Продукция

Опираясь на высокотехнологичный парк Хэфэя, компания «Аньхой Пучжун Мэктроник» создает центр исследований и разработок в области интеллектуального электрооборудования

Инновации определяют будущее: компания «Пучжун Мэктроник» открывает новую эру распределительных помещений по принципу «один человек — одно устройство»

Поддерживая реализацию ключевых государственных проектов, продукция различных серий компании «Пучжун Мэктроник» получила широкое признание на рынке

Сосредоточившись на ключевых технологиях, компания «Пучжун Мехатроника» создала интеллектуальные устройства управления, которые обеспечивают функциональность «умных» распределительных помещений

Углубляя свою деятельность в сфере интеллектуального электрооборудования, компания «Аньхой Пучжун Мэктроник» становится лидером в области модернизации распределительного оборудования

Сунь Пин, компания «Аньхой Пучжун Мехатроникс»: выход на зарубежные рынки вместе с ассоциацией, вклад женщин в развитие инициативы «Один пояс, один путь»





Система дуговой защиты PZDH

Отправить заявку

Описание

маркер

Описание товара

Введение в системы защиты от дугового излучения

1.1 Обзор

В Китае при коротких замыканиях на шинах среднего и низкого напряжения основные повреждения важных объектов и травмы персонала в основном вызваны дуговым излучением. Однако на большинстве шин среднего и низкого напряжения в стране не установлены системы быстрой защиты шин, а используются лишь простые устройства гашения дуги и резервная защита трансформаторов. Эти системы защиты отличаются низким уровнем интеллектуализации и медленной скоростью срабатывания, что зачастую приводит к увеличению времени устранения неисправности, а значит, к дальнейшему усугублению повреждений оборудования и даже к возникновению цепных аварий, которые негативно сказываются на работе первичной обмотки трансформатора и угрожают безопасности всей энергосистемы.

Система защиты от дугового излучения — это новая система, самостоятельно разработанная нашей компанией с учетом реальных условий в стране, с использованием опыта зарубежных систем защиты от дугового излучения и в соответствии с отраслевыми правилами по обнаружению и настройке средств защиты. Она обладает уникальными инновационными технологиями, широкой практической применимостью и высокой надежностью. Система основана на принципе двойного критерия — обнаружения дугового излучения и обнаружения перегрузки по току — и отличается высокой скоростью срабатывания и высокой надежностью.

1.2 Причины возникновения дугового замыкания

Существует множество причин, вызывающих дуговые замыкания в распределительных устройствах, которые обычно подразделяются на следующие пять категорий

1) Неисправности изоляции: в основном это связано с недостаточным зазором между изоляционными материалами в шкафу, несоответствием требованиям к усиленной изоляции, а также с возникновением неисправностей изоляции в загрязнённой среде или при влажной погоде. Кроме того, из-за дефектов материала изоляции, а также старения изоляции под воздействием сильных электромагнитных полей в распределительных шкафах с длительным сроком эксплуатации также может произойти повреждение изоляции, приводящее к неисправностям.

2) Неисправности в токопроводящих цепях: из-за недостаточного сечения некоторых соединений, ослабления крепежных болтов, плохого контакта в выдвижных секциях, при прохождении больших токов возникает нагрев и искрение, что в свою очередь приводит к пробоям между фазами, пробоям «фаза-земля» и т. д.

3) Попадание посторонних предметов: например, проникновение мелких животных (крыс и т. п.) внутрь распределительного устройства или оставление инструментов внутри устройства ремонтным персоналом после завершения работ.

4) Ошибки при эксплуатации: например, выбор неправильного отсека, неправильные действия, отсутствие заземления рабочей зоны, отсутствие проверки напряжения в рабочей зоне и т. д.

5) Причины, связанные с системой: например, увеличение мощности системы, изменение способа заземления, расширение использования кабелей, неправильная конфигурация устройств защиты и автоматического управления, резонансные перенапряжения в системе и т. д.

1.3 Опасность дугового излучения

Мощность дуги, возникающей при коротком замыкании внутри распределительного шкафа, может достигать 100 МВт, энергия, выделяемая при горении дуги, растёт экспоненциально в зависимости от времени горения дуги и изменения величины тока короткого замыкания (как показано на рисунке ниже); высокая температура и высокое напряжение, возникающие при горении, постепенно разрушают компоненты, медные шины и целые ряды распределительных шкафов, а яркий свет дуги и токсичные газы наносят огромный вред здоровью человека. Чтобы обеспечить отсутствие структурных повреждений оборудования, необходимо максимально сократить время отключения.

