Automatyka SPZ. 1. ZASADA DZIAŁANIA SCHEMAT FUNKCJONALNY PARAMETRY SPZ WYKRESY CZASOWE DZIAŁANIA AUTOMATYKI SPZ...

Transkrypt

1 Automatyka SPZ. 1. ZASADA DZIAŁANIA SCHEMAT FUNKCJONALNY PARAMETRY SPZ WYKRESY CZASOWE DZIAŁANIA AUTOMATYKI SPZ...9 Zabezpieczenia : ZCS 4E od: v 3.7 ZCR 4E od: v 5.1 ZZN 4E od: v 4.3 ZZN 5 od: v 1.0 ZRL 4E od: v 4.5 Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 1

2 1. Zasada działania. Automatyka samoczynnego załączenia linii jest wewnętrznym modułem funkcjonalnym zabezpieczeń: ZCS 4E, ZCR 4E, ZZN 4E i ZZN 5. SPZ jest modułem realizującym do sześciu (maksymalnie czterokrokowych), programów samoczynnego załączenia linii. Każdy program SPZ składa się z czterech kroków (Zał.) oraz z czterech parametrów, określających czasy przerw beznapięciowych kolejnych kroków. Dla wszystkich programów wspólne są: czas załączania linii, czas blokady SPZ po ostatnim kroku, maksymalny czas pomiędzy krokami danego programu, i czas blokady SPZ po ręcznym załączeniu linii. W zabezpieczeniach: ZCS 4 od v 4.0 oraz w ZCR 4E od v 5.1, (wyposażonych w funkcję synchronicznego załączenia linii), istnieje możliwość ustawienia SPZ do wykonania synchronicznego załączenia. SPZ. Można wtedy pracować w trybach: wewnętrznego lub zewnętrznego pobudzenia. Współdziałanie wewnętrznych członów zabezpieczeniowych, takich jak: stopnie nadprądowe, ziemnozwarciowe itd., z SPZ odbywa się poprzez wybranie numeru programu SPZ (różnego od numeru 0 ) w odpowiednich parametrach poszczególnych stopni zabezpieczeniowych. Każdorazowo po sygnale WYŁĄCZ (dokładniej - na jego opadające zbocze) od danego stopnia, następuje wygenerowanie sygnału wewnętrznego pobudzenia z równoczesnym przekazaniem do SPZ numeru programu jaki powinien zostać wykonany. Automatyka SPZ przyjmuje pobudzenie natychmiast ale wstrzymuje realizację następnego kroku do czasu zakończenia kroku poprzedniego ( patrz sygnały wyjściowe krok SPZ numer i ). Współpraca SPZ z zewnętrznym pobudzeniem możliwa jest poprzez zaprogramowanie funkcji wejściowej Zewnętrzne pobudzenie SPZ do działania z jednym z fizycznych wejść modułu: INR lub INZ, albo z wyjściem jednej z 15 funkcji logicznych (FXL). Zwykle, w tym drugim przypadku, argumentami (wejściami) funkcji logicznej jest: jedno lub kilka wejść fizycznych, które są rzeczywistymi źródłami pobudzania SPZ. Sygnałem zewnętrznego pobudzenia może być: narastające lub opadające zbocze wybranego sygnału dwustanowego. Kolejne sygnały: WYŁĄCZ lub kolejne zewnętrzne zbocza pobudzające inicjują realizację kolejnych kroków danego programu, pod warunkiem że kolejne pobudzenia występują w krótszych odstępach czasu niż określa to parametr maksymalny czas pomiędzy krokami. Po upływie w/w czasu (gdy brak jest kolejnego pobudzenia), następuje wyzerowanie automatyki i ew. następne pobudzenie spowoduje wykonanie pierwszego kroku danego programu. Uwaga! Jeżeli czas jednej z przerw danego programu SPZ będzie dłuższy od maksymalnego czasu pomiędzy krokami, to dojdzie do sytuacji gdy automatyka SPZ wykonując ten krok zdąży się wyzerować, a następnie zacznie realizować ten sam program od początku. Taka sytuacja może doprowadzić do: wielokrotnego, niekontrolowanego pobudzania automatyki SPZ. Jeżeli kolejne pobudzenie, posiada przypisany inny numer programu niż aktualnie realizowane, to następuje natychmiastowe zerowanie automatyki SPZ i realizacja pierwszego kroku nowego programu. Po odliczeniu przerwy beznapięciowej następuje testowanie funkcji wejściowych: Gotowość 1 wyłącznika i/lub Gotowość 2 wyłącznika ( jeżeli zostały uaktywnione ). Jeżeli stan tych funkcji wskazuje na: gotowość wyłącznika (lub jeżeli nie są one w ogóle aktywne), SPZ wysyła do modułu sterowania wyłącznikiem sygnał żądania załączenia linii. Sygnał ten trwa przez czas określony czasem impulsu załączania linii. Wtedy to, SPZ testuje funkcję wejściową (np. wybrane i zaprogramowane fizyczne wejście ), określając to, czy wyłącznik zadziałał lub nie. Wszystkie zadziałania typu ZAŁĄCZ przekazywane są do liczników cykli: W, WZ i WZW, pod warunkiem że, jeżeli była wybrana Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 2

