background image

1

POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI

LABORATORIUM ELEKTROENERGETYCZNEJ

AUTOMATYKI CYFROWEJ

BADANIE CYFROWEGO URZĄDZENIA MUPASZ DO ZABEZPIECZANIA

PÓL ŚREDNIEGO NAPIĘCIA – FUNKCJE ZABEZPIECZEŃ OD ZWARĆ

DOZIEMNYCH

Instrukcja laboratoryjna uzupełniająca dla studiów dziennych magisterskich

Ćwiczenie: Z.07

Wykonał: dr inż. Adam Smolarczyk

Warszawa, 2006

background image

2

1. Problemy wykrywania zwarć doziemnych w sieciach
pracujących z nieuziemionym bezpośrednio punktem neutralnym

Wpływ różnych czynników na wartość sygnałów wejściowych

Prawidłowy  dobór  zabezpieczeń  ziemnozwarciowych  dla  sieci  SN  nie  jest  prosty,

ponieważ  poziom  sygnałów  pomiarowych  U

0p 

,  I

0p

  zasilających  przekaźnik  jest  stosunkowo

niski.

W sieciach o izolowanym punkcie neutralnym prąd zwarciowy wywołany jest admitancją

obwodu  zwarciowego.  Obwód  ten  składa  się  głównie  z  pojemności  doziemnych  wszystkich
linii  pracujących  w  sieci.  Wartość  admitancji  obwodu  zwarciowego  wzrasta  po  uziemieniu
sieci za pomocą rezystancji, ale  znacznie  maleje  po zainstalowaniu  w  obwodach  uziemienia
punktu neutralnego sieci dławików gaszących (kompensacyjnych) czyli cewek Petersena. W
Polsce  ponad  80%  sieci  SN  o  napięciach  15 kV  i  20 kV  to  układy  pracujące  z  punktem
neutralnym uziemionym przez cewkę Petersena (sieci kompensowane).

Relatywnie  mała  przewodność  obwodów  doziemnych  sieci  umożliwia  pojawienie  się

dodatkowych rezystancji i niekorzystnych zjawisk w miejscu zwarcia doziemnego.

W  sieciach  napowietrznych  SN  bardzo  często  pojawiają  się  zwarcia  z  ziemią,  w  których

wartości takich rezystancji przekraczają kilkaset omów i nierzadkie są przypadki rezystancji
przekraczających  kilka  tysięcy  omów.  Możliwości  lokalizowania  takich  zakłóceń  przez
zabezpieczenia ziemnozwarciowe są znacznie ograniczone. Dodatkowym utrudnieniem pracy
tych  zabezpieczeń  są  zjawiska  nie  stabilnego  łuku  (łuku  przerywanego)  w  miejscu
doziemienia i związane z tym krótkotrwałe przerwy w przepływie prądu zwarcia.

Podstawowymi  sygnałami  wykorzystywanymi  przez  zabezpieczenia  ziemnozwarciowe  są

składowe  zerowe  napięcia  sieci  U

0

  i  prądów  I

 

mierzonych  w  poszczególnych  liniach.  Na

wartości napięcia U

0

 wpływają głównie:

- napięcie występujące podczas zwarcia doziemnego U

0Z

 i

- napięcie zerowe naturalnej asymetrii sieci U

0NS

 .

Natomiast na sygnał I

0

 składają się:

- prądy mierzone przez filtry składowych zerowych linii 3I

0

 i

- prądy wynikające z błędów pomiarowych tych filtrów I

µ

Ocena i dobór kryterium działania zabezpieczeń ziemnozwarciowych dla różnych sposobów
pracy punktu neutralnego sieci SN

Ze  względu  na  sposób  działania  kryteria  zabezpieczeń  ziemnozwarciowych  można

podzielić  na:  prądowe,  kierunkowe,  admitancjne.  We  wszystkich  tych  kryteriach
wejściowymi sygnałami pomiarowymi są sygnały U

0p

 i I

0p

 .

W  kryteriach  prądowych  wykorzystuje  się  tylko  informacje  o  poziomie  sygnału  I

0p

natomiast w kryteriach kierunkowych i admitancyjnych wykorzystuje się oba sygnały U

0p

 i I

0p

 .

Porównując  zdefiniowane  kryteria  (

tabl. 1)

  z  warunkami  określonymi  przez  sygnały

pomiarowe  U

0p

  i  I

0p

 

można  badać  ich  przydatność  w  realizacji  zabezpieczeń

ziemnozwarciowych w sieciach SN o różnych sposobach uziemieniach punktu neutralnego.

