Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ИЗУЧЕНИЕ устройства микропроцессорной защиты «Орион»
Цель работы: Изучение, подготовка к работе и проверка устройств «Орион» с помощью проверочного устройства «Нептун».
Устройство подключается к измерительным трансформаторам тока (ИТТ) линии фаз А и С с диапазоном токов 2 – 200 А, номинальным вторичным током 5 А. При наличии ИТТ в фазе В возможна обработка и этого канала.
Устройство обеспечивает вывод на светодиодные индикаторы следующей информации:
- режим нормальной работы;
- режим запуска, то есть срабатывание пусковых органов и запуск выдержки времени;
- состояние силовых выходных контактов реле отключения;
- сработавшие ступени и виды защиты с фиксацией до последующего сброса кнопкой;
- срабатывание АПВ;
- наличие оперативного питания;
- несанкционированное изменение значений уставок.
2
Устройство обеспечивает возможность программного задания требуемой конфигурации с помощью переключателя «Режим», в том числе:
- наличие или отсутствие измерительного трансформатора тока в фазе В;
- выбор действия ступеней защиты устройства на отключение выключателя или только на своё реле сигнализации при срабатывании токовой отсечки, обеих ступеней МТЗ, защиты от обрыва фаз;
- выбор одного из восьми видов зависимости ток – время второй ступени МТЗ.
Рисунок 1 - Структурная схема устройства «Орион»
Настройка конфигурации осуществляется с помощью движковых переключателей. При задании уставок следует учитывать собственное время
3
срабатывания выходного реле устройства, примерно равное 20 мс. Уставки не зависят от наличия питающего напряжения и сохраняются как угодно долго.
Устройство выполняет функции защиты со срабатыванием выходных реле в течение 0,5 с при полном пропадании оперативного питания от номинального значения. Время готовности к работе не превышает 1,0 с после появления напряжения оперативного питания. Наработка на отказ - 25000 часов.
Токи контролируемой линии поступают на входные измерительные трансформаторы, осуществляющие гальваническую развязку и согласование уровней сигналов (рисунок 1). Далее они поступают на плату контроллера, где предварительно фильтруются, а затем оцифровываются аналого-цифровым преобразователем АЦП. Процессор производит цифровую фильтрацию сигналов токов А, В и С. Плата процессора, кроме собственно 16 – разрядного микропроцессора, содержит 48 кбайт ПЗУ, 8 кбайт ОЗУ, сторожевой таймер, мультиплексоры ввода уставок, входные и выходные регистры, а также оптронную развязку входных дискретных сигналов. Блок выходных реле содержит сигнальные и силовые реле для управления подключенным оборудованием. Коммутирующие контакты реле выведены на внешний разъём устройства.
Блок питания обеспечивает все блоки устройства необходимыми напряжениями и выполнен по схеме с бестрансформаторным входом. Это позволяет осуществить питание устройства от источника напряжением 220 В как переменного, так и постоянного тока.
Клеммы Iа, Iв и Iс (рисунок 1) предназначены для подключения вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока линии. Клеммы начала обмоток помечены знаком «*» или «н». Для удобства проведения проверочных работ дополнительно на клеммы выведены нормально разомкнутые контакты реле «Откл.» и «Вкл.». Разъём Х1 (42 – контактный) предназначен для подключения оперативного питания 220 В постоянного или переменного тока, а также для цепей управления выключателем, сигнализации и индикации подстанции.
4
2 ПРИНЦИП РАБОТЫ УСТРОЙСТВА «ОРИОН»
Устройство «Орион» всегда находится в режиме слежения за тремя токами
линии, периодически с периодом 1, 667 мс (600 Гц), измеряет мгновенные значения токов с помощью АЦП. Снятые значения АЦП обрабатываются по программе цифровой фильтрации относительно первой гармоники.
При срабатывании какой – либо ступени защиты происходит автоматическое уменьшение значения уставки на 5 % для исключения дребезга и обеспечения коэффициента возврата порядка 0,95, а при токах менее 2 А – порядка 0,9.
Далее запускаются временные задержки, заданные для каждой ступени срабатывания. В случае снижения входных токов ниже порога происходит сброс выдержки времени. При зависимых время - токовых характеристиках рассчитывается требуемое значение выдержки в зависимости от текущего тока и вида зависимости.
После выдержки заданного времени и при включенной данной ступени защиты с помощью уставок конфигурации происходит отключение линии с помощью силового реле «Откл». Сигнальное реле соответствующей ступени срабатывает всегда, независимо от состояния переключателя «Режим».
При срабатывании какой – либо ступени защиты только на сигнализацию соответствующий ей светодиод – блинкер будет мигать, а не гореть непрерывно, как в случае срабатывания на отключение (рисунок 2).
