Opis ogólny. Spis treści. 1. Opis ogólny Zabezpieczenia : UTXvZRP UTXvZ UTXvRP UTXvD UTXvS 1. CHARAKTERYSTYKA...2

Transkrypt

1 Opis ogólny Spis treści 1. CHARAKTERYSTYKA BUDOWA I PODSTAWY DZIAŁANIA UKŁAD FUNKCJONALNY PODSTAWOWE DEFINICJE PROGRAMOWANE PARAMETRY ZABEZPIECZENIA...7 Zabezpieczenia : UTXvZRP UTXvZ UTXvRP UTXvD UTXvS Computers & Control Sp. j. 1-1

2 1. Charakterystyka. Zabezpieczenie UTX jest urządzeniem wraz z terminalem pola o bardzo rozbudowanych funkcjach: zabezpieczeń i telesterowań. Przeznaczone głównie do zabezpieczania linii wysokich napięć, pracujących z uziemionym punktem neutralnym. Zapewnia ono: szybkie, niezawodne oraz wybiórcze wyłączanie wszystkich rodzajów zwarć (doziemnych i międzyfazowych). Podstawową zasadę działania członów impedancyjnych stanowi precyzyjny pomiar: impedancji pętli zwarciowych oraz odległości do miejsca wystąpienia zwarcia. Człony różnicowo-prądowe, zabezpieczeń pracujących na dwóch przeciwległych końcach linii energetycznej, dokonują ciągłego porównania wektorów prądów. Przekroczenie dopuszczalnych różnic: (prądów lub ich przesunięć kątowych), powoduje wysłanie żądania wyłączenia z ruchu uszkodzonej linii. Urządzenie to wyposażone jest standardowo w porty transmisji lokalnej lub z systemem nadrzędnym. Transmisja danych jest możliwa, zgodnie z protokołem firmowym: XMD-CCbus (Ethernet, światłowód, RS 232/pętla prądowa) lub z protokołem: IEC (światłowód, COM 2 z RS 485). Zdalna obsługa urządzenia obejmuje wszystkie dostępne jego funkcje. Computers & Control Sp. j. 1-2

3 2. Budowa i podstawy działania Wielkości pomiarowe napięć fazowych i prądów fazowych dołączone są do złącza AA, AB modułu A/D. Osiem szybkich 16/14 bitowych przetworników zapewnia precyzyjne, cyfrowe przetwarzanie sygnałów z krokiem co: 1 [ms]. Cyfrowe próbki zapamiętywane są w module rejestratora zakłóceń, a następnie (po wstępnej obróbce), przesyłane są do modułu PF. Moduł PF na podstawie otrzymanych próbek sygnałów (wykorzystując szybką transformatę Fourier'a oraz całkowanie wg. Eulera), wyznacza współrzędne wektorów: napięć i prądów oraz ich moduły (amplitudy). Wyliczone te dane są co 1 [ms] przekazywane do modułu PZ, którego zadaniem jest określenie wartości impedancji sześciu możliwych pętli zwarciowych oraz do modułu PD, odpowiedzialnego za realizację funkcji różnicowo-prądowej. Obliczone wielkości: impedancji pętli zwarciowych oraz wartości: napięć i prądów przekazywane są z PZ do modułów głównych PM. Równocześnie procesor PD (komunikując się ze swoim odpowiednikiem po drugiej stronie linii), dokonuje wymiany informacji na temat parametrów wektorowych trzech prądów fazowych, lub/i wymiany danych interfejsu telezabezpieczeniowego. Po wstępnych obliczeniach dane o wektorach prądów na początku i końcu linii przekazywane są do modułu PM. Na podstawie ustawionych parametrów pracy oraz aktualnego stanu sygnałów wejściowych moduł PM podejmuje decyzje i poprzez moduły wyjściowe Pu steruje obwodami wyłącznika linii oraz obwodami sygnalizacji. Równocześnie, zaprogramowane sygnały i komunikaty wyprowadzane są na pulpit lokalny zabezpieczenia. IL1,IL2,IL3, UL1,UL2,UL3, IE,U4, AA AB A / D Pulpit lokalny IA IB IC ID IF Dn PS PM PF PZ PD PA PB PC PD Pu RS 485 RS 232/CL Ethernet światłowód Łącze RP RS 232 Rys.1. Uproszczony schemat przetwarzania danych I/O w urządzeniu Computers & Control Sp. j. 1-3