Tabl. 1. Kryteria działania zabezpieczeń ziemnozwarciowych i ich warunki rozruchowe

Kryterium

Symbol

U

0p 

> U

0N

I

0p 

> I

0N

Y

0p 

> Y

0N

G

0p 

> G

0N

B

0p 

> B

0N

kierunek

Nadprądowe

I

0

>

+

Kierunkowe
(mocowe)

+

+

+

Kryteria admitancyjne

background image

3

Admitancyjne

Y

0

>

+

+

Konduktancyjne

G

0

>

+

+

Konduktancyjne
kierunkowe

G

0

k>

+

+

+

Susceptancyjne
kierunkowe

B

0

>

+

+

+

Porównawczo-
admitancyjne

YY

0

>

+

Y

0p1

 - Y

0p2

 > ∆Y

0N

Kryteria łączone

Admitancyjno-
konduktancyjne
kierunkowe

YG

0

k>

+

+

+

Susceptancyjno-
konduktancyjne
kierunkowe

BG

0

k>

+

+

+

gdzie:
Y

0p

 , G

0p

 , B

0p

  - wartości admitancji, konduktancji i susceptancji zabezpieczanej linii

wyznaczone z napięcia pomiarowego U

0p

 oraz prądu pomiarowego I

0p

 ,

Y

0p1

 , Y

0p2

  - wartości admitancji wynikające z pomiarów admitancji w dwóch różnych stanach

zwarcia doziemnego (przed i po działaniu urządzeń wymuszających dodatkowe prądy zwarcia
np. przed i po zadziałaniu AWSC),
U

0N

 , I

0N

 , Y

0N

 , G

0N

 , B

0N

  - nastawy: napięcia, prądu, admitancji, konduktancji i susceptancji,

kierunek - oznacza realizację kryterium kierunkowego.

Tabl. 2. Zabezpieczenia nadprądowe i kierunkowe (mocowe, kątowe)

Kryterium

Warunki
rozruchu

Charakterystyka i zalecenia

Nadprądowe
zerowe

I

0

>

I

0p

> I

0N

Zakreskowany obszar płaszczyzny określa
prądy I

0p

 powodujące zadziałanie

zabezpieczenia.

Kryterium to uzyskuje najlepsze warunki
do działania w sieciach z punktem
neutralnym uziemionym przez rezystor.
Również są możliwości wykorzystania tego
kryterium w sieciach kablowych z
izolowanym punktem neutralnym oraz w
liniach o małym prądzie doziemnym w
sieciach kompensowanych.

Czułoś działania silnie zależy od wartości
rezystancji przejścia podczas zwarcia.

background image

4

Kierunkowe
czynnomocowe

I

0p  

> I

0N

i

U

0p  

> U

0N

Obszar zadziałania wyznaczony wartością
nastawczą leży w I i IV ćwiartce
płaszczyzny Q=f(P).

Możliwości wykorzystania tego kryterium
są w sieciach z punktem neutralnym
uziemionym rezystorem oraz w sieciach
kompensowanych wyposażonych w
urządzenia automatyki AWSC (automatyka
wymuszania składowej czynnej).

Czułość prądowa zabezpieczenia silnie
zależy od wartości rezystancji przejścia
podczas zwarcia.

Obwody wejściowe składowych zerowych
wymagają fazowania.

Kierunkowe
biernomocowe

I

0p

> I

0N

i

U

0p

> U

0N

Obszar zadziałania wyznaczony wartością
nastawczą leży w I i II ćwiartce
płaszczyzny Q=f(P).

Możliwości wykorzystania tego kryterium
są w sieciach z izolowanym punktem
neutralnym.

Czułość prądowa silnie zależy od wartości
rezystancji przejścia podczas zwarcia.

Obwody wejściowe składowych zerowych
wymagają fazowania.

Tabl. 3. Zabezpieczenia admitancyjne

Kryterium

Warunki
rozruchu

Charakterystyka i zalecenia

Admitancyjne

Y

0

>

Y

0p

 > Y

0N

   i

 U

0p  

> U

0N

Obszar zadziałania jest na zewnątrz okręgu
o promieniu odpowiadającym wartości
nastawionej admitancyjnej Y

0N

.

