Для бесперебойного энергоснабжения: решения Weidmueller для шкафов релейной защиты

24 декабря 2015

Weidmuellerстатья

Современные системы релейно-защитной автоматики невозможны без применения в шкафах РЗА специальных измерительных клемм и испытательных блоков. Компания Weidmueller предлагает на рынке изделия, произведенные с использованием собственных технологических разработок – измерительные клеммы с размыкателем и испытательные блоки серии POCON.

В системах энергоснабжения могут возникать повреждения и нештатные режимы работы оборудования электростанций и подстанций, линий передач и электроустановок – потребителей энергии. Повреждения вызывают появление значительных аварийных токов и сопровождаются понижением напряжения на шинах электростанций и подстанций. Экстремально большой ток повреждения выделяет большое количество теплоты, которое может вызывать разрушение конструкций в месте повреждения и опасное нагревание проводов неповрежденных линий электропередач и оборудования, по которым этот ток проходит. Для защиты различного электрооборудования от повреждений и нештатных режимов работы применяются комплексы релейной защиты и автоматики (РЗА). В составе РЗА применяются измерительные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Измерительный трансформатор тока понижает первичный переменный ток сети до значений, безопасных для его измерений. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь измеряемого тока, а ко вторичной обмотке подключаются измерительные приборы и устройства РЗА. Необходимым условием работы трансформаторов тока является наличие нагрузки или короткого замыкания вторичной обмотки при наличии тока в первичной цепи, в противном случае из-за возникающих перенапряжений может произойти пробой изоляции и разрушение трансформатора. Кроме того, вторичные цепи трансформаторов тока должны иметь низкий импеданс, так как в противном случае они могут вносить значительную и неконтролируемую погрешность в работу измерительных приборов и устройств РЗА. Эти обстоятельства, с одной стороны, обуславливают необходимость проведения постоянных проверок РЗА (например, при подключении нового оборудования, при создании отдельного присоединения, после реконструкции РЗА или внесения каких-либо изменений в электрические схемы на данном объекте), а с другой — заставляют выполнять подключения измерительных приборов и тестового оборудования безаварийно и безопасно для персонала.

Замена контрольно-измерительных приборов или счетчиков электроэнергии, а также проведение проверочных измерений или дополнительных измерений переносными приборами может быстро и удобно осуществляться, если электрическая монтажная схема собрана с использованием измерительных клемм с размыкателями или испытательных блоков, устанавливаемых в шкафах РЗА.

Измерительные клеммы с размыкателем конструктивно выполнены таким образом, чтобы при подключении или отключении измерительных приборов вторичные цепи трансформаторов тока всегда оставались в замкнутом состоянии. Испытательные блоки обеспечивают автоматическое замыкание вторичных цепей трансформаторов тока при снятии рабочей крышки блока. Оба этих решения позволяют минимизировать влияние человеческого фактора на проводимые регламентные работы.

Компания Weidmueller, многолетний лидер на рынке оборудования релейной защиты, предлагает следующие решения для подключения измерительных приборов в шкафах релейной защиты:

  • измерительная клемма с размыкателем WTL6/1 — надежное решение, воплотившее в себе более чем 30-летний опыт эксплуатации клемм Weidmueller в разных странах мира;
  • измерительная клемма с размыкателем WTL6/3, сочетающая высокую надежность клемм Weidmueller с расширенной функциональностью, что позволяет с помощью клемм одного типа и необходимых аксессуаров реализовать любую измерительную или испытательную схему.
  • инновационный продукт Weidmueller — испытательные блоки POCON4 и POCON8.

Измерительные клеммы серии WTL

Измерительные клеммы предназначены для оперативного подключения испытательного оборудования, коммутации измерительных цепей трансформаторов тока и напряжения.

Для решения большинства задач, связанных с применением измерительных токовых трансформаторов, можно использовать набор измерительных клемм с размыкателями WTL 6/1, проходных клемм WTD 6/1 и клемм с перекрестным размыканием WTQ 6/1.

Более функциональное и безопасное решение основано на использовании измерительной клеммы WTL 6/3 с набором аксессуаров (рисунок 1).

