Badanie cyfrowego zabezpieczenia odległościowego MiCOM P437

Transkrypt

1 Badanie cyfrowego zabezpieczenia odległościowego MiCOM P437 Zabezpieczenie odległościowe MiCOM P437 W niniejszym ćwiczeniu zostanie wykorzystane uniwersalne zabezpieczenie odległościowe firmy Schneider-electric MiCOM P437. Jest to jedno z najnowocześniejszych zabezpieczeń dostępnych na rynku, mogących pełnić funkcję nie tylko dedykowanego zabezpieczenia odległościowego, ale również realizować podstawowe funkcje zabezpieczeniowe. Rys. 3 Zabezpieczenie odległościowe MiCOM P437 Przeznaczone jest ono dla selektywnego zabezpieczania przeciążeniowego i zwarciowego z jedno/trójfazową automatyką SPZ w skutecznie uziemionych sieciach wysokiego i najwyższych napięć. Analizowane cyfrowe zabezpieczenie odległościowe może realizować większość popularnych funkcji wykorzystywanych w stacjach elektroenergetycznych, począwszy od podstawowych takich jak zabezpieczenia nadprądowe czy kierunkowe do bardziej wyrafinowanych układów automatyki elektroenergetycznej. Tabela 1. Wykaz głównych funkcji zabezpieczenia MiCOM P437 [6][10] Funkcja Zabezpieczenie odległościowe Zabezpieczenie nadprądowe o charakterystyce prądowo-niezależnej Zabezpieczenie nadprądowe o charakterystyce prądowo-zależnej Zabezpieczenie napięciowe Zabezpieczenie częstotliwościowe Zabezpieczenie kierunkowo-mocowe Zabezpieczenie przeciążeniowe Grupa funkcyjna DIST DTOC IDMT V<> f<> P<> THERM 1

2 Tabela 2. Wykaz dodatkowych funkcji zabezpieczenia MiCOM P437 [6][10] Funkcja Blokada od kołysań mocy oraz pobudzenie od kołysań mocy Rezerwowe zabezpieczenie nadprądowe Zabezpieczenie zwarciowe - doziemne Zabezpieczenie od załączenia na zwarcie Praca współbieżna Automatyka SPZ Automatyczna kontrola synchronizmu Zabezpieczenie od uszkodzenia wyłącznika Grupa funkcyjna PSB BUOC GSCSG SOTF PSIG ARC ASC CBF P437 umożliwia konfigurację do czterech banków nastaw niezależnych od siebie, co w znaczącym stopniu usprawnia pracę zabezpieczenia np. podczas zmiany charakteru pracy punktu neutralnego w chronionej sieci lub zmianę jej topologii. Urządzenie wyposażone jest w 32 wejść i 46 wyjść binarnych z możliwością swobodnej konfiguracji. Dodatkowo mamy możliwość wykorzystania 2 wejścia i 2 wyjścia analogowe sterowane standardowym sygnałem 0-20 ma wykorzystywanym w popularnych układach automatyki. Przygotowanie stanowiska pomiarowego i konfiguracja MiCOM P437 Analiza możliwości grupy funkcyjnej DIST (zabezpieczenie odległościowe) zostaną wykonane dla układu bezpośredniego połączenia zacisków prądowych i napięciowych OMICRON CMC 356 z listwami X031 oraz X032 odpowiadającymi kolejno napięciowym i prądowym wejściom pomiarowym na tylnym panelu MiCOM P437. Rys. 4 Schemat połączeń zabezpieczenia MiCOM P437 z testerem OMICRON CMC 356 2

