具有对电流信号进行操作的电弧保护系统

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在传统意义上,俄罗斯的电弧保护是对短路的快速保护,它基于开关设备中明弧的光谱记录,最常见的通过光纤传感器记录光谱的方法主要用于工业领域,但是随着新产品的出现在住宅领域的电弧防护领域,即以电流信号运行的模块化AFDD,允许在出线安装电弧防护,包括分配给 盒子,电缆,连接,插座等对这个主题的兴趣正在增长。

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但是,制造商并未真正了解模块化产品的详细安排(如果有人掌握了此类信息,我将很高兴能链接到此类信息的来源),另一件事是工业领域的电弧防护系统,其详细的用户手册为122页,其中详细描述了动作原理。

例如,考虑施耐德电气的VAMP 321电弧保护系统,该系统包括所有电弧保护功能,例如电流过载和电弧监控。

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功能性


  • 电流控制分为三个阶段。
  • 零序电流。
  • 事件日志,警报记录。
  • 该操作或者在电流和光下同时进行,或者仅在光下或仅在电流下进行。
  • 机械继电器输出的响应时间小于7 ms,使用可选的IGBT卡,响应时间减少到1 ms。
  • 可定制的响应区。
  • 连续自我控制系统。
  • 该设备可用于中低压配电网的各种电弧保护系统。
  • 电弧闪光检测系统和电弧保护可测量短路电流和通过电弧传感器通道的信号,并且在发生短路的情况下,可通过快速切断供应电弧的电流来最大程度地缩短燃烧时间。

矩阵相关原理


在为电弧防护的特定阶段设置激活条件时,逻辑求和将应用于光矩阵和电流矩阵的​​输出。

如果仅在一个矩阵中选择保护级别,则它会根据当前条件或根据光照条件起作用,因此您可以将系统配置为仅根据当前信号起作用。

编程保护阶段时可用于监视的信号:


  • 分相电流。
  • 零序电流。
  • 线性电压。
  • 相电压。
  • 电压零序。
  • 频次
  • 相电流之和。
  • 正序电流。
  • 负序电流。
  • 负序电流的相对值。
  • 反向序列和零序列的电流之比。
  • 直接顺序电压。
  • 负序电压。
  • 负序电压的相对值。
  • 相中的平均电流值(IL1 + IL2 + IL3)/ 3。
  • 平均电压值UL1,UL2,UL3。
  • 平均电压值为U12,U23,U32。
  • 失真因子IL1。
  • 失真因子IL2。
  • 失真因子IL3。
  • 非线性失真系数Ua。
  • IL1的RMS值。
  • IL2的RMS值。
  • IL3的RMS值。
  • IL1,IL2,IL3的最小值。
  • IL1,IL2,IL3的最大值。
  • 最小值为U12,U23,U32。
  • 最大值为U12,U23,U32。
  • 最小值是UL1,UL2,UL3。
  • 最大值为UL1,UL2,UL3。
  • Uo的背景值。
  • Io的均方根值。

报警录像


报警记录可用于保存所有测量信号(电流,电压,有关数字量输入和输出状态的信息)。 数字输入还包括电弧保护信号。

开始录音


可以通过触发或触发任何保护级别或通过任何数字输入来开始记录。 在输出信号(垂直信号DR)的矩阵中选择触发信号。 另外,可以手动开始录制。

自我控制


器件的非易失性存储器使用大容量电容器和低功耗RAM来实现。

当辅助电源打开时,电容器和RAM由内部电源供电。 当电源关闭时,RAM开始从电容器接收电能。 只要电容器能够维持可接受的电压,它将存储信息。 对于温度为+ 25°C的房间,工作时间将为7天(高湿度会降低此参数)。

非易失性随机存取存储器用于存储紧急记录和事件日志。

微控制器的功能以及与微控制器连接的电线的完整性以及软件的可维护性由单独的自我监控网络控制。 除控制外,该网络还会在出现故障时尝试重新启动微控制器。 如果重启失败,则自我监视设备会发送信号以开始指示内部永久性损坏。

如果自监视设备检测到永久性损坏,则会阻塞其他输出继电器(自监视功能的输出继电器和电弧保护使用的输出继电器除外)。

内部电源也受到控制。 在没有附加电源的情况下,会自动接收到警报信号。 这意味着,如果打开辅助电源并且未检测到内部损坏,则用于内部损坏的输出继电器将通电。

监控中央单元,输入/输出设备和传感器。

电弧保护功能使用的测量


用于电弧保护的三相电流和接地故障电流的测量以电子方式进行。 电子设备将电流水平与跳闸设置的值进行比较,并在超出限制的情况下为电弧保护功能生成二进制信号“ I >>”或“ Io >>”。 考虑到所有当前组件。

信号“ I >>”和“ Io >>”连接到FPGA芯片,该芯片执行电弧保护功能。 电弧防护的测量精度在50Hz时为±15%。



谐波和一般非正弦(THD)


器件将THD计算为基频上电流和电压的百分比。

相电流和电压要考虑从2号到15号的谐波。 (由于数字测量原理,因此在15次谐波的值中将部分考虑17次谐波。)

电压测量模式


根据应用类型和可用的电流互感器,可以将设备连接到零序电压,线性或相电压。 必须根据所使用的连接设置可调参数“电压测量模式”。

可用模式:


“ U0”


该设备连接到零序电压。 提供定向接地故障保护。 不提供线路电压测量,能量测量以及过压和欠压保护。

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“ 1LL”


设备已连接到线路电压。 提供一相电压测量以及降低和增加电压保护功能。 没有定向接地故障保护。

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“ 1LN”


该设备连接到一相电压。 单相电压测量可用。 在中性点接地并经过补偿的网络中,可提供欠压和过压保护。 没有定向接地故障保护。

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对称组件


根据Fortescue的说法,在三相系统中,电压和电流可以分解为对称分量。

对称组件是:


  • 直接序列。
  • 逆序。
  • 零序。

受控对象


该设备最多可以控制六个对象,例如开关,隔离开关或接地刀。 控制可以基于“选择动作”或“直接控制”来进行。

逻辑功能


该设备支持用于逻辑信号表达式的用户程序逻辑。

可用功能包括:


  • 异或。
  • 不。
  • 计数器。
  • RS&D触发器。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN451212/


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