3 kontrola zamknięcia wyłącznika, a wyłącznik zamknął się w czasie krótszym niż czas załączania linii. Jeżeli nie, to ten krok SPZ-u nie zostanie zaliczony do udanych cyki WZ i tym samym liczniki WZ i WZW nie zostaną powiększone o 1 ( inkrementacja ). Praca SPZ w trybie synchronicznego załączenia linii wymaga współdziałania dwóch modułów funkcjonalnych: automatyki SPZ i układu synchronicznego załączenia tzw. synchro-checku. SPZ, po odliczeniu przerwy beznapięciowej, generuje on pobudzenie do modułu synchronicznego załączenia linii i przechodzi w stan testowania, czy wyłącznik zostanie zamknięty. Moduł synchro-check u testuje warunki na okoliczność uzyskania synchronizmu, a dopiero potem wysyła ew. sygnał żądania załączenia do modułu sterowania wyłącznikiem. W czasie pracy, automatyka SPZ, generuje szereg funkcji wyjściowych, które mogą zostać użyte do sterowania pracą innych modułów urządzenia. Sygnały te to : - krok SPZ nr i - gdzie i ( 1, 2, 3, 4); - czasowa blokada automatyki SPZ-u, po wykonaniu ostatniego kroku w danym cyklu; - gotowość automatyki SPZ-u do pracy; - potwierdzenie przyjęcia zewnętrznego pobudzenia automatyki SPZ-u;. W zasadzie, każdy sygnał ( funkcja wyjściowa ) jest sygnałem o charakterze dynamicznym tzn. że czas jego trwania równy jest czasowi trwania przyczyny, która spowodowała jego wygenerowanie. Wyjątek stanowią sygnały krok SPZ nr. i. Każdy z tych sygnałów trwa przez sumę czasów odliczania: - przerwy beznapięciowej; - czas impulsu załączania linii; - ew. czas blokady po ostatnim kroku w realizowanym aktualnie cyklu SPZ-u; SPZ może współpracować z funkcją wejściową ręcznego załączenia linii. Funkcja blokuje działanie SPZ na programowany czas blokady po ręcznym załączeniu. W tym czasie wszystkie nadchodzące pobudzenia tejże automatyki zostaną zignorowane. Jak już wspomniano uaktywnienie jednego z sześciu programów działania SPZ odbywa się pod wpływem sygnałów pobudzeniowych. Priorytet obsługi pobudzeń określony jest wg. poniższej listy, od najwyższego priorytetu : - człon nadprądowy, człon ziemnozwarciowy; - zewnętrzne pobudzenie;. W przypadku pobudzenia na tym samym "poziomie priorytetowym", aktualnie wykonywanym programem będzie ten o numerze - uaktywniany ostatnim pobudzeniem. W przypadku pobudzenia automatyki SPZ sygnałem o wyższym priorytecie (w trakcie realizacji cyklu SPZ pobudzanego sygnałem zewnętrznym), stary program jest natychmiast wstrzymywany, a realizacja nowego programu odbywa się od początku, z zerowym stanem liczników odliczających parametry czasowe. Jeżeli zmiana modułu zabezpieczeniowego nie zmienia numeru wykonywanego programu, to sekwencja SPZ będzie kontynuowana. Jeżeli wyłączenie nastąpiło najpierw dla modułu z ustawionym programem SPZ, a następnie uległo zmianie na inny moduł z brakiem pobudzenia SPZ, to następuje natychmiastowe blokowanie automatyki powtórnego załączania. Poszczególne programy SPZ mogą być dowolnie powiązane z działaniem: członów nadprądowych, ziemnozwarciowych lub z zewnętrznym pobudzeniem. Każdy program może się składać maksymalnie z 4 "kroków" trójfazowego SPZ. Każdy krok składa się z dwóch elementów czasowych TBi (czas przerwy beznapięciowej) oraz TZ (czas trwania impulsu załączającego). Wykonanie każdego programu SPZ kończy blokada SPZ (przez czas blokowania automatyki SPZ po ostatnim cyklu TBL). Przez czas TBL automatyka ignoruje wszystkie pobudzenia. Czas przerwy beznapięciowej, odliczany jest począwszy od pobudzenia SPZ. Dla wewnętrznych obwodów Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 3

