–еализаци€ защиты от импульсных перенапр€жений в шкафах —ј”

*Ќа правах рекламы

—истемы автоматизированного управлени€ (—ј”) предназначены дл€ функционировани€ в составе интегрированной автоматизированной системы управлени€ технологическими процессами (ј—” “ѕ) дл€ комплексного автоматизированного контрол€ и управлени€ технологическим оборудованием, включа€ электроснабжение, теплоснабжение, водоснабжение и т.п. в нормальных, предаварийных, аварийных и послеаварийных режимах, а также дл€ технологического измерени€ расхода газа.

ќсновна€ цель создани€ таких систем Ц повышение эффективности управлени€ технологическим оборудованием и безопасности хода технологических процессов. ѕри создании системы решаютс€ задачи:
Ј оперативного формировани€ информации в реальном масштабе времени об изменени€х условий и режимов работы оборудовани€;
Ј своевременного обнаружени€ и ликвидации отклонений параметров технологических процессов и предупреждени€ аварийных ситуаций;
Ј оперативной реализации управл€ющих решений;
Ј непрерывна€ автоматическа€ диагностика основного и вспомогательного технологического оборудовани€;
Ј технический контроль и учЄт потреблени€ энергоресурсов;
Ј снижение непроизводительных затрат энергоресурсов и т.д.

÷ентральной частью —ј” и ј—” “ѕ €вл€етс€ программно-технический комплекс (ѕ“ ), который включает в себ€ программируемые средства автоматизации и другие средства вычислительной техники. ¬есь ѕ“  автоматической системы как правило выполн€етс€ на базе микропроцессорных технических средств. —ледует учитывать, что современные тенденции развити€ данного оборудовани€, такие как повсеместный переход на микропроцессорные реле; посто€нное усложнение аппаратной и программной части этих реле; увеличение количества выполн€емых ими функций; переход c оптоволоконных на менее защищенные каналы св€зи (Ethernet, Wi-Fi); рост количества транзисторов в микропроцессорах и снижение их рабочих напр€жений Ц все это и многое другое существенно повышает веро€тность выхода оборудовани€ из стро€ в результате различных внешних воздействий.

¬ св€зи с этим необходимо устанавливать последовательно в цепи управлени€, телесигнализации и телеизмерени€ устройства защиты от перенапр€жений (”«»ѕ). „асто эта мера не предусматриваетс€ заранее производител€ми систем автоматизированного управлени€, поэтому комплект защит приходитс€ доустанавливать на объектах дополнительно комплектно с оборудованием, или в отдельных шкафах (так, в частности, рекомендуетс€ выполн€ть согласно —“ќ ѕјќ Ђ√азпромї. ” јќ Ђ’акель –осї данна€ продукци€ идет под торговой маркой ў«»ѕ). Ёто влечет за собой дополнительные расходы, излишний монтаж проводов, возможные ошибки при изменении изначальных схем.

ѕринима€ во внимание подобные ситуации, јќ Ђ’акель –осї впервые было разработано решение по производству шкафов —ј”, в которых можно было бы совместить систему управлени€ с необходимой защитой всех цепей от грозовых перенапр€жений. “аким образом, уже на стадии разработки можно исключить все выше перечисленные проблемы, т.к. специалисты нашей компании могут грамотно подобрать устройства защиты дл€ всех цепей питани€ и телемеханики, имеющихс€ в изначальной схеме заказчика системы, а также осуществить профессиональный монтаж всего оборудовани€ разом в едином корпусе. ¬ подобном шкафу может быть реализована люба€ схема —ј” с применением требуемой комбинации ”«»ѕ, реле и прочего оборудовани€.