1.4. Функции и области применения системы защиты от дугового излучения

Система защиты от дугового излучения выполняет следующие функции:

1) уменьшает или снижает вредное воздействие дугового излучения на организм человека;

2) уменьшает или снижает ущерб, наносимый оборудованию в результате короткого замыкания с образованием дугового излучения;

3) предотвращает нарушение динамической устойчивости трансформатора вследствие неисправности шин, расположенных на близком расстоянии, и продлевает срок службы трансформатора;

4) сокращение времени устранения неисправностей, вызванных дуговым излучением, и предотвращение распространения повреждений на систему постоянного тока подстанции, что может привести к значительным убыткам;

5) сокращение времени простоя оборудования, вызванного неисправностями, связанными с дуговым излучением, и более быстрое восстановление электроснабжения;

Системы защиты от дугового излучения в основном применяются в следующих случаях:

1) электрические подстанции

2) Шкафы распределения в электрических участках ТЭС, шинопроводные помещения и распределительные шкафы;

3) Распределительные шкафы на подъемных подстанциях ветровых электростанций;

4) Контейнерные подстанции;

5) Крупные шкафы выпрямителей постоянного тока в алюминиево-магниевой промышленности.

Состав системы защиты от светового излучения дуги

2.1 Используемые в настоящее время в Китае системы защиты для сетей среднего и низкого напряжения и их ограничения

1) Резервная защита трансформатора от перегрузки по току; типичное время срабатывания защиты составляет 1,2–2 с.

2) Блокировка резервной защиты трансформатора от перегрузки по току с помощью защиты с быстрым отключением на фидерной линии; типичное время срабатывания защиты составляет 300–500 мс.

3) Дифференциальная защита шин с высоким импедансом; типичное время срабатывания защиты составляет 30 мс–50 мс.

Все вышеупомянутые системы защиты имеют один фатальный недостаток — слишком медленное время срабатывания. Согласно схеме опасности дугового излучения, время срабатывания защитных устройств не должно превышать 20 мс, иначе это приведет к непоправимому повреждению оборудования, что, в свою очередь, увеличит время устранения неисправности.

2.2 Технические преимущества данной системы

1.Быстрая и надежная работа

Благодаря применению надежного алгоритма быстрого реагирования система способна в кратчайшие сроки анализировать сигналы изменения дугового излучения и тока и оперативно инициировать отключение. Время от обнаружения неисправности до отключения составляет менее 10 мс, что гарантирует подавление дуги в оборудовании распределительного щита в течение 75 мс.

2.Полностью цифровая конструкция

Устройство имеет полностью цифровую конструкцию, отличается гибкостью настройки и высокой точностью срабатывания, а также исключает риск погрешностей, связанных с использованием поворотных ручек или других механических элементов.

3.Простой и рациональный принцип защиты

С учётом особенностей возникновения дуги устройство использует двойной критерий — дугу и ток. Простота критериев позволяет эффективно гарантировать точность срабатывания.

4.Высокие электрические характеристики

Конструкция датчика дуги, соединительные кабели и прочие компоненты изготовлены из высокотемпературных, огнестойких полимерных материалов, обеспечивающих превосходную электрическую изоляцию. Устройство полностью соответствует стандартам ЭМС, что гарантирует общую стабильность системы защиты от дуги и надёжность срабатывания.

5.Полная регистрация информации о неисправностях

После возникновения аварийного дугового разряда и срабатывания устройства главный блок управления или блок защиты фидерной линии могут точно регистрировать информацию о местоположении аварийного дугового разряда, обнаруженного датчиком дугового разряда, а также подробно фиксировать значения трехфазных токов в момент срабатывания.

6.Множество вспомогательных функций защиты

Главный блок управления не только обеспечивает защиту от дугового разряда, но и выполняет вспомогательные функции защиты, такие как защита от отказа выключателя; все это является рациональной конфигурацией и эффективным дополнением к защите от дугового разряда.

2.3 Состав системы защиты от дугового разряда

Система защиты от дугового разряда в основном состоит из главного блока управления, блока сбора данных о дуговом разряде и датчика дугового разряда. С учетом требований эксплуатации на объекте системы подразделяются на системы защиты от дугового разряда шинного типа и системы защиты от дугового разряда фидерного типа. Как показано на рисунке ниже:

2.3.1 Главный блок управления

Главный блок управления является ядром системы защиты от дугового разряда шинного типа. Он осуществляет обнаружение и анализ сигналов неисправности, принимает и анализирует сигналы о дуговых неисправностях, поступающие от блока сбора данных, а также проводит комплексный анализ и оценку обоих типов сигналов. При выполнении условий отключения он выдает команду на отключение для устранения неисправности.

