Opis konstrukcji i podstawowe dane techniczne.

Opis_ogolny_UTXvP 9.04.09 Opis konstrukcji i podstawowe dane techniczne. Spis treści 1 CHARAKTERYSTYKA...2 2 BUDOWA I PODSTAWY DZIAŁANIA...3 3 UKŁAD FUNKCJONALNY...4 4 PODSTAWOWE PARAMETRY TECHNICZNE...8 5 PROGRAMOWANE PARAMETRY ZABEZPIECZENIA...9 Zabezpieczenie : ZSN 5E-Lv2 od: v. 2.0 ZSN 5E-Pv2 od: v. 2.0 UTX vl, vp od: v. 3.8 C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 1/9

1 Charakterystyka. Opis_ogolny_UTXvP 9.04.09 1 Charakterystyka. UTX jest urządzeniem o bardzo rozbudowanych: funkcjach zabezpieczeniowych i telesterowaniach. Zapewnia to: szybkie, niezawodne oraz wybiórcze wyłączanie wszystkich rodzajów zwarć: międzyfazowych i doziemnych. Urządzenie standardowo wyposażone jest w 3 porty transmisji szeregowej, pozwalający mu na pracę jako jednemu z elementów systemu CSR 5, zgodnie z protokołem: firm. XMD-CC bus lub IEC 870-5-103. Zdalna jego obsługa obejmuje wszystkie dostępne funkcje urządzenia. Standardowo UTXvP charakteryzuje: - wieloprocesorowy system pomiarowo-decyzyjny; - całkowicie cyfrowe przetwarzanie informacji; - galwaniczna separacja: wejść i wyjść (analogowych i dwustanowych); - rejestracja: zdarzeń i zakłóceń (4 kanały analogowe i 15 kanałów cyfrowych); - 3 banki nastaw (jeden fabryczny i 2 pozostałe, do swobodnego wyboru); - zabezpieczenia nadnapięciowe doziemne 3 stopnie Uo>; - zabezpieczenia wewnętrzne SCO oraz SPZ po SCO; - zabezpieczenia nadnapięciowe fazowe 2 stopnie U> (fazowe lub międzyfazowe); - zabezpieczenia podnapięciowe fazowe 2 stopnie U< (fazowe lub międzyfazowe); - rejestrator zdarzeń oraz zakłóceń; - pomiar obecności asymetrii napięć (Uo>); - sygnalizacja zbiorcza AW, AL, UP; - funkcje sterownicze terminal polowy; - raportowanie przebiegu wyłączania zakłócenia; - 24 funkcje logiczne do projektowania własnych algorytmów; - dodatkowe 8 funkcji prostych I/O służących do sygnalizacji; - port COM 1 transmisji szeregowej, pozwalający na pracę jako jednemu z elementów systemu nadrzędnego, zgodnie z jednym z wybranych protokołów: XMD CC bus lub IEC 870 5 103; - program do konfiguracji i obsługi ruchowej: SAZ 2000; - lokalny wyświetlacz: alfanumeryczny - (4 wiersze x 20 znaków) lub graficzny - 16 diodowa (programowana dla 15 diod) synoptyka; - 8 lub 11 kluczowa klawiatura; C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 2/9

2 Budowa i podstawy działania. Opis_ogolny_UTXvP 9.04.09 2 Budowa i podstawy działania. Poniższy rysunek przedstawia schemat blokowy maksymalnej konfiguracji zabezpieczenia typu: UTXvP. Uo, Ur, Us, Ut A n A A / D Pulpit lokalny IN n I N n Dn PS PM PNn P K 1 Pu LT RS 485 RS 232 / CL Ethernet Wielkości pomiarowe: napięcia(uo) oraz napięć fazowych (Ur, Us, Ut) dołączane są do złącza AnA modułu przetwornika analogowo-cyfrowego A/D. Szybkie 16 bitowe przetworniki zapewniają precyzyjne przetwarzanie cyfrowe sygnałów z krokiem co: 1[ms]. Próbki cyfrowe zapamiętuje procesor: PS, a następnie po wstępnej obróbce, przekazuje je do procesora PM. Tam przy pomocy szybkiej transformaty Fourier'a oraz po scałkowaniu ich wg. wzoru Eulera, wyznaczane zostają współrzędne wektorów oraz moduły: napięcia: 3Uo i trzy napięcia fazowe R, S, T. Ze względu na zastosowany algorytm pomiarów urządzenie ma czas własny równy 20 ms. Obliczone dane obrabiają inne procedury procesora PM. Na podstawie ustawionych parametrów pracy oraz aktualnego stanu sygnałów wejściowych, procesor PM podejmuje decyzje oraz poprzez moduły wyjściowe Pu steruje obwodami wyłącznika pola i obwodami sygnalizacji. Równocześnie, zaprogramowane sygnały i komunikaty wyprowadzane zostają na pulpit lokalny zabezpieczenia. Moduł PM dołączony jest do modułu łączy teletransmisyjnych RS 485, RS 232, CL oraz Ethernet. Zapewnia to połączenie urządzenia z systemem nadrzędnym, zgodnie z protokołem: firmowym: - XMD-CC-bus - IEC: 870-5-103. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 3/9

