Światłowodowe zabezpieczenie łukoochronne ArcPRO-6 jest urządzeniem przeznaczonym do ograniczenia skutków oddziaływania łuku elektrycznego powstającego w przypadku zwarć w rozdzielnicach średniego i niskiego napięcia. Ograniczenie skutków działania łuku elektrycznego następuje poprzez odcięcie źródeł zasilających miejsce zwarcia łukowego. Urządzenie generuje sygnały sterujące pracą wyłączników powodując ich otwarcie. Jako kryterium wykrycia zwarcia łukowego wykorzystuje się informację o:

• pojawieniu się intensywnego promieniowania świetlnego;
• spadku napięcia na szynach chronionej rozdzielnicy;
• pojawieniu się prądu zwarciowego.

Nowe autonomiczne, modułowe zabezpieczenie łukoochronne ArcPRO-6, produkcji SPIE Energotest, łączy w sobie wszystkie podstawowe funkcje, które wcześniej znajdowały zastosowanie w zabezpieczeniach ZŁ1, ZŁ-2 i ZŁ-4A.

• zabezpieczenie autonomiczne. 20-40 ms szybsze od rozwiązań z integrowanych w sterownikach polowych
• struktura modułowa umożliwiająca optymalną konfigurację urządzenia dla różnych aplikacji
• selektywność wyłączeń (w tym dla przyłączy rozdzielnic typu otwartego)
• czas własny zabezpieczenia poniżej 8 ms
• detekcja światła łuku w oparciu o czujniki czołowe lub pętle światłowodowe
• rozbudowane możliwości dystrybucji sygnałów wyłączających
• kontrola ciągłości pętli oraz przewodów czujników czołowych
• komponenty detekcji światła łuku neutralne elektrycznie
• możliwość wykorzystania jako dodatkowe kryterium detekcji zwarcia łukowego zarówno spadku napięcia jak i pojawienia się prądu zwarciowego
• możliwość konfiguracji urządzenia z poziomu przeglądarki internetowej

Film przedstawiający przebieg prób zwarciowych ArcPRO-6

Budowa

ArcPRO-6

Składa się z następujących modułów:

• ArcPRO-6/CU – jednostka centralna;
• ArcPRO-6/F4 – jednostka polowa z 4 czujnikami czołowymi*;
• ArcPRO-6/F6 – jednostka polowa z 6 czujnikami czołowymi*;
• ArcPRO-6/MV – jednostka kryterium napięciowego;
• ArcPRO-6/MA – jednostka kryterium prądowego;
• ArcPRO-6/TU – jednostka wyłączająca.

*albo z 4/6 pętlami światłowodowymi o długości do 40 m każda.

Jednostka centralna (CU)

Wyposażona jest w:

• sygnalizację optyczną w postaci 4 diod LED;
• panel operatorski w postaci wyświetlacza LCD i 6 przycisków funkcyjnych;
• złącze komunikacyjne magistrali CAN;
• złącze interfejsu RS485, (zaimplementowany protokół MODBUS RTU);
• złącze interfejsu ETH, (na potrzeby konfiguracji poprzez stronę www);
• 5 konfigurowalnych przekaźników wykonawczycz zestykiem zwiernym;
• 1 przekaźnik konfigurowalny z zestykiem przełączalnym.

Jednostki polowe (F4 i F6)

Wyposażone są w:

• 1 przekaźnik wykonawczy z zestykiem zwiernym;
• 1 przekaźnik sygnalizacyjny z zestykiem zwiernym.

Jednostka wyłączająca (TU)

Służy do powielenia sygnałów sterujących i sygnalizacyjnych. Wyposażona jest w dwa niezależne, programowalne przekaźniki wykonawcze. Działanie przekaźników określają wybrane przez użytkownika nastawy.

Pomiędzy poszczególnymi elementami zabezpieczenia zapewniona jest wymiana informacji poprzez magistralę CAN za pomocą skrętki dwuparowej w ekranie. Elementy zabezpieczenia zasilane  są napięciem 24 V DC (w wersji specjalnej 48 V DC).

Zaletą ArcPRO-6 jest możliwość łączenia różnych modułów (detekcja prądu, napięcia, czujniki czołowe, pętle) aby dopasować rozwiązanie  do potrzeb obiektu.

Aplikacje

Rozdzielnica okapturzona jednosystemowa

Typowe rozwiązanie dla rozdzielnicy okapturzonej jednosystemowej. Dodatkowym kryterium detekcji zwarcia jest pomiar napięcia (moduł MV). W każdym polu znajduje się jednostka F4, do której podłączone są czujniki czołowe umieszczone w poszczególnych przedziałach rozdzielnicy. W przypadku podobudzenia czujników umieszczonych w przedziałach szyb lub wyłącznika następuje wyłączenie całej sekcji, natomiast w przypadku pobudzenia czujników w przedziałach przyłączeniowych następuje wyłączenie selektywne.

Rozdzielnica okapturzona dwusystemowa

W przypadku rozdzielnicy okapturzonej dwusystemowej, wykorzystane są moduły detekcji światła F6, które mogą mieć podłączonych do 6 czujników czołowych. Dwa czujniki umieszczone są w przedziale przyłączeniowym, kolejne 2 czujniki w przedziale szyn i wyłącznika, natomiast 2 czujniki na szynach są powiązane odpowiedni z pierwszym lub drugim system szyn.