Главный блок управления обычно устанавливается на панели вторичного управления в вводном шкафу или в распределительном шкафу, расположенном непосредственно рядом с вводным шкафом. Блок управления имеет:

1) 16 интерфейсов обнаружения сигналов дуги, предназначенных для приема сигналов об аварийных ситуациях, связанных с дугой, от датчиков дуги;

2) 4 интерфейса передачи данных: 1 канал RS485, 1 канал CAN-шины, 1 канал Эзернет;

3) 4 интерфейса быстрого отключения, соответствующие стандарту реле IEC 255-23.

4) 2 выхода сигнализации, один из которых предназначен для сигнализации о неисправности устройства;

5) 12 входов тока, предназначенных для считывания сигналов трехфазного тока по 4 группам, используемых для определения тока неисправности.

2.3.2 Блок регистрации дугового излучения

Блок регистрации дугового излучения, работающий в сочетании с главным блоком управления, является важной составной частью системы защиты от дугового излучения. Он в основном предназначен для регистрации дугового излучения при неисправностях и передачи результатов анализа по высокоскоростной шине на главный блок управления. В один блок регистрации дугового излучения можно установить 16 датчиков дугового излучения; количество таких блоков можно произвольно увеличивать или уменьшать в зависимости от размера системы. Блок регистрации дугового излучения обычно устанавливается в выбранном распределительном шкафу. Блок регистрации дугового излучения имеет:

(1) 16 интерфейсов для детектирования сигналов дугового излучения, предназначенных для приема сигналов о неисправностях, поступающих от датчиков дугового излучения;

(2) 2 интерфейса для передачи данных: 1 интерфейс RS485 и 1 интерфейс CAN-шины;

2.3.3 Датчики дугового разряда

Датчики дугового разряда устанавливаются в различных отсеках шкафа, что позволяет реализовать как простую, так и сложную, а также выборочную защиту. Датчики дугового разряда, выступая в качестве светочувствительных элементов, регистрируют резкое увеличение интенсивности света при возникновении дуговой неисправности. В основном используются два типа датчиков: волоконно-оптические и кабельные.

1) Волоконно-оптические датчики дуги

Волоконно-оптические датчики дуги: передний датчик улавливает характерную спектральную информацию в сигнале дуги и передает световой сигнал по специальному оптическому волокну в блок сбора данных о дуге или в главный блок управления, где осуществляется анализ, обработка и сбор светового сигнала.

2) Кабельные датчики дугового излучения

В кабельных датчиках дугового излучения передний зонд улавливает характерную спектральную информацию в сигнале дугового излучения, а преобразование светового сигнала в электрический осуществляется непосредственно в зонде; выходной токовый сигнал 4–20 мА передается в блок регистрации дугового излучения или главный блок управления системой защиты от дугового излучения.

2.4 Технические особенности

Данная система обладает следующими техническими особенностями:

1) соответствует всем стандартам электромагнитной совместимости (ЭМС);

2) соответствует требованиям китайских стандартов проектирования релейной защиты;

3) использует двойные критерии определения перегрузки по току и дугового излучения, что обеспечивает высокую надёжность;

4) использует новую технологию оптоволоконной передачи данных, при этом преобразование света в электрический сигнал осуществляется внутри устройства, что обеспечивает высокую устойчивость к электромагнитным помехам;

5) использует новый датчик дугового излучения с функцией фильтрации постороннего света, что позволяет избежать ложных срабатываний датчика видимого света под воздействием окружающего освещения;

6) Время срабатывания на отключение составляет менее 10 мс, что значительно быстрее, чем у традиционных систем защиты шин; общее время устранения внутренних дуговых замыканий в распределительном устройстве может быть ограничено до 75 мс;

7) Дисплей полностью с китайскими иероглифами; принцип управления полностью соответствует традиционным цифровым системам защиты;

8) Логика отключения программируемая;

2.5. Описание принципа действия устройства

1) Функция защиты от дугового излучения

Защита от дугового излучения организована в виде групп на основе токовых блоков; датчик дугового излучения можно настроить для связи с любой группой токовых сигналов.

Когда блок дугового излучения передает оптический сигнал от датчика дугового излучения в главный блок управления и одновременно срабатывает элемент запуска по току, включается защита от дугового излучения; устройство может использовать сигнал дугового излучения в качестве единственного критерия для принятия решения о срабатывании.

2) Самодиагностика устройства

При обнаружении аппаратного сбоя устройство подает сигнал тревоги и одновременно блокирует работу всей системы защиты. К аппаратным сбоям относятся: сбой цепи выборки, ошибка ОЗУ, ошибка настроек и т. д.

Предыдущий Следующий