Kryterium to uzyskuje najlepsze warunki
do działania w sieciach uziemionych przez
rezystor. Również duże możliwości
zastosowania kryterium są w sieciach z
izolowanym punktem neutralnym oraz w
liniach o małym prądzie doziemnym w
sieciach kompensowanych.

Czułość prądowa silnie zależy od wartości
rezystancji przejścia podczas zwarcia.

Obwody wejściowe składowych zerowych
wymagają fazowania.

background image

5

Konduktancyjn
e

G

0

>

G

0p

 >

G

0N

   i

U

0p 

> U

0N

Kryterium jest spełnione, gdy mierzona
konduktancja znajdzie się w obszarze
zakreskowanym.

Kryterium reaguje na składową czynną
prądu zwarcia. Szczególnie jest przydatne
w sieciach kompensowanych
wyposażonych w urządzenia automatyki
AWSC i w sieciach uziemionych przez
rezystor. Nie uzyskuje warunków do
działania w sieciach z izolowanym punktem
neutralnym.

Obwody wejściowe składowych zerowych
wymagają fazowania.

Konduktancyjn
e kierunkowe

G

0

k>

G

0p

> G

0N

  i

 U

0p

> U

0N

Charakterystyka rozruchowa obejmuje
obszary I i IV ćwiartki płaszczyzny
admitanycjnej. Kryterium to pełni taką
samą rolę, jak zabezpieczenie kierunkowe
czynnomocowe. Nie ma rozruchu
prądowego, a czułość działania członu
G

0

k> nie zależy od wartości rezystancji

przejścia podczas zwarcia.

Obwody wejściowe składowych zerowych
wymagają fazowania.

Susceptancyjne
kierunkowe

B

0

k>

B

0p

> B

0N

i

  U

0p

> U

0N

Charakterystyka rozruchowa obejmuje
obejmuje I i II ćwiartkę płaszczyzny
admitanycjnej. Kryterium, które pełni taką
samą rolę, jak zabezpieczenie kierunkowe
biernomocowe. Nie ma rozruchu
prądowego, a czułość działania członu B

0

k>

nie zależy od wartości rezystancji przejścia
podczas zwarcia.

Obwody wejściowe składowych zerowych
wymagają fazowania.

background image

6

Tabl. 4. Zabezpieczenia o złożonych kryteriach admitancyjnych

Kryterium

Warunki
rozruchu

Charakterystyka i rekomendacje

Susceptancyjno-

konduktancyjne

kierunkowe

BG

0

k>

B

0p 

> B

0N

i
G

0p 

> G

0N

i

U

0p 

> U

0N

Kryterium BG

0

k> realizowane jest przez

połączenie kryteriów G

0

k>  i  B

0

k>.

Zabezpieczenia tego typu uzyskują dobre
warunki do działania w liniach pracujących
w sieciach z izolowanym punktem
neutralnym lub uziemionym przez rezystor.

Podczas normalnej pracy sieci o
zachowaniu się zabezpieczenia decyduje
kryterium G

0

k>, natomiast po wyłączeniu

awaryjnym rezystora uziemiającego (w
sieci uziemionej przez rezystor) lub
transformatora potrzeb własnych i przejścia
sieci w stan pracy z izolowanym punktem
neutralnym rolę decydującą o działaniu
zabezpieczenia przejmuje kryterium B

0

k>.

Admitancyjno-

konduktancyjne

kierunkowe

YG

0

k>

Y

0p 

> Y

0N

  i
G

0p 

> G

0N

i

U

0p 

> U

0N

Zabezpieczenie typu YG

0

k> uzyskuje się

przez połączenie kryterium modułu
admitancji z kryterium konduktancyjnym.

Pozwala ono na prawidłową lokalizację
linii doziemnych w sieciach SN o różnych
sposobach połączenia punktu neutralnego z
ziemią. Z analizy wartości rozruchowej
wynika, że w sieciach kompensowanych
wyposażonych w automatykę AWSC lub
uziemionych przez rezystor zawsze co
najmniej jedno z kryteriów uzyska warunki
do pobudzenia. Natomiast po przejściu sieci
SN w układ pracy z izolowanym punktem
neutralnym linie mogą być skutecznie
chronione przez kryterium Y

0

>.

