Lysbuebeskyttelse er en speciel type højhastighedsbeskyttelse mod kortslutning , baseret på registrering af lysspektret af en åben lysbue.
En betydelig fare for komplet koblingsudstyr ( KRU ) med en spænding på 6-10 kV er repræsenteret af interne kortslutninger (SC), ledsaget af en elektrisk lysbue (ED). Temperaturen på den elektriske lysbue kan nå værdier i størrelsesordenen 7000 ... 12000 °C i mindre end en periode med industriel frekvens.
Den elektriske lysbue virker på koblingsudstyrets strukturelle elementer og forårsager skade af varierende sværhedsgrad, og i mangel af passende og rettidige foranstaltninger til at eliminere det, fører det uundgåeligt til deres ødelæggelse. Eksperimenter udført på Forskningscenter for High-Voltage Equipment Testing (NITs VVA) viser, at en åben lysbue i isolerede koblingsrum fører til isolationsskader (som regel er disse bøsningsisolatorer). Graden af skade afhænger af typen af isoleringsmateriale, størrelsen af kortslutningsstrømmen og varigheden af dens strømning.
Lysbueskinnebeskyttelse (DuZSh) eller lysbuefejlsbeskyttelse (ZDZ) bruges til at beskytte samleskinner og samleskinneelementer i 6-10 kV koblingsanlæg placeret i lukkede rum (KRU eller KRUN). Beskyttelsesarbejdet bygger hovedsageligt på det fysiske princip. Den kan reagere på to faktorer: et lysglimt i koblingsrummene og på den mekaniske påvirkning af lysbuen. I den forbindelse kan den kun bruges i koblingsanlæg, hvor alle strømførende dele er placeret i lukkede rum.
For at øge lufttrykket i koblingscellens begrænsede rum reagerer ventiltypen ZDZ. I denne type fjernbetjeningsventil anvendes specielle aflastningsventiler med endestopkontakter monteret i koblingsanlægget som en sensor, der reagerer på en stigning i lufttrykket.
Det er et system af slanger, modtryksventiler og en membranafbryder. En slange er forbundet til hvert beskyttet rum i cellen, slangerne er kombineret gennem modtryksventiler, den kombinerede sektion er forbundet med en membranafbryder, der reagerer på trykbølger skabt af en elektrisk lysbue. [en]
En fototyristor-type ZDZ reagerer på et lysglimt fra en elektrisk lysbue. En fototyristor bruges som en sensor, der reagerer på et lysglimt fra en lysbue.
Ligesom fototyristor-typen ZDZ reagerer denne type ZDZ på et lysglimt fra en elektrisk lysbue. En fiberoptisk sensor (FOS) bruges som en sensor, der reagerer på et lysglimt fra en lysbue. Der bruges to typer VOD:
WOD'er placeres én efter én i hvert rum i KRU-cellen:
Der er også økonomiske muligheder for at placere WTO - for eksempel kan en WOD placeres samtidigt både i samleskinnerummene og i rummene af udtrækkelige elementer i flere celler i en sektion. I tilfælde af en lysbuekortslutning detekterer hver FOS et lysglimt fra en elektrisk lysbue og genererer et "Trigger"-signal, som transmitteres via den fiberoptiske linje til MP-terminalen på ZDZ. Til gengæld genererer MP-terminalen på ZDZ, baseret på "Operation"-signalerne fra FOS, kommandoer til at slukke for de tilsvarende kontakter for at eliminere buekortslutningen.
For at forhindre forkert betjening af RCPS'en er der tilvejebragt strømstyring - et nedlukningssignal udsendes kun af MP-terminalen på RCPS'en, hvis der er 2 faktorer:
Ved tilstedeværelse af kun "Operation"-signalet fra VOD'en uden signalet "Start MTZ", afbrydes maksimalafbryderne ikke fra SRZ'en, og MP-terminalen på SRZ genererer signalet "Failure of the VOD".
Konstruktion af opto-elektrisk lysbuebeskyttelseOptoelektrisk lysbuebeskyttelse i henhold til den anvendte type sensorer kan opdeles i to grupper: med halvlederfotosensorer og med fiberoptiske sensorer . Sensortypen bestemmer ikke kun informationsbehandlingsalgoritmerne, men også udførelsen af beskyttelser, som kan klassificeres som individuelle og centraliserede.