3 Układ funkcjonalny. Opis_ogolny_UTXvP 9.04.09 3 Układ funkcjonalny. W zabezpieczeniu typu: UTXvP można wyróżnić następujące moduły: - zabezpieczenia nadnapięciowe doziemne 3 stopnie Uo>; - zabezpieczenia wewnętrzne SCO oraz SPZ po SCO; - zabezpieczenia nadnapięciowe fazowe 2 stopnie U> (fazowe lub międzyfazowe); - zabezpieczenia podnapięciowe fazowe 2 stopnie U< (fazowe lub międzyfazowe); - funkcje sterownicze terminal polowy; - 24 funkcje logiczne do projektowania własnych algorytmów; - dodatkowe 8 funkcji prostych I/O służących do sygnalizacji; Poniżej przedstawiono uproszczony schemat funkcjonalny UTXvP. Uo1>,Uo2>,Uo3> U1>,U2>,U1<,U2< T system Obwody wejściowe SCO i SPZ/SCO Układ sterowania wyłącz. Obwody wyjściowe Terminal polowy FXL 1 24 RZK Synoptyka Panel sterowania Łącza teletransmisyjne Diagnostyka RZD Schemat funkcjonalny zabezpieczenia UTXvP. Urządzenie należy traktować jako szereg niezależnych modułów funkcjonalnych, które mogą być powiązane w swoim działaniu, przez odpowiednie "skonfigurowanie" urządzenia przez użytkownika. Proces "konfigurowania" polega na odpowiednim zaprogramowaniu funkcji: wejściowych, logicznych i wyjściowych poszczególnych modułów. Funkcjonalny podział urządzenia jest bardzo głęboki. Stąd : - zabezpieczenie nadnapięciowe - należy traktować jako dwa niezależne stopnie nadnapięciowe. Każdy ze stopni ustawiany jest do pracy indywidualnie, sterowany przez dedykowane mu funkcje wejściowe. Generuje on także swoje własne sygnały wyjściowe. Wyżej wymienione elementy urządzenia mogą być, (jak już wspomniano wcześniej), praktycznie dowolnie, funkcjonalnie powiązane ze sobą. W celu dokładnego wyjaśnienia tematu konfigurowania urządzenia, poniżej przedstawiono definicje i objaśnienia dotyczące funkcji: wejściowych, logicznych i wyjściowych. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 4/9