Porównawczo-
admitancyjne
YY

0

>

Y

0p1

 –

Y

0p2

 >

∆Y

0N

i

U

0p

> U

0N

Kryterium YY

0

> opiera się na przyroście

admitancji zerowej mierzonej w linii
doziemnej po załączeniu urządzeń
wymuszających dodatkowy prąd zwarcia z
ziemią (np. za pomocą AWSC). Aby
stwierdzić przyrost admitancji należy w
czasie doziemienia mierzyć prąd I

0

 i

napięcie U

 przed oraz po załączeniu

urządzeń wymuszających AWSC oraz
obliczyć różnice admitancji doziemnej dla
tych dwóch stanów.

Kryterium to wykazuje dużą czułość w
wykrywaniu zwarć o dużych rezystancjach
przejścia podczas zwarcia.

Z  przedstawionych  w 

tabl.  2  –  tabl.  4

  kryteriach  zabezpieczeń  ziemnozwarciowych

znaczną liczbę stanowią te, które wykorzystują do działania pomiar admitancji zerowej linii.

W  konstrukcjach  zabezpieczeń  admitancyjnych  sygnały  decyzyjne  można  poddawać

silnemu uśrednianiu, co sprzyja  uzyskiwaniu  warunków  do  ich  zadziałania  również  podczas
zwarć niestabilnych o łuku przerywanym.

background image

7

Zabezpieczenia  admitancyjne  znajdują  również  szerokie  zastosowanie  w  sieciach  z

punktem  neutralnym  uziemionym  przez  rezystor.  Przy  stosowaniu  napięciowego  progu
rozruchowego  na  poziomie  5%  lub  10%  znamionowego  napięcia  fazowego  sieci  zakres
wykrywanych  zwarć  z  dużymi  rezystancjami  przejścia  podczas  doziemień  jest  znacznie
większy niż w przypadku zabezpieczeń nadprądowych.

Dodatkową  zaletą  zabezpieczeń  admitancyjnych  jest  ich  zdolność  do  działania  w

warunkach  uszkodzonego  lub  wyłączonego  rezystora  (w  przypadku  sieci  z  punktem
neutralnym  uziemionym  przez  rezystor).  W  tym  przypadku  w  członach  rozruchowych  Y

0

>

następuje  nawet  zwiększenie  obszarów  wykrywania  zwarć.  Natomiast  człony  I

0

>  obniżają

swój  zakres  działania  a  w  liniach  o  dużych  prądach  pojemnościowych  mogą  całkowicie
utracić zdolność do prawidłowego działania.

2. Zdalna komunikacja z urządzeniem MUPASZ 2001 A przy
wykorzystaniu programu KOSAN 2000

Urządzenie  MUPASZ  2001 A  jest  przystosowane  do  współpracy  z  komputerowym

systemie  nadzoru  rozdzielni  średniego  napięcia  KOSAN.  Wyposażone  jest  wtedy  w  łącze
światłowodowe  umożliwiające  połączenie  z  koncentratorem  danych  systemu  KOSAN.  Za
pomocą tego łącza urządzenie MUPASZ 2001 A przekazuje wszystkie informacje bieżące o
stanie  pola,  w  którym  jest  zainstalowany;  może  również  odbierać  zdalne  polecenia
zamknięcia  lub  otwarcia  wyłącznika.  Operator  systemu  KOSAN  może  obserwować  na
monitorze  schemat  rozdzielni  ze  stanem  poszczególnych  wyłączników.  Zdalnie  można  też
zmieniać nastawienia funkcji zabezpieczeniowych w poszczególnych urządzeniach MUPASZ
2001 A,  uaktywniać  lub  dezaktywować  automatyki,  synchronizować  zegary  wewnętrzne  z
zegarem  systemu,  oglądać  zawartości  rejestratorów  zdarzeń  i  zmieniać  skonfigurowanie
urządzeń MUPASZ 2001 A.

Po  uruchomieniu  programu  KOSAN 2000  plikiem  osa_mgr.exe  (z  katalogu

C:\KOSAN.OSA\PROG  lub  skrótu 

  umieszczonego  na  pulpicie)  należy  umieścić

wskaźnik myszy na symbolu wyłącznika w polu w którym chcemy zasterować wyłącznikiem
i kliknąć dwukrotnie lewym przyciskiem myszy. Pojawi się okno dialogowe, w którym należy
kliknąć 

  aby  zasterować  wyłącznikiem  na 

Otwórz

,  a  następnie  należy  kliknąć

  aby  zasterować  wyłącznikiem  na 

Zamknij

  (będzie  widoczne  aktualne  położenie

wyłącznika na ekranie 

Synoptyki 

rozdzielni).