4 3. Układ funkcjonalny W ramach zabezpieczenia należy wyróżnić: - zabezpieczenie impedancyjne ( odległościowe ), - zabezpieczenie różnicowo-prądowe (ΔI + Δφ), - zabezpieczenie nadprądowe, - dwa niezależne stopnie dla prądów fazowych: I> i I>> - jeden stopień dla prądu doziemnego: Io>, - dwustopniowe, kierunkowe zabezpieczenie ziemnozwarciowe, o liniowej i trzech zależnych charakterystykach czasowych: (IoK1 > i IoK2 >), - zabezpieczenia: pod i nadnapięciowe (U< T i U> T), - moduł jednolitego interfejsu telezabezpieczeniowego, - moduł terminala polowego, - układ synchronicznego załączania linii, - moduł automatyki SPZ, - automatyką rezerwy wyłącznikowej (URW), - lokalizator miejsca wystąpienia zwarcia, - rejestratory: zakłóceń i zdarzeń, - moduł układów logicznych, - asymetrii, - funkcji logicznych, - proste we/wy, - sygnalizacji UP, - AoE, - terminal polowy. Urządzenie należy traktować jako szereg niezależnych modułów funkcjonalnych, które mogą być powiązane ze sobą, przez odpowiednie "skonfigurowanie" urządzenia przez użytkownika. Proces "konfigurowania" polega na odpowiednim zaprogramowaniu funkcji wejściowych, wyjściowych i logicznych poszczególnych modułów. Przykładowo, przypisując odpowiednie funkcje wyjściowe modułu zabezpieczenia impedancyjnego, możemy sterować aktywnością zabezpieczenia nadprądowego, co w rezultacie utworzy nam rezerwę nadprądową członów impedancyjnych. Computers & Control Sp. j. 1-4

5 Funkcjonalny podział urządzenia jest bardzo głęboki. Stąd: - zabezpieczenie odległościowe - traktować należy jako sześć, niezależnych członów odległościowych, z których każdy człon wyposażony jest w: jedną strefę ustawianą niezależnie dla zwarć: międzyfazowych i jednofazowych, sterowaną przez dedykowane jej funkcje wejściowe. Powiązaną indywidualnie z: modułem SPZ-u oraz z ŁĄCZEM, generującą własne sygnały wyjściowe, - zabezpieczenie nadprądowe - traktować należy jako trzy niezależne stopnie nadprądowe, generujące (ewentualnie) wspólny sygnał pobudzenia SPZ-u. Każdy ze stopni ustawiany jest do pracy indywidualnie, sterowany przez dedykowane mu funkcje wejściowe oraz generuje on własne sygnały wyjściowe, - zabezpieczenie ziemnozwarciowe - traktować należy jako dwa (częściowo niezależne) stopnie, ustawiane wspólnie w zakresie: kierunku działania, minimalnego czasu opóźnienia, generujące ewentualnie wspólny sygnał pobudzenia SPZ-u. Każdy ze stopni ustawiany jest do pracy indywidualnie (poziom prądu, czas opóźnienia), sterowany przez dedykowane mu funkcje wejściowe, oraz generuje on własne sygnały wyjściowe. Wyżej wymienione elementy urządzenia mogą być (jak wspomniano wcześniej), praktycznie dowolnie powiązane funkcjonalnie ze sobą. W celu dokładnego wyjaśnienia tematu konfigurowania urządzenia, poniżej przedstawiono definicje i objaśnienia dotyczące funkcji: wejściowych, logicznych i wyjściowych. Z< I>,I>>,IE IEk1>, IEk2> T system Obwody wejściowe U>, U> Łącze Synch. załącz. Zabezp różn. SPZ FXL 1 32 Układ sterowania wyłącznikiem Obwody wyjściowe Terminal polowy RZK Synoptyka Panel sterowania Łącza teletransmisyjne Diagnostyka RZD Rys.2. Schemat funkcjonalny zabezpieczenia UTX. Computers & Control Sp. j. 1-5