3 Układ funkcjonalny. Opis_ogolny_UTXvP 9.04.09 Aby zrozumieć tę cechę urządzenia koniecznie należy zapoznać się z kilkoma poniższymi definicjami. Definicja 1. Moduł - jest funkcjonalną częścią urządzenia, przeznaczoną do realizacji ściśle określonej funkcji. Definicja 2. Funkcja wejściowa - to umowne wejście, sterujące działaniem danego modułu funkcjonalnego urządzenia. Definicja 3. Funkcja wyjściowa - to umowne wyjście danego modułu funkcjonalnego urządzenia, przeznaczone do generacji sygnału wskazującego stan pracy tego modułu. Definicja 4. Sygnały wejściowe grupy IN: 1 - n - to fizyczne wejścia transoptorowe, wprowadzane do urządzenia poprzez łącze IN (patrz schemat przyłączeń UTXvP). Definicja 5. Sygnały wewnętrzne grupy SWE: 1-31 - to umowny rejestr o 31 komórkach pamięciowych ( bitach ) ponumerowanych od: 1 do: 31. Każda komórka posiada wejście i wyjście. Do każdej komórki, poprzez jej wejście, może być wpisywana wartość jednej lub wielu funkcji wyjściowych (zawartość komórki określa zawsze ostatnio wykonywana przez nią funkcja wyjściowa ). Wyjście każdej komórki może być użyte do sterowania dowolną funkcją wejściową. Definicja 6. Funkcja logiczna - jest jednym z 24 modułów funkcjonalnych, realizujących wyrażenie logiczne o postaci: fxl = (Top) (A x B + C x D); - suma dwóch iloczynów argumentów fxl = (Top) (A + B + C + D); - suma czterech argumentów fxl = (Top) (A x B x C x D); - iloczyn czterech argumentów fxl = (Top) (S=(A x B), R=(C x D)+zas); - przerzutnik RS* (iloczyn na wejściach) fxl = (Top) (S=(A x B), R=(C x D)); - przerzutnik RS (iloczyn na wejściach) fxl = (Top) (S=(A + B), R=(C + D)+zas); - przerzutnik RS* (suma na wejściach) fxl = (Top) (S=(A + B), R=(C + D)); - przerzutnik RS (suma na wejściach) fxl = (Impuls) (A + B + C + D); - przerzutnik RS (suma na wejściach) fxl = (Fala) (S=(A + B + C + D), R=reset sygnal.;- przerzutnik RS (suma na wejściach) fxl = (Zatrzask) (S=(A + B + C + D), R=reset syg;- przerzutnik RS (suma na wejściach) gdzie : A, B, C, D są argumentami wyrażenia w postaci prostej lub zanegowanej i mogą odpowiadać : - 0 logicznemu ( NIE ), - 1 logicznej ( TAK ), - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IN: 1 - n, - stanowi sygnału wyjściowego funkcji logicznej jednej z: FXL: 1-24, - stanowi sygnału wyjściowego sygn. wewnętrznych jednego z: SWE: 1 31. Top - jest programowanym czasem opóźnienia. * - zerowanie stanu przerzutnika po utracie zasilania; Definicja 7. Wartość funkcji wejściowej - może być równa jednej z następujących wartości : - 0 logiczne ( NIE ), - 1 logiczna ( TAK ), - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IN 1 - n, - stanowi sygnału wyjściowego funkcji logicznej jednej z: FXL: 1-24, - stanowi jednego, wewnętrznego sygnału wyjściowego z grupy: SWE: 1 31. Definicja 8. Wartość funkcji wyjściowej - może być równa : - 0 logiczne ( NIE ), - 1 logiczna ( TAK ). C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 5/9