W  celu  dokonania  uaktywnienia  odpowiednich  funkcji  zabezpieczeniowych  (opcja

ZABEZPIECZENIA

)  i  automatyk  (opcja 

AUTOMATYKA

)  dokonania  zmian  wartości

znamionowych, 

nastawieniach 

przekładników 

prądowych 

napięciowych

(

KONFIGURACJA

)  oraz  dokonania  zmian  w  nastawieniach  funkcji  zabezpieczeniowych

należy  najpierw  uruchomić 

Konfigurator

  klikając  dwukrotnie  lewym  przyciskiem  myszy

 na ekranie 

Synoptyki 

rozdzielni.

W  celu  zmiany  nastawień  np.  funkcji  zabezpieczenia  admitancyjnego  Y

0

>  należy

uruchomić 

Konfigurator

,  wybrać  polecenie  z  menu 

MUPASZ>Odczytaj

,  następnie  klikając

dwukrotnie wybrać opcję 

ZABEZPIECZENIA>ZIEMNOZWARCIOWE>Y

0

>

.

W celu dokonania zapisu przeprowadzonych zmian należy zamknąć zbędne okno i wybrać

polecenie z menu 

MUPASZ>Zapisz

.

Powyższy krótki opis nie wyczerpuje w pełni możliwości programu KOSAN 2000. Ma on

na  celu  jedynie  pokazanie  podstaw  wykorzystania  programu,  który  jest  niezbędny  do
poprawnego wykonania ćwiczenia.

Uwaga.  Jednorazowo  można  dokonać  kilku  zmian  w  konfiguracji  urządzenia,  ale  takich,
które nie wpływają na tzw. nastawienia główne tj. zmiana rodzaju pola lub zmiana rodzaju

background image

8

sieci. Nie zaleca się również dokonywania nastawień w dwóch (i więcej) różnych funkcjach
zabezpieczeniowych lub automatykach jednocześnie (należy dokonywać nastawień i zapisu
zmian nastawień dla każdej funkcji zabezpieczeniowej i automatyki oddzielnie, ze względu
na niestabilność pracy programu KOSAN 2000).

Klawiatura membranowa i programator

Na  płycie  czołowej  urządzenia  znajduje  się  wyświetlacz  LCD  cztery  lampki

sygnalizacyjne (ZASILANIE, BLOKADA, UP, AWARIA) oraz klawiatura membranowa.

Wyświetlacz umożliwia:

zobrazowanie graficzne stanu elementów łączeniowych pola rozdzielczego,
wyświetlanie  wyników  pomiarów:  a)  małą  czcionką  obok  schematu  rozdzielczego;  b)

dużą czcionką na całym ekranie,

wyświetlanie informacji o zadziałaniu danej funkcji zabezpieczeniowej (data, czas, rodzaj

zdarzenia, parametry zdarzenia),

wyświetlanie informacji o 58 ostatnich zdarzeniach zapisanych w rejestratorze zdarzeń,
wyświetlanie stanu blokad załączania wyłącznika w polu.
Klawiatura  membranowa  na  płycie  czołowej  urządzenia  MUPASZ  2001 A  składa  się  z

dziewięciu przycisków które służą do: wyświetlania wyników pomiarów, wyświetlania stanu
blokad,  przeglądania  rejestrów  zdarzeń,  przechodzenia  z  trybu  przeglądania  rejestratora
zdarzeń i na odwrót.

Funkcję wszystkich przycisków przedstawiono w 

tabl. 5.

Tabl. 5. Znaczenie przycisków klawiatury membranowej na płycie czołowej

Przycisk

Przeznaczenie

U

Główny do przywoływania na ekran wyników pomiarów napięć.

I

Główny do przywoływania na ekran wyników pomiarów prądów.

P

Główny do przywoływania na ekran wyników pomiarów mocy i energii.

INNE

FUNKCJE

Do przywoływania na ekran pomiarów: współczynnika mocy cos

ϕ, częstotliwości f, czas pracy

pola t

PRP

, temperatur θ i θ

W

REJESTR

ZDARZEŃ

Do przywoływania na ekran rejestratora zdarzeń

ODCZYT

BLOKAD

Do  przywoływania  na  ekran  wykazu  aktywnych  blokad  uniemożliwiających  zamknięcie
wyłącznika w polu

W  czasie  przeglądania  rejestratora  zdarzeń  do  wyświetlania  zdarzeń  wcześniejszych,  a  w
trakcie wyświetlania pomiarów małą czcionką do przełączenia na wyświetlanie pomiarów dużą
czcionką

W czasie przeglądania rejestratora zdarzeń do wyświetlania zdarzeń późniejszych, a w trakcie
wyświetlania  pomiarów  dużą  czcionką  do  przełączenia  na  wyświetlanie  pomiarów  małą
czcionką

KASUJ

AWARIE

Do  kasowania  ramki  zawierającej  informacje  o  zdarzeniu  awaryjnym,  do  zakończenia
przeglądania rejestratora zdarzeń i przywołania na ekran pomiarów zbiorczych.