6 4. Podstawowe definicje Definicja 1. Moduł - jest funkcjonalną częścią urządzenia, przeznaczoną do realizacji ściśle określonej funkcji. Definicja 2. Funkcja wejściowa - jest to umowne wejście, które steruje działaniem danego modułu funkcjonalnego urządzenia. Definicja 3. Funkcja wyjściowa - jest to umowne wyjście danego modułu funkcjonalnego urządzenia, przeznaczone do generacji sygnału wskazującego stan jego pracy. Definicja 4. Sygnały wejściowe grupy IN 1-n (IA,IB,IC,ID,IE) - są to fizyczne wejścia transoptorowe, wprowadzane do urządzenia poprzez łącza, pakiety te mogą posiadać różne grupy i ilość wejść (patrz schemat przyłączeń). Definicja 5. Sygnały wewnętrzne grupy SWE 1-63 to umowny rejestr o 63 komórkach pamięciowych (bitach) ponumerowanych od: 1 do: 63. Każda komórka posiada swoje: wejście i wyjście. Do każdej komórki (poprzez jej wejście), można wpisywać wartości: jednej lub wielu funkcji wyjściowych (zawartość komórki określona jest przez ostatnio wykonywaną funkcję wyjściową). Wyjście każdej komórki może być użyte do sterowania funkcją wejściową. Definicja 6. Funkcja logiczna - jest jednym z 32 modułów funkcjonalnych realizujących wyrażenia logiczne. Dzięki funkcjom logicznym można definiować dodatkowe programowalne logiki działań modułów i sygnalizacji. Definicja 7. Wartość funkcji wejściowej może być równa jednej z następujących wartości : - 0 logiczne (NIE), - 1 logiczna (TAK), - stanowi odwzorowanie fizycznego wejścia, funkcji logicznej lub sygnału wewnętrznego. Definicja 8. Wartość funkcji wyjściowej może być równa: - 0 logiczne (NIE), - 1 logiczna (TAK). Computers & Control Sp. j. 1-6

7 Definicja 9. Wyjściem dla funkcji wyjściowej - jest miejsce przeznaczenia do którego wpisywana jest jej wartość, a którym może być : - jeden z fizycznych przekaźników sygnalizacyjnych, - jedna z piętnastu diod sygnalizacyjnych typu LED, umieszczona na przednim panelu urządzenia, - jedna z komórek rejestru grupy sygnałów wewnętrznych: SWE, - jedna z piętnastu komórek rejestrowanych w rejestratorze zakłóceń, - sygnał sterujący pobudzeniem rejestracji zakłóceń,. UTX posiada ściśle zdefiniowaną listę dostępnych funkcji wyjściowych. Są to sygnały typu: pobudzenia stref, startu stref (tzn. czas strefy - upłynął), pobudzenia stopni nadprądowych i ziemnozwarciowych, działania automatyki SPZ-u i wiele innych (patrz następne rozdziały DTR). W następnych rozdziałach niniejszej dokumentacji przedstawiono szczegóły dotyczące funkcji wejściowych i wyjściowych oraz ich znaczenia i powiązania wzajemne. 5. Programowane parametry zabezpieczenia. Generalnie zabezpieczenie posiada cztery programowalne zestawy (banki) parametrów. Każdy zestaw zawiera komplet nastawień. Zestawy parametrów operacyjnych są całkowicie niezależne. Wybór aktywnego zestawu parametrów odbywa się poprzez wybór programowy lub poprzez zmianę stanu wejścia PAR_SEL1 (nieprogramowanego) i (w przypadku użycia więcej niż dwóch zestawów) stanem wejścia programowalnego PAR_SEL2, przy pomocy lokalnego pulpitu lub poprzez łącze teletransmisyjne. Programowanie możliwe jest z pulpitu lokalnego lub komputera z systemem SAZ 2000, ale wyłącznie przy odblokowanym urządzeniu. Blokada zapisu parametrów dokonywana jest za pomocą systemu haseł. Dodatkowy zestaw parametrów (fabrycznych) ulokowany jest w pamięci stałej typu Flash, ustawiany zgodnie z wymaganiami klienta przez firmę C&C. Zestaw ten używany jest do pracy w przypadku wybrania go przez użytkownika lub w wypadku uszkodzenia pamięci parametrów operacyjnych. Wybór aktywnego zestawu parametrów dokonywany jest przy pomocy funkcji PAR SEL dostępnej z: pulpitu lokalnego lub zdalnie przy pomocy łącza teletransmisyjnego i programu SAZ Istnieje sześć sposobów wyboru aktywnego zestawu parametrów : programowo numer 1, programowo numer 2, programowo numer 3, programowo numer 4, programowo fabryczny, wybór zestawu na podstawie stanu dedykowanego wejścia PAR SEL (i wejścia programowalnego). UWAGA Funkcje rozszerzone są wspólne dla wszystkich zestawów parametrów. Computers & Control Sp. j. 1-7