Рис. 1. Общий вид клеммной сборки WTL6/3 с аксессуарами

Рис. 1. Общий вид клеммной сборки WTL6/3 с аксессуарами

Отличительные особенности измерительных клемм WTL 6/3:

  • WEW 35/2 — концевой фиксатор, обеспечивающий надежное крепление на DIN-рейку. Маркировочная поверхность концевого фиксатора может использоваться для маркировки группы клемм.
  • WTL 6/3 — измерительная клемма с размыкателем. Для реализации любой измерительной схемы достаточно использовать клеммы одного типа, что упрощает проектирование новых и модернизацию имеющихся шкафов РЗА.
  • Корпус клеммы выполнен из ударопрочного пожаростойкого (класс V0 по стандарту UL94) материала Wemid — оригинальной разработки компании Weidmueller. Высокий сравнительный индекс трекингостойкости материала (CTI = 600) предотвращает возникновение поверхностных токов утечки. Широкий диапазон рабочих температур -50…130°C обеспечивает надежную работу клеммы в жестких условиях эксплуатации. Материал Wemid при нагреве не выделяет токсичные вещества и сертифицирован для применения в железнодорожной технике.
  • При производстве контактов клемм применяется философия разделения электрической и механической функций. Зажимная клетка из закаленной стали для механической прочности в сочетании с высококачественной медью, покрытой оловом, обеспечивает наилучшее соединение и проводимость тока. Патентованная необслуживаемая конструкция винтового зажима Weidmueller обеспечивает высокую надежность электрического соединения и не требует дополнительного подтягивания винта даже при эксплуатации клеммы в условиях сильной вибрации. Движок короткозамыкателя защищен от случайного прикосновения, что повышает безопасность обслуживающего персонала. В одной точке возможна установка двух коммутирующих мостиков.
  • STB 21.6 — специальные гнезда для подключения измерительных приборов (тестеров). Контрольная точка защищена от случайного прикосновения, что позволяет использовать как открытые тестовые штекеры, так и распространенные в метрологии безопасные. Несколько вариантов цветовой маркировки гнезд дают возможность визуально группировать измерительные цепи по функциональному назначению.
  • SSP WTL — блокирующее устройство, препятствующее непреднамеренному размыканию или замыканию токовых цепей. При установке SSP WTL в клемму WTL 6/3 размыкающий скользящий контакт фиксируется в определенном положении. Блокирующее устройство легко вставляется в клемму, но извлечь его можно только с помощью инструмента.
  • WQV — поперечный соединительный мостик (на рисунке 1 показан мостик WQV 6/5 с пятью контактами). Мостики WQV устанавливаются в соответствующие гнезда клемм и закручиваются отверткой. Наличие изоляции, согласно нормативу VBG 4, позволяет производить коммутации с защитой от случайного прикосновения к токоведущим частям. Мостики WQV выпускаются на 2, 3, 4, 5, 7 и 10 контактов. При необходимости обхода отдельных клемм неиспользуемые контакты мостика WQV удаляются посредством инструмента WAW 1 (например, для схемы, показанной на рисунке 4, необходимо удалить второй и четвертый контакты мостика). Рабочее напряжение мостиков соответствует рабочему напряжению клемм.
  • WKS — скользящая перемычка для соединительного мостика.
  • DEK — маркировочные шильдики, совместимые со всеми клеммами и разъемами Weidmueller. Шильдики надежно защелкиваются в пазах клемм, и их установка не требует применения инструмента. Шильдики DEK выпускаются со множеством вариантов готовой маркировки, подходящей для большинства практических задач.
  • WS — маркировочные шильдики, идеально сочетающиеся с клеммами WTL. Шильдики WS не требуют монтажного инструмента и просто и быстро устанавливаются в пазы на клеммах. Поскольку шильдики WS предназначены в основном для ручной маркировки, их важным преимуществом является большая поверхность для маркировки, что дает возможность нанесения длинных надписей или двустрочных надписей мелким шрифтом.

Дополнительное преимущество клемм WTL 6/3/STB: для обслуживания всех винтовых соединений, а также для тестовых гнезд используется одна отвертка.

Конструкция контактов клеммы WTL 6/3, демонстрирующая ее основные функции, показана на рисунке 2.

Рис. 2. Конструкция клеммы WTL 6/3

Рис. 2. Конструкция клеммы WTL 6/3

Внешний вид клеммы WTL 6/3 и схема соединения перемычек показаны на рисунке 3.

Рис. 3. Внешний вид клеммы WTL 6/3 и схема соединений перемычек

Рис. 3. Внешний вид клеммы WTL 6/3 и схема соединений перемычек

Пример реализации на основе клемм WTL 6/3/STB измерительной схемы для проверки счетчиков электроэнергии трехфазной сети показан на рисунке 4. Перечень заказываемых позиций к этой схеме приведен в таблице 1.