Do  zmian  parametrów  funkcji  zabezpieczeniowych  i  automatyk  oraz  odczytu  pomiarów

służy programator. Dzięki niemu  można sprawdzić dowolne  parametry,  obserwować  wyniki
pomiarów,  a  także  dokonać  zmian  dowolnych  parametrów  (znając  kod  dostępu  który  jest
ciągiem maksymalnie 8 cyfr).

W celu wprowadzenia kodu dostępu do programatora należy:

•  nacisnąć przycisk 

KOD

,

•  wpisać kolejne cyfry tworzące dany kod,

•  nacisnąć przycisk 

ZATWIERDZENIE,

Raz  wprowadzony  kod  obowiązuje  do  chwili  odłączenia  programatora  od  urządzenia

MUPASZ  2001 A.  Po  wprowadzeniu  niewłaściwej  kombinacji  cyfr  urządzenie  MUPASZ
2001 A  zareaguje  komunikatem  o  błędnym  kodzie.  Należy  wówczas  nacisnąć  przycisk

WYCOFANIE

 i ponownie wprowadzić właściwy kod.

Programowanie  programatorem  nie  zawiesza  normalnej  pracy  urządzenia  MUPASZ

2001 A.

background image

9

Poruszanie się po całym drzewie programatora podlega następującym ogólnym zasadom:

•  na każdym poziomie widoczny jest komentarz o tym, co można zrobić,

•  zagłębiać się w menu należy naciskając przyciski 

0...9

,

•  wycofywać się na wyższy poziom należy przyciskiem 

WYCOFANIE

,

•  nowe  dane  wpisuje  się  tam,  gdzie  wskazuje  kursor  wg  podpowiedzi  albo  jako  liczbę  ze

stosownego przedziału.

Przemieszczania się po głównym menu należy dokonywać naciskając przyciski

:

 ↓ , ↑ . W

każdym oknie wyboru następnego okna można dokonać przez naciśniecie cyfry widocznej po
lewej stronie odpowiedniego hasła.

W przypadku wyświetlenia okna z parametrami nastawczymi zabezpieczenia do dalszych

jego  wierszy  można  przejść  przyciskiem 

ZATWIERDZENIE

,  a  zrezygnować  przyciskiem

WYCOFANIE

.

3. Urządzenie testujące i układ pomiarowy

Do  badań  należy  wykorzystać  tester  mikroprocesorowy  CMC-56  firmy  OMICRON

electronics.  Dokładny  opis  dotyczący  części  sprzętowej  i  programowej  urządzenia
przedstawiono  w  rozdz. 1  tego  skryptu.  Wraz  z  testerem  pod  systemem  operacyjnym
Windows współpracuje oprogramowanie Test Universe 1.61. Do testów urządzenia MUPASZ
2001 A  należy  wykorzystać  moduły 

Quick CMC

Overcurrent

  oraz 

Ground Fault

oprogramowania.

Podczas  ćwiczenia  laboratoryjnego  zostaną  wykonane  badania  urządzenia  MUPASZ

2001 A  współpracującego  z  polem  linii  napowietrznej  w  sieci  z  izolowanym  punktem
neutralnym (układ Holmgreena połączenia przekładników pradowych).

Dokładne  połączenie  urządzenia  MUPASZ  2001 A  z  testerem  CMC-56  przedstawia

rys

4.  Na  rysunku  tym  pokazano  do  których  wejść  prądowych  i  napięciowych  urządzenia

należy  doprowadzić  sygnały  analogowe  (prądowe  i  napięciowe)  z  wyjść  testera.  Ponadto
pokazano na które wejścia dwustanowe testera (BI) należy doprowadzić sygnały z symulatora
wyłącznika,  a  co  za  tym  idzie  z  wyjść  dwustanowych  urządzenia.  Szczegółowy  opis
zacisków, sygnałów w symulatorze wyłącznika przedstawiono w 

tabl. 6.

