Автоматика та захист
Електронні ПЗВ – домисли й реальність
п`ятниця, Травень 28, 2010Електронні ПЗВ – домисли й реальність
Уже понад десятиліття у житловому будівництві широко застосовують пристрої захисного відімкнення (ПЗВ). За цей час з’явилися сучасні нормативні вимоги до ПЗВ й до електроустановок будинків, викладені в стандартах МЕК, у державних стандартах, у ПУЕ та інших нормативних документах. Ринок ПЗВ заповнився пристроями вітчизняного й закордонного виробництва, що мають різні параметри й характеристики. Триває конкурентна боротьба між виготовлювачами та продавцями ПЗВ за ринки збуту.
Однак не всі фахівці, що займаються проектуванням електроустановок з ПЗВ, їхнім монтажем, випробуваннями та експлуатацією, чітко уявляють про характеристики, переваги й недоліки різних ПЗВ.Насамперед відзначимо, що терміни “електронні ПЗВ” і “електромеханічні ПЗВ” не відображають суті цих виробів і не використовуються в нормативних документах. У будь-якому ПЗВ є, принаймні, два електронних елементи: вимірювальний диференціальний трансформатор, що виявляє диференціальний струм, і резистор у пристрої експлуатаційного контролю, що моделює аварійний диференціальний струм для перевірки працездатності ПЗВ. Таким чином, чисто “електронних ПЗВ” і чисто “електромеханічних ПЗВ” немає й бути не може. Ці терміни використовують замість правильніших термінів “ПЗВ, що функціонально залежать від напруги мережі” (ПЗВ з допоміжним джерелом живлення) і “ПЗВ, що функціонально не залежать від напруги мережі” (ПЗВ без допоміжного джерела живлення), наведених у деяких стандартах. Хотілося б звернути увагу на те, що ще понад 35 років тому при розгляді питань підвищення безпеки електроустановок за допомогою ПЗВ пропонувалося розрізняти “ПЗВ з посиленням сигналу” від “ПЗВ із прямою дією сигналу на коло керування”. При цьому відзначалася висока чутливість ПЗВ з посиленням сигналу, виконаного на електронних елементах, і перспективність їхнього широкого застосування. З огляду на недоліки в термінології і використання технічною громадськістю термінів “електронні ПЗВ” і “електромеханічні ПЗВ”, будемо їх використовувати і ми як найбільш короткі синоніми стандартних термінів.
Однією з головних особливостей електронних ПЗВ порівняно з електромеханічними є простіша конструкція механізму. Фактично, механізм вітчизняних електронних ПЗВ складається з механізму автоматичних вимикачів, конструкція яких досить добре відпрацьована, має високу надійність і низьку вартість. Механізм керованого диференціальним струмом розчеплювача, що дає змогу автоматично розмикати контакти ПЗВ, здебільшого, вбудований у вимикач, хоча іноді його розміщують разом із вимірювальним диференціальним трансформатором у пристрої диференціального струму й механічно пов’язують із вимикачем. Електронні елементи встановлюють на друкованих платах, технологія виробництва яких забезпечує високу надійність ПЗВ при роботі в найсуворіших кліматичних умовах. В електромеханічних ПЗВ у механізмі вимикача, що часом має спеціальне виконання, замість друкованої плати є реле з постійним магнітом, що впливає на механізм вимикача, і механізм зводу цього реле. У деяких електромеханічних ПЗВ є також електронні елементи, що захищають реле від впливу надструмів, або що дають змогу витримувати час вимкнення; їм властива висока чутливість до диференціального струму, простота регулювання й стабільність струму спрацьовування. Це зумовлено електронною схемою посилення сигналу, що надходить із вторинної обмотки вимірювального диференціального трансформатора, і порівняння його з еталонним сигналом, що має високу стабільність. У зв’язку із цим електронні ПЗВ можуть бути виконані з будь-яким потрібним значенням номінального вимикального диференціального струму і мати при цьому практично однакову вартість. В електромеханічних ПЗВ функцію вимірювання й порівняння диференціального струму виконує реле, підвищення чутливості якого, наприклад, до 10 мА, значно здорожує ПЗВ. До того ж струм спрацьовування електромеханічних ПЗВ має великий розкид від одного зразка до іншого, істотно змінюється в міру старіння, залежить від впливу магнітних полів у місці розміщення ПЗВ від температури навколишнього повітря. Можливості електроніки безмежні, у зв’язку із чим електронні ПЗВ практично без збільшення вартості можуть мати тип А за умовами функціонування при наявності постійної складової в диференціальному струмі, а при помірному збільшенні вартості можуть мати виконання з витримуванням часу – тип S для забезпечення селективності, а також низку додаткових функцій – захист від перенапруг, захист від грозових імпульсних напруг, захист від підвищеної температури, світлову сигналізацію про ввімкнений стан і про наявність напруги у мережі живлення, дистанційне керування відімкненням тощо. В електромеханічних ПЗВ виконання вимог, плоставлених до ПЗВ типу А і типу S, значно здорожує ці прилади, а додаткові функції, як правило, відсутні, що пов’язане з ускладненням конструкції (в одному виробі певних габаритів складно встановити вузли й елементи як електромеханічних ПЗВ, так і електронних ПЗВ), з надмірним дорожчанням ПЗВ й подальшим зниженням їхньої надійності.
