Продукты среднего напряжения

UniGear MCCКомплектное распределительное устройство для управления двигателями, с воздушной изоляцией и вакуумным контактором с предохранителями

2

3

Содержание

4 1. Описание

6 2. Распределительное устройство с воздушной изоляцией

10 3. Классификация Международной электротехнической комиссии (IEC)

12 4. Конструктивные особенности

14 5. Полное прохождение типовых испытаний

16 6. Безопасность

20 7. VSC вакуумный контактор

22 8. Инструментальные трансформаторы

24 9. Измерительные датчики

28 10. Концевая заделка кабелей

30 11. Автоматизация распределительной сети

42 12. Типовые ячейки

44 13. Технические характеристики

4

1. Описание

• Реальный ток нагрузки 400 А с двумя предохранителями на фазу на 400 ммпанели. Семейство распределительных устройств UniGear пополнилось новым решением – центром управления двигателями, UniGear MCC.

• Разработанный для высшей степени безопасности и надежности, UniGear MCC обеспечивает максимальную простоту использования.

• Все операции и действия по техническому обслуживанию выполняются с передней стороны панели, которая оборудована механической аварийной блокировкой между вакуумным контактором и выключателем сети заземления.

• Вакуумный контактор надежного VSC типа с магнитным приводом.• Для оптимальной гибкости, UniGear MCC разработан

для использования в сочентании с другими версиями распределительных устройств UniGear, таких как ZS1, 550 и 500R.

5

Характеристики UniGear MCC

Диапазон

• …7,2 кВ, …400 А, …50 кА• Стандарты Международной электротехнической комиссии• Стандартные и индивидуализированные варианты

Особенности• Тонкая и компактная панель шириной только 400 мм• Вакуумный контактор с предохранителем с электромагнитным

приводом• Высота концевой муфты до 600 мм

Безопасность• Оснащение предохранительной блокировкой и заземлением• Классификация по стойкости к внутренней дуге IAC AFLR• Классифицировано LSC-2A, PM

Гибкость• Широкое применение • Решения традиционной защиты и защиты в соответствии с IEC

61850

Применение

Энергоснабжение и электростанции

• Подстанции• Электростанции• Трансформаторные подстанции• Электрические подстанции• Основные и вспомогательные распределительные устройства

Промышленность

• Производство целлюлозы и бумага• Цемент• Текстильная промышленность• Химикаты• Пищевая промышленность• Автомобильная промышленность• Нефтехимическое производство• Карьерные работы• Нефтегазовая промышленность• Металлургия• Прокатные цеха• Горнодобывающая промышленность

Морское исполнение

• Буровые платформы• Береговые нефтяные буровые установки• Круизные суда• Контейнерные суда• Танкеры• Кабельные суда• Паромы

Транспорт

• Аэропорты• Порты

Инфраструктура

• Торговые центры• Больницы• Учебные учреждения

6

MF MF MF MF MF IF BT R MF MF MF MF MFIF

2. Распределительное устройство с воздушной изоляцией

Серия UniGear в настоящее время дополнена компактным контактором с предохранителями, центром управления двигателями. UniGear MCC – результат многолетнего опыта в разработке, производстве, применении вакуумных контакторов в серии промышленных и общественных установок.Данная панель использует электромагнитный привод вакуумного контактора и разработан специально для двигателя, трансформатора и блока конденсаторов для номинального

напряжения до 7,2 кВ и номинального тока до 400 А.Реальный ток нагрузки 400 А с двумя предохранителями на фазу на 400 мм панели.Вакуумные контакторы могут осуществлять частое переключение с низким перенапряжением переключения. Распределительное устройство можно настроить для соответствия фактическим требованиям к процессу.Благодаря использованию предохранителей в качестве средства защиты, его можно использовать в установках с токами КЗ до 50 кА.Данная установка может сочетать максимальную доступность всех компонентов с ограниченными размерами, доступными сегодня для распределительных устройств среднего напряжения.Инновационная интеграция компонентов предлагает решение с максимально маленьким весом и площадью основания, обеспечивая эффективное использование пространства в электрических установках.Самой ярко выраженной характеристикой данной установки является ее компактный размер, всего 400 мм.Поэтому она идеально подходит для применения в установках с большим количеством контакторов в фидерах или в ситуациях с очень ограниченным пространством.Использование контактора с предохранителями предпочтительно для использования автоматических выключателей, когда необходимо большое число ежедневных операций.Прерыватели, используемые в контакторе, обеспечивают чрезвычайно высокое число закрытий и открытий при условии нормальной нагрузки и максимальным расчетным кратковременным выдерживаемым током 6 кА.Электрический срок службы контакторов установлен для категории АСЗ, 100000 циклов включения (включение/выключения), выключаемого тока 400 А (более подробная информация представлена на странице 20).Использование защитных предохранителей среднего напряжения строго ограничивает энергию замыкания, позволяя использовать контактор в установках, даже с высокими токами КЗ.Данная характеристика также помогает защитить уровни изоляции и увеличить электрический срок службы кабелей и подключенной машины.

Рисунок 1: Составная конфигурация с UniGear ZS1

7

По той же причине распределительное устройство может использовать заземлители для силовых кабелей со сниженной включающей способностью по сравнению с другими компонентами распределительного устройства, но в любом случае подходящие для тока КЗ, доступного на стороне нагрузки предохранителей.Ограничивающие свойства предохранителей также позволяют использовать кабели с уменьшенным сечением кабелей для защиты соединения между распределительным устройством и машинами (можно получить снижение от 60 до 80%), что приводит к значительной экономии средств.UniGear MCC имеет те же общие размеры (высота и глубина) и ту же основную сборку устройства с одной шиной, как и UniGear ZS1 с максимальным током 4000 А.Данное устройство может быть подсоединено непосредственно к другим устройствам UniGear ZS1, 550 и 500R без использования панели адаптера; очень гибкое решение.Для данной панели, возможна установка у стены.Фактически, распределительному устройству не нужен доступ из задней части для установки и технического обслуживания.Все работы по обслуживанию можно осуществлять с передней части.

В качестве стандартного решения, можно подключить до двух кабелей на фазу (максимальное сечение – 240 мм²). Высота подключения кабелей по отношению к полу составляет 600 мм.Стабилизаторы напряжения в качестве опции также могут быть установлены в зоне кабелей.

UniGear MCC использует тороидальные трансформаторы тока, установленные на катушки СТ, в качестве стандартного решения. На ту же катушку CT можно установить сенсорные инструменты.

Распределительное устройство UniGear MCC оснащено разнообразными блокировками и вспомогательным оборудованием, необходимым для обеспечения высокого уровня безопасности и надежности как для установки, так и для персонала.Работа с вакуумным контактором проводится с передней части при закрытой двери.

Положение контактора определено следующим образом:• вставлен:контакторврабочемположениипривключенном

заземлителе• тест:контакторвсреднемположениипривключенном

заземлителе• удален:контакторввынутомположениипривыключенном

заземлителе

Рисунок 2: Зона подключения кабелей

8

2. Распределительное устройство с воздушной изоляцией

Одна из основных характеристик UniGear MCC – новый автоматический заземлитель, который работает при движении вакуумного контактора.Данное устройство представляет собой патентованный выключатель с прямолинейным движением.Данный заземлитель был разработан для проведения номинального тока КЗ на кабельной стороне контактора, а именно 6 кА.Заземлитель оснащен тремя штырями, которые соединяют три фазы системы кабельных соединений.Штыри заземления электрически соединены с землей с помощью многожильного медного провода.Скорость моментальной операции срабатывания не зависит от управления.Замыканием заземлителя управляет движение переключателя вакуумного контактора.Когда вакуумный контактор перемещается из положения «тест» в положение «удален», заземлитель замыкается автоматически.С замыканием заземлителя, разблокируется возможность открытия передней двери и получения доступа к силовым кабелям.Панель UniGear MCC оснащена передним смотровым окном для проверки разомкнутого или замкнутого положения заземлителя.

Рисунок 4: Автоматический заземлитель

Заземлитель был проверен при двух операциях замыкания при 100 % номинального тока КЗ (6 кА).