Рис. 4. Схема подключения трехфазного счетчика электроэнергии (рабочая схема) и измерительных приборов для проверки счетчика фазы L1 методом сравнения

Рис. 4. Схема подключения трехфазного счетчика электроэнергии (рабочая схема) и измерительных
приборов для проверки счетчика фазы L1 методом сравнения

Таблица 1. Перечень заказываемых позиций к схеме на рисунке 4

Наименование Позиция Количество Код для заказа
WEW35/2/EWK1 1 2 1061200000
WTL 6/3 2 10 1018800000
STB 21.6 3 14 см. аксессуары
SSP WTL 6/3 4 4 1604200000
WKS 1/2 5 3 см. аксессуары
WQV 6/5 6 1 см. аксессуары

В рабочем режиме скользящий контакт клеммы 2 замкнут — выход трансформатора тока нагружен на токоизмерительную цепь счетчика электроэнергии. Для подключения амперметра последовательно с измерительной цепью счетчика электроэнергии необходимо выполнить следующие действия:

  • вставить штекеры амперметра в тестовые гнезда STB 21.6 клеммы 2;
  • разомкнуть продольный скользящий размыкатель клеммы 2.

Вольтметр подключается параллельно измерительной цепи напряжения счетчика к тестовым гнездам клемм 7 и 10.

Для отключения амперметра необходимо выполнить следующие действия:

  • замкнуть продольный скользящий размыкатель клеммы 2;
  • извлечь штекеры амперметра из тестовых гнезд клеммы 2.

Аналогичным образом осуществляется проверка счетчиков фаз L2 и L3.

Для исключения возможности случайного размыкания вторичных обмоток трансформаторов тока, а также измерительной цепи, подключенной к нулевой шине, клеммы 1, 3, 5, 10 защищены блокирующими устройствами SSP WTL 6/3.

Для закорачивания вторичных обмоток трансформаторов тока, например, при замене счетчиков, предусмотрены скользящие перемычки WKS 1/2, установленные на клеммы 1-2, 3-4, 5-6 (в рабочей схем все три перемычки разомкнуты).

Аксессуары к клеммам WTL 6/3

  • Поперечный соединительный мостик (таблица 2)

Таблица 2. Коды для заказа соединительных мостиков

Наименование Количество
полюсов
Количество
в упаковке
Код для заказа
WQV 6/2 2 50 1052360000
WQV 6/3 3 50 1054760000
WQV 6/4 4 50 1054860000
WQV 6/5 5 50 1062660000
WQV 6/7 7 50 1062680000
WQV 6/10 10 20 1052260000

Для установки необходимо вставить мостик в специальные отверстия, как показано на рисунке 1, и зафиксировать его при помощи винтов.

  • Скользящая перемычка (таблица 3)

Таблица 3. Коды для заказа перемычек

Наименование Количество
полюсов
Количество
в упаковке
Код для заказа
WKS 1/2 2 50 1604270000
WKS 1/3 3 50 1604290000
WKS 1/4 4 50 1604310000
WKS 1/5 5 50 1905610000

Для установки необходимо вставить перемычку в специальное отверстие (таблица 4), как показано на рисунке 1, и зафиксировать ее при помощи штекера STB 21.6.

Таблица 4. Гнезда для подключения измерительных приборов

Наименование Цвет Количество
в упаковке
Код для заказа
STB 21.6/IH/DB WTL6/3 Темно-бежевый 50 1071000000
STB 21.6/IH/BL WTL6/3 Синий 50 1071080000
STB 21.6/IH/GE WTL6/3 Желтый 50 1071010000
STB 21.6/IH/GN WTL6/3 Зеленый 50 1071020000
STB 21.6/IH/VI WTL6/3 Фиолетовый 50 1071030000
STB 21.6/IH/RT WTL6/3 Красный 50 1778990000
STB 21.6/IH/SW WTL6/3 Черный 50 1071040000

Испытательные блоки POCON

Испытательные блоки POCON4 и POCON8 разработаны компанией Weidmueller в сотрудничестве с ведущими российскими производителями оборудования РЗА. Блоки POCON эксплуатируются на крупнейших энергетических объектах России и СНГ с 2009 года и зарекомендовали себя как надежное и универсальное решение.

