать возникновение дуги на расстоянии до 5 метров, в том числе и отраженный сигнал от элементов конструкции ячейки. Следует отметить, что максимум чувствительности датчика расположен на длине волны 560 нм, а угловой размер сектора контроля возникновения дуги составляет не менее 120о. Собственное время срабатывания датчика с момента возникновения дуги не превышает 1 мс. Такие параметры датчика позволяют эффективно решать задачу распознавания возникновения дуги и оперативно передавать сигнал на блок контроля и регистрации.

Логика функционирования БКР соответствует типовым решениям функционирования дуговой защиты, позволяет организовать несколько селективных зон с раздельным действием при срабатывании датчиков в отсеках кабельной разделки, высоковольтного выключателя, сборных шин (шинного моста, шинного ввода). Предусмотрено выполнение функции УРОВ, действующей на отключение высокой стороны трансформатора при отказе выключателя ввода, а также выдача запрещающего сигнала в схемы АПВ/АВР при действии дуговой защиты. Для указания поврежденной ячейки реализована выдача сигнала с указанием сработавшего датчика. Исключение ложных срабатываний дуговой защиты в составе БКР обеспечивается пуском дуговой защиты от токовых защит или реле минимального напряжения посредством подачи на дискретный вход «ПУСК» разрешающих сигналов. В исходном состоянии на дискретном входе должно присутствовать напряжение для исключения неселективного действия защиты. При этом осуществляется контроль исправности всей схемы пуска (линии связи, контактов, БКР), так как при отсутствии сигнала на входе «Пуск» более
10 с на выходных реле и светодиодах формируется сигнал о неисправности цепи разрешения.

Собственное время срабатывания устройства «Бреслер-ЗДЗ» составляет 10‑20 мс. Однако, как указывалось выше, для срабатывания защиты необходимо наличие разрешающего сигнала от внешних защит, который формируется в течение 30‑50 мс от начала аварийной ситуации в зависимости от типа устройства РЗА. Таким образом, полное время ликвидации аварийного режима определяется быстродействием пусковых органов и временем отключения высоковольтного выключателя и составляет не более 100 мс.

Простота монтажа

Подключение датчиков к блоку БКР осуществляется по двухпроводной линии электрической связи обычным экранированным монтажным проводом. Для этого не требуется специальной квалификации и инструмента как при монтаже, так и при обслуживании устройства. Линия связи с датчиком одновременно служит его цепью питания. Длина линии связи с датчиком может достигать 150 метров и не влияет на параметры его срабатывания. При повреждении линии связи в процессе эксплуатации или выполнения регламентных работ в ячейке ее работоспособность может быть легко восстановлена, в отличие от устройств с ВОД, у которых в аналогичной ситуации требуется сварка волокна или замена датчика целиком. К достоинствам можно отнести и то, что выполнение соединений датчиков с БКР можно вести «по месту» (длину ВОД, как правило, необходимо рассчитывать предварительно и указывать производителю при заказе устройства).

Устройство «Бреслер-ЗДЗ» имеет встроенный гальванически развязанный интерфейс связи RS-485 с поддержкой основных используемых протоколов связи для интеграции в АСУ ТП подстанции. Это позволяет производить параметрирование и настройку логики работы устройства как «на месте», так и удаленно. Кроме того, устройство «Бреслер-ЗДЗ» имеет встроенные часы реального времени и энергонезависимую память для формирования журнала событий с привязкой к астрономическому времени. Для конфигурирования и выгрузки журнала событий можно использовать бесплатное ПО, поставляемое ООО «ИЦ «Бреслер».

Самоконтроль

С целью проведения периодического контроля в датчики типа ДО встроена схема управления с элементами подсветки, что позволяет устройству «Бреслер-ЗДЗ» осуществлять:
• контроль исправности (отсутствие обрывов и коротких замыканий) линий связи с датчиками;
• автоматическую периодическую проверку исправности датчика и степени его загрязнения.

Тестовые воздействия (подсветка) осуществляются непосредственно на фоточувствительную поверхность датчика. При обнаружении в составе устройства неисправного датчика или линии связи с ним устройство выдает предупредительный сигнал с помощью выходного сигнального реле, а соответствующий индикатор показывает неисправный датчик. С целью исключения ложных срабатываний защиты работа канала, к которому подключен неисправный датчик, блокируется. По всем остальным каналам контроля функционирование осуществляется в нормальном режиме, а значит – защита остается «в работе».

На лицевой панели БКР расположены органы световой сигнализации (индикаторы), отображающие информацию о текущем состоянии устройства:
• наличие напряжения питания;
• состояние датчиков ДО;
• исправность линий связи, датчиков;
• исправность самого блока БКР.
Вся отображаемая на индикаторах информация выполнена с элементами памяти, т. е. автоматически восстанавливается при подаче на БКР напряжения питания после его исчезновения. Предусмотрена возможность проверки исправности датчиков и индикаторов в ручном режиме.