Устройство оснащено вспомогательными переключателями для сообщения об открытом и закрытом положении, регулируемыми катушечным механизмом.Следующие устройства доступны по запросу:• блокировочный магнит• замки с ключом для открытого и закрытого положения• висячий замок

Рисунок 3: Передняя индикация заземлителя

9

Электрические характеристики IECРаспределительное устройство UniGear MCC

Тип конструкции – Классификация внутренней дуги IAC AFLR

Номинальное напряжение [кВ] 7,2Уровни изоляции / промышленная частота / грозовой импульс [кВ] 7,2/20/60

Номинальная частота [Гц] 50/60

Расчетный ток основной шины (40 °C) (3) [A] ... 4000

Расчетный ток питающего механизма (40 °C) [A] ... 400

Расчетный кратковременный ток (1) [кА x 3 с] .... 50

Защищенный от дуги выдерживаемый ток (IEC 62271-200) (2) [кА x 1 с] ... 50

Испытано в соответствии с IEC

СтандартыРаспределительное устройство и содержащиеся в нем основные аппараты соответствуют следующим стандартам:• IEC62271-1дляобщегоприменения• IEC62271-200дляраспределительногоустройства• IEC62271-102длявыключателясетизаземления• IEC60071-2длякоординацииизоляции• IEC60470дляконтактора• IEC60529длястепенизащиты

Нормальные условия эксплуатацииНоминальные характеристики распределительного устройства гарантированы при следующих условиях работы:• минимальнаятемператураокружающеговоздуха:–5°C• максимальнаятемператураокружающеговоздуха:+40°CПри необходимости работы с другим диапазоном температуры, обратитесь к вашему торговому представителю компании ABB• влажностьокружающеговоздуха: - максимальная 24 ч. средняя относительная влажность:

95 % ОВ - максимальное 24 ч. среднее давление водяного пара:

2,2 кПа - максимальная месячная средняя относительная

влажность: 90 % ОВ - максимальное месячное среднее давление водяного пара:

1,8 кПа• нормальнаярабочаявысотасоставляет1000мнад

уровнем моря. При необходимости работы с более высотными приложениями, обратитесь к вашему торговому представителю компании ABB

• присутствиенормальной,некоррозионнойинезагрязненной атмосферы

Степень защитыСтепень защиты распределительного устройства соответствует стандарту IEC 60529.Распределительное устройство UniGear MCC обычно поставляют со следующей стандартной степенью защиты:• IP4Xдлянаружнойоболочки• IP2Xдляперегородокмеждублоками.По запросу, наружная оболочка может быть поставлена с более высокой степенью защиты; в данном случае необходимо обратиться к вашему торговому представителю компании ABB.Электрические характеристики распределительного устройства могут отличаться в случае отличия условий эксплуатации от условий, представленных в предыдущем разделе, а также в случае использования более высокой степени защиты.

Цвет наружных поверхностейRAL7035 – светло-серый. (Передние двери и обшивка боковой стены). По запросу доступны другие цвета.

(1) Ограничен предохранителями.(2) Выдерживаемые значения внутреннего дугового КЗ гарантируются в отсеке сборных шин; сторона питания. Замыкание в контакторе или кабельном отсеке предотвращают предо-

хранители.(3) 4000 А достигается благодаря комбинации с UniGear ZS1.

10

3. Классификация Международной элек-тротехнической комиссии (IEC)

С принятием стандарта IEC 62271-200, были введены новые определения и классификации распределительных устройств среднего напряжения.Одним из самых значительных изменений является то, что была полностью отменена классификация распределительно-го устройства в металлической оболочке, с перегородками и отсеками.Пересмотр правил классификации распределительного устройства базировался на точке зрения пользователя, в част-ности на таких аспектах, как эксплуатация и техническое об-служивание распределительного устройства в соответствии с потребностями и ожиданиями для надлежащего управления от установки до демонтажа.В данной связи в качестве основного параметра для пользо-вателя была выбрана потеря непрерывности эксплуатации (LSC).В соответствии с IEC 62271-200, распределительное устрой-ство UniGear MCC может быть определено следующим об-разом.

Потеря непрерывности эксплуатации – LSC-2A

Различные категории LSC описывают возможность обеспечения работы других блоков и/или панелей под напряжением при открывании отсека главной цепи. Определены следующие категории:• LSC-1: для открывания отсека главной цепи необходимо

полностью отключить распределительное устройство для обеспечения нормальной работы и/или технического обслуживания или получения доступа к какому-либо из компонентов распределительного устройства

• LSC-2A: аналогично LSC-1, за исключением того факта, что основные шины и функциональные блоки рядом с блоком, подлежащим техобслуживанию, могут находиться под напряжением

• LSC-2B: аналогично LSC-2A, за исключением того факта, что кабельный отсек может находиться под напряжением.

UniGear MCC классифицировано как LSC-2A, так как шина и контакторный кабельный отсек физически и электрически отделены. Это категория, которая определяет возможность доступа к отсеку контактора/кабелей при шине и кабелях под напряжением.

Металлические перегородки – PMОтносительно типа перегородок или шторок между частями под напряжением и открытыми для доступа отсеками, выделают два класса перегородок:• класс PM (металлические перегородки)• класс PI (перегородки из изолирующего материала).Класс перегородок UniGear MCC определен как PM с перегородками между блоками, изготовленными из металлических пластин/шторок.

Отсек с доступом, управляемым блокировкойПередняя часть UniGear MCC классифицирована как отсек с доступом, управляемым блокировкой, так как доступ к отсеку, содержащему части под высоким напряжением и открываемому для обычного управления и/или технического обслуживания, управляется единой конструкцией распределительного устройства.

Отсек с доступом с помощью инструментов

Задняя часть UniGear MCC классифицирована как отсек с доступом с помощью инструментов, так как доступ к отсеку, содержащему части под высоким напряжением и открываемому не для обычного управления и/или технического обслуживания, возможен только с помощью специальных инструментов. Необходимо следовать специальной процедуре.

Классификация по стойкости к внутренней дуге – IAC AFLR

Распределительное устройство UniGear MCC классифицировано как IAC AFLRПри определении и установке распределительного устройства, необходимо учесть следующие основополагающие особенности:• уровень тока короткого замыкания (16...50 кА) • продолжительность короткого замыкания (0,1...1 с) • пути отвода горячих и токсичных газов, являющихся

результатом горения материалов • размеры помещения, обращая особое внимание на высоту.Для получения более подробной информации, обращайтесь к вашему представителю компании ABB.

11

12

4. Конструктивные особенности

ОтсекиКаждое распределительное устройство состоит двух отсеков сборных шин[A], автоматических выключателей/кабелей [B]; см. Рисунок 5. Дверь отсека автоматических выключателей/кабелей закрывается с помощью ручки.Каждое устройство оснащено отсеком низкого напряжения [C], в котором находятся все вспомогательные приборы.Распределительное устройство устойчивое к внутреннему дуговому КЗ обычно оснащено каналом [D] для отведения газов, образуемых дугой. Доступны различные типы газовых каналов.Ко всем отсекам имеется доступ с передней стороны, и техни-ческое обслуживание оборудования можно производить при монтаже распределительного устройства на стене. Отсеки раз-делены между собой металлическими перегородками.

Основные шиныОтсек сборных шин содержит главную систему сборных шин, подключенную к верхним изолирующим контактам контактора с помощью токоотводов. Основные сборные шины изготовлены из электролитической меди.До 2500 А система образована плоскими сборными шинами; для токов от 3150 А до 4000 А использована специальная D-образная шина. Сборные шины защищены изоляционным материалом.Отсеки одной сборной шины по всей длине распределительного устройства обычно отделены друг от друга перегородками.

Кабельные соединенияКабельный отсек включает систему разветвлений для подключения силовых кабелей к нижним контактам контактора.Соединения кабеля питания изготовлены из электролитной меди и обладают плоскими шинами для широкого диапазона токов.

Выключатель сети заземленияКаждый отсек контактора/кабелей может быть оснащен заземлителем для заземления кабеля.Заземлитель обладает включающей способностью, ограниченной присутствием предохранителей.Контроль заземлителя осуществляется перемещением контакто-ра автоматического действия.Положение заземлителя можно увидеть с помощью механически установленного указателя на передней стороне шкафа и через переднее смотровое окно.

Заземляющие шиныЗаземляющие шины изготовлены из электролитической меди. Они проходят через всю длину распределительного устройства, благодаря чему гарантируют максимальную безопасность персонала и монтажа.

Изоляционные проходные изоляторы и шторкиИзоляционные проходные изоляторы, размещенные в отсеке шины, содержат контакты для соединения контактора с отсеком сборных шин.Они являются трехполюсными и изготовлены из эпоксидной смолы. Шторки – металлические и автоматически активизируются во время передвижения контактора из контрольного положения в рабочее и наоборот.

13

D

B

AC

КабелиМожно использовать одно- и трехжильные кабели, максимально два кабеля на фазу в зависимости от номинального напряжения и сечения кабеля (см. стр. 28).Распределительное устройство можно монтировать у стены помещения, так как к кабелям осуществляется легкий доступ с передней стороны.

Канал для отвода газаКанал для отвода газа размещается над распределительным устройством и проходит по всей его длине.Каждый силовой отсек оснащен клапаном, размещенным в своей верхней части. Последний открывается под воздействием давления, которое возникает при дуговом перекрытии, что приводит к прохождению газа в канал.Обычно горячие газы и раскаленные частицы, возникающие при внутренних дуговых КЗ, должны удаляться из помещения. UniGear MCC оснащено комплектом решений для удовлетворения всех требований, как в случае, когда отведение возможно непосредственно в конце распределительного устройства, или же когда оно требуется с передней или задней стороны.Некоторые установки, например на судах, не позволяют отводить газы за пределы пространства, поэтому, для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, а также в соответствии со стандартами, были осуществлены одноцелевые решения. Например, продольно расположенные дымоходные трубы. Для получения более подробной информации, обращайтесь к вашему торговому представителю компании ABB.