 Ten układ połączeń

jest wykorzystywany podczas wszystkich testów urządzenia MUPASZ 2001 A.

Tabl. 6. Opis zacisków razem z ich funkcją, znajdujących się w tylnej części symulatora wyłącznika SN MSW-1
wykorzystywanego podczas przeprowadzania testów

Nr zacisku

Sygnał

Funkcja

8

+ 220 V d.c.

Napięcie sterujące (+)

7

- 220 V d.c.

Napięcie sterujące (-)

6

Potwierdzenie zamknięcia wyłącznika

wyjście (+)

5

Potwierdzenie otwarcia wyłącznika

wyjście (+)

4

Potwierdzenie zbrojenia napędu

wyjście (+)

3

Sygnał na zamknięcie wyłącznika

wejście (+)

2

Sygnał na otwarcie wyłącznika

wejście (+)

1

Nie używane

Nie używane

background image

10

(m

in

u

s)

(m

in

u

s)

(m

in

u

s)

(m

in

u

s)

(m

in

u

s)

(m

in

u

s)

(m

in

u

s)

(m

in

u

s)

(m

in

u

s)

I

A

I

B

I

C

N

U

A

U

B

U

C

N

B

I7

B

I1

B

I2

B

I3

B

I4

B

I5

B

I6

B

I8

T

e

st

e

 C

M

C

-5

6

B

O

1

B

O

2

+

+

Z

W

5

U

P

1

9

3

3

3

1

6

C

O

G

2

6

2

0

3

4

4

3

1

2

1

7

3

7

Z

as

il

ac

z

2

1

G

N

1

2

5

3

2

1

8

4

8

E

*

2

2

3

3

5

6

U

m

o

d

em

5

9

I

L

*

2

3

4

3

6

7

U

6

0

2

4

5

3

7

8

G

N

2

7

o

p

to

el

ek

tr

o

n

ic

zn

y

N

6

3

8

9

O

W

W

ej

śc

ia

 d

w

u

st

a

n

o

w

e

8

1

6

7

1

2

1

0

1

2

5

G

N

4

b

9

*

G

N

5

a

8

1

3

1

1

I

2

6

Z

W

P

rz

ek

a

źn

ik

i w

y

ci

o

w

e

*

9

1

4

I

2

7

1

0

*

1

1

5

I

U

2

8

1

2

1

1

2

1

6

0

1

0

2

9

1

3

G

N

5

b

1

2

3

*

1

L

R

W

1

1

3

0

1

4

1

3

4

Z

S

1

7

3

1

G

N

4

a

P

ro

g

ra

m

at

o

r

1

1

1

4

G

N

3

A

W

1

8

3

2

2

2

1

5

*

U

r

d

z

en

ie

 M

U

P

A

S

Z

 2

0

0

1

 A

7

1

8

1

4

1

3

1

2

1

1

1

0

2

9

1

5

3

4

5

6

1

0

1

1

1

2

1

3

1

4

1

5

1

6

2

4

2

3

2

2

2

1

0

2

1

9

1

8

1

7

3

1

7

3

0

4

3

1

5

1

8

3

2

6

1

9

7

7

2

0

6

2

1

5

2

2

4

8

2

3

3

9

2

4

1

0

2

5

1

1

2

2

6

1

2

1

2

7

1

3

1

4

1

1

5

2

8

2

1

6

2

9

+

P

Z

as

il

an

ie

W

y

łą

cz

n

ik

za

m

k

n

ty

1

0

W

y

łą

cz

n

ik

o

tw

ar

ty

N

ap

ęd

n

az

b

ro

jo

n

y

S

y

m

u

la

to

r

w

y

łą

cz

n

ik

S

N

M

P

S

W

-1

S

am

o

is

tn

e

Z

W

S

am

o

is

tn

e

O

W

4

5

6

7

8

2

3

N

u

m

er

y

 z

ac

is

k

ó

w

n

1

T

ra

n

so

p

to

r

T

ra

n

so

p

to

r

O

W

n

2

Rys. 4. Podstawowy układ pomiarowy wykorzystywany podczas przeprowadzania testów; OW - sygnał na

otwarcie wyłącznika, ZW - sygnał na zamknięcie wyłącznika, BI - wejście dwustanowe, BO – wyjście

dwustanowe; P – przełącznik Ferranti/Holmgreen

3. Sposób wykonania badań

Konfigurowanie  urządzenia  i  zmiany  nastawień  należy  dokonywać  w  oprogramowaniu

KOSAN.