3 Układ funkcjonalny. Opis_ogolny_UTXvP 9.04.09 Definicja 9. Wyjściem dla funkcji wyjściowej - jest miejsce przeznaczenia, do którego wpisywana jest wartość funkcji wyjściowej, a którym może być: - jeden z fizycznych przekaźników sygnalizacyjnych od: 1 do:18, - jedna z piętnastu diod sygnalizacyjnych typu LED, umieszczona na przednim panelu urządzenia, - jedna z komórek rejestru grupy sygnałów wewnętrznych: SWE: 1 31, służąca do zapętleń; - jedna z komórek rejestru grupy sygnałów rejestrowanych: REJ: 1 15, służąca do rejestracji w rejestratorze; - sygnał sterujący pobudzeniem rejestracji zakłóceń. UTX posiada ściśle zdefiniowaną listę dostępnych funkcji wyjściowych. Są to sygnały typu: gotowość, pobudzenie i start (pobudzenie po czasie) stopni naprądowych, ziemnozwarciowych i admitancyjnych, automatyki SPZ-u i wiele innych (patrz następne rozdziały DTR). W czasie programowania (konfigurowania) UTX, każdą funkcję wyjściową można ustawić według następującego szablonu : Sterowanie przekaźnikiem Tak/Nie Numer przekaźnika 1-18 Typ -- Sterowanie diodą LED: Tak/Nie Numer diody LED 1-15 Typ -- Sygnał wewnętrzny: Tak/Nie Numer sygnału 1-31 Sygnał rejestrowany: Tak/Nie Numer sygnału 1-15 Pobudzenie rejestratora: Tak/Nie Poziom sygnału przybrać może następujące postaci : _--_ - dynamiczną - tzn. jest aktywny tak długo, jak długo trwa przyczyna wygenerowania tego sygnału, -- - statyczna - tzn. sygnał jest aktywny od momentu pojawienia się przyczyny, aż do chwili, gdy nie zostanie on skasowany przez obsługę. Podobnie jest z funkcjami wejściowymi. Poszczególne moduły, jak np. stopnie zabezpieczenia nadprądowego wyposażone są w funkcje wejściowe sterujące np. blokadą/uaktywnieniem danego stopnia nadprądowego. W czasie programowania ( konfigurowania ) UTX każdą funkcję wejściową ustawić można według następującego szablonu : Funkcja załączona: Tak/Nie, Wejście sterujące: Tak/Nie, Numer wejścia: IN: 1-n, FXL: 1-24, SWE: 1-31, Poziom aktywny: niski/wysoki ( 0 / 1 logiczna ), W praktyce, często występuje konieczność uwarunkowania działania danego modułu urządzenia sygnałem wyjściowym generowanym przez inny moduł. Aby sygnał funkcji wyjściowej generowany przez np. moduł X mógł być użyty do sterowania funkcją wejściową modułu Y należy wpierw: - sygnał funkcji wyjściowej modułu X przypisać do grupy sygnałów SWE o nr i, - do funkcji wejściowej modułu Y przypisać (jako sygnał sterujący), sygnał grupy SWE o nr i lub wyjście np. jednej z funkcji logicznej: FXL: 1-24, w której jednym z argumentów jest sygnał: SWE nr i. Z powyższego wynika iż : Aby sygnał funkcji wyjściowej danego modułu funkcjonalnego mógł być dostępnym jako sygnał użyteczny (do sterowania funkcją wejściową innego modułu), musi być on wpierw przypisany do jednej z 31 komórek: SWE: 1-31. W następnych rozdziałach niniejszej dokumentacji przedstawiono szczegóły dotyczące funkcji: wejściowych, logicznych i wyjściowych, ich znaczenia oraz powiązania wzajemne. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 6/9

4 Podstawowe parametry techniczne. Opis_ogolny_UTXvP 9.04.09 4 Podstawowe parametry techniczne. Typowy czas zadziałania dla różnych typów pobudzeń: - modułowe np. Zabezpieczenie nadnapięciowe fazowe - 20[ms]; - częstotliwościowe np.sco - 100[ms]; Ilość wejść analogowych: - 4; Ilość wejść napięciowych: - 4; (Ur, Us, Ut i 3Uo) - wartość nominalna napięcia Un: - 57,7[V]; - zakres pomiarowy napięcia 3Uo oraz napięć fazowych: - 3.0 Un; - wytrzymałość przeciążeniowa wejścia napięciowego 3Uo oraz napięć fazowych- 3[Un] / trwale; Pobór mocy wejść analogowych - napięciowych - max. 0.35[VA], dla U = 1[Un]; Wytrzymałość izolacji - 2.5[kV] AC/DC; Ilość wejść dwustanowych: - 25 ( w 10 grupach ); - zakres napięć - 90 300[V] DC, max. 3[mA]; Ilość wyjść dwustanowych: - 16 ( z tego 10 programowalnych ) - wytrzymałość - 250[V]/8[A]AC, 250[V]/0.3[A]DC; Obudowa: - kaseta 3U (64,84), CPRO (63,84) Zasilanie: Pobór mocy: - 80 230[V] DC/AC; - max. 20[VA]; Temperatura pracy: - 5[ 0 C] - 40[ 0 C]; Temperatura przechowywania: - -10[ 0 C] - + 80[ 0 C]; Ciężar: - 5[kg]; Rejestrator zakłóceń - pojemność: - 8 zdarzeń; Ilość rejestrowanych wielkości analogowych do: - 4; Ilość sygnałów dwustanowych: - 16; Czas pojedynczego zakłócenia: - 400[ms] przedawaryjny; 1900[ms] awaryjny; Pojemność rejestratora zdarzeń: - min. 2000 rekordów; Długość rekordu: - 50 bajty ( 400 bitów ); Interfejs inżynierski: - RS232, CL i Ethernet ( galwaniczna separacja ); Interfejs do systemu nadrzędnego: - RS485 ( galwaniczna separacja ); Typ transmisji: - asynchroniczny; Szybkość transmisji: - 300 do 57600[bitów/s]; UTXvP wymaga następujących sygnałów pomiarowych : Ur, Us, Ut, 3Uo. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 7/9