Рисунок 5: Вид UniGear MCC в разрезе

Отсеки устройстваA Отсеки сборной шиныB Отсек контактора/кабелейC Отсек низкого напряженияD Компактный газовый канал

14

Рисунок 6: Панель UniGear MCC после испытания стойкости к внутренней дуге

Распределительное устройство UniGear MCC было подверже-но всем типовым испытаниям, требуемым международными стандартами (IEC) и стандартам ряда стран (напр., китайский стандарт GB/DL и российский стандарт ГОСТ).Как указанно в данных стандартах, тесты на распределитель-ных устройствах были проведены с учетом самых сложных условий для распределительных устройств, поэтому резуль-таты относятся ко всему ряду.Кроме того, каждое распределительное устройство подверга-ется приемо-сдаточным испытаниям на заводе-изготовителе перед поставкой.Целью данных испытаний является проверка функционирова-ния распределительного устройства, основанная на специфи-ческих характеристиках каждого исполнения.

5. Полное прохождение типовых испыта-ний

Типовые испытания IEC • Кратковременный и пиковый выдерживаемый ток• Повышение температуры• Стойкость к внутренней дуге• Испытание на диэлектрическую прочность• Включающая и отключающая способность контакторов• Включающая способность заземлителя• Механическое функционирование контактора и заземлителя• Степень защиты IP

Приемо-сдаточные испытания на заводе-изготовителе IEC

• Визуальныйосмотрипроверка• Механическоеоперирование• Проверкакабельнойпроводки• Электрическоеоперирование• Испытанияэлектрическойпрочностиизоляции• Измерениесопротивленияглавныхцепей• Испытаниявторичнойизоляции

Типовые испытания по требованию морских регистров для морского исполнения • Высокаятемператураокружающеговоздуха(+45°C)• Наклон• Вибрация

Описание типовых испытаний IEC • Кратковременный и пиковый выдерживаемый ток

Испытание доказывает, что главные силовые и заземляющие контуры выдерживают нагрузку, вызванную прохождением тока короткого замыкания, без какого бы то ни было повреждения.Следует обратить внимание на то, что испытанию подвергаются как заземляющая система выдвижного аппарата, так и заземляющие шины распределительного устройства.Механические и электрические свойства системы сборных шин, верхних и нижних присоединений не подвержены изменениям в случае короткого замыкания.

• Повышение температуры

Испытание осуществляется при значении номинального тока распределительного устройства и доказывает, что внутри отсеков нет превышения допустимой температуры.Во время испытания контролируется как распределительное устройство, так и автоматические выключатели и контакторы, которые могут в нем размещаться.

• Стойкость к внутренней дуге

См. стр. 16.

15

•Испытаниенадиэлектрическуюпрочность

Данные испытания проверяют способность распределительного устройства выдерживать нормированное напряжение грозового импульса и напряжение переменного тока промышленной частоты.Испытание напряжением переменного тока осуществляется как типовое испытание, а также во время приемо-сдаточных испытаний на каждом изготовленном отсеке распределительного устройства.

•Включающаяиотключающаяспособностьконтактора

Контакторы подвергаются коммутационным испытаниям при номинальном токе и токе короткого замыкания.Кроме того, они также подвергаются отключению и включению емкостной и индуктивной нагрузок, конденсаторных батарей и/или кабельных линий.

•Включающаяспособностьзаземлителя

Заземлитель распределительного устройства UniGear MCC можно включать на ток КЗ. В действительности заземлитель обычно блокируется для предупреждения такого случая.Однако если это произойдет по каким-либо причинам, обслуживающий персонал установки будет полностью защищен.

•Механическоеоперирование

Испытания механического ресурса всех частей доказывают на-дежность аппаратов.Общий опыт в электротехнической отрасли показывает, что механические неисправности являются одними из самых часто встречаемых причин аварий в установке.Контактор испытан с помощью большого количества операций, чем количество операций обычно производимых в установке во время эксплуатации.Кроме того, компоненты распределительного устройства являются составной частью системы программы обеспечения качества и регулярно подвергаются испытаниям на механический срок службы для проверки того, что качество является идентичным с качеством компонентов, подверженных типовым испытаниям.

•СтепеньзащитыIP

Степень защиты IP – сопротивление, оказываемое UniGear MCC проникновению твердых объектов и жидкостей.Данная степень сопротивления указана с помощью приставки IP, за которой следуют два символа.Первый номер определяет степень защиты от проникновения твердых объектов, а второй относится к жидкостям.

16

При разработке современного распределительного устрой-ства среднего напряжения обеспечение безопасности обслу-живающего персонала должно быть на первом месте. Поэтому распределительное устройство UniGear MCC было спроекти-ровано и затем испытано для его соответствия внутреннему дуговому КЗ с током, соответствующим максимальному кра-тковременному выдерживаемому току.Испытания доказывают, что металлическая оболочка распре-делительного устройства UniGear MCC в случае повреждения, включая внутреннее дуговое КЗ, способна защитить обслужи-вающий персонал, находящийся около распределительного устройства.

Внутреннее дуговое КЗ относится к очень редким повреждениям, теоретически вызываемое различными факторами, такими, как, например:• дефекты изоляции в результате ухудшения качества

компонентов. В качестве примера причин могут быть неблагоприятные условия среды и сильно загрязненная атмосфера

• перенапряжение атмосферного происхождения или вызванное работой компонентов

• недостаточное обучение обслуживающего персонала, ответственного за установку

• поломка или повреждение защитных блокировок • перегрев контактных поверхностей в результате окисления,

или когда соединения не достаточно затянуты • проникновение небольших животных в распределительное

устройство (напр., через вход кабелей) • во время проведения технического обслуживания внутри

распределительного устройств был оставлен материал

Конструкция распределительного устройства UniGear MCC значительно уменьшает возникновение перечисленных факторов, вызывающих данное повреждение, однако некоторые из них не могут быть полностью исключены.Энергия, образованная внутренним дуговым КЗ вызывает следующие явления:• повышение внутреннего давления • повышение температуры • визуальные и звуковые эффекты • механические нагрузки на оболочки распределительного

устройства • плавление, разложение и выпаривание материалов

Без надлежащей проверки данные явления могут иметь серьезные последствия для обслуживающего персонала, как, например, травмы (в результате ударной волны, отлетающих частей и открытых дверей), а также ожоги (в результате выброса горячих газов).Испытанием проверяется, что двери отсеков остаются закрытыми, а из шкафа распределительного устройства не отлетают какие-нибудь компоненты, даже если они подвергаются воздействию очень высокого давления, и что в зону

обслуживания не выбрасываются пламя или раскаленные газы, в результате чего обеспечивается безопасность обслуживающего персонала, находящегося рядом с распределительным устройством.Кроме этого проверяется, что не появляются никакие отверстия в частях свободных для доступа извне, и, что любое подключение к заземляющему контуру остается эффективным, в результате чего гарантируется безопасность обслуживающего персонала, который может подойти к распределительному устройству после повреждения.Стандарт IEC 62271-200 описывает методы, которые необходимо использовать при проведении испытания, а также критерии, которым распределительное устройство должно соответствовать.Распределительное устройство UniGear MCC полностью отвечает всем приведенным ниже пяти критериям в соответствии со стандартами IEC.

Классификация IAC подтверждена на основании тестов в соответствии со следующими обозначениями:• общие положения: классификация IAC (внутреннее дуговое

короткое замыкание)• доступность: А, В или С (распределительное устройство

доступно только для обслуживающего персонала (А), для всех (В), в результате установки недоступно (С))

• F, L, R: доступ спереди (F – спереди), доступ сбоку (L – сбоку) и доступ с тыльной стороны (R – с тыльной стороны)

• испытательные значения: испытательный ток в килоамперах (кА), и длительность КЗ в секундах (сек)

Отведение горячих газов и раскаленных частиц необходимо очень тщательно проверять, чтобы обеспечить и сохранить безопасность обслуживающего персонала при каждой установке.

Ограничивающие КЗ системы

Распределительное устройство UniGear MCC предлагает комплексную пассивную защиту от последствий внутреннего дугового КЗ посредством своей конструкции для времени от 1 секунды до 50 кА.Компания ABB также разработала защитные системы, которые позволяют достичь очень важных целей:• определение и гашение дуги, обычно в течении менее чем 100

мсек., что повышает стабильность сети

• ограничение результатов повреждения аппаратов • ограничение изъятия из эксплуатации. Для активной защиты от внутреннего дугового КЗ в различные отсеки могут быть установлены устройства, состоящие из различных типов датчиков, которые определяют повреждение и производят избирательное отключение контакторов. Ограничивающие системы основываются на датчиках, которые используют давление или вспышку, вызванные дуговым КЗ.

6. Безопасность

17

Плавление стали

Плавление меди

Плавление кабелей

0 100 200 500 мс

кА2 с

ITHДатчики ITH состоят из микро выключателей, размещенных в верхней части распределительного устройства рядом с клапанами выпуска газа двух отсеков (сборных шин и контакторов/кабелей).Ударная волна открывает клапаны и управляет микро выключателями, включенными в цепи отключения контакторов.Общеевремяотключениясоставляет45мс(15мсITH+30мсконтактор).

FRD (Устройство быстрого восстановления)

Данная система состоит из датчиков давления, размещенных во вспомогательном отсеке и подключенных к трем отсекам высокого напряжения с помощью узких трубок.Датчики определяют нарастающий фронт ударной волны, которая образуется при воспламенении дуги, и реагируют, отключая автоматические выключатели.Датчики защищены от наружной среды и могут проверяться даже при работе распределительного устройства.Общеевремяотключениясоставляет45мс(15мсFRD+30мсконтактор).

