Оптоволоконная быстродействующая дуговая защита «ОВОД-МД»

Опубликовано: 12 февраля 2014 г. в 18:07, 3549 просмотровКомментировать

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 7 часов назад
  Отправить сообщение

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

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