Єдиним, як видається, недоліком електронних ПЗВ є залежність їхньої роботи від напруги мережі, що знижується або взагалі зникає. Однак ця властивість електронних ПЗВ надмірно перебільшена й найчастіше використовується в конкурентній боротьбі, однак істотно не впливає на електробезпечність електроустановок, у яких використовують ПЗВ.
Валерій КОНКІН
Безпека персоналу, економія та захист передачі електроенергії шинопроводом
п`ятниця, Травень 28, 2010
Безпека персоналу, економія та захист передачі електроенергії шинопроводом
Під час вибору кабелю або шинопроводу для передачі на великі відстані та розподілу електроенергії в промисловості часто з’являються сумніви і вагання. У даній статті розкриємо всі «плюси» й «мінуси» вибору шинопроводу.
Застосування шинопроводів дає змогу проектувати системи електропостачання на стадії, коли відомі тільки попередні розміщення навантажень, – що до остаточного завершення плану розташування машин, механізмів й інших споживачів. Шинопроводи постачаються з високим ступенем заводської готовності, мають всі необхідні пристосування, аксесуари й повністю готові до монтажу.
Для монтажу складальних одиниць немає необхідності в спеціальному навчанні. Можливий монтаж на стіни, стелі тощо. Комплекс механічних пристосувань і блокувань унеможливлює неправильний монтаж й приєднання складальних одиниць і споживачів.
Суттєве зниження реактивного опору і рівномірний розподіл густини струму у перерізі проводу (провід має прямокутний переріз і струм не витісняється на поверхню) призводить до значного (до 40%) зниження спаду напруги (а отже, і втрат енергії) у магістралі. Розрахунки свідчать, що при застосуванні шинопроводу струмом 1000 А і довжиною 100 м замість кабельної лінії такої ж довжини на аналогічне навантаження, лише за рахунок економії електроенергії на втратах вартість магістралі окупиться протягом 7,5–8 років експлуатації зі збереженням тарифів на електроенергію.
Стандартне виконання шинопроводу без застосування додаткових пристроїв після складання має ступінь захисту ІР55. На замовлення, без суттєвого збільшення вартості виробу, можна підвищити ступінь захисту до ІР56 та ІР66. На початках шинопроводи розробляли для максимально важких виробничих умов, вони мають високий ступінь захисту кожуху від ударів і вібростійкість. Конструкція шинопроводу та екранувальні властивості кожуха забезпечують низький рівень електромагнітного випромінювання, що дає змогу використовувати шинопровід у приміщеннях і зонах з радіоелектронною апаратурою і обчислювальною технікою без додаткового захисту від електромагнітного випромінювання.
При проходженні шинопроводів через стіни для запобігання розповсюдження вогню і газоподібних продуктів горіння використовують вогнезахисні бар’єри, які зберігають клас вогнестійкості будівельної конструкції. Їх можна постачати вже встановленими на секцію або як комплект для встановлення на місці монтажу шинопроводу. Клас вогнестійкості екрану шинопроводу – S120 за стандартом DIN4102 частини 9. Таким чином, при виборі шинопроводу можна домогтися кращої передачі електроенергії з меншими втратами, захистити провідник електроенергії від максимально важких виробничих умов, а за допомогою кожуха – від ударів і вібрації, а також створити вогнетривкі бар’єри.
Матеріал надано компанією Вектор-ВС.
Автоматичні вимикачі – довіряти чи перевіряти?
вівторок, Травень 18, 2010Автоматичні вимикачі – довіряти чи перевіряти?
Практично вся електроенергія надходить споживачам через низьковольтні апарати, у тому числі автоматичні вимикачі (АВ). Останні призначені для комутації електричних навантажень у будь-яких режимах роботи зокрема під час коротких замикань. АВ захищають обладнання від перевантажень, коротких замикань, аварійних знижень напруги.
Автоматичні вимикачі – довіряти чи перевіряти?