TVOCДанная система состоит из размещенного во вспомогательном отсеке устройства электронного мониторинга с оптическими датчиками. Последние размещены в различных отсеках и подключены к устройству с помощью оптоволоконного кабеля.Если превышен определенный установленный уровень освещения, то устройство отключает автоматические выключатели.Для предупреждения на систему воздействия, не связанного с дуговым замыканием (вспышка камеры, отражение наружных огней и т. д.), можно также подключить трансформаторы тока.Защитный модуль тогда даст выключателю команду на отключение, только если получит одновременно световой сигнал и сигнал о токе КЗ.Общеевремяотключениясоставляет32мс(2мсTVOC+30мсконтактор).

Рисунок 7: Длительность дуги и вызванное разрушение

REA Данная система предлагает функции аналогичные TVOC. Система REA состоит из основного устройства (REA 101) и вспомогательных блоков расширения (REA 103, 105, 107), что делает возможным создание индивидуализированных решений с выборочным отключением. Для получения более подробной информации, см. соответствующую главу на странице 38.Общеевремяотключениясоставляет32,5мс(2,5мсREA+30мсконтактор).

Защита от дуги в IEDIED REF615, RET615, REM615 и REF610 (интеллектуальные электронные устройства) можно опционно дополнить быстрой и выборочной защитой от дуги. Они предлагают двух- и трехканальную защиту от дуги для контроля вспышки в отсеке автоматического выключателя, кабельном отсеке и отсеке шины панелей распределительного устройства.Общеевремяотключениясоставляет42мс(12мсIED+30мсконтактор).

18

6. Безопасность

Рисунок 8: Виды системы кодов панели спереди

Распределительное устройство UniGear MCC оснащено разнообразными блокировками и вспомогательным оборудованием, необходимым для обеспечения высокого уровня безопасности и надежности как для установки, так и для персонала.

БлокировкиЗащитные блокировки – стандартные блокировки [1÷4], см. соответствующую таблицу на стр. 19.Они соответствуют стандартам IEC и, следовательно,гарантируют правильную последовательность работы.Блокировки компании ABB гарантируют самый высокий уровень надежности даже при случайной ошибке и полностью исключают ошибочные действия персонала.

КлючиИспользование блокировок с ключом очень важно при осуществлении логики блокировки между панелями одного и того же или различных распределительных устройств среднего, низкого и высокого напряжения. Логика осуществляется с помощью распределительных устройств или вызывных ключей.Тележка контактора [5] может быть заблокирована в удаленном положении, и соответствующий ключ замка можно вынуть только в том случае, если контактор находится в этом положении.В данном положении заземлитель автоматически закрыт, аналогичный ключ [5] также может быть использован для данной блокировки.Операция открытия [6] заземлителя также может быть заблокирована с помощью ключа.Последний можно снять только с помощью заземлителя в противоположном положении для осуществления блокировки.

Висячие замкиДвери отсека контактора/кабелей [7] могут быть заперты в закрытом положении с помощью висячих замков.Их можно использовать в обеих версиях дверей – с центральной рукояткой (стандарт) или болтами (опция).Металлические защитные шторки [8] между отсеком автоматического выключателя и отсеком сборных шин можно запереть с помощью двух независимых висячих замков, как в открытом, так и в закрытом положениях.Могут быть использованы висячие замки диаметром от 4 до 8 мм.

Блокировочные магнитыБлокировочные магниты используются для проведения автоматической логики блокировки без вмешательства человека.Можно заблокировать вкатывание/выкатывание контактора [9].Магниты действуют с активной логикой, и поэтому потеря вспомогательного напряжения приводит к тому, что блокировка является эффективной (в безопасном режиме).

19

Стандартная защитная блокировка (обязательная)

Блокировка Описание Необходимое условие

1A Вкатывание/выкатывание контактора Контактор открыт

B Закрытие контактора Определенное положение контактора

2A Вкатывание контактора Включена многополюсная штепсельная вилка контактора

B Выключена многополюсная штепсельная вилка контактора Положение удаления контактора

3A Отключение заземлителя Положение удаления контактора

B Вкатывание контактора Заземлитель открыт

4A Открытие дверей отсека контактора/кабелей Контактор в положении удаления

B Вкатывание контактора Закрытие дверей отсека контактора/кабелей

Ключи

5 Отключение заземлителя Ключ можно вынуть только, если контактор находится в снятом положении

6 Заземлитель открыт Ключ можно вынуть только, если контактор находится во вставленном положении

Висячие замки

Блокировка

7 Открытие дверей отсека контактора/кабелей

8 Открытие или закрытие шторок

Блокировочные магниты

Блокировка Необходимое условие

9 Вкатывание/выкатывание контактора Заряженные магниты

20

7. VSC вакуумный контактор

Контакторы типа V-Contact VSC для среднего напряжения – это аппараты, которые применяются для работы в сетях переменного тока и обычно используются для управления фидерами, для которых требуется большое количество циклов включения в час.Они пригодны для управления и защиты двигателей, трансформаторов и конденсаторных батарей компенсации реактивной мощности. При оборудовании надлежащими предохранителями, контакторы можно использовать в цепях с мощностью до 1000 МВА.Электрический срок службы контакторов V-Contact VSC установлен для категории АСЗ, 100 000 циклов включения (включение/выключения), выключаемого тока 400 А.

Контакторы состоят из моноблока из смолы, содержащего следующие компоненты:• вакуумныепрерыватели• элементыпривода• управляющиймагнит• мультивольтажныйисточникпитания• аксессуарыивспомогательныеконтакты

Рисунок 9: V-Contact VSC на сервисной тележке

Контакторы V-Contact изготавливаются на следующие наибольшее рабочее напряжения:• VSC7/Pдлянапряжениядо7,2кВвUniGearZS1• VSC12/Pдлянапряжениядо12кВвUniGearZS1• VSC7/PNдлянапряжениядо7,2кВвUniGearMCCОбе версии доступны с механизмом управления в КОНФИГУРАЦИИ SCO или DCO.

ПриводБлагодаря магнитному приводу VSC контакторам V-contact необходимо ничтожно малое питание во всех конфигурациях (15 Вт бросок тока – 5 Вт постоянное для всех конфигураций).Вакуумные контакторы V-contact VSC три различные конфигурации.

SCO (одна управляющая команда). Контактор остается во включенном положении, пока на входе цепи управления есть напряжение, и отключается, как только оно исчезает.

DCO (две управляющие команды). Контактор отключает подачу вспомогательного напряжения в мультивольтажный источник питания, отключая питание, и открывается при включении питания; функция против «прыганья» является стандартной.Доступна также конфигурация DCO, по запросу, с функцией задержанного минимального напряжения. Данная функция активирует автоматическое включение контактора при падении уровня вспомогательного напряжения ниже определенного IEC уровня.Включение может быть задержано на от 0 до 5 секунд (настройка клиента, используя двухпозиционный переключатель).

Все конфигурации подходят для 1 000 000 механических операций.

ПредохранителиКонтактор оснащен предохранителями среднего напряжения для защиты фидеров.Согласованность между контактором, предохранителями и элементами защиты гарантируется в соответствии со стандартами IEC 60470 для аппарата в классе «С».Держатели предохранителей обычно предназначены для установки комплекта трех предохранителей среднего размера с типом расцепителя в соответствии со следующими стандартами:• DIN43625• BS2692VSC/PNтакжеподходитдляустановкидвухпредохранителейBS2692 параллельно на фазу.Контакторы VSC нельзя использовать с предохранителями ABB CEF-BS и BB CMFBS.

21

Можно использовать следующие типы предохранители:•ТипсогласноDINсдлиной192,292и442мм.•ТипсогласноBSсдлиной235,305,410,454и553мм.

Держатели предохранителей оснащены устройством для автоматического отключения, даже при срабатывании одного предохранителя. То же оборудование не позволит включить контактор, когда отсутствует хотя бы один предохранитель.РядпредохранителейABBдлязащитытрансформаторовDINимеет типовое обозначение CEF, а ряд с типовым обозначением СЕМ предназначен для защиты двигателей и конденсаторов.

Стандарты• IEC60470дляконтактора• IEC60282-1дляпредохранителей Рисунок 10: Двойной предохранитель в соответствии со стандартом BS

Электрические характеристики

VSC7/PN

Номинальное напряжение [кВ] 7,2

Номинальное напряжение по изоляции [кВ] 7,2Номинальное выдерживаемое напряжение про-мышленной частоты [кВ] 20Номинальное импульсное выдерживаемое напря-жение при ударах молнии [кВ] 60

Номинальная частота [Гц] 50-60

Расчетный кратковременный выдерживаемый ток [кА] ...50 (1)

Пиковый ток [кА] ...125

Выдерживаемый ток внутреннего дугового КЗ [кА x 1 с] ...50 (2)

Максимальный номинальный ток контактора [A] 400

(1) Ограничен предохранителями.(2) Выдерживаемое значения внутреннего дугового КЗ гарантируются в отсеке сборных шин; сторона питания. Замыкание в контакторе или кабельном отсеке

предотвращают предохранители.