4 zabezpieczenia jest to moment wysłania przez zabezpieczenie sygnału WYŁĄCZ (jego opadające zbocze). Dla sygnałów zewnętrznych jest to: narastające lub opadające zbocze sygnału na wejściu dwustanowym określone przez odpowiedni parametr, z dodatkowym ( stałym ) 5[ms] opóźnieniem. W ramach firmowego oprogramowania automatyki SPZ-u przewidziano (wyświetlane na ekranie zabezpieczenia) liczniki następujących cykli: WD zlicza wyłączenia definitywne wyłącznika pola, inicjowane przez te stopnie zabezpieczeniowe (przekaźnika cyfrowego), które nie są powiązane w ogóle z automatyką SPZ-u lub są powiązane, ale tylko wtedy, gdy jest ona zablokowana ruchowo; WZ - zlicza (+1) wykonanie każdego, udanego cyklu SPZ: (WZ; WZWZ; WZWZWZ; WZWZWZWZ) i to niezależnie od jego długości. Dodatkowo (dla udanych cykli SPZ-u ) zlicza także i licznik WZW : - dla cyklu: WZWZ - + 1; - dla cyklu: WZWZWZ - + 2; - dla cyklu: WZWZWZWZ - + 3; WZW - powiększa swój stan po wykonaniu każdego, nieudanego cyklu SPZ-u: (dla cyklu: WZW o + 1; dla WZWZW o +2; dla WZWZWZW o + 3; WZWZWZWZW o + 4) Powiększanie stanów liczników: (WZ i WZW) następuje dopiero po upłynięciu (ustawionego przez użytkownika) maksymalnego czasu między kolejnymi krokami (T Max kr. ) w realizowanym akurat cyklu SPZ-u. Czas ten rusza pobudzany każdorazowo narastającym zboczem funkcji wewnętrznej pt. ZAŁĄCZ. Na następnej stronie przedstawiono tabelę, zawierającą zmiany wskazań liczników cykli: WZ i WZW po wykonaniu cykli SPZ-u o wszystkich możliwych długościach (udanych lub nieudanych). Tabela zmian stanów wewnętrznych liczników po wykonaniu kolejnych kroków w cyklach (różnej długości) automatyki SPZ-u. Cykl SPZ-u Stan licznika: WZ po cyklu Stan licznika: WZW po cyklu WZ 1 Bez zmian WZW Bez zmian 1 WZWZ 1 1 WZWZW Bez zmian 2 WZWZWZ 1 2 WZWZWZW Bez zmian 3 Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 4

5 WZWZWZWZ 1 3 WZWZWZWZW Bez zmian 4 Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 5

6 2. Schemat funkcjonalny. Moduł SPZ jest elementem funkcjonalnym, którego działanie warunkują następujące wielkości: 1. funkcje wejściowe: zał/wył SPZ, zewnętrzne pobudzenie, blokada wewnętrznych pobudzeń, gotowość obwodów ( 1 i 2 ) wyłącznika, stan wyłącznika, ręczne załączenia linii, 2. sygnały wejściowe (od wewnętrznego pobudzenia), 3. parametry nastawiane przez użytkownika,. W wyniku działania zabezpieczenia generowane są funkcje wyjściowe: od poszczególnych cykli SPZ, blokady SPZ po ostatnim cyklu, gotowości modułu i potwierdzenia zewnętrznego pobudzenia. Dodatkowe sygnały wyjściowe, żądające: załączenia pola, sterujące pracą liczników SPZ oraz ew. pobudzające układ synchronicznego załączenia linii, dopełniają obraz funkcjonalny działania automatyki SPZ. Schemat funkcjonalny przedstawia poniższy rysunek. Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 6

