Оптоволоконная быстродействующая дуговая защита «ОВОД-МД»

Опубликовано: 12 февраля 2014 г. в 18:07, 3342 просмотраКомментировать

Дуговая защита «ОВОД-МД» это устройство нового поколения устройств изготовленных на основе волоконной оптики и микропроцессорной техники, предназначено для защиты шкафов комплектных распределительных электрических подстанций0,4-35 кВ при возникновении в них коротких замыканий, сопровождаемых открытой электрической дугой.

Устройство представляет собой стальной шкаф с передней дверцей.

Устройство состоит из:

  • волоконно-оптических датчиков (ВОД) с оптическим кабелем (длина оптического кабеля и количество датчиков зависит от заказа);
  • блоков детектирования света и тестирования (БДСТ);
  • блока микроконтроллера (БМК);
  • блока дискретных входов (БД Вх) (расшифровки вверх) ;
  • блока дискретных выходов (БД Вых);
  • блока питания (БП);
  • шкафа с блоком управления (БУП);
  • клеммного шкафа (вариант поставки 01);
  • комплекта монтажных частей (состав комплекта зависит от заказа).

Для установки устройства в релейный отсек какой-либо ячейки блок оптоэлектронного преобразования и мониторинга (БПМ-1) поставляется без стального шкафа. В этом случае, он закрывается стальными крышками и имеет угольники для крепления в релейном отсеке. Блок управления крепится на дверце релейного отсека. Длина соединительного кабеля между БУП и БПМ-1 определяется длиной пути прокладки кабеля.

В настоящее время «ОВОД» выпускается в двух модификациях исполнения:

Модификация I — стандартная модификация с формированием команд на отключение двух ступеней силовых электрических цепей;

Модификация II — модификация с формированием команд на отключение трех ступеней силовых электрических цепей

По конструктивному исполнению устройство (обе модификации) имеет четыре варианта исполнения:

Принцип действия:

Волоконно-оптические датчики (линзы), установленные в отсеках высоковольтных шкафов и имеющие практически круговую диаграмму направленности, фиксируют световую вспышку от электрической дуги и передают ее по оптическому волокну в блок детектирования света устройства. При этом устройство дуговой защиты формирует сигнал на отключение высоковольтного выключателя или отключает выключатель ввода (высокого напряжения от распредустройства), тем самым, защищая оборудование от разрушения. В зоне действия электрической дуги находятся только пассивные компоненты (датчик и волоконно-оптический кабель), обладающие абсолютной невосприимчивостью к электромагнитным помехам.

Этим в совокупности с гальванической развязкой дискретных входов, дискретных выходов и питания, обеспечивается высокая помехозащищенность устройства.

УДЗ обеспечивает защиту оборудования не только от разрушения, но и сводит к минимуму или практически исключает повреждения этого оборудования. При этом устройство обеспечивает безопасность обслуживающего персонала.

Для повышения селективности и надежности команда на отключение силовых электрических цепей выдается только при наличии двух факторов – световой вспышки от электрической дуги и работы максимальной токовой защиты (МТЗ) без выдержки времени или защиты минимального напряжения (ЗМН).

Областью применения устройства являются электрические подстанции энергетических компаний, объектов газовой и нефтяной промышленности, промышленных предприятий, метрополитена, тяговых подстанций электрифицированных железных дорог. Устройство предназначено для непрерывной работы в неотапливаемых помещениях.

Основные преимущества по сравнению с другими защитами:

  1. Тип датчика — оптоволоконный, защита радиального типа , это позволяет максимально быстро определить места повреждения, сформировать более гибкую логику работы устройства совместно с РЗА распредустройства.
  2. Автоматическая непрерывная проверка работоспособности каждого опто-электронного тракта.
  3. Фиксация дугового разряда винфракрасном диапазоне, на самом начальном этапе формирования дугового разряда – искровом. Широкая частотная полоса пропускания (порядка 70 кГц) и высокая чувствительность (160А) дают возможность регистрировать не только дуговые, но и искровые разряды, длительность которых от несколькихдо сотен микросекунд, а яркость свечения на три порядка превышает яркость дугового разряда. Эта особенность позволяет УДЗ максимально быстро отключать поврежденный участок от питающего напряжения (в течение 7 — 9 мс при работе без блокировки максимальной токовой защиты), в том числе и при однофазном замыкании на землю элементов ячейки.
  4. Функция отключения линейного выключателя при дуге в отсеке ввода/вывода отходящей линии.