3 Komunikację użytkownika z urządzeniem zostanie przeprowadzona za pośrednictwem komputera połączonego z P437 złączem szeregowym RS232. Konfigurację poszczególnych grup zabezpieczeniowych zostanie wykonana z wykorzystaniem aplikacji Studio S1. Pierwszym krokiem przy wykonywaniu testów zabezpieczenia jest konfiguracja głównych parametrów urządzenia, jakimi są między innymi znamionowa częstotliwość, kolejność faz oraz przekładnie wykorzystanych przekładników prądowych i napięciowych. W omawianym przypadku tester połączony jest bezpośrednio z zabezpieczeniem, dlatego parametry przekładników należy nastawić, jako jeden do jeden: Rys. 5 Konfiguracja głównych parametrów zabezpieczenia P437 Konfigurowane zabezpieczenie jest gotowe do rozpoczęcia testów wybranych grup funkcyjnych. W zakładce [Config. Parameters] należy uruchomić sprawdzaną funkcję P437 zmieniając wartość Without na With: Rys. 6 Wybór pracujących funkcji zabezpieczeniowych W tym momencie wybrana funkcja zabezpieczeniowa zostanie przypisana do wszystkich z czterech grup nastaw jednak w żadnej z nich nie zostanie ona aktywowana. Wyjątkiem jest grupa 3

4 funkcyjna DIST, dla której wszystkie cztery banki nastaw aktywują ją z ustawieniami standardowych. Zabezpieczenie MiCOM P437 domyślnie pracuje z wybranym pierwszym bankiem nastaw. Rys. 7 Konfiguracja nastaw zabezpieczenia odległościowego Rysunek 4.4 pokazuje lokalizację nastaw wszystkich parametrów, z jakimi konfigurowane zabezpieczenie odległościowe ma pracować. Po zakończeniu wprowadzania wszystkich ustawień, przygotowanych w formie bazy danych, należy importować je do zabezpieczenia (konfiguracja nastaw nie jest przeprowadzana w trybie online): a) b) Rys. 8 Import przygotowanych nastaw zabezpieczenia: a) import całej bazy danych b) import pojedynczego rekordu bazy danych Zabezpieczenie na czas wprowadzania nastaw przejdzie w tryb edycji. Po otrzymaniu komunikatu o zakończeniu importu, P437 jest gotowe do pracy. 4

5 Praca z wykorzystaniem charakterystyki kołowej Poniżej zestawiono przykładowy plik konfiguracyjny dla pracy zabezpieczenia na standardową charakterystykę kołową z aktywowanymi pięcioma strefami odległościowymi Z1 do Z5: 1 [Ω], 2 [Ω], 4 [Ω], 6 [Ω], 8 [Ω] oraz czasami zadziałań poszczególnych stref od Z1 do Z5: 0.1 [s], 0.5 [s], 1.0 [s], 1.5 [s], 2.0 [s]. Kąt maksymalnej czułości nastawiono na Kierunek działania zabezpieczenia w przód. DIST Characteristic PS1 Circle Z1 (circle) PS Z2 (circle) PS Z3 (circle) PS Z4 (circle) PS Z5 (circle) PS (circle) PS (circle) PS (circle) PS (circle) PS (circle) PS (circle) PS Arc comp. circle PS1 No Directional char PS Direction N1 PS1 Forward directional Direction N2 PS1 Forward directional Direction N3 PS1 Forward directional Direction N4 PS1 Forward directional Direction N5 PS1 Forward directional Direction N6 PS1 Forward directional Direction N7 PS1 Forward directional Oper.val.Vmemory PS Vnom t1 PS s t2 PS s t3 PS s t4 PS s t5 PS s t6 PS1 Blocked t7 PS1 Blocked t8 PS1 Blocked 5