–ассмотрим возможности подобного решени€ на примере шкафа защиты ў«»ѕ совмещенного с —ј” крановой площадки газопровода.

r01t24

—ј” крановой площадки реализована с помощью промышленного компьютера, который собирает данные по лини€м телемеханики (аналоговые сигналы телеизмерени€, телесигнализаци€ положени€ кранов), управл€ет задвижками кранов (линии телеуправлени€) и осуществл€ет мониторинг дополнительных параметров (управление электрообогревом, питание датчиков и т.п.).
—истема выполнена на базе оборудовани€ Fastwel. ѕромышленный компьютер состоит из монтажного корпуса, модул€ процессора, платы питани€, а также модулей аналоговых и дискретных сигналов ввода/вывода.

r02t24

ћодуль процессора €вл€етс€, по сути, одноплатным компьютером формата MicroPC и предназначен дл€ встроенных применений, требующих высокой производительности и низкого энергопотреблени€. ћодуль содержит различные разъЄмы и колодки дл€ подключени€ устройств CompactFlash, Ethernet, USB, SAS и т.п. “акже можно подключить клавиатуру и мышь. ћодуль поставл€етс€ с установленной операционной системой FDOS, совместимой с MS DOS и Windows.

r03t24

ѕитание системы осуществл€етс€ через блок питани€, потребл€ющий энергию от двух независимых источников: переменного тока 220 ¬ и посто€нного тока 24 ¬.

r04t24

—хема управлени€ кранами и приема сигналов реализована с помощью реле производства ABB и клеммных колодок Fastwel, на которые приход€т кабели телемеханики с кранов. ƒополнительно в шкафу установлены реле времени, модули питани€ и преобразователи напр€жени€, необходимые дл€ корректной работы схемы.

r05t24

¬о все отход€щие линии установлены ”«»ѕ производства јќ Ђ’акель –осї. Ћинии питани€ защищены ”«»ѕ класса I+II на базе оксидно-цинковых варисторов серии SPC, имеющие уровень защиты Up менее 1,3 к¬, что соответствует I категории оборудовани€ по импульсной стойкости изол€ции [√ќ—“ – 50571-4-44-2011]. Ћинии телемеханики защищены ”«»ѕ типа DTNVR, выполненными по двухступенчатой схеме. ѕерва€ ступень защиты выполнена на газонаполненных разр€дниках, втора€ на TVS-диодах с максимальной импульсной рассеиваемой мощностью –обр.= 1500 ¬т. —тупени разделены дроссел€ми.

r06t24

∆гуты подход€щих и отход€щих сигнальных проводов проложены раздельно, в соответствии с требовани€ми Ёћ—, дл€ избежани€ навод€щихс€ токов. “аким образом, система полностью защищена от внешних воздействий, независимо от их адресации и характера.
¬се примененные устройства защиты от перенапр€жений были выбраны исход€ из характеристик оборудовани€ (его стойкости к импульсным перенапр€жени€м) и линий (их напр€жени€, скорости передачи данных и т.п.) Ћинейка продукции јќ Ђ’акель –осї позвол€ет подобрать наилучший вариант ”«»ѕ под любые параметры защищаемого оборудовани€.
ѕри этом, разница в подключении ”«»ѕ дл€ линий питани€ и телемеханики состоит в том, что силовые ”«»ѕ подключаютс€ параллельно основной сети, а ”«»ѕ дл€ передачи данных включаютс€ последовательно в каждую информационную линию.

r07t24r08t24

“аким образом, в ў«»ѕ реализована как сама —ј” крановой площадки, так и ее защита от импульсных перенапр€жений (грозовых, электростатических разр€дов и др.) в пределах 1 Ц 2 зон молниезащиты (в соответствии с ћЁ  62305 и —ќ-153-34.21.122-2003) со стороны:

Ј 1 линии питани€ шкафа (220 ¬ AC);
Ј 1 линии питани€ шкафа (24 ¬ DC);
Ј 6 линий питани€ датчиков (24 ¬ DC);
Ј 6 линий телеизмерени€ давлени€ и температуры (интерфейс 4-20 мј, с Up < 5 B DC);
Ј 2 трЄхпроводных линии телеуправлени€ (“”) кранами (110 ¬ DC);
Ј 2 трЄхпроводных линии телесигнализации (“—) положени€ кранов (12 ¬ DC).