Устройство формирует сигнал выдачи команд на отключение выключателей трех ступеней силовых электрических цепей при повреждении в пределах распредустройства:

1 ступень – выключатель высокого напряжения;

2 ступень – выключатель ввода или секционный выключатель;

3 ступень – выключатель линейной ячейки.

5. Индикация номера датчика и ячейки, наименование отсека в котором возникла электрическая дуга.

6. Оптоволоконным датчикам не требуется: ориентации датчиков в пространстве при монтаже, протирки от пыли, защиты от солнца и искусственного освещения.

Кроме того устройство дуговой защиты «ОВОД-МД» имеет ряд функциональных особенностей:

  • формирование 20 сигналов отключения от 40 групп датчиков и наличие 6 дискретных входов от МТЗ или ЗМН;
  • формирование совместно с РЗА распредустройства по заданию заказчика или проектной организации гибкой логики работы устройства, возможно проведение ее коррекции на объекте заказчика;
  • наличие пяти дополнительных сигналов «Запрет АПВ» или «Запрет АВР»;
  • формирование задержки до 500 мс при выдаче десяти команд на отключение;
  • формирование 8 сигналов резервного отключения вышестоящего выключателя при отказе выключателя более низкой ступени по длительности сигнала от МТЗ;
  • сохранение в памяти устройства при пропадании питающего напряжения информации о текущем состоянии и последующее приведение устройства в исходное состояние после подачи питающего напряжения ;
  • сохранение работоспособности в течение не менее 2 секунд с момента пропадания оперативного тока;
  • ввод/вывод из действия любого количества ВОД;
  • проверку функционирования и логики работы устройства при проведении пуско- наладочных работ и техническом обслуживании с пульта управления устройством (нет необходимости в имитации светового излучения от электрической дуги с помощью лампы – вспышки);
  • наличие связи по стандартным последовательным каналам RS232 с персональным компьютером или RS485 (ВОЛС) с АСУ, позволяющее дистанционно вести управление и контроль состояния устройства (скорость обмена – от 1200 до 57600 бит/с);
  • автоматическую фиксацию временной диаграммы всех активированных дискретных сигналов при срабатывании: датчиков, входов МТЗ и выходов отключения (длина осциллограммы 700 мс, начиная с момента срабатывания датчика;дискретность – 1 мс);
  • формирование дискретных сигналов неисправности устройства, пропадания оперативного тока и общего сигнала о срабатывании дуговой защиты.
  • индикацию текущего состояния устройства (ВФИ или ЖКИ, светодиодная);
  • интуитивный интерфейс во время работы с устройством;
  • ведение журнала событий;
  • часы реального времени, с возможностью коррекции;
  • одновременную защиту двух секций;
  • защиту от ложных срабатываний при освещении ВОД лампой мощностью 60Вт с расстояния не ближе 15 см; при выходе из строя электрических компонентов в цепи формирования сигналов отключения;
  • сохранение работоспособности при появлении сажи и пыли на линзе ВОД;
  • минимум затрат при быстром и простом монтаже устройства без изменений в конструкцию ячеек КРУ. Малые габариты датчика не нарушают межфазных и относительно корпуса расстояний токоведущих частей корпуса ячейки. т.к. практически круговая диаграмма направленности ВОД не требует точной ориентации датчиков при установке;
  • практически полное отсутствие материальных затрат и потерь при эксплуатации.

При установке устройства к нему можно подключать до 20 ячеек из расчет, что в каждой ячейке устанавливают по 2 датчика.

К устройству максимально можно подключить 40 волоконно-оптических датчиков.

При необходимости длина оптического кабеля может быть увеличена до 500 м. Эта особенность дает возможность заказчику располагать устройство не только непосредственно в подстанции, но устанавливать его в месте, которое будет удобно.

Кроме этого, высокая надежность устройства и компонентов, которые используются при производстве, позволяет ему непрерывно работать при высокой температуре и в не отапливаемых помещениях.

Время срабатывания при работе совместно с МТЗ или ЗМН без выдержки времени составляет 9 мс плюс время срабатывания МТЗ (максимальная токовая защита) и ЗМН.