Блоки POCON4 и POCON8 предназначены для подключения измерительных приборов и устройств РЗА к вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения соответственно по четырем и восьми цепям. Кроме измерительных цепей, в каждом блоке имеется отдельная цепь контроля состояния крышки (установленной или снятой). С помощью испытательных блоков POCON производится перекоммутация цепей при оперативных переключениях, а также подключение измерительных приборов и испытательных устройств к цепям защиты для проверок во время проведения технического обслуживания. При установке блоков на монтажные панели или дверцы шкафов РЗА обеспечивается разделение монтажной зоны и зоны подключения измерительных приборов, что повышает безопасность персонала и снижает риск непреднамеренного отключения потребителей из-за неправильных действий с измерительными клеммами. Для защиты от случайного (непреднамеренного) снятия рабочей крышки предусмотрена возможность ее опломбирования. Блоки POCON полностью соответствуют жестким требованиям, предъявляемым рынком РЗА к качеству материалов корпуса и контактных групп (перемычек). Высокая надежность испытательных блоков POCON подтверждена сертификатом соответствия ГОСТ Р 50030.7.1 (МЭК 60947-7-1-89), что позволяет применять их на ответственных объектах.

Преимущества блоков POCON

Универсальность:

  • компактная конструкция, подходящая для применения в разных схемах: требуется всего несколько дополнительных компонентов;
  • «два в одном» — кодирующий элемент, позволяющий применять блок для измерения как тока, так и напряжения;
  • автоматическое замыкание для измерений в цепях токового трансформатора;
  • встроенный контроль состояния крышки;
  • возможность подсоединения двух проводников в одну точку подключения.

Простота использования:

  • легкое конфигурирование и монтаж клеммного блока;
  • всего один вырез в монтажной панели или двери шкафа для установки блока;
  • легкая установка блока в вырез панели и фиксация затягиванием винтов;
  • способ установки, не зависящий от толщины панели;
  • удобная маркировка соединений и компонентов в нескольких вариантах исполнения.

Безопасность измерений:

  • измерительная крышка может быть легко сконфигурирована с помощью соединительных мостиков;
  • удобная измерительная крышка со стандартными гнездами и возможностью подключения кабельных наконечников;
  • защита от несанкционированного доступа.

Режимы работы испытательного блока

Рис. 5. Принцип работы кодирующего элемента

Рис. 5. Принцип работы кодирующего элемента

В рабочем режиме на блок устанавливается рабочая крышка, и блок работает как многополюсная проходная клемма.

При снятии рабочей крышки внутренние перемычки закорачивают нижние контакты цепей (кроме контакта цепи контроля состояния крышки).

При наладке и измерениях на блок устанавливается тестовая крышка, внутренние перемычки размыкают соседние контакта.

Если при снятии рабочей крышки нет необходимости закорачивать нижние контакты цепей, то между ними ставят кодирующий элемент KOEL POCON – 1091690000, принцип работы которого показан на рисунке 5.

Если клеммы подключены в цепь трансформатора тока, при снятой рабочей крышке перемычка автоматически замыкается, обеспечивая тем самым безопасную коммутацию трансформатора. При установленной рабочей крышке замыкающая перемычка автоматически размыкается, обеспечивая прохождение тока по измерительной цепи. Для подключения клемм к трансформатору напряжения, а также для разделения измерительных цепей, подключенных к соседним клеммам с тыльной стороны блока, устанавливается кодирующий элемент, размыкающий перемычку при любом положении крышки.

Благодаря использованию перемычек испытательный блок обеспечивает различные варианты конфигурации. Кроме того, возможно включение измерительных приборов в цепи токового трансформатора с помощью тестовых штекеров или кабельных наконечников. Таким образом, можно легко, безопасно и удобно подключать измерительные приборы.

Типовые схемы применения блоков POCON показаны на рисунках 6, 7, 8, 9, 10.

Рис. 6. Подключение цепей переменного тока от измерительного ТТ (максимальный вариант

Рис. 6. Подключение цепей переменного тока от измерительного ТТ (максимальный вариант

Рис. 7. Подключение цепей переменного тока от измерительного ТТ (без использования цепей тока 3l0)

Рис. 7. Подключение цепей переменного тока от измерительного ТТ (без использования цепей тока 3l0)

Рис. 8. Подключение измерительных цепей тока на сумму токов двух ТТ (без использования цепей тока 3l0)

Рис. 8. Подключение измерительных цепей тока на сумму токов двух ТТ (без использования цепей тока 3l0)

Рис. 9. Подключение цепей напряжения «звезды» и «разомкнутого треугольника» через один блок POCON8

Рис. 9. Подключение цепей напряжения «звезды» и «разомкнутого треугольника» через один блок POCON8

Рис. 10. Подключение цепей напряжения «звезды» и «разомкнутого треугольника» через два блока POCON4

Рис. 10. Подключение цепей напряжения «звезды» и «разомкнутого треугольника» через два блока
POCON4

Перечень позиций для заказа приведен в таблице 5.