“ипы защищаемых линий и примен€емых ”«»ѕ и их технические характеристики:

 п/п

Ќаименование показателей,
еденицы измерени€

«начени€ 
(номинальные)

ѕо линии питани€ шкафа 220 ¬ AC (SPC1 150 DS (LT))
1.
Ќоминальное рабочее напр€жение, ¬
220 AC
2.
Ќоминальный ток, ј
10
3.
„астота тока, √ц
50
4.
»мпульсный  ток Iimp(10/350 мкс), кј
20
5.
ћаксимальный разр€дный ток Imaх(8/20 мкс), кј
150
6.
Ќоминальный разр€дный ток In(8/20 мкс), кј
80
7.
”ровень напр€жени€ защиты при Iimp ,  к¬
<1.3
ѕо линии питани€ шкафа 24 ¬ DC (SPC 1 150 DS 60¬ (LT); SPC 1.1 150 DS 60¬ (LT))
1.
Ќоминальное рабочее напр€жение, ¬
24
2.
Ќоминальный ток, ј
6
3.
„астота тока, √ц
Ч
4.
»мпульсный  ток Iimp(10/350 мкс), кј
20
5.
ћаксимальный разр€дный ток Imaх(8/20 мкс), кј
150
6.
Ќоминальный разр€дный ток In(8/20 мкс), кј
80
7.
”ровень напр€жени€ защиты при Iimp ,  к¬
< 0.5
ѕо лини€м питани€ датчиков (DTNVR 1/24/0,5/1500-L (LT))
1.
Ќоминальное рабочее напр€жение, ¬
24
2.
Ќоминальный ток, ј
0.5
3.
—уммарный импульсный ток Iimp (10/350), кј
5
4.
»мпульсный  ток Iimp(10/350 мкс), лини€/–≈, кј
2.5
5.
ћаксимальный разр€дный ток Imaх(8/20 мкс), кј
20
6.
Ќоминальный разр€дный ток In(8/20 мкс), кј
1
7.
”ровень напр€жени€ защиты при In ,  к¬
43
ѕо лини€м телеизмерени€  (DTNVR 1/6/0,5/1500-L (LT))
1.
Ќоминальное рабочее напр€жение, ¬
6
2.
Ќоминальный ток, ј
0.5
3.
—уммарный импульсный ток Iimp (10/350), кј
5
4.
»мпульсный  ток Iimp(10/350 мкс), лини€/–≈, кј
2.5
5.
ћаксимальный разр€дный ток Imaх(8/20 мкс), кј
20
6.
Ќоминальный разр€дный ток In(8/20 мкс), кј
1
7.
”ровень напр€жени€ защиты при In ,  к¬
15
ѕо лини€м телеуправлени€ кранов (DTNVR 1/110/0.5/1500-L (LT))
1.
Ќоминальное рабочее напр€жение, ¬
110
2.
Ќоминальный ток, ј
0.5
3.
—уммарный импульсный ток Iimp (10/350), кј
5
4.
»мпульсный  ток Iimp(10/350 мкс), лини€/–≈, кј
2.5
5.
ћаксимальный разр€дный ток Imaх(8/20 мкс), кј
20
6.
Ќоминальный разр€дный ток In(8/20 мкс), кј
1
7.
”ровень напр€жени€ защиты при In ,  к¬
186
ѕо лини€м телесигнализации положени€ кранов (DTNVR 1/12/0.5/1500-L (LT))
1.
Ќоминальное рабочее напр€жение, ¬
12
2.
Ќоминальный ток, ј
0.5
3.
—уммарный импульсный ток Iimp (10/350), кј
5
4.
»мпульсный  ток Iimp(10/350 мкс), лини€/–≈, кј
2.5
5.
ћаксимальный разр€дный ток Imaх(8/20 мкс), кј
20
6.
Ќоминальный разр€дный ток In(8/20 мкс), кј
1
7.
”ровень напр€жени€ защиты при In ,  к¬
28
ќбщие
1.
ћонтаж
настенный
2.
ѕоложение в пространстве
вертикальное
3.
ƒиапазон рабочих температур, %—
от Ч 40 до + 45
4.
ћасса не более, кг
120
5.
√абаритные размеры (¬хЎх√), мм
1400х1051х305

