Марка • Оборудование

ТЕРМА-ЭНЕРГО:
Устройство дуговой защиты УДЗ 00 «РАДУГА-ПС» У3

Открыть в формате PDF

Александр Жуков, генеральный директор
Игорь Ильинский, начальник отдела маркетинга
Николай Федоров, начальник отдела разработок
ООО «ТЕРМА-ЭНЕРГО»

Для защиты комплектных распределительных устройств (КРУ) от внутренних коротких замыканий, сопровождаемых электрической дугой, необходимо оснащать КРУ максимально быстродействующими и безопасными дуговыми защитами. В настоящее время этим требованиям в наибольшей степени отвечают устройства с волоконно-оптическими датчиками (ВОД).

Основные требования к дуговым защитам (ДЗ) с ВОД

• Быстродействие в интервале 5–20 мс, чтобы дуга не привела к большому ущербу. В то же время, например, клапанные ДЗ срабатывают при определенном избыточном давлении, достигаемом при горении дуги в течение 100–500 мс, что приводит к частичному повреждению оборудования и загрязнению ячейки продуктами горения.
• Селективность защиты, особенно при наличии потребителей первой и второй категорий. Сначала отключается выключатель фидерной ячейки, в которой произошло КЗ, и только после этого, при необходимости, вводной и секционный выключатели. Применение упрощенных ДЗ с отключением всей секции может привести к значительному ущербу потребителей.
• Возможность отключения нескольких ступеней (уровней) выключателей.
• Надежность (живучесть), т.е. при выходе из строя отдельных частей (блоков) устройство должно сохранять работоспособность. Это обеспечивается максимальной децентрализацией, уменьшением или полным исключением общих элементов, участвующих в схеме отключения выключателей (общая шина связи, блоки управления, питания, дискретных входов/ выходов, контроля и др.), т.к. выход из строя хотя бы одного из этих элементов отключает ДЗ всей секции.
• Для повышения надежности применение ВОД минимальной длины (1,0–3,0 м), не выходящих за габариты ячейки.
• Помехозащищенность. Устройство должно соответствовать требованиям стандартов по электромагнитной совместимости, например, ГОСТ Р 51317.4.30-2008 для электрических сетей или более жесткому стандарту для атомных станций ГОСТ 50746-2000. Также необходимо подтверждение вспышки сигналами МТЗ/ЗМН. Должна быть защита от ложных срабатываний из-за солнечного света, люминесцентных ламп и ламп накаливания.
• Удобство монтажа, универсальность элементов устройства. Возможность установки ДЗ на заводе-изготовителе, а не на объекте.
• Возможность изменения параметров (МТЗ/ЗМН, УРОВ) в процессе эксплуатации без вызова представителей поставщика устройства. Удобство обслуживания, ремонта.

В ООО «ТЕРМА-ЭНЕРГО» с 2008 г. ведутся разработки и внедрение устройств дуговой защиты серии УДЗ 00 У3 (УДЗ 00, УДЗ 00 «Радуга-С», УДЗ 00 «Радуга-ПС») с полимерными волоконно-оптическими датчиками.

В 2013 г. в производство запущено устройство дуговой защиты УДЗ 00 «Радуга-ПС» У3, предназначенное для селективной защиты до пятидесяти шкафов НКУ, КРУ, КСО 0,4–35 кВ при возникновении в них коротких замыканий, сопровождаемых открытой электрической дугой.

Сертификат соответствия № POCC RU.ME05.H00127.

Состав устройства дуговой защиты УДЗ 00 «Радуга-ПС»:

• блок контроля и индикации (БКИ). Устанавливается в релейном отсеке ячейки или в навесном шкафу (рис. 1) – 1 шт.;
• блок дуговой защиты (БДЗ). Устанавливается в релейном отсеке ячейки (рис. 2) – до 48 шт.;
• полимерные волоконно-оптические датчики (ВОД) – до 192 шт.;
• программатор с сервисным кабелем – 1 шт.

Рис. 1. Блок контроля и индикации

Рис. 2. Блок дуговой защиты

Все блоки крепятся на DIN-рейку.

Функциональные и эксплуатационные возможности

Устройство работает в широком световом диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного излучения. Помехозащищенность устройства обеспечивается абсолютной невосприимчивостью ВОД к электромагнитным помехам, гальванической развязкой дискретных входов/выходов, входов питания и отсутствием в высоковольтных отсеках КРУ каких-либо электронных компонентов.

Проведены испытания на электромагнитную совместимость по ГОСТ Р 50746-2000 на соответствие требованиям для атомных станций, критерий качества функционирования А по устойчивости к помехам.

Устройство имеет распределенную структуру защиты, у которой нет общих элементов управления. БКИ и шина связи CAN необходимы только для постоянного тестирования состояния БДЗ, сохранения в памяти информации об аварии, программирования.