При использовании функции АПВ силовое реле «Вкл» замыкает свои контакты при включении выключателя на 1 с. В случае нового отключения ранее 1 с от своей токовой защиты, например, при включении на КЗ, произойдёт мгновенное отключение реле «Вкл». При неуспешном АПВ также произойдёт блокирование повторного включения от АПВ. В случае успешного включения от АПВ готовность нового цикла наступит через 30 с.
Электрическая схема подключения приведена на рисунке 3.
5
Рисунок 2 - Внешний вид передней панели устройства «Орион»
6
На рисунке 2 изображён внешний вид передней панели устройства «Орион»:
- два зелёных светодиода «Питание» и «Работа»;
- светодиод «Пуск защиты» «Аварийное отключение»
- панель программного задания требуемой конфигурации с помощью переключателя «Режим»
- панель настройки конфигурации и задании уставок защит (настройка осуществляется с помощью движковых переключателей);
- светодиоды сигнализации срабатывания защит;
- кнопка «Сброс», нажатие кнопки вызывает погасание сигнальных светодиодов;
- кнопка «Ввод», служит для подтверждения изменения уставок.
Оперативное питание = 220 В или ≈ 220 В подключается к контактам 1 и 2 разъёма Х1. Полярность подключения питания произвольная (рисунок 3).
В режиме слежения на работающем устройстве должны гореть два зелёных светодиода «Питание» и «Работа» (рисунок 2).
При пуске устройства загорается светодиод «Пуск защиты» на время выдержки запустившейся защиты, после чего производится отключение выключателя линии и зажигание светодиода «Аварийное отключение». Срабатывают также соответствующие сигнальные реле и светодиоды. Если сигнал перегрузки снялся раньше выдержки времени пустившейся защиты, то светодиод «Пуск защиты» погаснет и устройство вернётся в исходный режим без отключения выключателя и какой – либо сигнализации. Светодиод и реле «Пуск защиты» не будут включаться, если данная ступень работает на сигнализацию. В случае доработки выдержки времени ступени защиты, отключенной от действия на отключение выключателя, сработает соответствующее этой ступени сигнальное рее и замигает соответствующий светодиод. При снижении тока ниже порога реле ступени отключится, а светодиод будет мигать до нажатия кнопки «Сброс». Никакой реакции силового реле «Откл.» при этом не будет.
7
Рисунок 3 – Схема подключения внешних цепей к устройству «Орион»
Нажатие кнопки «Сброс» вызывает погасание сигнальных светодиодов. Возврат всех реле в исходное состояние произойдёт только после снятия входного тока или снижения его ниже порога пуска.
В случае срабатывания АПВ от устройства загорится светодиод «АПВ» до отключения его кнопкой «Сброс».
Перед вводом в эксплуатацию производится проверка функционирования
8
устройства.
Для проверки функционирования максимальной токовой защиты, цепи оперативного питания устройства подключаются к источнику напряжения 220 В.
На панели устройства должны гореть два зелёных светодиода «Питание» и «Работа».
С помощью уставок конфигураций отключить остальные ступени МТЗ и другие виды защиты для исключения помех при проверке.
Подтвердить изменение уставок нажатием кнопки «Ввод».
Плавно увеличивая ток, подаваемый на входные клеммы устройства «I, А», добиться срабатывания светодиода и реле «Пуск МТЗ».
Проверить соответствие заданного тока срабатывания устройства, подаваемому от установки.
Погрешность в рабочих пределах не должна превышать 5 %.
По истечении заданной выдержки времени сработает реле «Откл», и на светодиодах будет выведена сработавшая ступень МТЗ.
Подключить клеммы «Откл» клеммной колодки устройства к входу миллисекундомера установки У5053, «Уран», «Нептун» и т.д.
Установить ток выше введенной уставки МТЗ.
Задать режим измерения Тсраб на установке. Отключить ток, сбросить индикацию кнопкой «Сброс».
Толчком подать ток с одновременным запуском секундомера. После срабатывания реле «Откл» снять ток.
На установке снять показания времени срабатывания реле.
Оно должно быть на 20 - 30 миллисекунд больше заданной уставки МТЗ за счёт времени срабатывания контактов выходного реле «Откл».
Снять входной ток и измерить время отпускания выходного реле, оно не должно превышать 50 мс.
Повторить для других значений уставок времени и тока.
9
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1 Подготовить МП устройство «Орион» и устройство «Нептун» к работе. Подключить клеммы «Выход тока» устройства «Нептун» к «Токовым зажимам» МП устройства «Орион», установленным на лабораторном стенде. Подключить клеммы «Контакты реле» устройства «Нептун» к клеммам «Зажимы исполнительного органа» МП устройства «Орион», установленным на лабораторном стенде.
2 Подключить штепсельный разъём стенда к источнику питания напряжением ~ 220 В.
3 Подготовить лабораторную установку и устройство «Орион» к работе. Включить тумблер «Сеть».