Устройство не срабатывает ложно и не повреждается:

  • при снятии и подаче оперативного тока, а также при перерывах питания любой длительности с последующим восстановлением;
  • при подаче напряжения оперативного тока обратной полярности;
  • при замыкании на землю цепей оперативного тока.
  • при попадании на датчик прямого солнечного света или света от ламп накаливания.

Для удобства эксплуатации дуговая защита оснащена индикациейи формирует следующую светодиодную индикацию:

  • наличие оперативного тока;
  • срабатывание;
  • неисправность;
  • контроль по току выведен;
  • наличие выключенных датчиков.

Устройство формирует с помощью вакуумно-флуоресцентного индикатора следующую индикацию:

  • номера датчика, зафиксировавшего электрическую дугу;
  • номер ячейки и наименование отсека, в котором произошла электрическая дуга;
  • номер МТЗ и наименование схемы защит, с которой был произведен пуск по току;
  • номер выхода отключения и наименование выключателя, на который была подана
  • команда на отключение;
  • номер выключенного датчика;
  • номер неисправного датчика;
  • дата и время.

РАЗМЕЩЕНИЕ датчиков в ячейках РУ

В настоящее время промышленностью выпускается широкий спектр ячеек КРУ и КСО.

Ячейки как правило разделены сплошными металлическими и изоляционными перегородками на несколько отсеков, в зависимости от конструкции ячеек устанавливается до 3 датчиков:

  • отсек выкатного элемента;
  • отсек кабельноговвода;
  • отсек верхних разъемных контактов. Кроме того, датчики устанавливаются на сборные шины. 1 датчик на 8 м длины.

В ячейках трансформаторов напряжения и разъединителей обычно устанавливается по одному ВОД.

На рисунках показаны места установки ВОД в ячейке ввода и фидерных ячейках.

Конструктивное исполнение ячеек K-XII и практически круговая диаграмма направленности объектива ВОД позволяет обеспечить защиту отсеков верхних разъемных контактов, ввода/вывода и выкатного элемента одним датчиком . В этом случае селективность сохраняется только в определении ячейки ,в которой возникла электрическая дуга.

Современные камеры КСО выполненные из оцинкованного железа и имеющие прозрачные перегородки между отсеками требуют установки 1 датчика на ячейки.

Исходя из вышеизложенного, определяется количество ВОД.

Общие положения

Устройство предоставляет широкие возможности в формировании логики работы по защите КРУ от дуговых КЗ. Процесс развития дугового разряда определяется многими факторами: величиной тока КЗ, длиной перекрытия дугового разряда, климатическими факторами (влажность), состоянием оборудования (загрязнение, старение контактов и соединений токоведущих частей) и т.д. Предугадать перекинется ли электрическая дуга с верхних контактов выключателя на нижние или, наоборот, с нижних на верхние, - невозможно. Многое зависит от конструкции ячеек КРУ. В ячейках с воздушной изоляцией между отсеками, в местах соединения контактов выключателя с токоведущими частями ячейки велика вероятность регистрации вспышки от дугового разряда сразу двумя, а то и тремя датчиками. Ячейки с полностью изолированными отсеками (современные ячейки) и соединением токоведущих частей через проходные изоляторы позволяют датчикам точно определить место возникновения электрической дуги. Здесь практически отсутствует вероятность срабатывания сразу двух датчиков, но и в этом случае невозможно определить, где произошло дуговое КЗ – на верхних или нижних контактах выключателя. В таких случаях можно ввести задержку в выдаче команды на отключение.

Например, при возникновении электрической дуги в отсеке выключателя ввода можно сформировать команду на его отключение и, с задержкой, команду на отключение вышестоящего выключателя. Это объясняется тем, что если при выключении выключателя ввода дуговой разряд исчезает, то нет необходимости в отключении трансформатора, от которого могут получать электроэнергию и другие потребители. Длительность задержки определяется временем отключения выключателя, временем работы и отпускания МТЗ (устанавливается по заданию проектной организации или Заказчика в диапазоне 0…500 мс с дискретностью 2 мс. Таким образом, формирование логики работы зависит от типа ячеек КРУ, от типа используемых в ячейках выключателей и вида исполнения МТЗ (релейная или микропроцессорная).