Основой УДЗ 00 «Радуга-ПС» любой сложности является БДЗ. Он представляет собой функционально законченный узел, способный независимо выполнять защитное отключение в случае обнаружения дуговой вспышки на его контролирующих входах ВОД. Каждый БДЗ имеет свое питание, четыре оптических входа, вход МТЗ/ЗМН, выходной ключ и реле подачи сигнала на верхний уровень. БДЗ устанавливается в каждой ячейке с выключателем.

При возникновении электрической дуги с выходного ключа БДЗ выдается команда на отключение силовых электрических цепей, которая подтверждается сигналами МТЗ/ЗМН. Сигнал с БДЗ может поступать прямо на силовой выключатель, минуя блок релейной защиты.

Подключение новых БДЗ и программирование их параметров производится с сервисного программатора и может осуществляться непосредственно на месте монтажа. Программирование параметров также может производиться на заводе-изготовителе по заданию заказчика.

Устройство обеспечивает:

• формирование до 48 импульсных сигналов на отключение нескольких ступеней выключателей силовых электрических цепей, которые подтверждаются сигналами МТЗ/ЗМН. Всё определяется схемой включения БДЗ, например:
  • первая ступень – выключатель высокого напряжения,
  • вторая ступень – выключатель ввода или секционный выключатель,
  • третья ступень – выключатель фидерной ячейки;
• формирование функции УРОВ в случае, если сигнал МТЗ/ЗМН не пропадает в течение заданного времени при срабатывании ключа третьей ступени. При этом сработает ключ второй ступени и т.д.;
• формирование трех сигналов ОБЩАЯ АВАРИЯ на БКИ при срабатывании любого из ВОД, подтвержденном сигналами МТЗ/ЗМН, которые могут использоваться для запрета АПВ или АВР;
• индикацию на ЖК-дисплее БКИ текущего состояния устройства (РАБОТА, ПАРАМЕТРЫ и др.), начальных установок или состояния аварии, хранение в энергонезависимой памяти информации об аварии. В состоянии аварии индицируются надпись АВАРИЯ и номера активных БДЗ и ВОД, зафиксировавших дугу. По номерам БДЗ и ВОД можно определить ячейку и отсек, в котором возникла электрическая дуга;
• в случае возникновения дуги сохранение информации даже при снятии оперативного напряжения. Как только устройство будет включено вновь, на дисплее БКИ высветится информация об аварии. Сбросить надпись АВАРИЯ можно, нажав СБРОС;
• программирование как всех БДЗ одновременно (задание Тмтз и Туров), так и отдельно каждого;
• постоянную проверку функционирования устройства в процессе работы;
• защиту от ложных срабатываний при освещении ВОД лампой накаливания, люминесцентной лампой или солнечным светом.

Особенности устройства УДЗ 00 «Радуга-ПС» У3

1. Использование полимерных волоконно-оптических датчиков, обладающих значительно лучшими механическими характеристиками по сравнению с датчиками из кварцевого (стекловидного) оптоволокна в других оптических дуговых защитах. Отсутствует понятие – хрупкость. Оптический разъем и приемная часть полимерных ВОД выполнены в виде металлических наконечников, что повышает надежность и простоту соединений.
2. Оптические кабели ВОД не выходят за пределы ячейки.
3. В каждой ячейке устанавливается универсальный БДЗ, который имеет собственный источник питания, вход МТЗ/ЗМН, четыре оптических входа, выходной ключ, реле подачи сигнала на верхний уровень и способен работать независимо от состояния остальных элементов устройства. Сбой в работе блока БКИ или шины связи не приводит к потере работоспособности устройства и прохождению сигналов отключения. В других оптических дуговых защитах выход из строя одного из общих элементов управления (общая шина связи, блоки питания, управления, детектирования, дискретных входов/выходов, индикации и пр.) приводит к выходу из строя всего устройства ДЗ.
4. Максимальный ток коммутации выходных реле при размыкании цепей постоянного тока – 2,0 А, что на порядок больше, чем у других оптических ДЗ.
5. Все параметры могут устанавливаться самостоятельно заказчиком с помощью программатора без вызова представителей поставщика.
6. Возможен монтаж БДЗ в КРУ и проведение испытаний на заводе-изготовителе.
7. Стоимость защиты одного отсека КРУ ниже, чем у других оптических дуговых защит.

Устройства дуговой защиты серии УДЗ 00 работают на объектах атомной промышленности, электросетевого комплекса.

Рис. 3. Функциональная схема УДЗ 00 «Радуга-ПС» УЗ (фрагмент)

Технические характеристики УДЗ 00 «Радуга-ПС» УЗ

Дополнительная информация на сайте www.terma-energo.ru.

ООО «ТЕРМА-ЭНЕРГО»
192029, г. Санкт-Петербург, ул. Дудко, 3
Тел.: (812) 347-89-31, тел./факс: (812) 640-11-28
ilinsky@terma-spb.ru, www.terma-energo.ru