Максимальные нагрузки контакторов с предохранителями

3.6 кВ 7,2 кВ

Двигатели [кВт] 1000 1800

Трансформаторы [кВА] 2000 2800

Конденсаторы (одна батарея) [кВАр] 1000 1800

Номинальное

напряжениеТип контактора

Марка предохраните-ля и международный стандарт

Двигатели Трансформатор Конденсаторы (одна батарея)

Номинальный ток предохранителя

Рабочий номи-нальный ток контактора

Номинальный ток предохранителя

Рабочий номи-нальный ток контактора

Номинальный ток предохранителя

Рабочий номи-нальный ток контактора

[A] [A] [A] [A] [A] [A]

7.2 кВ VSC7/PN ABB(типDIN) 315 250 200 160 315 220

SIBA (тип BS) 250 200 250 160 250 125

22

8. Инструментальные трансформаторы

Тороидальные трансформаторы токаНизковольтный инструментальный трансформатор тока без первичного проводника. Сборка трансформаторов тока KORI 071 DF 12 возможна на шину внутри распределительного устройства с собственной изоляцией. Трансформаторы данного типа обеспечивают измерение и защиту и разработаны для использования внутри установок. Число вторичных обмоток (1 или 2) зависит от комбинации

технических параметров (таких как класс точности, нагрузка, ток КЗ и кратность насыщения) и возможности повторного подключения на вторичной стороне.

Процедура сборки трансформатора на изоляторах в UniGear MCC представлена отдельно (треугольное положение).

Данные трансформаторы соответствуют стандарту IEC 60044-1

Рисунок 11: Тороидальный трансформатор тока KORI с катушкой CT Рисунок 12: Пример применения тороидального трансформатора тока KORI в UniGear MCC

Клеммы Коэффициент Нагрузка Класс

S1-S2 150/1А/А 0,5 ВА 0,5/5P40

S1-S3 400/1А/А 0,5 ВА 0,5/5P40 S1 S2 S3

S1 S2 S3

P1 P2

Маркировка клемм

23

4X 8,50

Технические данные

Тип (низковольтный трансформатор тока для применения среднего напряжения) KORI

Высшее напряжение для оборудования Uм [кВ] 0,72

Проверяемое напряжение частоты 1 мин [кВ] 3

Номинальный уровень изоляции [кВ] 0,72 / 3 / -

Номинальная частота fn [Гц] 50 / 60

Номинальный ток первичной обмотки [A] 10 - 400

Номинальный ток вторичной обмотки [A] 1 или 5

Номинальный кратковременный ток термической стойкости I-й 3 с [кА] 50,0

Номинальный пиковый ток Idyn [кА] 125,0

Классы точности [кА] 0,2, 0,2S, 0,5, 0,5S, 1, 5P, 10P

Нагрузка [ВА] 1 - 20

Высшее напряжение в системе [кВ] 12 кВ при использовании CT ROD

Класс воспламеняемости B

Трансформаторы тока KORI 072 GH 8 разработаны для распределительного устройства ABB типа Unigear 550 и имеют следующие размеры.

Табличка с техническими

данными

90

180

180

156

156

29

S1 S2

59

180

P1

120

15 40

24

is

Us

9. Измерительные датчики

Рисунок 13: Линейность новейших датчиков ABB и пример форм волн выходного сигнала во сравнению с типичными насыщенными трансформаторами тока

Электронные инструментальные трансформаторы

Будущее измерения токов и напряжений в интеллектуальном UniGear – маломощный инструментальный трансформатор (в соответствии с текущими стандартами IEC они относятся к группе «Электронных инструментальных трансформаторов»), кратко называемый «датчик». Данные продукты заменяют традиционные инструментальные трансформаторы. Характерными свойствами современных датчиков ABB являются уровень выходного сигнала, который полностью адаптирован к нуждам нового основанного на микропроцессорах оборудования без необходимости в ненужной мощности.Уровень аналогового выходного сигнала зависит от используемого принципа и может быть в диапазоне мВ для датчика тока (типичное значение – 150 мВ при номинальном первичном токе).Устройство UniGear MCC может быть оснащено одним датчиком тока кольцевого типа KECA.

Вторичный

выход

Уровень насыщения

10 А 100 А 1000 А 10 000 А Первичный ток

Датчик ABB

Стандартный трансформатор тока

Характеристики датчиковКонструкция датчиков тока включает использование ферромагнитного сердечника. Данный факт предоставляет несколько важных преимуществ для пользователя и применения:– на работу датчика не влияет нелинейность и ширина кривой

гистерезиса; это приводит к точным и линейным измерениям в рамках широкого динамичного диапазона измеряемых величин

– один прибор/датчик можно использовать для защитного и измерительного оборудования (нет необходимости в отдельном проекте/продукте);

– отсутствуют потери на гистерезис, таким образом, датчики обладают великолепной частотной характеристикой даже при частотах, отличных от номинальных и, следовательно, предоставляют очень точный ввод для функций защиты, позволяя более точно анализировать неисправности и эффективно находить их;

25

– датчики не опасны во время работы (не возникает проблем при замкнутом или разомкнутом датчике), что приводит к высокому уровню безопасности находящихся рядом устройств и персонала. Выходной сигнал остается очень низким даже в случае неисправности в сети.

– использование датчиком исключает возможность феномена феррорезонанса, таким образом, еще больше увеличивая безопасность и надежность силовой сети; более того, нет необходимости в дополнительной защите оборудования, специальном ограждении или проводке.

Датчики ABB подключены к устройствам оценки измерения и защиты с помощью экранированных кабелей и соединителей, обеспечивая высокую степень защиты от электромагнитных помех. Точность данных датчиков проверена и испытана, включая кабели, таким образом, устройство контроля получает точную информацию. Более того, использование датчиков ABB и реле ABB гарантирует точность работы системы, т. е. гарантирует точность всей проверочной схемы = датчик вместе с IED выше 1 %.

Рисунок 14: Датчик KECA тороидального типа

Преимущества датчиковБлагодаря линейной реакции и широкому динамическому диапазону датчики являются достаточно стандартизированными устройствами (по сравнению с различными проектами трансформаторов тока). Поэтому, намного проще выбрать необходимый проект (это упрощает инженерную задачу) и снижается необходимость в запасных частях.Значительное снижение потребления энергии во время работы датчиков благодаря незначительным потерям (нет железа = нет потерь на гистерезис, меньшая обмотка и незначительный выходной ток = меньшие потери в обмотке датчика) приводит к значительной экономии энергии и минимизации повышения температуры (таким образом, улучшая температурные условия и процесс старения приложения). Это также приводит к снижению веса устройства по-сравнению с традиционными трансформаторами тока. Поэтому, нет необходимости в специальном оборудовании/инструментах для перемещения датчиков, снижаются расходы на транспортировку.Быстрое подключение датчиков к IED без использования каких-либо инструментов и материалов, значительно облегчает процесс установки.

26

9. Измерительные датчики

Датчик токаДатчик тока состоит из катушки Роговского без ферромагнитного сердечника. Катушка состоит из однородной обмотки на закрытом немагнитном сердечнике постоянного сечения. Главное отличие катушек Роговского от трансформаторов тока – обмотка катушек Роговского намотана нанемагнитный сердечник, вместо железного сердечника. В результате, катушки Роговского являются линейными, так как немагнитный сердечник не может быть насыщенным. Катушки Роговского создают выходное напряжение (US) которое является измеренной производной времени первичного тока (IP).

Рисунок 15: Принцип работы катушки Роговского

Интеграция выходного сигнала датчика тока выполняется в рамках подключенного IED для получения информации о фактическом значении тока.

Выходное напряжение со сдвигом фазы на 90° от формы волны тока первичной катушки.

Поэтому для получения простой и грубой информации о измеренном сигнале тока, можно использовать вольтметры с высоким входным сопротивлением. Тем не менее, более точную информацию при переходных условиях, содержании различных компонентов частоты или искажениях формы волны тока в электрической сети можно получить с помощью интеграции сигнала тока в катушке Роговского. Данная функция уже доступна в предоставленными ABB IED, таким образом, доступно точно измерение тока первичной обмотки.

Выходное это напряжение катушки Роговского напрямую зависит от частоты, поэтому номинальное значение выходного напряжения составляет 150 мВ при 50 Гц и 180 мВ при 60 Гц. Сразу после установки номинальной частоты в IED, датчик предоставляет точную информацию об измеренном сигнале тока первичной обмотки, даже для различных гармонических колебаниях (нет потерь на гистерезис и не применимо насыщение) и, таким образом, достигается правильная работа всех защитных функций. Теоретически, реакция катушки Роговского является линейной в неограниченном динамическом диапазоне измеренного тока первичной обмотки. Ограничения в их использовании существуют из-за других ограничений, напр., размера применения, крепления и т. п. единственной обмотки достаточно для работы с целым рядом необходимых токов первичной обмотки, напр., тип KECA 250B1 был успешно проверен при непрерывном термальном токе 2000 А. Соответствуют стандарту IEC 60044-8.

ip (t) = √2Ip sin(ωt)

us (t) = √2Ip Mωcos(ωt)

27

Габаритные размеры KECA

L=5000±50

70

Ø 69

Ø 8,5

147

123

176

123 2920

37,5

90

P2P1

28

10. Концевая заделка кабелей

Концевая заделка полимерных изолированных кабелей 1 – 7,2 кВ

Общая информация

Очень важно правильно осуществлять заделку силовых кабелей распределительного устройства. С этой целью ABB разработала целый ряд простых в использовании продуктов для подготовки и заделки кабелей.