Таблица 5. Перечень позиций для заказа блоков POCON

Наименование Тип Количество в упаковке Код для заказа
Блок POCON4
KIT KLTR 2TR POCON 4 Клеммный блок POCON 4 на панель 5 1052150000
KIT KLTR 2TR TSBF POCON Клеммный блок POCON 4 на DIN-рейку 5 1189230000
SDST 2TR POCON 4 Рабочая крышка POCON 4 5 1052160000
TCN 2TR POCON 4 Тестовая крышка POCON 4 5 1052180000
Блок POCON8
KIT KLTR 4TR POCON 8 Клеммный блок POCON 8 на панель 5 1052140000
KIT KLTR 4TR TSBF POCON Клеммный блок POCON 8 на DIN-рейку 5 1189240000
SDST 4TR POCON 8 Рабочая крышка POCON 8 5 1052170000
TCN 4TR POCON 8 Тестовая крышка POCON 8 5 1052080000
Блок POCON9
KIT KLTR 4TR POCON V1 Клеммный блок POCON 9 на панель 5 1191220000
KIT KLTR 4TR POCON V2 Клеммный блок POCON 9 на DIN-рейку 5 1193780000
Аксессуары к блокам POCON
QV 2POL POCON Перемычка, двухконт. 50 1091670000
QV 3POL POCON Перемычка, трехконт. 50 1091680000
KOEL POCON Кодирующий элемент 50 1091690000
LIR 1.5M3 V Кольцевой кабельный наконечник 100 9200070000
LIS 1.5M3 V Вилочный кабельный наконечник 100 9200290000
PS 4 F.STB 4 Испытательный штекер 20 299600000

Основные технические характеристики блоков POCON приведены в таб­лице 6.

Таблица 6. Основные технические характеристики блоков POCON

Номинальное напряжение
(AC/DC), В
250
Испытательное напряжение 2,21 кВ/50 Гц в течение 1 мин
Термическая стойкость При токе 300 А В течение 1 с
При токе 60 А В течение 6 с
Номинальный ток, А Переменный ток (АС) При температуре окружающей среды 20°С: 15, сечение проводника ≥0,5 мм²
19, сечение проводника ≥1 мм²
При температуре окружающей среды 55°С: 11, сечение проводников ≥0,5 мм²
14,5; сечение проводников ≥1 мм²
Постоянный ток (DC)
без разрыва цепей
При температуре окружающей среды 20°С:
15, сечение проводников ≥0,5 мм²
При температуре окружающей среды 55°С: 11, сечение проводников ≥0,5 мм²
14,5; сечение проводников ≥1 мм²
Постоянный ток (DC)
с разрывом цепи
230 В/1 А/300 циклов
Диапазоны сечений проводников, мм2 Одного проводника
(двух одинакового сечения):
Одножильного 0,5…10 (0,5…2,5)
Многожильного 0,5…10 (0,5…2,5)
Повышенной гибкости с наконечником без изолированной втулки 0,5…10 (0,5…2,5)
Многожильного и повышенной гибкости с наконечником, изолированным пластиковой втулкой 0,5…6 (0,5…2,5)
Количество циклов коммутаций клеммного блока 1000

 

Заключение

Неблагоприятные факторы, действующие на системы электроэнергоснабжения, способны привести к авариям и отключению потребителей электроэнергии. Бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией невозможно без эффективно функционирующей системы релейной защиты и автоматики (РЗА). Тенденцией развития современных систем РЗА является повышение их надежности, в том числе – за счет применения в шкафах РЗА специальных измерительных клемм и испытательных блоков. Обладая уникальным опытом разработки, производства и внедрения решений для РЗА, компания Weidmueller предлагает специализированные решения для каждого заказчика — от простых, но надежных и многофункциональных измерительных клемм до инновационных испытательных блоков, устанавливающих новые стандарты качества и надежности систем РЗА.

Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.

•••

Наши информационные каналы

О компании Weidmueller

Компания Weidmueller является символом самых современных технологий в области производства оборудования для обработки, передачи и распределения электрической энергии и информации в индустриальном секторе. Компания Weidmueller была основана в 1850 году, реорганизована в 1948 году в г. Детмольд (20км от Ганновера). В настоящий момент в этом городе находится крупнейший производственно-логистический центр по продукции Weidmueller, с которого осуществляется отгрузка продукции по всей Европе. Р ...читать далее