Существует ли разница между реле дуговой защиты и традиционными методами защиты от дуговых повреждений? Безусловно, такие отличия имеются. В данной статье проводится сравнительный анализ традиционных систем защиты, применяемых в распределительных устройствах среднего напряжения, с акцентом на эффективность работы при наличии реле дуговой защиты и без него.
Что такое реле дуговой защиты
Реле дуговой защиты использует передовые технологии обнаружения дугового разряда и сочетает в себе датчики дуги и тока для быстрого и точного выявления дуговых повреждений. Логика работы на основе двойного контроля (свет и ток) обеспечивает мгновенное отключение при таких авариях, как короткое замыкание или пробой изоляции, тем самым снижая ущерб и повышая безопасность работы распределительных устройств.
Что такое традиционная защита от дуги
Традиционные методы защиты от дуги в основном основаны на устройствах токовой защиты, таких как релейная защита по току небаланса (дифференциальные защиты), автоматические выключатели и предохранители. Эти устройства отключают цепь по превышению тока и/или по времени его действия, тем самым ограничивая продолжительность дугового разряда.
При использовании традиционных принципов селективности на основе временных задержек или блокировок системы могут не обеспечивать достаточную скорость отключения при авариях на подстанции. Кроме того, при замыканиях на землю с высокой импедансной составляющей (высокоомные замыкания) дуговой разряд может сохраняться длительное время, выделяя значительное количество энергии.
Дифференциальная защита также относится к традиционным методам защиты от дуги. Например, при возникновении дугового замыкания в зоне действия дифференциальной защиты, если создаваемый ток достаточно велик и вызывает дисбаланс между входным и выходным токами, превышающий порог срабатывания, срабатывает защита, ограничивая продолжительность и энергию дуги. Однако данный метод требует установки дополнительных измерительных трансформаторов тока (ТТ) и характеризуется низкой чувствительностью к дугам малой амплитуды.
Сравнение: реле дуговой защиты и традиционные методы в системах среднего напряжения
В распределительных устройствах среднего напряжения применимы как традиционные, так и современные решения по дуговой защите. Профессиональный анализ показывает, что основные отличия заключаются во времени отключения, производительности и стоимости реализации.
1. Общее время отключения дугового замыкания
Без реле дуговой защиты (только традиционная защита):
- Отходящая линия: 50 мс (реле) + 50 мс (выключатель) = 100 мс (+ возможное АПВ)
- Вводная линия: 350 мс (реле) + 50 мс (выключатель) = 400 мс
С реле дуговой защиты:
- Отходящая линия: 14 мс (реле) + 50 мс (выключатель) = 64 мс
- Вводная линия: 7 мс (реле) + 50 мс (выключатель) = 57 мс
2. Производительность
Реле дуговой защиты демонстрирует более высокую скорость отклика и точность обнаружения. Например, реле серии AFR использует датчик дуги с чувствительностью 8000 люкс (±20%) и контроль тока, что обеспечивает реакцию на дуговое повреждение в пределах миллисекунд. Устройство имеет 6 релейных выходов и 5 дискретных входов, гибко настраиваемую логику действия и связи. Также поддерживаются режимы работы Fail-safe / Non-Fail-safe, функция удержания срабатывания, сброс с лицевой панели и дистанционный сброс — что делает устройство оптимальным выбором для систем среднего напряжения с повышенными требованиями к надежности.
Для сравнения, несмотря на высокую точность при определении внутренних повреждений в области шин, традиционная дифференциальная защита зависит от точной установки и согласования трансформаторов тока, требовательна к симметрии сети и имеет увеличенное время отклика при дуговых замыканиях. Кроме того, она не фиксирует световую составляющую дуги, что затрудняет идентификацию источника дугового разряда, имеет «мертвые зоны» и низкую чувствительность к неметаллическим и заземляющим повреждениям.
3. Стоимость
Установка традиционной дифференциальной защиты шин в РУ среднего напряжения требует применения дорогостоящих трансформаторов тока, что существенно увеличивает капитальные затраты. В отличие от этого, система с реле дуговой защиты требует лишь установки оптоволоконных или фотосенсорных датчиков в зонах риска. Одно реле дуговой защиты может обслуживать несколько датчиков, что делает решение более экономичным.
Заключение
Современные энергетические системы, как правило, используют специализированные реле дуговой защиты или комбинируют дифференциальную защиту с другими методами подавления дуговых разрядов для обеспечения более быстрого и надежного реагирования при аварийных ситуациях.