Силовые кабели MV обычно оснащены проводником из алюминия или меди, изоляцией из полимерного материала, экструдированной изоляцией, металлическим экраном, армированием (опция) и внешней полимерной оболочкой.

Для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации, необходимо достичь достаточного механического соединения между токоведущей жилой кабеля и шиной. ABB предлагает механические кабельные наконечники для установки на токоведущую жилу кабеля с помощью болтового крепления.Также необходимо обеспечить правильную проводку электрического поля. Для этого ABB предлагает кабельную заделку, устанавливаемую холодным способом, изготовленную из резины, что позволяет создать активное давление вокруг кабеля.Более того, если кабель оснащен другим типом металлического экрана, отличным от медных проводов, необходимо использовать специальные наборы для заземления, чтобы достичь соответствующей борьбы с возможными токами КЗ. Армирование кабеля должно быть такого же потенциала заземления, как и экран кабеля, поэтому может возникнуть необходимость в использовании дополнительных аксессуаров для подключения, которые также доступны. Более подробная информация представлена в отдельной брошюре по кабельным аксессуарам.

Применение и особенности

В зависимости от конструкции кабеля, необходимо использовать правильный тип кабельного аксессуара. Когда одножильные кабели оснащены только экраном из медных проводов, достаточно использовать только кабельный наконечник и заделку, которая соответствует фактическому размеру кабеля.Преимуществом устанавливаемых холодным способом аксессуаров является то, что для их установки нет необходимости в использовании тепла или открытого пламени (за исключением заделки трехжильных кабелей). После подготовки кабеля, кабельный наконечник просто одевается на кабель без использования какого-либо дополнительного инструмента. При использовании трехжильного кабеля или кабеля с медным ленточным экраном или экраном из алюминиевой фольги, или кабеля с армированием; необходим дополнительный материал.Другим не менее важным фактором является правильная подготовка кабеля, и ABB также предлагает превосходные инструменты для подготовки кабелей.

Рекомендуемые продукты заделки кабелей

Предварительно установленная концевая муфта кабеля типа Kabeldon SOT может быть использована для любого полимерного кабеля независимо от его конструкции и размера жилы. Тип SOT 10 разработан для кабелей 7,2 кВ. Несколько вариантов концевых муфт подходят для широкого ряда размеров кабелей.Дополнительные материалы, такие как наборы для заземления, заделка для трехжильных кабелей и специальный материал экрана для армирования кабелей, также включены в предложение ABB.Для получения более подробной информации, обращайтесь к вашему торговому представителю компании ABB.

29

Рисунок 16: Концевая муфта Kabeldon тип SOT 10 с биметаллическим кабель-ным наконечником типа SKSB

Рисунок 17: Концевая муфта Kabeldon тип SOT 24 с биметаллическим кабель-ным наконечником типа SKSB

Обозначение и размеры

Уровень напряжения

кВ

Обозначение Kabeldon

Диаметр изоляциимм

Размер жилы

мм²

7,2 кВ

1 – 7,2 SOT 101 10,5 – 15 10 – 35

1 – 7,2 SOT 102 12,9 – 25,8 50 – 150

1 – 7,2 SOT 103 21,4 – 34,9 185 – 300

30

11. Автоматизация распределительной сети

Философия защиты ABBПоставляя защитные реле (IED) в более чем 70 стран, ABB полностью понимает необходимость различной философии защиты как результат местного законодательства, экологических требований и технического опыта. Поэтому компания ABB разработала философию защиты, которая не только соответствует специфическим требованиям и нуждам различных силовых систем, но и создает ощущение надежности и спокойствия у владельцев и пользователей данных систем.Главной целью системы защитных реле ABB является выявление каждого ненормального состояния энергетической системы или ее компонентов. На основании полученной информации защитная система инициирует восстановительные

мероприятия, которые возвращают систему в нормальный режим работы или изолирует проблемы для ограничения повреждения системы и предупреждения травм персонала. Таким образом создается безопасная среда для всех.Релейная защита не предупреждает возникновение повреждений сети, а активизируется только тогда, когда в энергетической системе произойдет какое-то отклонение. Однако тщательный выбор защитных функций, предлагаемых ABB, для соответствия специфичным требованиям энергетической системы и ее компонентов не только обеспечивает защиту энергетической системы, но и улучшает производительность и надежность защитной системы, благодаря чему снижаются последствия повреждения сети, и ограничивается развитие аварии на здоровые части сети.

31

Рисунок 18: Сравнивание фидеров со стандартными и высокими требованиями

Преимущества комплексной защитной системыНеобходимо уделять внимание скорости работы, чувствительности, селективности и надежности защитной системы. Имеется строгая корреляция между рабочей скоростью защитной системы и ущербом и повреждением в результате сетевого КЗ. Автоматизация подстанций обеспечивает дистанционное управление и возможности мониторинга, которые ускоряют локализацию повреждений и возобновление поставки энергии. Быстрое срабатывание защитных реле сводят также к минимуму пики нагрузок после повреждения, которые вместе с падением напряжения повышают опасность расширения аварии на здоровые части сети. Чувствительность защиты должна быть адекватной для

определения относительно высокого количества повреждений при замыкании на землю и токов короткого замыкания в самых отдаленных частях сети. Надежная селективность является важной для ограничения потерь поставки энергии на минимальную область, а также для надежного обнаружения неисправной части сети. Восстановительные мероприятия, таким образом, могут быть направлены на поврежденную часть сети, и поставка энергии может быть быстро восстановлена.Защитная система должна иметь высокую степень надежности. Это также означает, что в случае, если, например, произойдет отказ выключателей, повреждение будет устранено с помощью запасной защиты.Автоматизирование распределительных подстанций (SA) позволяет обслуживающему персоналу отлично управлять ею. Помимо этого, система SA улучшает качество энергии передающей и распределительной сети при нормальной работе, но особенно, в аварийной ситуации и во время технического обслуживания распределительной подстанции. Система SA или SCADA (система диспетчерского контроля и сбора данных) привносит множество преимуществ цифровой технологии в защиту и управление сетью. Установка терминалов и настройка параметров с помощью легкого и безопасного доступа с рабочего места персонала в соответствии со специфическими требованиями энергетической сети.

Однофункциональные и многофункциональные терминалыПравильные защитные методы и комплексное функционирование повышают эксплуатационные качества защитной системы. Определение комплексной функциональности изменяется с требованиями защищаемой сети или системы. В то время как однофункциональные реле защиты достаточны для некоторых простых сетей, для более сложных сетей требуется современные монофункциональные реле защиты. Однофункциональные реле содержат комплект защитных функций, например, для отдельных типов фидерных применений. К главным преимуществам этих реле относится разнообразие видов и цена. Одно или несколько однофункциональных реле обеспечивают достаточную защиту в большинстве областей применения.

Высокие требования

Тип

фид

ера

Осо

бенн

ости

IED

Стандартное требование

Ввод питания с обеих сторон

Тороидальные основные фидеры

Параллельные фидеры

Фидеры с рас-пределенной генерацией

Радиальные фидеры с реле автоматиче-ского выключения/секционными разъ-единителями

Радиальные фидеры

Дистанционная защита

Принципиальная схема ЧМИ*

Прибор для обнаружения короткого замыкания

Контроль качества электроэнергии

Связь

Реле автоматического выключения

Одна функция * Интерфейс «чело-век-машина»

32

11. Автоматизация распределительной сети

Защита трансформатораТрансформатор является одним из самых важных компонентой и одним из наиболее дорогостоящих индивидуальных устройств распределительной сети. Из-за высокой полезности силового трансформатора очень важно предотвращение повреждений в распределительной системе.Несмотря на то, что качественные трансформаторы мощности являются высоконадежными, иногда происходят пробои изоляции. Эти повреждения, проявляющиеся как КЗ и/или замыкания на землю, вызывают значительное повреждение обмотки и сердечника трансформатора. Поломка пропорциональна времени отключения неисправности, поэтому трансформатор должен быть отключен как можно быстрее. Трансформатор необходимо отправить в мастерскую для ремонта, что представляет собой очень длительный процесс. Всегда является сложной работа сети, когда силовой трансформатор выведен из строя. Поэтому, поломка силового трансформатора часто вызывает более серьезное повреждение системы, чем КЗ линии, которую обычно можно быстро устранить. Очень важно, чтобы для определения поломок трансформаторов и инициирования выключения было использовано быстрое и надежное защитное реле. Размер, уровень напряжения и важность силового трансформатора определяют диапазон и выбор используемого оборудования мониторинга и защиты для ограничения разрушений при возможном КЗ. При сравнивании общих затрат на силовой трансформатор, а также затрат, вызванных неисправностью трансформатора, затраты на защитную систему являются незначительными.

Рекомендуемые изделияABB поставляет большой диапазон защитных трансформаторов, входящих в семейство Relion® для выполнения требований каждого индивидуального применения. IED были разработаны, опираясь на многолетний опыт работы с различными применениями и функциональные требования клиентов ABB во всем мире. Популярная серия IED RE500 является одним из самых популярных изделий ABB в данной области. Изделия Relion® были разработаны для соответствия высоким требованиям стандарта IEC 61850. Использование стандарта связи подстанций IEC 61850 обеспечивает как вертикальную, так и горизонтальную связь между IED.