6 Rys. 9 Kształtowanie charakterystyki impedancyjnej kołowej P437, charakterystyka oznaczona linią kropkowo-kreskowaną odpowiada aktywnej funkcji kompensacji łuku [6] Praca z wykorzystaniem charakterystyki poligonalnej Poniżej zestawiono przykładowy plik konfiguracyjny dla pracy zabezpieczenia na standardową charakterystykę poligonalną z dodatkowym nachyleniem w stronę rezystancyjną dla zmniejszenia wpływu rezystancji przejścia. Aktywowano pięć stref odległościowych Z1 do Z5: 1 [Ω], 2 [Ω], 4 [Ω], 6 [Ω], 8 [Ω] z czasami zadziałań poszczególnych stref od Z1 do Z5: 0.1 [s], 0.5 [s], 1.0 [s], 1.5 [s], 2.0 [s]. Kąt maksymalnej czułości nastawiono na Kierunek działania zabezpieczenia w przód. DIST Characteristic PS1 Polygon X1,PG (polygon) PS X1,PP (polygon) PS X2,PG (polygon) PS X2,PP (polygon) PS X3,PG (polygon) PS X3,PP (polygon) PS X4,PG (polygon) PS X4,PP (polygon) PS X5,PG (polygon) PS X5,PP (polygon) PS R1,PG (polygon) PS R1,PP (polygon) PS R2,PG (polygon) PS R2,PP (polygon) PS R3,PG (polygon) PS R3,PP (polygon) PS R4,PG (polygon) PS R4,PP (polygon) PS R5,PG (polygon) PS R5,PP (polygon) PS (polygon) PS (polygon) PS (polygon) PS (polygon) PS (polygon) PS1 70 6

7 (polygon) PS (polygon) PS (polygon) PS (polygon) PS (polygon) PS (polygon) PS (polygon) PS Directional char PS Direction N1 PS1 Forward directional Direction N2 PS1 Forward directional Direction N3 PS1 Forward directional Direction N4 PS1 Forward directional Direction N5 PS1 Forward directional Direction N6 PS1 Forward directional Direction N7 PS1 Forward directional Oper.val.Vmemory PS Vnom t1 PS s t2 PS s t3 PS s t4 PS s t5 PS s t6 PS1 Blocked t7 PS1 Blocked t8 PS1 Blocked Rys. 10 Kształtowanie charakterystyki impedancyjnej poligonalnej P437 Konfiguracja testera zabezpieczeń OMICRON CMC 356 7

8 Pierwszym krokiem jest wybranie funkcji DISTANCE dostępnej w oprogramowaniu testera OMICRON. Następnie przechodzimy do zakładki konfiguracji testowanego obiektu [(1) rys. 9] i wybieramy funkcję nastaw parametrów odległościowych [(2) rys.9]. (1) (2) Rys. 11 Konfiguracja testowanego obiektu Kolejnym krokiem jest wprowadzenie wykorzystywanych stref odległościowych wraz z czasem działania poszczególnych strefy. Wybieramy przycisk NOWY [(1) rys.12], a następnie zaznaczając interesującą nas strefę odległościową ustalamy stopnie czasowe charakterystyki działania [(2) rys.12] (1) (3) (2) Rys. 12 Konfiguracja stref odległościowych 8

9 Wprowadzenie kształtu charakterystyki działania zabezpieczenia oraz zasięgu stref odległościowych odbywa się w edytorze charakterystyki [(3) rys.12]. Sposób kształtowania charakterystyki polega na wprowadzaniu elementów ograniczających konfigurowaną strefę. W przypadku charakterystyki kołowej konfigurujemy dwa obiekty: łuk układ prostokątny oraz linia układ biegunowy. Na rysunku 13 pokazano przykładową strefę kołową z aktywną funkcją kierunkową o zasięgu impedancyjnym 1Ω i kącie maksymalnej czułości 35. Rys. 13 Konfiguracja kształtu strefy odległościowej charakterystyka kołowa Wybór charakterystyki poligonalnej wiąże się z wprowadzeniem czterech linii układu prostokątnego ograniczających konfigurowaną strefę. Wybierając predefiniowany kształt jako poligon [(1) rys.14] mamy możliwość sparametryzowania wcześniej wspomnianych linii ograniczających strefę działania zabezpieczenia. 9

10 (1) Rys. 14 Konfiguracja kształtu strefy odległościowej charakterystyka poligonalna Przygotowane w ten sposób stanowisko jest gotowe do przeprowadzania testów poprawności działania zabezpieczenia odległościowego 10