Do wszystkich badań należy wykorzystać tester CMC-56 firmy OMICRON electronics.
Do  sprawdzenia  poprawność  sterowania  wyłącznikiem  (zamykanie / otwieranie)  z

poziomu urządzenia MUPASZ 2001 A należy wykorzystać oprogramowanie KOSAN.

Uwaga.  Podczas  przeprowadzania  badań  funkcji  zabezpieczeniowych,  oraz  wyznaczania

background image

11

charakterystyk,  należy  zasymulować  awarię  otwarcia  wyłącznika  (zamknąć  wyłącznik  w
polu,  na  płycie  czołowej  symulatora  wyłącznika  MPSW-1  wcisnąć  przycisk  AW_OW  –
awaria  otwarcia  wyłącznika).  Spowoduje  to,  że  impuls  na  OW  podany  przez  urządzenie
MUPASZ 2001 A  zostanie  zarejestrowany  przez  tester  CMC-56  na  odpowiednim  wejściu
dwustanowym, natomiast stan wyłącznika  (na  synoptyce)  oraz  stan  symulatora  wyłącznika
pozostanie niezmieniony – wyłącznik w polu będzie cały czas zamknięty.

Do  wyznaczenia  charakterystyk  rozruchowych  B

0

=f(G

0

)  funkcji  zabezpieczenia  Y

0

>  dla

różnych nastawień parametrów Y

0

, G

0

, B

0

  oraz charakterystyki I/I

m

=f(

φ

0

) zabezpieczenia I

0

>k

dla  wybranego  kąta  środkowego 

α  funkcji  należy  wykorzystać  moduł 

Quick CMC

oprogramowania  testera  CMC.  Dla  każdej  badanej  charakterystyki  należy  wyznaczyć
charakterystykę  teoretyczną  i  rzeczywistą.  Obliczyć  błędy  względne  i  bezwzględne  i
sprawdzić  czy  spełniona  jest  dokładność  gwarantowana  przez  producenta.  Wykreślić
charakterystyki błędów.

Do sprawdzenia (dla różnych rodzajów sieci) poprawności działania funkcji zabezpieczeń

Y

0

> oraz I

0

>k podczas stanów przejściowych występujących w trakcie zwarć doziemnych w

sieci SN należy wykorzystać moduł 

Ground Fault

 oprogramowania testera CMC. Badanie ma

na  celu  sprawdzenie  czy  funkcja  poprawnie  działa  gdy  zwarcie  wystąpi  w  zabezpieczanym
odcinku sieci i nie działa gdy zwarcie wystąpi poza zabezpieczanym odcinkiem sieci.

Do  wyznaczenia  charakterystyki  czasu  działania  t=f(I/I

r

)  funkcji  zabezpieczeń  I

0

>,  I>,

I>>, I>zal należy wykorzystać moduł 

Quick CMC

 oprogramowania testera CMC bądź moduł

Overcurrent 

oprogramowania testera CMC.

Należy  zwrócić  uwagę  na  fakt,  że  w  urządzeniu  zabezpieczeniowym  MUPASZ  2001 A

wartości  progowe  admitancji  (konduktancji,  susceptancji)  funkcji  Y

0

>  nastawia  się  dla

wartości obliczonych po stronie pierwotnej przekładników pomiarowych wg wzoru:

0

U

0

I

0

3

3

U

p

I

p

Y

=

gdzie:
Y

0

– moduł admitancji zerowej zespolonej (Y

0

=Y

0

 ·e

j

ϕ0

) (po stronie pierwotnej przekładników),

p

I

 – przekładnia prądowa przekładników prądowych (Ferrantiego lub Holmgreena),

3I

0

  –  moduł  prądu  składowej  zerowej  doprowadzonego  z  testera  CMC  do  urządzenia

MUPASZ 2001 A (po stronie wtórnej przekładników),
p

U

 – przekładnia napięciowa przekładnika napięciowego składowej zerowej,

3U

0

  –  moduł  napięcia  składowej  zerowej  doprowadzonego  z  testera  CMC  do  urządzenia

MUPASZ 2001 A (po stronie wtórnej przekładników),

φ

0

 = 

(I

0

, U

0

),

G

0

=Re (Y

0

)=Y

0

cos(

φ

0

) – konduktancja,

B

0

=Im (Y

0

)=Y

0

sin(

φ

0

) – susceptancja.