Рисунок 19: Устройство защиты и управления трансформаторами RET630

33

• УстройствозащитыиуправленияфидерамиRET615 является интеллектуальным электронным устройством защиты и управления двухобмоточными трансформаторами, траснформаторами собственных нужд, повышающими трансформаторами, включая блоки генератор-трансформатор на промышленных предприятиях и распределительных сетях. RET615 имеет восемь стандартных конфигураций, которые охватывают наиболее часто используемые способы заземления нейтрали и соответствующие схемы защит от замыканий на землю. Устройство обеспечивает защиту от разницы коэффициента трансформации и междуфазных, межвитковых замыканий и от перекрытия изоляции на вводах. RET615 также поддерживает локальное или дистанционное управление трансформатором на высоковольтной стороне автоматического выключателя.

• УстройствозащитыиуправленияфидерамиRET630 является интеллектуальным электронным устройством (ИЭУ) управления, предназначенным для защиты, управления, измерения и контроля силовых, блочных и повышающих трансформаторов, включая блоки генератор-трансформатор на подстанциях и в промышленных распределительных сетях. Устройство обеспечивает основную защиту двухобмоточных силовых трансформаторов и блоков генератор-трансформатор. Имеется две стандартных конфигурации, отвечающие типовым требованиям по защите и управлению трансформатора. Стандартные конфигурации можно использовать в готовом виде или, они также легко адаптируются и расширяются за счет дополнительных функций, при использовании которых устройство сможет отвечать конкретным требованиям применения.

Рисунок 20: Устройство защиты и управления трансформаторами RET615

34

11. Автоматизация распределительной сети

Защита двигателяОт защиты двигателя обычно ожидают обеспечение максимальной токовой защиты, защиты от не симметрии, защиты от замыкания на землю и защиты от короткого замыкания. Однако основной проблемой для двигателей является тепловая защита, потому что перегрев представляет собой наибольшую опасность для двигателя.Для двигателей требуется защита не только от электрических неисправностей, но и от любого неправильного способа их эксплуатации. Решения ABB направлены на современную тепловую защиту, которая предохраняет от неправильного использования двигателей. Тепловая защита необходима для защиты двигателя, как при кратковременной, так и при длительной перегрузке и, таким образом, очень важна для эксплуатации двигателя. Кратковременные состояния перегрузки могут появиться во время запуска двигателя.Неправильное использование работающего двигателя не обязательно приведет к повреждению оборудования, но сократит срок его службы. Поэтому надежная и разносторонняя системы защиты двигателя не только защищает двигатель, но и продлевает срок его службы, что увеличивает прибыль на инвестированный в двигатель капитал.

Рисунок 22: Устройство защиты и управления двигателями REM615

Рекомендуемые изделияABB поставляет большой диапазон устройств для защиты двигателей, входящих в семейство Relion® для выполнения требований каждого индивидуального применения. IED были разработаны, опираясь на многолетний опыт работы с различными применениями и функциональные требования клиентов ABB во всем мире. Популярная серия IED RE500 является одним из самых популярных изделий ABB в данной области. Изделия Relion® были разработаны для соответствия высоким требованиям стандарта IEC 61850. Использование стандарта связи подстанций IEC 61850 обеспечивает как вертикальную, так и горизонтальную связь между IED.

• УстройствозащитыиуправлениядвигателямиREM630 является многофункциональным интеллектуальным электронным устройством (ИЭУ), предназначенным для защиты, управления, измерения и контроля средних и больших асинхронных электродвигателей в промышленных энергосистемах среднего напряжения.REM630 относится к линейке продуктов Relion® производства компании ABB и 630 серии устройств защиты и управления, которая характеризуется способностью к наращиванию и гибкостью конфигурации. Данное устройство также обладает

Рисунок 21: Устройство защиты и управления двигателями REM630

35

Рисунок 23: Реле защиты двигателя REM610

функциями управления, необходимыми для контроля ячеек питающей линии промышленного двигателя. REM630 обеспечивает основную защиту для асинхронных электродвигателей и соответствующих приводов. Интеллектуальное электронное устройство управления двигателем предназначено для средних и больших асинхронных двигателей с контакторным управлением и управлением от выключателя в различных вариантах применения, таких как использование в качестве электродвигательного привода для насосов, вентиляторов, компрессоров, мельниц, дробилок, и т. д. Разработанную стандартную конфигурацию можно использовать без изменений, а также можно легко настроить или расширить при помощи различных дополнительных функций, использование которых позволит точно настроить управление двигателем, чтобы устройство соответствовало конкретным требованиям применения.

• УстройствозащитыиуправлениядвигателямиREM615 является специально разработанным интеллектуальным электронным устройством для защиты, управления, измерения и контроля асинхронных двигателей на промышленных предприятиях, в том числе и в обрабатывающей

промышленности. Обычно, REM615 используется с высоковольтными двигателями, управляемыми автоматическим выключателем или контактором, и низковольтными двигателями среднего и большого размеров. REM615 производится с тремя стандартными конфигурациями, включая все базовые функции защиты двигателя, функции защиты по напряжению и измерения мощности и энергии. Также доступна функция удаленного запуска/остановки двигателя.

• РелезащитыдвигателяREM610 является универсальным многофункциональным реле защиты, предназначенным, в основном, для защиты стандартных асинхронных двигателей среднего напряжения большой и средней мощности в широком диапазоне их применений.Реле REM610 можно использовать с двигателями, управляемыми как выключателями, так и контакторами в различных установках. Оснащенное опциональным термопреобразователем сопротивления или элементами теплового датчика, данное реле можно использовать для непосредственного измерения температуры важнейших элементов двигателя, таких как подшипники и обмотка. Реле может также использоваться для защиты фидерных кабелей и силовых трансформаторов, которые требуют тепловой защиты от перегрузки, максимальной токовой защиты или ненаправленной защиты от замыканий на землю.

36

11. Автоматизация распределительной сети

Автоматика подстанций серии COM600COM600 – устройство автоматизации подстанций компании ABB, универсальный межсетевой шлюз, платформа автоматизации и интерфейс пользователя для общественных и промышленных распределительных подстанций. Шлюз обеспечивает бесперебойную связь в соответствии с IEC61850 между IED подстанции и системами контроля и управления сетевого уровня.Платформа автоматизации с ее логическим процессором делает COM600 гибкой платформой для выполнения задач автоматизации на уровне подстанции. В качестве решения пользовательского интерфейса COM600 включает основанные на веб-технологии функции, обеспечивая доступ к устройствам и процессам подстанции через веб-браузер на основе интерфейса «человек-машина» (ЧМИ).

Рисунок 24: Автоматика подстанций серии COM600

ПродуктАвтоматика подстанций серии COM600 предлагает основанные на веб-сервере функции, предоставляя интерфейс «человек-машина» (ЧМИ) для контроля и управления локальной подстанцией. Надежная связь позволяет осуществлять доступ к ЧМИ подстанции через Интернет или локальную вычислительнуюсеть/глобальнуювычислительнуюсеть(LAN/WAN)длялюбогоуполномоченногопользователяспомощьюстандартного ПК и веб-браузера. После локального подключения ноутбука к устройству, пользователь получает полный набор функций контроля и мониторинга с использованием СМИ на уровне подстанции.Автоматика подстанций серии COM600 также предоставляет функции шлюза для картирования данных и сигналов между подстанцией и системами высшего уровня, такими как SCADA, DSC.Серия COM600 разработана для более плавной интеграции и совместимости системы на основе предварительно настроенных решений с использованием пакетов связи для интеллектуальны электронных устройств ABB.

37

WAN

REF610 REF610 REF615 REF615 REF601 REF601

GPS

LAN1

Применение и особенностиКомпактность и надежность конструктивного исполнения устройств серии COM600 обуславливает их безотказную работу в неблагоприятных условиях эксплуатации. Конструкция устройств отвечает требованиям степени защищенности корпуса IP4x, в них отсутствуют вращающиеся элементы, подверженные физическому износу. COM600 созданы на базе техно логий встроенных систем, что определяет их длительный срок службы и высокую готовность. Функции и компактный размер COM600 позволяют осуществлять установку в низковольтные отсеки большинства панелей UniGear ZS1. COM600 подходит как для промышленного, так и для энергетического применения. Устройства COM600 включают встроенный сервер OPC, который обеспечивает для подключаемых OPC-клиентов всю информацию о подстанции, кроме того, поддержка протокола IEC 61850 гарантирует полную совместимость и прямую связь с

Рисунок 25: Обзор системы с использованием автоматики подстанции серии COM600

разными типами используемого оборудования.Устройства серии COM600 полностью совместимы со стандартом IEC 61850, разработанным для автоматизации подстанций. Таким образом, эти устройства могут работать со всеми интеллектуальными электронными устройствами, поддерживающими IEC 61850, что значительно упрощает проектирование и ввод систем управления в эксплуатацию.Ввод интеллектуальных электронных устройств ABB в эксплуатацию достаточно прост благодаря тому, что в устройствах ABB применяется уникальная концепция связи, что упрощает конфигурирование и снижает возможность ошибок, таким образом обеспечивая минимальные сроки конфигурирования и наладки устройств.