Obsługa wyłączników oddalonych fizycznie od chronionej rozdzielnicy

W przypadku konieczności wyprowadzenia sygnału wyłączającego do odległego miejsca, może być wykorzystany moduł wyłączający - TU (2 styki wyłączające). Jak wszystkie inne komponenty ArcPRO-6 moduł ten jest połączony komunikacyjnie z jednostką centralną poprzez magistralę CAN. Na drodze pomiędzy jednostką centralną, a modułem wyłączającym może być zastosowane połączenie światłowodowe.

Transformatory suche

Rozdzielnica otwarta (bez selektywności)

Najprostsze rozwiązanie, w którym cała sekcja chroniona jest przy pomocy pętli światłowodowych wprowadzonych do modułów F4. Maksymalna długość pojedynczej pętli wpinanej do modułu F4 wynosi 40 metrów. Do jednej jednostki F4 może być wpięte do 4 pętli. Drugim kryterium detekcji łuku jest napięcie (moduł MV). Impulsy wyłączające pole zasilające i sprzęgło wyprowadzone są z jednostki centralnej.

Rozdzielnica otwarta (selektywność na odpływach)

Zaawansowane rozwiązanie, w którym szyny rozdzielnicy i przedział wyłącznikowy chronione są przy pomocy rozprowadzonych pętli (brak selektywności) podłączonych do modułów F4. Dodatkowym kryterium pozostaje spadek napięcia (moduł MV). W polach przyłączeniowych umieszczone są jednostki F4 wyposażone w czujniki czołowe oraz powiązane moduły MA do pomiaru prądu zwarciowego. W przypadku zwarcia na przyłączu prąd zwarciowy identyfikuje pole, w którym doszło do zwarcia pomimo tego, że światło łuku może być widoczne w polach sąsiednich. Jest to jedyne rozwiązanie zapewniające selektywność wyłączeń zwarć łukowych w strefie przyłączy dla rozdzielnic otwartych.

Ochrona rozdzielnic okapturzonych w oparciu o kryterium prądu

Rozproszone elementy ArcPRO-6 mogą być wykorzystane do ochrony rozdzielnic okapturzonych z wykorzystaniem kryterium prądowego. W przypadku detekcji kryterium światła w strefie szyn albo w strefie wyłącznika w polu odpływowym oraz detekcji kryterium prądowego w polu zasilającym, jednostka polowa F4 w danym polu poprzez komunikację CAN wysyła rozkaz wyłączający do jednostki w polu zasilającym, która następnie impulsuje na wyłącznik główny (wyłączenie sekcji). W przypadku detekcji zwarcia w strefie przyłącza pola odpływowego, jednostka polowa F4 w tym polu impulsuje bezpośrednio na swój wyłącznik (wyłączenie selektywne).

Dwie rozdzielnice otwarte zasilane z jednego transformatora trójuzwojeniowego

To rozwiązanie ma zastosowanie w przypadku dwóch rozdzielnic otwartych zasilanych z jednego transformatora trójuzwojeniowego, które stoją w pobliżu siebie w taki sposób, że światło zwarcia jednej rozdzielnicy jest widoczne również w drugie. To rozwiązanie działa analogicznie do tego, które jest dedykowane dla  rozdzielnicy otwartej, z tą różnicą że w polach zasilających dodatkowo sprawdzany jest warunek pojawienia się prądu zwarciowego. W przypadku zwarcia  spadek napięcia zostanie zarejestrowany na obu szynach; w obu rozdzielnicach pobudzi się również kryterium światła, natomiast prąd zwarciowy pojawi się tylko w rozdzielnicy, w której faktycznie doszło do zwarcia.

Konfiguracja przez stronę www

ArcPRO-6 wprowadza nową funkcjonalność umożliwiającą konfigurację oraz przegląd stanu urządzenia przez stronę www. Ta nowa forma dostępu do parametrów urządzenia znacznie poprawia wygodę procesu konfiguracji i monitorowania jego stanu. Użytkownik ma do dyspozycji wiele intuicyjnych ekranów, które ułatwiają obsługę systemu.

Referencje

Rozdzielnice:

Zabezpieczenia łukoochrone produkcji SPIE Energotest chroni ponad 20 000 pól średniego i niskiego napięcia w Polsce i zagranicą.

Elektrownie i elektrociepłownie:

EDF, ENEA Wytwarzanie, ENERGA Wytwarzanie, PGE - Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna, PGNiG Termika, Tauron Wytwarzanie.

Zakłady dystrybucyjne:

ENEA-Operator, ENERGA-Operator, PGE Dystrybucja, Tauron Dystrybucja.

Przemysł:

• cementowy
• chemiczny
• górnictwo
• hutniczy
• koksowniczy
• papierniczy
• petrochemiczny

Zagranica:

• Ukraina: Rafinerie i Zakład Energetyczny
• Kazachstan: Neftgaz
• Nigeria: stacje Umuahia i Aloji
• Maroko: stacje lokalne

Transformatory:

Zabezpieczenia łukoochronne produkcji SPIE Energotest są stosowane do ochrony transformatorów następujących producentów: Areva, Żychlin, Tesar Italy, ABB