Юрій Андрєєв,ТОВ «Рекурс», м. Харків
Наразі ситуація у розподільних мережах така:
- експлуатуються АВ як сучасного, так і більш раннього виробництва;
- суттєво розширено номенклатуру АВ – від класичних, порівняно недорогих, до складних, із значно розширеними функціональними можливостями;
- часто не виконуються вимоги нормативних документів, що регламентують введення в експлуатацію, порядок та періодичність контролю АВ;
- у випадках відмови або неправильної роботи АВ виникає реальна відповідальність за збитки, понесені підприємством та/або споживачами.
Надійність (якість) функціонування розподільних мереж залежить як від надійності власне обладнання, так і від дотримання технології, рівня підготовленості персоналу. Наприклад, для аналізу причин виникнення аварії на підстанції значну допомогу можуть надати результати періодичного контролю уставок спрацьовування АВ, контролю ізоляції, перехідного опору та інші дані, відображені у відповідних документах (протоколах, журналах).
Аналізуючи такі дані можна запобігти переходу ще працездатного АВ у аварійний стан, спланувати його своєчасну заміну (ремонт).
Таким чином, контроль параметрів АВ на підприємствах, що розглядається у цій статті, актуальний.
Обсяги випробувань апаратів до 1000 В відображені у Правилах улаштування електроустановок. Методи випробувань, вказані в ДСТУ 3025-95 та у ДСТУ 2993-95, можуть бути реалізовані лише в умовах спеціальних заводських випробувальних лабораторій.
Тому в умовах експлуатації перевіряють основні функції АВ, застосовуючи доступне обладнання, по можливості мінімізуючи витрати часу.
Наприклад, у „Методичних вказівках по налагодженню та експлуатації автоматичних вимикачів серії А3700 на електростанціях та підстанціях” (СПО „Союзтехэнерго”, Москва, 1981) наведені рекомендації щодо обсягу та методики налагодження, розрахунку та вибору уставок захисту, а також рекомендації з обсягу, періодичності та методики технічного та оперативного обслуговування вимикачів серії А3700.
Згідно з документом калібрування теплових розчіплювачів АВ А3700 відбувається лише на заводі, що виготовлює ці вимикачі, а при налагодженні та технічному обслуговуванні просто перевіряють їх працездатність: контроль спрацьовування пополюсно триразовим номінальним струмом у холодному стані. Провід, що з’єднує навантажувальний трансформатор з вимикачем, має бути мідним з перерізом не меншим від вказаного у таблиці. Критерієм справності АВ є оптимальний час спрацьовування у заданих умовах. Якщо час спрацьовування більший за максимально припустимий, вимикач підлягає заміні або ремонту.
Наразі із зростанням кількості пропозицій від виробників АВ спостерігається дефіцит, а найчастіше – повна відсутність рекомендацій щодо методик їх контролю (вхідного та профілактичного). Відсутність вхідного контролю фактично відкладає момент пред’явлення рекламацій виробнику (продавцю), якщо продукція не відповідає ТУ.
Таким чином, можна виділити основні напрями роботи для забезпечення надійності функціонування АВ:
- готування персоналу, що відповідає за якісне проведення технічного та оперативного обслуговування АВ;
- забезпечення персоналу технічною документацією (галузеві методичні вказівки з налагодження та експлуатації АВ, технічний опис та інструкція щодо експлуатації АВ, інструкції заводів-виробників, інша література);
- придбання та/або виготовлення обладнання та приладів, що дають змогу проводити роботи (навантажувальні трансформатори, регулятори напруги, вимірювальні трансформатори струму тощо);
- організація вхідного контролю АВ, пуско-налагоджувальних та профілактичних робіт, оформлення результатів випробувань (перевірок) у відповідних документ
Нові моторизовані перемикачі АВР
п`ятниця, Травень 14, 2010Нові моторизовані перемикачі АВР
Після серії компактних моторизованих перемикачів Sircover, що добре зарекомендували себе як надійні та безпечні, французька компанії Socomec представила на ринку якісно новий продукт серії ATyS, що є наступним етапом у використанні перемикачів навантаження з мотор-приводом у схемах автоматичного вмикання резервного живлення (АВР)
НОВЕ ПОКОЛІННЯ МОТОРИЗОВАНИХ ПЕРЕМИКАЧІВ ATyS
Лінійка ATyS – це моделі від силового моторизованого перемикача навантаження до повністю автоматизованого силового пристрою, здатного відслідковувати зміни в мережі, керувати запуском генераторної установки та виконувати інші функції, забезпечуючи гарантоване енергозабезпечення споживачів. Всі електричні операції виконуються моторизованим модулем, керованим електронікою. Лінійка ATyS складається з 3- або 4-полюсних перемикачів, які поділяються за такими напрямками:
ATyS 3 – це моторизовані перемикачі з можливістю перемикання між положеннями 1, 0 або 2 від зовнішнього логічного блока – реле контролю ATyS 30. Лінійка моделей представлена двома підрядами: ATyS 3s та ATyS 3e.