Centraliseret beskyttelse er som regel designet til at beskytte en sektion eller en gruppe af celler og giver ikke selektiv påvisning af en skadezone. Optiske sensorer, såsom halvlederfotoenheder, er forbundet parallelt, og FOS er forbundet i form af en sløjfe.
Et individuelt beskyttelsesdesign giver dig mulighed for at handle på afbryderen til en beskadiget celle, sikre selektiviteten af beskyttelseshandlingen og identificere den beskadigede zone.
Konstruktion af opto-elektrisk lysbuebeskyttelse (OEDS)Lysbuebeskyttelsen af koblingsudstyret bør bygges under hensyntagen til dets designfunktioner og typer af koblingsenheder. For at gøre dette er det nødvendigt at udskille som specielle elementer i koblingsudstyret, som inkluderer cellerne i inputkontakten, cellen i sektionsafbryderen, specielle zoner (rum) i koblingsanlæggets celler: samleskinnebrorummet, rummene af højspændingsafbrydere, spændingstransformatoren osv. En sådan opdeling af koblingsudstyret i zoner vil tillade de mest optimalt udføre handlinger på koblingsenheder med minimering af skadesvolumener.
Ved kortslutning i specielle elementer er det påkrævet at afbryde sektionen uden tidsforsinkelse, og ved kortslutning i særlige områder, for eksempel i rum til målestrømtransformatorer, kabelafslutninger og gennemføringer. det er muligt kun at frakoble den beskadigede celle, for eksempel ved brug af vakuumafbrydere.
Afbrændingen af lysbuen i cellen i den indledende kontakt kræver påvirkning af nedlukningen ikke kun af sektionsafbryderen, men også af kontakten fra højspændingssiden af strømtransformatoren. Beskadigelse af sektionsafbryderen kræver frakobling af indgangskontakterne. I lyset af ovenstående bør beskyttelse give selektiv detektering af lysbuekortslutninger i celler og deres rum.
Der er også en anden tilgang til konstruktionen af lysbuebeskyttelsen af koblingsanlægget, ifølge hvilken enhver kortslutning i koblingsanlægget skal afbrydes af den indledende kontakt, hvilket fører til "indløsning" af sektionen. Denne tilgang forenkler implementeringen af beskyttelse og tillader kombinationen af sensorer, for eksempel gør det det muligt at lave en optoelektrisk sensor som en enkelt, hvilket finder sted ved brug af en fiberoptisk kommunikationslinje forbundet i en "loop". Ved implementering af beskyttelse i henhold til den første mulighed er det muligt at kombinere OEPD og enheder, der virker på de samme switche.
Ovenstående typer beskyttelsesrelæer (beskyttelsesrelæer af ventil- og membrantyper, relæbeskyttelse med en membranafbryder, relæbeskyttelse af fototyristor og fiberoptisk type) tilhører klassen af optagere (sensorer) af lysbuefejl.
Skinnelysbuebeskyttelsessystemet, der anvender sådanne optagere, afhænger af relæbeskyttelsesanordninger, der giver strømstyring og mellemrelæer, der virker til at udløse højspændingsafbryderen. Den samlede hastighed for sådanne systemer er som regel 30 ms eller mere.
Distribueret uafhængig relæbeskyttelse eliminerer behovet for at bruge tredjeparts strømstartenheder og mellemrelæer, hvilket markant øger systemets pålidelighed og øger dets hastighed betydeligt.
Distribueret uafhængig ZDZ har følgende hovedfunktioner:
For at øge hastigheden i moderne enheder er den diskrete Fourier-transformation blevet opgivet til fordel for hurtigere metoder til drift af det nuværende element (arbejde med øjeblikkelige værdier, analyse af den første og anden afledede af strømmen osv.)
Det skal bemærkes, at kravene og testmetoderne til lysbuemodstand for elementer i koblingsudstyr, krav til hastighed og type af lysbuebeskyttelse ikke er reguleret i dag. I de eksisterende direktiver (Order fra RAO "UES of Russia" dateret 01.07.98 N 120 "Om foranstaltninger til forbedring af eksplosions- og brandsikkerheden af energianlæg" og dateret 03.29.2001 N 142 "Om prioriterede foranstaltninger til forbedring af pålideligheden af arbejde fra RAO "UES of Russia") og regulatoriske ("Regler for teknisk drift af kraftværker og netværk, 15. udgave, paragraf 5.4.19) dokumenter, er der kun krav til behovet for højhastighedsbeskyttelse mod lysbuekortslutninger inde i koblingsskabe.
| Kontrolelementer | |
|---|---|