Về sự cố hồ quang? Tại sao cần bảo vệ nổ hồ quang?

11:14 17/03/2023

Về sự cố hồ quang? Tại sao cần bảo vệ nổ hồ quang?

Tài liệu lược dịch chương 2 trong "PGR-8800 Arc-Flash Relay Application Guide Littelfuse"

Wetek Technology

2.2 Về sự cố hồ quang? Tại sao cần bảo vệ nổ hồ quang?

2.2.1 Năng lượng điển hình trong sự cố nổ hồ quang

Lỗi chạm pha-pha trên hệ thống 480-V với dòng điện sự cố 20.000 ampe sẽ tạo ra công suất tới 9.600.000 watt.

Hãy tưởng tượng rằng với hệ thống không có bảo vệ hồ quang và lỗi kéo dài trong 200 mili giây trước khi rơ le quá dòng tác động được.

Năng lượng được giải phóng sẽ là 2 MJ, gần tương ứng với một bọc thuốc nổ.

Công thức tính năng lượng như sau:

Năng lượng = điện áp x dòng điện x thời gian = 480 V x 20.000 A x 0,2 s = 1.920.000 J

Đối với một điện áp hệ thống nhất định, hai yếu tố có thể được điều chỉnh để giảm năng lượng nổ hồ quang điện: thời gian và dòng điện.

Có thể giảm thời gian bằng cách sử dụng một thiết bị như PGR-8800 để phát hiện nhanh hồ quang điện, thiết bị sẽ cắt CB cấp nguồn với tốc độ tức thờ.

Dòng điện sự cố có thể được giảm bằng cách sử dụng cầu chì giới hạn dòng điện, trong trường hợp có sự cố chạm pha-đất, bằng cách sử dụng điện trở nối đất lớn.

2.2.2 Rơ le hồ quang và đồ bảo hộ an toàn điện PPE

Giảm thời gian cắt sự cố sẽ đánh đổi thời gian hoạt động của hệ thống để với kiểu bảo vệ dựa trên theo dõi dòng điện tải.

Với kiểu bảo vệ này, rơ le cần phải có thời gian trễ để tránh tác động nhầm không cần thiết khi quá áp tạm thời hoặc các xung đỉnh dòng điện.

Thời gian trễ mặt khác sẽ ảnh hưởng tới khả năng tác động nhanh của hệ thống bảo vệ.

Rơ le hồ quang giải quyết vấn đề này bằng cách phát hiện ánh sáng chứ không phải dòng điện, cho phép phản hồi nhanh hơn nhiều không phụ thuộc vào các xung đỉnh dòng điện và quá áp tạm thời.

Rơ le PGR-8800 có thể phát hiện sự cố phóng điện hồ quang và gửi tín hiệu cắt đến CB trong vòng chưa đầy 1 ms.

Thời gian đáp ứng này nhanh hơn nhiều so với các rơ le bảo vệ dựa trên dòng điện truyền thống, có nghĩa là sử dụng rơle chống hồ quang sẽ giảm năng lượng sự cố hoặc nguy cơ hồ quang trong hầu hết các trường hợp.

Điều này dẫn đến tăng cường an toàn cho người lao động, ít hư hỏng do lỗi hơn và cải thiện thời gian cấp điện.

Nếu năng lượng sự cố hồ quang điện đã giảm, yêu cầu đồ bảo hộ an toàn điện liên quan cũng có thể được hạ xuống.

Thông số chống hồ quang sẽ phụ thuộc vào cách thiết kế, lắp đặt cụ thể của hệ thống điện, vì vậy PGR-8800 phải được mô hình hóa trong hệ thống để xác định năng lượng sự cố hồ quang mới và PPE.

2.2.3 Nghiên cứu đường cong phối hợp bảo vệ và phân tích lỗi

PGR-8800 được liệt kê trong các phần mềm phân tích hệ thống hàng đầu.

Dưới đây là ví dụ về PGR-8800 trong gói phần mềm.

Để bảo vệ chống hồ quang, PGR-8800 phải phát hiện ánh sáng có đủ cường độ để bắt đầu trình tự ngắt.

Nếu chức năng ức chế dòng điện được kích hoạt, PGR-8800 sẽ không gửi tín hiệu cắt trừ khi có dòng điện tải đủ đến ngưỡng.

Cả hai thông số là cường độ ánh sáng và ngưỡng dòng điện đều có thể được điều chỉnh.

PGR-8800 cũng có hai cài đặt để bảo vệ quá dòng.

Hiện tại, không có gói phần mềm nào mô hình hóa quá trình phát hiện ánh sáng hồ quang.

Bởi vì thời gian phản ứng của PGR-8800 không thay đổi theo dòng điện, PGR-8800 chỉ đơn giản là một đường nằm ngang trên đường cong dòng thời gian - dòng điện (TCC).

Thời gian cắt sự cố phải bao gồm thời gian cắt cho tất cả thành phần thiết bị theo trình tự, bao gồm cả thời gian tác động của cuộn cắt shunt trip, cuộn thấp áp undervoltage, cũng như số lần cắt mạch.

Giá trị thời gian cắt sự cố có thể được sử dụng trong phần mềm dưới dạng thời gian cắt mạch do người dùng tự định nghĩa hoặc trong thư viện model của PGR-8800 tao có thể cài đặt giá trị ngưỡng dòng điện ở múc thấp để thể hiện được đặc tính cắt độc lập với dòng điện của rơ le theo ánh sáng hồ quang.

Nên bảo trì thiết bị thường xuyên để đảm bảo thiết bị sẽ hoạt động khi cần thiết.

Công tắc áp suất bắt vít Bolted Pressure Switches (BPS) cũng có thể được sử dụng, nhưng nhiều thiết bị trong số này có những hạn chế về mặt cắt mạch và thời gian tác động, vì vậy người dùng phải kiểm tra các thông số định mức trước.

Với cả CB hoặc BPS, thời gian cắt có thể được mô hình hóa trong phần mềm. Đảm bảo thông số định mức của CB hoặc BPS đủ để cắt dòng sự cố tối đa có thể xảy ra.

2.2.4 Sử dụng Sổ tay hướng dẫn về giảm năng lượng sự cố nổ hồ quang của Littelfuse

Mục đích của Sổ tay Giảm thiểu Năng lượng Hồ quang Littelfuse (PF710) là để giúp kỹ sư nhà máy hoặc thợ kỹ thuật tính toán sơ bộ mức giảm Năng lượng Sự cố nếu áp dụng PGR-8800.

Tất cả dữ liệu bảng tên phải được thu thập bởi một người có trình độ chuyên môn.

2.3 Dập sự cố hồ quang

2.3.1.Chỉ giao tiếp với bộ ngắt mạch cục bộ hoặc ngược dòng

Tham khảo hướng dẫn sử dụng sản phẩm để cấu hình PGR-8800 hoạt động với CB cục bộ, cắt mạch với cuộn cắt hoặc cuộn thấp áp.

2.3.2 Khả năng cắt cả CB cục bộ và CB tổng phía trên

Tham khảo hướng dẫn sử dụng sản phẩm để thiết lập PGR-8800 hoạt động cắt cả CB cục bộ và CB tổng phía trên. Lúc này hệ thống có thể cắt tiếp CB tổng phía trên trong trường hợp bộ ngắt mạch bị lỗi.