Более подробная информация, техническое руководство и описание продукта COM600 доступны по адресу:http://www.abb.com/substationautomation

КОММУТАТОРEthernet

КОММУТАТОРEthernet

OPC-клиент/сервер

Последовательные протоколы (DNP3,IEC60870-5-101)

Протоколы TCP/IC (IEC61850,DNP3,

Modbus®)

Последовательные протоколы (Modbus®)

Вторичное распределительное устройство

РАСПРЕДЕ-ЛИТЕЛьНыЕ СИСТЕМы

УПРАВЛЕНИя

EMS/SCADAТЕХНИКА

УДАЛЕННОГО ДОСТУПА

38

Защита от дугиВнутреннее дуговое КЗ в установке распределительного устройства обычно вызывается проникновением постороннего тела в шкаф или повреждением какого-либо составляющего элемента. От дуги возникает бурный рост тепла и давления, создающий обычно большую опасность для распределительного устройства и обслуживающего персонала.Соответствующая дуговая защитная система защищает подстанцию от внутреннего дугового КЗ минимизацией времени горения дуги, предупреждая нагревание и повреждение. Это минимизирует материальный ущерб и позволяет беспрепятственно и безопасное восстановить распределение энергии. Система также может получить экономию средств даже до случаев возникновения внутреннего дугового КЗ. Так как устаревшее распределительное устройство более подвержено внутренним дуговым коротким замыканиям, дуговая защита эффективно продлит срок его службы и также повысит использование инвестиций. А главное, данная технология может помочь сохранить жизни.

Применение и особенностиИсточником дуги могут быть пробои изоляции, неправильная работа устройств, неисправные соединения сборных шин или кабельные соединения, перенапряжение. коррозия, загрязнение, влажность, ферорезонанс (инструментальные трансформаторы), а также старение в результате электрической нагрузки. Большинства данных причин возникновения внутреннего дугового КЗ можно избежать при достаточном техническом обслуживании. Однако, несмотря на проведенные меры предосторожности, ошибки людей могут приводить к внутренним дуговым КЗ.Время является критическим, когда речь идет об определении и минимизировании воздействий электрической дуги. Внутреннее дуговое КЗ, которое длится 500 мсек. может привести к крупному повреждению установки. Если время горения дуги меньше 100 мсек., то повреждение часто меньше, а если дуга погаснет в течение 35 мсек., то ее воздействие почти незначительно.Обычно используемые защитные реле недостаточно быстрые для обеспечения безопасного времени для устранения неисправности. Время действия реле максимального тока, управляющего вводным выключателем, может, например, иметь задержку на сотни миллисекунд из-за селективности. Данной задержке можно помешать путем установки системы дуговой защиты. Общее время отключения повреждения может быть снижено до 2,5 мсек. плюс время отключения выключателя. Кроме того, при повреждениях кабельного отсека благодаря применению дуговой защиты могут быть исключены повторные включения.

Рисунок 26: Защита от дуги REA 101 с с ее составными ячейками REA 103, REA 105 и REA 107

11. Автоматизация распределительной сети

39

Рекомендуемые изделия• ДуговаязащитнаясистемаREA101 с ее составными ячейками REA 103, REA 105 и REA 107 спроектирована для защиты распределительных устройств среднего и низкого напряжения с воздушной изоляцией. Центральное устройство типа REA 101 действует самостоятельно или вместе с остальными устройствами REA 101. REA – это самая быстрая защитная система от дуги на рынке, обеспечивающая время до 2,5 мсек. REA оснащена быстрым интегрированным элементом, считывающим максимальный ток, а таким образом работает независимо от остальных защитных устройств линии. Защитные реле линии REF615 и REF610 содержат оптическую защитную функцию от дуги для отсека линии.

Рисунок 27: Типичная компоновка с REA 101 и субблоками 103

40

Таблица выбора реле

* С преобразователем интерфейса протокола

** ЧМИ – интерфейс «человек-машина»

*** RTD – резистивный датчик температуры

**** 27, если выходя являются статическими

1) REU615 с конфигурацией A для защиты напряжения и частоты

2) REU615 с конфигурацией B для регулировки напряжения под нагрузкой

o = опция

s = вторичное применение

ПрименениеREM RET REA

610 615 630 54_ 615 630 54_ 10_

Защита напряжения • •

Применение фидера (входа и/или выхода) s

Применение фидера с высокими требованиями

Применение трансформатора s • • •

Применение трансформатора с высокими требованиями •

Защита двигателя • • • •

Защита двигателя с высокими требованиями • •

Защита генератора и синхронного двигателя & • •

Дистанционная защита

Дифференциальная защита линии

Резервная защита

Защита от дуги o o •

Протоколы связи

IEC61850-8-1 •* • • •* • • •*

IEC60870-5-103 • • • •

DNP3.0 • • • • •

SPA • • •

LON •* • •

Modbus • • • • •

Profibus •* • •* •*

Дополнительные функции

Прибор для обнаружения короткого замыкания

Реле автоматического выключения 5

срабатыванийПереключающее устройство регулировки напряжения под нагрузкой • •

Регистрация неисправностей • • • • •

Съемный механизм автоматического отключения • • •

Принципиальная схема ЧМИ** • • • • • •

Локальное управление • • • • • • •

Удаленное управление • • • • • •

Контроль состояния • • • •

Контроль качества электроэнергии

Аналоговые входы (VT/CT) -/4 -/5 4/5 -/7 3/9 -/3

Входы датчика • •

Бинарные входы/выходы 5/8 12/10 32/27 14/13 32/27 1/3

RTD*** / входы мА 6 / - 6/2 8 / - 6 / 2 8 / -

Выходы мА

11. Автоматизация распределительной сети

41

ПрименениеREM RET REA

610 615 630 54_ 615 630 54_ 10_

Защита напряжения • •

Применение фидера (входа и/или выхода) s

Применение фидера с высокими требованиями

Применение трансформатора s • • •

Применение трансформатора с высокими требованиями •

Защита двигателя • • • •

Защита двигателя с высокими требованиями • •

Защита генератора и синхронного двигателя & • •

Дистанционная защита

Дифференциальная защита линии

Резервная защита

Защита от дуги o o •

Протоколы связи

IEC61850-8-1 •* • • •* • • •*

IEC60870-5-103 • • • •

DNP3.0 • • • • •

SPA • • •

LON •* • •

Modbus • • • • •

Profibus •* • •* •*

Дополнительные функции

Прибор для обнаружения короткого замыкания

Реле автоматического выключения 5

срабатыванийПереключающее устройство регулировки напряжения под нагрузкой • •

Регистрация неисправностей • • • • •

Съемный механизм автоматического отключения • • •

Принципиальная схема ЧМИ** • • • • • •

Локальное управление • • • • • • •

Удаленное управление • • • • • •

Контроль состояния • • • •

Контроль качества электроэнергии

Аналоговые входы (VT/CT) -/4 -/5 4/5 -/7 3/9 -/3

Входы датчика • •

Бинарные входы/выходы 5/8 12/10 32/27 14/13 32/27 1/3

RTD*** / входы мА 6 / - 6/2 8 / - 6 / 2 8 / -

Выходы мА

42

Принципиальная схема типовых ячеек

MF – вдоль запуска линейного дви-гателя

TF – фидер трансформатора CF – фидер конденсатора Реверсивное действие *)

Пуск двигателя по схеме звезда - треугольник *) Пуск реакционного двигателя *) Пуск двигателя автоматического трансформатора *)

M M

M M M

Примечание *) Доступно в 2012 году

12. Типовые ячейки

43

Графические символы

Выключатель-разъеди-нитель

Автоматический вы-ключатель

Контактор Штепсельная розетка и вилка

Коммутатор Изолирующая шина

Предохранитель Трансформаторы на-пряжения

Трансформаторы тока Шинный вводЗаземлитель Кабельный ввод

Стандартные компоненты Вспомогательные компоненты Альтернативные решения Описание компонентов

44

Отсеки устройстваA – Отсек контактора и кабелейB – Отсек сборной шиныC – Отсек низкого напряженияD – Газовый канал

Ширина Глубина

Высо

та (1

)

Высо

та с

кан

алом

для

вы

пуск

а га

за

A

C C

A

B

D

D

Глубина мм 1340

Высота мм 2200 / 2595 (1)

Высота с каналом для выпуска газа мм 2675 (2)

Ширина мм 400

Номинальный ток A 400

MF

TF

CF

Стандартный питающий механизм

(1) Высота ячейки является функцией высоты отсека низкого напряжения, который доступен в исполнениях 705 и 1100 мм.(2) Доступны и другие решения, обратитесь к представителю компании ABB.

13. Технические характеристики

Устройства: …7,2 кВ - …50 кА

45

Примечания

46

Примечания

47

Контактная информация

Контактная информация: www.abb.com/contactsПодробная информация о продуктах: www.abb.com/productguide

Данные и иллюстрации не являются обязательными. Мы оставляем за собой право внесения изменений в ходе технической модернизации изделия без предварительного уведомления об этом.

© Авторские права 2012 ABB. Все права защищены.

1VC

P000

405

- Изд

. C ,

ru –

Тех

ниче

ский

кат

алог

– 2

012-

09 –

(Uni

Gea

r MC

C) g

s