ATyS 3s – базова модель, розрахована на комутацію струмів від 125 до 1800 А з категорією навантажень АС-22, та АС-23 з можливістю керування від зовнішнього джерела сигналу або в режимі ручного керування. Перемикач має три фіксовані положення з можливими варіантами виконання 1-0-2 або 1-1+2-2. Живиться мотор-привод від одного джерела енергії.
ATyS 3e відрізняться від 3s наявністю на передній панелі дисплея, де відображається інформація про стан АВР та кількість комутацій. Додатково може комплектуватися модулем зв’язку з портом RS485 або модулем входів/виходів. Для налаштування режиму роботи використовується клавіатура, яка теж розміщення на передній панелі. Мотор-привод живиться від двох джерел одночасно. У випадку виникнення проблем передбачено релейний вихід для сигналізації аварії.
ATyS 6 – це повністю автоматизований пристрій АВР, який містить реле контролю мережі з функцію тестування та може автоматично перемикатися залежно від заданих параметрів. Всі функціональні можливості ATyS 3 є у версії ATyS 6. Інформація про положення перемикача, готовність джерела, значення напруги та частоти відображається безпосередньо на самому приладі. Блок керування (модулі мотор-привода та електроніки) можна витягнути для профілактичного обслуговування без від’єднання силового блока від мережі. Лінійка моделей ATyS 6 теж представлена двома моделями: ATyS 6е та ATyS 6m.
На відміну від ATyS 3, ці пристрої є комбінацією силового комутаційного блока (здвоєний вимикач навантаження з мотор-приводом) та реле контролю параметрів мережі з можливістю керування дизель-генераторною установкою.
Електронні реле контролю ATyS 30 та ATyS 40 є окремою групою приладів, які можна застосовувати не тільки в комплекті з серією ATyS 3, а також з такими силовими комутаційними блоками, як контактори, вимикачі та інші моторизовані перемикачі.
ПЕРЕВАГИ ATyS
Завдяки своїм особливостям серія ATyS виділяється серед аналогічних продуктів, представлених на ринку, і значно перевершує їх за технічними характеристиками.
Безпечне функціонування. Використання перемикача ATyS забезпечує гарантоване вимкнення навантаження. ATyS має три стійкі положення (1, 0, 2 або 1, 1+2, 2), що забезпечує надійне живлення навантаження навіть без керуючої напруги.
Високий рівень робочої ізоляції. Для перемикачів зі струмом комутації до 400 А ізоляція пристрою розрахована на напругу до 800 В при витримуваній імпульсній напрузі 8 кВ, а для перемикачів зі струмом комутації більше 400 А ці значення становлять, відповідно, 1000 В і 12 кВ.
Стійкість до струмів короткого замикання. Пристрої ATyS як перемикачі АВР характеризуються стійкою роботою в умовах короткого замикання з великими струмами.
Ручне та автоматичне керування. На апаратах ATyS за потребою можливе ручне керування і блокування електричного керування перемикачем.
Надійне блокування. Перемикачі ATyS забезпечують безпечне секціонування і блокування на замок. Для блокування положень 1, 0, 2 у перемикачах ATyS можна використовувати до 3-х висячих замків. У такому стані ручне керування неможливо, а електричне – заблоковане. Тому перемикачі гарантують не тільки робочий режим, а й повну безпеку експлуатаційних робіт.
Легкість монтажу. ATyS не треба монтувати – це Plug&Play-пристрій. Продукт поставляється повністю готовим до експлуатації, немає потреби в придбанні додаткових монтажних аксесуарів, необхідно тільки закріпити пристрій гвинтами та приєднати силові кабелі.
Візуалізація робочих параметрів. Перемикачі ATyS забезпечують можливість моніторингу стану пристрою та електричних параметрів мережі безпосередньо на самому приладі.
Фірмове програмне забезпечення. Для зручної дистанційної роботи та візуалізації процесу розроблено програмне забезпечення ATyS VISION. Програма є гнучким інструментом для моніторингу і керування процесом АВР безпосередньо з персонального комп’ютера – як у програмі Windows XP, так і більш ранніх версіях– Windows 2000, NT, Me, 98.
Матеріал наданий компанією СВ Альтера
