В электроустановках — будь то автоматические выключатели, кабельные муфты, контактные соединения шин или соединения шин с кабелем — локальный перегрев остаётся основной причиной преждевременных отказов. Традиционные системы, контролирующие абсолютную температуру, часто пропускают начальный момент опасного перегрева.
Для выявления начала развития аварии эксплуатационный персонал проводит периодический обход электроустановок с пирометром, определяя разницу температур между полюсами трёхфазной цепи. Если в группе течёт одинаковый ток, но при этом показания соответствующих температур имеют существенную разбалансировку, это является прямым признаком развития аварийной ситуации.
Алгоритм дифференциальной тепловой защиты (ДТЗ) устройства Мелисса автоматизирует поиск данного события, анализируя разницу температур между датчиками, расположенными в одной группе. Это позволяет своевременно выявить начало перегрева до того, как температура достигнет критической величины.
Принцип работы и преимущества дифференциальной тепловой защиты
Как работает алгоритм защиты
Устройство Мелисса анализирует данные с группы термодатчиков по беспроводной связи, установленных на одном элементе электроустановки (например, на разных фазах автоматического выключателя или участках кабельной линии). Алгоритм вычисляет разницу между максимальной и минимальной температурами в контролируемой зоне.
Если разница превышает заданную уставку, это указывает на:
- неравномерный нагрев из-за плохого контакта
- перегрузку одной из фаз
- локальные дефекты
Таким образом, алгоритм заблаговременно сигнализирует о проблеме, позволяя принять меры до возникновения критического перегрева.
Преимущества дифференциального метода определения перегрева
Дифференциальная тепловая защита является наиболее надёжным методом определения перегрева по сравнению с классическим методом локального измерения температуры по следующим причинам:
- защита от скрытых повреждений — эффективно обнаруживает подгоревшие контакты и другие локальные дефекты
- снижение числа ложных срабатываний — игнорирует равномерный нагрев, вызванный нормальной работой оборудования (например, после отключения токов короткого замыкания присоединением)
- гибкость применения — может использоваться для защиты выключателей, шин, трансформаторов, кабельных соединений и других элементов
- раннее обнаружение дефектов — выявляет перегрев на начальной стадии, когда абсолютные температуры ещё в норме (см. рисунки 1, 2)
- определение критических перегревов до момента их возникновения
- экономия времени — эксплуатационный персонал получает больше времени, чтобы в штатном режиме заблаговременно организовать вывод электроустановки в ремонт и проведение профилактических работ
Как видно из рисунков 1 и 2, дифференциальный принцип позволяет выявить перегрев задолго до того, как возникает реальный критический перегрев (81°C). Настройки алгоритма дифференциальной защиты подбираются в зависимости от типа оборудования.
Типовые уставки для различного оборудования:
Заключение
Алгоритм дифференциальной тепловой защиты устройства Мелисса — это современный и надёжный способ повышения отказоустойчивости электроустановок за счёт выявления перегрева участков цепей первичного оборудования до его фактического возникновения. Предиктивное определение перегрева позволяет инженерам заблаговременно спланировать вывод электроустановки в ремонт и организовать проведение профилактических работ.
Внедрение ДТЗ особенно актуально на ответственных объектах, где критически важна бесперебойная работа электрооборудования. Устройство фиксирует температурные изменения в журналы событий. Мелисса может быть интегрировано в систему АСУ по протоколам Modbus-RTU, Modbus-TCP, IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104, IEC 61850 MMS.