5 Programowane parametry zabezpieczenia. Opis_ogolny_UTXvP 9.04.09 5 Programowane parametry zabezpieczenia. Generalnie UTX posiada trzy zestawy parametrów. Każdy zestaw zawiera komplet nastawień. Dwa zestawy parametrów operacyjnych: PAR.NR. 1 oraz PAR.NR. 2 są całkowicie niezależne. Wybór aktywnego zestawu parametrów odbywa się poprzez zmianę stanu wejścia PAR_SEL (programowanego), 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 jest on w firmie C&C, zgodnie z wymaganiami Klienta. Zestaw ten używany jest do pracy w przypadku wybrania go przez użytkownika lub w przypadku 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 2000. Istnieją cztery możliwości ustawienia aktywnego zestawu parametrów: - programowo numer 1, - programowo numer 2, - programowo fabryczny, - wybór zestawu na podstawie stanu dedykowanego wejścia: PAR SEL. Wybór aktualnego zestawu parametrów przy pomocy wejścia PAR. SEL dokonywany jest według zasady : - stan niski oznacza wybór zestawu numer 1, - stan wysoki oznacza wybór zestawu numer 2. Zmiana parametrów pracy powoduje zawsze zerowanie urządzenia! Maksymalny czas powrotu urządzenia ( po restarcie) do normalnej pracy wynosi około: 350[ms]. Poniżej zamieszczono kilka ogólnych uwag, charakteryzujących zasady programowania zabezpieczenia: 1. Zestaw parametrów podzielony jest na grupy tematyczne : 1. główne 2. nadnapięciowe doziemne 3. asymetrie napięciowe 4. nadnapięciowe fazowe 5. podnapięciowe fazowe 6.SCO wewnętrzne 7. sygnalizacja zbiorcza 8. proste funkcje we-wy 9. mostki na przekaźniki 10. funkcje logiczne szybkie 2. Wszystkie funkcje zabezpieczenia mogą być uzależnione od stanu: - jednego z fizycznych wejść binarnych grupy IN (1 n), - jednego ze sygnałów wewnętrznych: SWE (1-31), - oraz jednej z piętnastu funkcji logicznych: FXL: (1 24). Przy czym, zarówno numer wejścia i poziom aktywności jego sygnału są programowane. Dla wszystkich wejść obowiązuje generalna zasada, iż wybranie numeru wejścia równego: "0" - oznacza brak przypisanego wejścia sterującego do danej funkcji zabezpieczenia. Jedno wejście może być przypisane (sterować) dowolną ilością funkcji. 3. Przebieg pracy zabezpieczenia może być sygnalizowany lub monitorowany przy pomocy: - 8 lub 16 lub 24 wyjść przekaźnikowych, - 16 wyjść synoptycznych ( LED na płycie czołowej UTX ) - oraz 15 wejść rejestratora zakłóceń. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 8/9

5 Programowane parametry zabezpieczenia. Opis_ogolny_UTXvP 9.04.09 Przewiduje się łatwą i tanią możliwość zwiększenia ilości: wejść dwustanowych i wyjść przekaźnikowych poprzez dołożenie pakietów wejść i wyjść do samego urządzenia. Każdej z kilkudziesięciu funkcji wyjściowych można przypisać dowolne: wyjście przekaźnikowe, dowolne wyjście synoptyczne i dowolny sygnał wewnętrzny. Dane wyjście może być przypisane dowolnej liczbie funkcji wyjściowych. Poziom aktywny wyjść synoptycznych i przekaźników sygnalizacyjnych oraz sygnałów wewnętrznych jest sztywny i zawsze wysoki ( 1 ). Dodatkowo dla wyjść synoptycznych i przekaźników, istnieje możliwość określenia tego, czy sygnał ma mieć charakter dynamiczny, czy też statyczny. Charakter statyczny oznacza, że sygnalizacja wystąpienia sygnału wyjściowego trwa od jego pojawienia się, aż do jej ręcznego skasowania. Charakter dynamiczny determinuje trwanie sygnalizacji tylko w czasie aktywności danego sygnału wyjściowego. Sygnały wewnętrzne posiadają zawsze charakter dynamiczny. Dla wszystkich wyjść obowiązuje generalna zasada, iż wybranie numeru wyjścia równego: "0" oznacza brak przypisanego wyjścia dla danej funkcji zabezpieczenia. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 9/9