Важное преимущество УДЗ на основе ВОД состоит в том, что световое излучение от дуги фиксируется в ближнем инфракрасном диапазоне. Пыль и сажа не служат препятствием для светового излучения в этом диапазоне при высокой чувствительности фотоприемного тракта. В этом случае нет необходимости регулярно протирать датчики.

УДЗ семейства «ОВОД» обеспечивают автоматическую проверку работоспособности с периодичностью 1 раз в 15 с. Световой импульс от светодиода, находящегося в БДСТ, поступает в оптическое волокно кабеля ВОД, отражается от объектива и по второму волокну кабеля ВОД приходит на вход фотодетектора упомянутого блока.

В «Правилах технического обслуживания устройств релейной защиты и электроавтоматики электрических сетей 0,4 – 35 кВ» (РД 153-34.3-35.613-00) рекомендуется не реже 1 раза в год на необслуживаемых подстанциях проводить опробования работы устройств РЗА. В случае применения устройств семейства «ОВОД» при опробовании нет необходимостиимитировать дуговой разряд с помощью вспышки, отключая таким образом потребителей от электропитания, так как тестирование работоспособности оптоэлектронного тракта с помощью импульсных оптических сигналов можно проводить и в ручном режиме проверки. Порог срабатывания устройства одинаков для тестового сигнала и для сигнала от дугового разряда, следовательно нет необходимости имитировать световой поток с помощью вспышки. Все можно сделать с пульта управления устройством. Такая эксплуатационная возможность устройства не только ускоряет процесс проведения пуско-наладочных работ, но и обеспечивает снижение затрат на эксплуатацию УДЗ.

Особенности монтажа УДЗ «ОВОД-М» и «ОВОД-МД»:

В комплект поставки устройства входят ВОД с заранее определенными длинами оптических кабелей, которые зависят от места установки шкафа УДЗ.

Место установки УДЗ планируется заказчиком или проектной организацией. Шкаф УДЗ может быть расположен в любом удобном месте: релейном отсеке одной из ячеек, на боковой стенке крайней ячейки или на стене помещения КРУ. Кабели ВОД от шкафа устройства к ячейкам прокладываются по существующим кабельным каналам, кабельным лоткам или дополнительно проложенным в удобном месте кабельным коробам. По пути прокладки необходимое количество ВОД ответвляется к каждой ячейке.

При прокладке оптических кабелей ВОД внутри высоковольтных отсеков защита с помощью гофрированных труб не обязательна.

Устройства»ОВОД-МД» - серийно выпускаемая продукция ООО «НПФ «Проэл». Они имеют сертификаты соответствия в системе обязательной сертификации ГОСТ Р.

В настоящее время выпущено свыше 2000 УДЗ семейства «ОВОД». Данные устройства эксплуатируются в России (предприятия РАО ЕЭС, нефтяного и газового комплекса), поставляются в Республику Беларусь, на Украину и в Казахстан.

На сегодняшний день уже осуществлена поставка на ряд подстанций «Кубаньэнерго» и др. объекты Южного региона.

НПФ «Электроэнергетика»

Информация о компании

Электроэнергетика, НПК ООО
НПК «Электроэнергетика» предлагает Вам: — Устройство оптоволоконной дуговой защиты «ОВОД-МД» , «ОВОД-Л» , «Проэл-мини» для ячеек КРУ и КСО ; — Реле дуговой защиты типа РДЗ ; — Реле напряжения, времени, тока, твердотельные реле, концевые выключатели, устройства защиты, ограничители мощности, счетчики , датчики, фотореле, термореле, термисторная защита, таймеры, стабилизаторы напряжения и оборудование для технологических процессов и др.; Надеемся на плодотворное сотрудничество! Дополнительную информацию Вы можете получить у наших специалистов!

Контакты:

Ф.И.О. Смолич Елена Геннадиевна  нет отзывов
Должность: Директор
Компания: НПК «Электроэнергетика»
Страна:  Россия
Телефон: +7 (495) 507-44-08, 517-56-60
Сообщите, что нашли информацию на сайте «Элек.ру»
Web: http://www.electroenergetica.ru/
Зарегистрирована: 8 апреля 2005 г.
Последний раз была на сайте 16 часов назад
  Отправить сообщение

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.