Экономия

Наибольшие проблемы, возникающие при эксплуатации дуговых защит любого типа, связаны с необходимостью их периодического обслуживания и проверки. Это связано как с организационными мероприятиями – требуется полное отключение электроустановки, так и со значительной трудоемкостью работ. Режимы функционирования, реализованные в устройстве «Бреслер-ЗДЗ», позволяют отказаться от периодического обслуживания и осуществлять проверки только по факту обнаружения неисправности. Система самодиагностики устройства полностью охватывает все его составные части и функциональные связи между ними. Такое решение дает возможность существенно сэкономить средства по техническому обслуживанию дуговой защиты и максимально облегчить эксплуатацию устройства.

Резюмируя все вышесказанное, можно с уверенностью утверждать, что защита от дуговых замыканий «Бреслер-ЗДЗ» – современный, надежный и функциональный способ защиты ячеек КРУ.

Выбор уставок защиты от дуговых замыканий в КРУ

В данной статье рассмотрим выбор уставок защиты от дуговых замыканий (ЗДЗ). Принцип работы и виды ЗДЗ с их преимуществами и недостатками подробно рассмотрено в статье: «Дуговая защита в КРУ».

Выбор уставок для защиты от дуговых замыканий осуществляется, когда нам нужен контроль тока КЗ. Контроль наличия тока может быть как внутренний (в самой ячейке) так и внешний с использованием внешнего устройства защиты от ЗДЗ (например «ОВОД-МД»).

Токовый контроль выполняется для предотвращения неправильной работы ЗДЗ, в основном контроль тока выполняется со стороны ВН трансформатора, ячейки Ввода и СВ, возможно также выполнение контроля тока на отходящих линиях.

Для примера рассмотрим устройство защиты от ЗДЗ «ОВОД-МД» с использованием волоконно-оптических датчиков (ВОД) реагирующих на световую вспышку при появлении открытой электрической дуги в отсеках ячейки КРУ.

Принцип отключения ЗДЗ следующий:

Отключение присоединения осуществляется только при появлении двух факторов:

  • сигнал «Срабатывание» от ВОД;
  • сигнал «Пуск МТЗ».

В случае если в «ОВОД-МД» поступил только сигнал «Срабатывание» от ВОД без сигнала «Пуск МТЗ» от терминала защиты ввода или СВ, отключение выключателя от ЗДЗ не происходит, спустя какое то время «ОВОД-МД» выдает сигнал «Неисправность ВОД».

Теперь разобравшись зачем нам нужен контроль тока, перейдем непосредственно к выбору уставок.

1. Ток срабатывания фазного токового контроля определяется по формуле:

где:

  • Котс. – коэффициент отстройки, принимается 1,15;
  • Кв – коэффициент возврата, для микропроцессорных терминалов принимается 0,95-0,96.
  • Iраб.макс. – максимальный рабочий ток.

После того как определили ток срабатывания, нужно определить коэффициент чувствительности, он должен быть не меньше 1,5.

где:
Iк.з.мин. – минимальный ток трехфазного КЗ на шинах КРУ;

2. Ток срабатывания токового контроля по току нулевой последовательности определяется по формуле:

где:

  • Котс. – коэффициент отстройки, принимается 1,25;
  • Кн.б. – коэффициент небаланса, принимается 0,05.
  • Iраб.макс. – максимальный рабочий ток.

Проверка чувствительности защиты определяется по формуле:

где:
3I0мин. – минимальный утроенный ток нулевой последовательности КЗ на землю на шинах КРУ;

И напоследок я хотел бы сказать, что обязательных требований по организации ЗДЗ с контролем тока в нормативных документах не описано, я по крайней мере за свой многолетний опыт проектирования не встречал.

Также требования к быстродействию и типу применяемой ЗДЗ нигде не регламентированы. В ПУЭ об этом ничего не написано. В ПТЭ 15-редакция пункт 5.4.19 говорится только, что должна предусматриваться быстродействующая ЗДЗ, о том как должна выполнятся ЗДЗ ничего не написано.

И напоследок, я хотел бы Вам представить видео-презентацию системы быстродействующей дуговой защиты VAMP 221(321), устройством ЗДЗ VAMP120 от фирмы «Schneider Electric». В данном видео вы познакомитесь с устройством дуговой защиты типа VAMP, логикой работы и со схемами выполнения ЗДЗ. Видео очень полезное, советую просмотреть до конца, не смотря на то, что длительность более 49 минут.