Модернизация релейной защиты на тяговой подстанции Улан-Удэ на базе микропроцессорной техники (стр. 10 из 19)
- нормальная температура (20±5)°С;
- влажность воздуха до 80% при 25°С;
- высота над уровнем моря не более 2000 м;
- группа условий эксплуатации по ГОСТ 17516.1 М23.
Особенностью аппаратной части РЕТОМа является большая мощность, малые габариты, высокая надежность и безопасность, удобство и простота пользования.
Общая структура аппаратной части приведена на рис.2.5.
Основные узлы этой структуры:
- три токовых канала с цифроаналоговыми преобразователями (ЦАП);
- три канала напряжения ЦАП;
- интерфейсный модуль, осуществляющий связь РЕТОМ - ПК;
- импульсные источники питания;
- блок дискретных сигналов;
- блок аналого-цифрового преобразования;
-блок выходных реле.
Токовые каналы имеют два режима работы – 2 А и 20 А. Это позволяет
улучшить работу в области малых значений токов. Переключение между режимами работы можно осуществлять в любом канале независимо друг от друга.
Канал напряжения имеет нелинейную нагрузочную характеристику. На отрезке от 0 до 60 В характеристика имеет прямую зависимость выходной мощности от выходного напряжения, от 60 В до 120 В – выходная мощность не зависит от напряжения и равна 60 Вт. Данная структура усилителя позволяет полнее реализовать энергетические параметры усилителя при проверках устройств РЗА.
Входы дискретных сигналов разбиты на две группы. Первая группа предназначена для проверки контактов с наличием напряжения постоянного тока (до =250 В), а вторая – дополнена возможностью работы с напряжением переменного тока (до 250 В). Все каналы независимы и гальванически развязаны и могут работать с контактами типа "сухой контакт".
Выходные реле имеют разные характеристики по коммутируемому току, что существенно расширяет область их использования.
Двенадцатиразрядное АЦП двойного интегрирования имеет один канал, к которому подключены четыре входа: 20 мА, 20 А, 10 В, 300 В. Переменный сигнал перед измерением преобразуется в постоянный.
В системе предусмотрены специальные решения, обеспечивающие безопасность проведения работ, защиту самого РЕТОМа и, что очень важно, - проверяемой аппаратуры релейной защиты. К этим мерам можно отнести следующие программно-аппаратные решения:
- схема сигнализации о наличии холостого хода в цепях тока на выходеРЕТОМа. Этот режим не опасен для самого устройства и свидетельствует о неисправностях в цепях тока проверяемой релейной защиты или ошибках в схеме ее подключения;
- схема температурной защиты. Схема выключает токовый ЦАП, если выходной ток превышает заданный пороговый уровень в течение недопустимо длительного промежутка времени. Это позволяет предотвратить выход из строя от перегрева как самого РЕТОМа, так и проверяемой релейной защиты от токов, превышающих ее термическую стойкость.
В алгоритм проверки включена также программная время - токовая защита.
- схема мгновенной защиты от сверхтока в цепях напряжения;
- схема защиты и сигнализации о наличии короткого замыкания в цепях напряжения на выходе РЕТОМа. Срабатывание защиты свидетельствует о неисправностях в цепях напряжения проверяемой релейной защиты или ошибках в схеме ее подключения;
- схема защиты от неисправностей в линии связи с ПК или программных сбоев в ПК. В этом случае блокируются выходные каскады усилителей и на выходе РЕТОМа отсутствуют токи и напряжения;
- блокирование выходных каскадов усилителей тока и напряжения привключении питания ПК или РЕТОМа;
- устройство РЕТОМ в целом снабжено тепловой защитой триггерного типа. Защита выключает силовые ЦАП в случае перегрева устройства во всех нештатных ситуациях;
- при срабатывании всех перечисленных защит на экране дисплея появляются соответствующие сообщения.
При эксплуатации системы РЕТОМ-41М необходимо соблюдать следующие правила:
- включение в сеть необходимо производить с учетом того, что в максимальном режиме прибор потребляет ток до 8 А;
- повторное включение прибора необходимо производить через 3 или более минут;
- время переключение режима работы токовых каналов с 20 А на 2 А или обратно составляет около 30 секунд. В это время не желательно производить какие- либо операции с программой;
- при выводе сообщения о перегреве прибора его можно не выключать от сети, а просто подождать несколько минут, не пытаясь выдавать сигналы. При этом все каналы будут выключены, а вентилятор будет продолжать работать и он быстро остудит прибор;
- ни в коем случае нельзя замыкать между собой работающие выходы каналов тока и напряжения. Это может привести к выходу их из строя;
- при включении прибора идут переходные процессы и иногда в токовых каналах при разомкнутых клеммах на выходных конденсаторах накапливается напряжение, достигающее порога срабатывания защиты от холостого хода или разрыва токовой цепи. Этого можно избежать, если держать токовые выходы в замкнутом состоянии, даже если они не используются;
- если после работы с прибором есть необходимость в печати, то для избежания выхода из строя LPT – порта, подключение принтера производится при выключенном состоянии компьютера и принтера. При этом используетсятот же кабель, который использовался для подключения РЕТОМ-41М.