8 Wybór aktualnego zestawu parametrów przy pomocy wejścia PAR_SEL1 i PAR_SEL2, dokonywany jest według zależności określonej w poniższej tabeli: Numer zestawu (banku) parametrów Stan wejścia ( 0 - niski, 1 - wysoki) PAR_SEL1 (dedykowany) PAR_SEL2 (programowalny) W przypadku nie zaprogramowania wejścia PAR_SEL2, możliwa jest od wejścia PAR_SEL1 zmiana parametrów jedynie między zestawem 1 i 2 parametrów. Zmiana parametrów roboczych pracy, powoduje zawsze zerowanie urządzenia. Maksymalny czas jego powrotu do normalnej pracy wynosi około: 350 [ms]. Poniżej zamieszczono kilka uwag charakteryzujących zasady programowania UTX. 1. Zestaw parametrów podzielono na kilka grup tematycznych: - główne, - linii, - wyłącznika, - automatyki SPZ-u, - łącza, - stref, - kołysania mocy, - zabezpieczenia różnicowo-prądowego, - zabezpieczeń nadprądowej, - zabezpieczeń ziemnozwarciowej, - lokalizatora miejsca wystąpienia zwarcia, - synchronicznego załączania linii, - asymetrii, - maski rejestratora, - funkcji logicznych, - proste we/wy, - sygnalizacji UP, - określające znaczenie wejść dwustanowych, - opisujące znaczenie wyjść sygnalizacyjnych, - AoE, - funkcji rozszerzonych, Computers & Control Sp. j. 1-8

9 2. Wszystkie funkcje wejściowe zabezpieczenia mogą być uzależnione od stanu jednego z: - fizycznych wejść binarnych, - sygnałów wewnętrznych: SWE, - funkcji logicznych: FXL, przy czym zarówno: numer wejścia jak i jego poziom aktywny są programowalne. Każdy z powyższych stanów może być przypisany (może sterować) na dowolną liczbę funkcji wejściowych. 3. Korzystając z funkcji wyjściowych, przebieg pracy zabezpieczenia może być sygnalizowany lub monitorowany przy pomocy: - wyjść przekaźnikowych, - wyjść synoptycznych (LED na płycie czołowej), - wejść sygnałów rejestrowanych rejestratora zakłóceń, - sygnałów wewnętrznych, - wpisów do dziennika (pracy zabezpieczenia), Poziom aktywny wyjść synoptycznych i przekaźników sygnalizacyjnych oraz sygnałów wewnętrznych jest sztywny i zawsze wysoki (logiczna 1 ). Dodatkowo dla wyjść synoptycznych i przekaźników, istnieje możliwość określania tego, czy dany sygnał ma mieć charakter; dynamiczny, czy też statyczny. Charakter statyczny oznacza to, że sygnalizacja wystąpienia sygnału wyjściowego trwa od jego pojawienia się aż do jej ręcznego skasowania (zerowanie sygnalizacji). Charakter dynamiczny determinuje trwanie sygnalizacji tylko w czasie aktywności danego sygnału wyjściowego. Sygnały wewnętrzne posiadają zawsze charakter dynamiczny. Computers & Control Sp. j. 1-9