ўиток предназначен дл€ установки на открытом воздухе. ќн оснащен системой автоматического поддержани€ заданной температуры и относительной влажности внутри щитка, обеспечивающей безопасную работу размещенного в нем оборудовани€.
–абоча€ температура и относительна€ влажность поддерживаютс€ при помощи обогревател€ и вентил€тора, управл€емыми двум€ независимыми терморегул€торами (красный Ц дл€ обогревател€, синий Ц дл€ вентил€тора) и гигростатом. ѕо умолчанию на терморегул€торах заданы значени€ +10∞— и +40∞— соответственно. “аким образом, при понижении температуры в в щитке до +5∞— включаетс€ обогреватель, а при повышении до +45∞— Ц вентил€тор. ¬ рабочем диапазоне температур вентил€тор и обогреватель выключаютс€ автоматически (нагреватель при +15∞—, вентил€тор при +35∞—). ќтносительна€ влажность внутри щитка поддерживаетс€ на уровне +65%. ѕри ее увеличении включаетс€ обогреватель, воздух подсушиваетс€ и нагрев автоматически выключаетс€.
ѕриведенный в качестве примера шкаф полностью соответствует необходимой схеме управлени€, и отвечает требовани€м безопасности нормативной документации. Ќа данный момент успешно эксплуатируетс€ на объекте  раснотурьинского Ћѕ” ћ√ ќќќ Ђ√азпром трансгаз ёгорскї.

r09t24

»сточники:
1. “ехнические услови€ “” 3434-001-79740390-2007 Ђўитки защиты от импульсных перенапр€жений низковольтные комплектныеї
2. √ќ—“ IEC 61643-11-2013 Ђ”стройства защиты от импульсных перенапр€жений низковольтныеї
3. √ќ—“ IEC 61643-21-2014 Ђ”стройства защиты от импульсных перенапр€жений в системах телекоммуникации и сигнализации (информационных системах)ї.
4. √ќ—“ – 51321.1-2007 Ђ”стройства комплектные низковольтные распределени€ и управлени€. „асть 1. ”стройства, испытанные полностью или частичної.
5. √ќ—“ – 50571-4-44-2011 ЂЁлектроустановки низковольтные. „асть 4-44. “ребовани€ по обеспечению безопасности. «ащита от отклонений напр€жени€ и электромагнитных помехї.
6. —тандарт IEC 62305-3-2006 Ђ«ащита от атмосферного электричества. ‘изические повреждени€ зданий, сооружений и опасность дл€ жизниї
7.  аталог энергетического оборудовани€ дл€ газовой промышленности ѕјќ Ђ√азпромї.
8. √ќ—“ – ћЁ  61643-12-2011 Ђ”стройства дл€ защиты от импульсных перенапр€жений в низковольтных силовых распределительных системах. ѕринципы выбора и применени€ї
9. —ќЦ153-34.21.122-2003 Ђ»нструкци€ по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникацийї.
10. —“ќ √азпром 2-1.11-290-2009 Ђѕоложение по обеспечению электромагнитной совместимости производственных объектов ќјќ Ђ√азпромї
11. –ƒ-33.040.00- “Ќ-047-15 ћагистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов сети св€зи ќјќ Ђј  Ђ“ранснефтьї. Ќормы проектировани€
12. √ќ—“ – 50571.5.53-2013/ћЁ  60364-5-53:2002 Ёлектроустановки низковольтные „асть 5-53 ¬ыбор и монтаж электрооборудовани€. ќтделение, коммутаци€ и управление.
13. – √азпром 2-6.2-920-2015 Ёлектромагнитна€ совместимость. “иповые схемы защиты электрических цепей технологического оборудовани€ производственных объектов ќјќ Ђ√азпромї от воздействи€ электромагнитных помех.

  • ƒата публикации: 04.08.2023
  • 447
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150