На рис.5.1.6 приведена расположения соединительных клемм на лицевой панели РЕТОМа. Питание устройства осуществляется от сети 220 В, 50 Гц.
Для подключения к панелям и шкафам релейной защиты используются внешние сигнальные (КСГ-12.01 (КСГ-12.02)) и силовые (КСЛИ –08.01) кабели. Цоколевка и назначение контактов разъемов, расположенных на лицевой панели и используемых для подключения данных кабелей, приведена на рис. 5.1.6.
Рисунок 5.1.6-Передняя панель РЕТОМ-41М
Все операции по подключению проверяемой защиты к устройству РЕТОМ осуществляются на его лицевой панели. Подключение РЕТОМа к ПК осуществляется при помощи стандартного 25-контактного разъема, установленного на задней панели устройства. При этом со стороны ПК используется разъем для подключения принтера (параллельный порт LPT1).
Программа предназначена для настройки коэффициентов усиления каналов тока и напряжения при известной нагрузке и известном токе и напряжении, коррекции измерительных входов (АЦП), выбора режима монитора (рис.5.2.1). Программа входит в стандартный комплект поставки и запускается из главного меню системы, кнопка для запуска – предпоследняя, расположена рядом с кнопкой выхода из главного меню (см. рис. 5.3.1).
Коррекция коэффициентов усиления к (действующего значения) и углов Dj в каналах тока и напряжения
Перед поверкой на предприятии, настройка этих коэффициентов производится на следующих нагрузках и диапазонах:
-источники тока - диапазон 20 А, нагрузка 0,625 Ом, коэффициенты для всех каналов выставляются на середине шкалы при токе 10 А;
-источники тока - диапазон 2 А, нагрузка 7,5 Ом, коэффициенты для всех каналов выставляются при токе 1 А;
-источники напряжения - нагрузка 170 Ом, коэффициенты для всех каналов выставляются, аналогично, на середине шкалы при напряжении 60В.
Для настройки коэффициента усиления канала тока следует выбрать диапазон работы (2 А или 20 А) при помощи переключателя Каналы тока. Подключить амперметр класса 0,2 (в крайнем случае, 0,5) требуемого диапазона к выходу настраиваемого канала, например, Iа. Настройку можно проводить при различных нагрузках. Так, для базовой настройки Rн = 0,625 Ом (Rн = 7,5 Ом, диапазона 2 А) амперметр включается в рассечку, последовательно с нагрузкой, между зажимами Iа и IN. Если планируется использовать РЕТОМ для проверки реле с сопротивлением нагрузки больше 0,625 Ом (7,5 Ом), то рекомендуется проводить настойку с учетом реальной нагрузки и сохранить ее в архиве для дальнейшего использования. В поле Iа установить требуемое значение тока, например, 10 А. Включить прибор при помощи тумблера РETOM. Контролируя Iа по амперметру, изменить коэффициент усиления канала - КIa. Поля коэффициентов расположены в левой верхней части панели программы, первая колонка. Изменять коэффициент можно как вручную, вводя новое значение с клавиатуры, так и кнопками Ý и ß рядом с КIа.
Для удобства регулирования коэффициента усиления канала можно воспользоваться вспомогательным прибором (рис.5.2.2), который вызывается нажатием правой кнопки манипулятора mousе. Выбранное поле (KIа или Iа°)приобретает красный цвет. Для увеличения значения параметра (KIа или угол Iа°) воспользуйтесь стрелкой ®, а для уменьшения - стрелкой ¬. Стрелки и ¯ позволяют изменить шаг регулировки, соответственно в большую или меньшую сторону. Текущее значение корректируемого параметра отображается на черном поле над кнопкой ОК.
Рисунок.5.2.2 - Вспомогательный прибор для настройки
По окончании настройки, нажав кнопку Обнуление U, I, обнулите выходы РЕТОМа.
Остальные коэффициенты настраиваются аналогично. Кнопка Начальные значения предназначена для присвоения коэффициентам усиления значения 1, а углам и смещению – 0.
Настройка углов между сигналами в каналах напряжения и тока
Комбинации пар сигналов при настройке углов
Ua – Ub, Ua – Uc, Ua – Ia, Ua – Ib, Ua – Ic, здесь за базис принимается вектор Ua, относительно него выставляются коэффициенты по углу остальных векторов тока и напряжения. Реальное значение настраиваемого угла измеряется фазометром класса 0,5 или визуально на экране осциллоскопа (в этом случае сигнал в канале тока снимается с резистивного калиброванного пункта).