7 3. Parametry SPZ. Przedstawiony poniżej opis przedstawia zestaw parametrów związanych z działaniem automatyki samoczynnego powtórnego załączania linii. 1. Aktywność SPZ: [ Tak, Nie ]; 2. Załączenie SPZ wejście: [RZKi, ZCSi, SWEi, FXLi]; 3. Poziom załączający: [ 0, 1 ]; 4. Liczba kroków SPZ program nr. 1: [ 1-4 ]; 5. Liczba kroków SPZ program nr. 2: [ 1-4 ]; 6. Liczba kroków SPZ program nr. 3: [ 1-4 ]; 7. Liczba kroków SPZ program nr. 4: [ 1-4 ]; 8. Liczba kroków SPZ program nr. 5: [ 1-4 ]; 9. Liczba kroków SPZ program nr. 6: [ 1-4 ]; 10. Czas załączania linii TZ: [ ][s]; 11. Czas blokady SPZ po programowym załącz. [ ][s]; 12. Czas blokowania po ostatnim cyklu TBL: [ ][s]; 13. Max. czas pomiędzy krokami SPZ: [ ][s]; 14. Przerwy beznapięciowe programu nr. i ; [ pierwszy cykl ][s], [ drugi cykl ][s], [ trzeci cykl ][s], [ czwarty cykl ][s]; 15. Zewnętrzne pobudzenie SPZ: [ Tak, Nie]; 16. Zewnętrzne pobudzenie SPZ wejście: [RZKi, ZCSi, SWEi, FXLi]; 17. Zbocze pobudzające (opadające/narastające): [ 0, 1 ]; 18. Blokada wewnętrznego pobudzenia SPZ: [ Tak, Nie ]; 19. Blokada wewnętrznego pobudzenia SPZ: [RZKi, ZCSi, SWEi, FXLi]; 20. Poziom blokujący: [ 0, 1]; 21. Numer programu dla pobudzeń zewnętrznych: [ 0-6 ]; 22. Synchroniczny SPZ: [ Tak, Nie]; 23. Synchroniczny SPZ wejście: [RZKi, ZCSi, SWEi, FXLi]; 24. Zbocze pobudzające: [ 0, 1 ]; ad 1. Parametr ustawia SPZ jako aktywny/zablokowany dla wszystkich rodzajów pobudzeń oraz numerów programów. ad 2 i 3. Parametry określają, czy i jakim wejściem oraz jakim poziomem załączany jest do pracy SPZ. ad 4, 5, 6, 7, 8, 9. Parametry określają liczbę kroków SPZ-u w poszczególnych programach. Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 7

8 ad 10. ad 11. ad 12. ad 13. ad 14. ad 15. Parametr definiuje czas trwania impulsu: ZAŁĄCZ. Ustawiany czas przejściowej blokady działania SPZ, po programowym załączeniu linii sterownikiem. Chodzi tu o niedopuszczenie do wykonania jakiegokolwiek cyklu automatyki SPZ-u, w przypadku np. załączenia linii na zwarcie. Parametr definiuje czas blokady SPZ po ostatnim kroku w realizowanym cyklu, wg. danego programu. Blokada ta obejmuje wszystkie rodzaje pobudzeń. Parametr ten określa maksymalny czas pomiędzy pobudzeniami, po którym kolejne pobudzenia wymuszają wykonanie kolejnego kroku SPZ (z aktualnie realizowanego programu). Jeżeli od momentu ostatniego pobudzenia upłynął czas dłuższy niż wartość zadana tego parametru, to następuje restart SPZ-u, a następne nadchodzące pobudzenie (nawet gdyby numer żądanego programu byłby identyczny z wykonywanym poprzednio ) wymusi realizację programu automatyki SPZ-u od początku. Każdy z sześciu programów posiada cztery parametry określające długości przerw beznapięciowych kolejnych kroków SPZ-u w cyklu. Parametr ten określa to, czy dopuszczone jest zewnętrzne pobudzenie SPZ-u? ad 16 i 17. Definicja numeru wejścia dwustanowego, dla sygnału zewnętrznego pobudzenia automatyki SPZ (parametr 16) oraz zbocza ( 0 - opadające, 1 narastające), powodujące jego wyzwolenie. ad 18, 19, 20. Funkcja blokady wewnętrznego pobudzenia SPZ-u obejmuje : - zablokowanie wewnętrznych pobudzeń na drodze programowej (par. 18), - sterowanie blokadą wewnętrznych pobudzeń przy pomocy wejścia (par.19) oraz poziom blokujący ( parametr 20 ). ad 21. Parametr ten określa numer programu SPZ-u, realizowanego w odpowiedzi na rozkaz zewnętrznego pobudzenia. ad 22, 23, 24. Dla zabezpieczeń typu: ZCS 4E i ZCR 4E, wyposażonych w układ synchronicznego załączenia linii, można ustawić tryb synchronicznego załączenia. Automatyka SPZ-u (po odliczeniu przerwy beznapięciowej) pobudzi układ synchronicznego załączenia. Po uzyskaniu potwierdzenia stanu synchronizmu, generowany jest sygnał żądania Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 8

9 załączenia linii dla układu sterowania wyłącznikiem. 4. Wykresy czasowe działania automatyki SPZ. Na poniższyn rysunku przedstawiono typowe wykresy czasowe działania dwukrotnego cyklu automatyki SPZ-u, pobrane z pliku z rejestratora zakłóceń zabezpieczenia ZCR. Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 9

10 Computers & Control Katowice, ul. Porcelanowa 11 10