4 С помощью движкового переключателя «Режим» на микропроцессорном устройстве «Орион» настроить конфигурации защиты на действие максимальной токовой защиты (МТЗ – 2). Выставить вид характеристики срабатывания МТЗ – 2, «Независимая» (либо указанную преподавателем).
5 С помощью движковых переключателей «МТЗ - 2» на микропроцессорном устройстве «Орион» выставить требуемую комбинацию движков, задать любое значение тока в допустимом диапазоне от 0 до 5 А и времени от 0,05 до 6,4 с.
6 Остальные движковые переключатели «Токовая отсечка», «МТЗ – 1 (независимая)», «Защита от обрыва», на микропроцессорном устройстве «Орион» выставить таким образом, что бы величина уставок срабатывания была больше, выставленных на «МТЗ – 2». «АПВ» вывести из работы, (перевести движковый переключатель в положение «Откл»).
7 После изменения уставок, если они верны, требуется нажать кнопку «Ввод», для подтверждения и занесения в память МП устройства «Орион» новой конфигурации переключателей.
8 Подключить штепсельный разъём устройства «Нептун» к источнику питания напряжением ~ 220 В, включить тумблер «Сеть».
10
9 Ключ «К» лабораторного стенда перевести в положение «Тест».
10 Включить тумблер «Нагрузка» устройства «Нептун».
11 На блоке индикаторов устройства «Нептун» установить «Тест I».
12 При помощи регулятора тока устройства «Нептун» установить значение тока на табло несколько выше введенной уставки МТЗ – 2 (около 10 %).
13 Отключением тумблера «Нагрузка» устройства «Нептун» отключить ток нагрузки, сбросить индикацию на МП устройстве «Орион» кнопкой «Сброс».
14 Включением тумблера «Нагрузка» устройства «Нептун» толчком подать ток.
15 С табло устройства «Нептун» снять время и ток срабатывания устройства «Орион».
16 При помощи регулятора тока устройства «Нептун» установить значение тока на 0.
17 Отключить тумблер «Нагрузка», отключить тумблер «Сеть» устройства «Нептун».
18 Ключ «К» лабораторного стенда перевести в положение «0», кнопкой «Сброс» возвратить реле МП устройства «Орион» в исходное состояние.
19 Повторить работу с пункта 5 до пункта 18 для других уставок МТЗ.
20 Отключить тумблер «Сеть», отключить лабораторную установку и устройство «Нептун» от сети.
21 Построить время – токовые характеристики второй ступени МТЗ.
22 Отсоединить провода от клемм устройства «Нептун» и лабораторного стенда.
11
4 ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Выполняя лабораторную работу придерживаться следующих правил:
- внимательно разобрать приведенные в задании схемы и уяснить последовательность проведения лабораторной работы;
- осмотреть установленные на рабочем месте оборудование и приборы, убедиться в их исправности;
- перед началом сборки установить, какими выключающими устройствами подается в схему напряжение и что выключающие устройства находятся в отключенном положении;
- при сборке схемы не следует применять излишне длинных соединительных проводов и слишком коротких (в натяжку);
- строго соблюдать последовательность работ указанную в задании.
Категорически воспрещается:
а) подавать напряжение на схему до проверки ее руководителем и без его разрешения;
б) дотрагиваться до токоведущих частей и оголенных концов проводов или клемм после подачи напряжения;
в) производить изменения схемы под током (после каждого переключения схема должна быть подготовлена для проверки);
г) применять проводники с поврежденной изоляцией;
д) скручивать короткие проводники для получения длинных;
е) оставлять включенной схему без надзора;
ж) самостоятельно производить исправления в схеме и оборудовании.
По окончании работы следует снять напряжение с собранной схемы, убедиться в достоверности полученных результатов измерений и наблюдений, доложить руководителю об окончании работы, согласовать результаты работы, после чего разобрать схему и убрать рабочее место.
12
5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1 Классификация электрических и электронных аппаратов управления и защиты.
2 Основные требования предъявляемые к устройствам релейной защиты.
3 Основные принципы действия релейной защиты и автоматики.
4 Назначение устройства микропроцессорной защиты «Орион».
5 Описать структурную схему устройства «Орион».
6 Назначение микропроцессорного контроллера.
7 Какие режимы работы обеспечивает устройство «Ори он»?
8 Вывод какой информация обеспечивается светодиодными индикаторами?
9 Какие средства применяются для проверки устройства?
10 Как производится проверка функционирования устройства?
13
1 Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. для вузов - М.: Высшая школа, 1991. – 496 с.
2 Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем: Учеб. для вузов. – М.: Высшая школа, 1976. – 559 с.
3 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию / Под редакцией Фёдорова А.А. - М.: Энергия, 1980. – 465 с.
4 Справочник по проектированию электроснабжения / Под редакцией Круповича В.И., Барыбина Ю.Г., и др. - М.: Энергия, 1980. – 456 с.
5 Ванин В.К., Павлов Г.М. Релейная защита на элементах аналоговой вычислительной техники. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. – 207с.
14