Микропроцессорная максимальная токовая защита 7SJ5005

Микропроцессорная максимальная токовая защита 7SJ5005

По назначению защита 7SJ5005 представляет собой двухступенчатую ненаправленную максимальную токовую защиту. Благодаря использованию микропроцессорной техники эта защита может использоваться в одном из шести режимов:

1. Максимальная токовая защита линий и трансформаторов с односторонним питанием с независимой выдержкой времени (токовая отсечка). 2. Максимальная токовая защита линий и трансформаторов с односторонним питанием с зависимой выдержкой времени. Вид зависимости задается в соответствии с Рекомендацией МЭК 255-4 (Международная Электротехническая Комиссия). 3. Двухступенчатая максимальная токовая защита линий с односторонним питанием с независимой выдержкой времени для обеих ступеней. 4. Двухступенчатая максимальная токовая защита линий с односторонним питанием с зависимой выдержкой времени первой ступени и независимой выдержкой времени второй ступени (токовая отсечка). Вид зависимости задается в соответствии с Рекомендацией МЭК 255-4 (Международная Электротехническая Комиссия). 5. Максимальная токовая защита двигателей, в том числе от перегрузок при разгоне, с зависимой выдержкой времени в соответствии с Рекомендацией МЭК 255-4 (Международная Электротехническая Комиссия) и, при необходимости, с токовой отсечкой. 6. Максимальная токовая защита двигателей, в том числе от перегрузок при разгоне, с зависимой выдержкой времени в соответствии с Рекомендацией МЭК 255-4 (Международная Электротехническая Комиссия), учитывающей предыдущий режим работы двигателя, и при необходимости с токовой отсечкой.

В сетях с малыми токами замыканий на землю одновременно с перечисленными выше функциями может быть обеспечена сигнализация замыканий на землю с зависимой или независимой выдержками времени (в зависимости от того, какая выдержка времени установлена для первой ступени защиты).

Кроме основных перечисленных выше функций, защита имеет функции самоконтроля:

Сигнализация исчезновения оперативного тока (срабатывает, если напряжение питания становится меньше минимального допустимого);

Сигнализация несимметричного режима (обрыв фазы), которая срабатывает, если ток в одной из фаз отличается от тока в других фазах более чем на 25%;

Сигнализация пуска защиты, которая срабатывает, если ток превышал ток уставки в течение времени, меньшего заданной выдержки (в этом случае отключения не происходит).

Предусмотрены возможности ручного и дистанционного возврата защиты в исходное положение (сброс всех сигналов) и дистанционной блокировки работы ступени токовой отсечки.

В работе изучается и испытывается двухступенчатая максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени обеих ступеней.

Функциональная схема защиты приведена на рис. 1.

Токи трех фаз защищаемого объекта подаются на первичные обмотки трансформаторов тока TA1 ... TA3. Схемы соединений обмоток трансформаторов TA1 ... TA3 и вторичных обмоток трансформаторов тока защищаемого объекта зависят от выбранных режимов работы защиты и принимаются в соответствии с указаниями технического описания защиты. В лабораторной работе защита исследуется в однофазном режиме. Поэтому при испытаниях часто загорается или непрерывно горит сигнал неполнофазного режима.

Вторичные токи трансформаторов TA1 ... TA3 выпрямляются выпрямителями VS1...VS3. С помощью аналого-цифровых преобразователей ADC1...ADC3 вырабатываются цифровые коды, соответствующие числовым значениям выпрямленных токов фаз защищаемого объекта. Эти коды поступают в регистр DS микропроцессора защиты.

С помощью выключателей SA1 ... SA3 выбираются требуемые для конкретного объекта функции защиты: I>> - токовая отсечка (защита второй ступени); I> - максимальная токовая защита (защита первой ступени); IE> - защита от замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю. Выключатели показаны условно.

Рис. 1. Функциональная схема защиты 7SJ5005.

С помощью переключателей SA4, SA5, SA6, SA7, SA8 выбирается способ задания выдержек времени индивидуально для каждой функции защиты. Возможен выбор независимых выдержек времени: T1 - максимальной токовой защиты первой ступени (зависимая или независимая выдержки времени), T2 - максимальной токовой защиты второй ступени (токовой отсечки), TE - защиты от замыканий на землю (зависимая или независимая выдержки времени).

С помощью переключателей режима (на рис. 1 не показаны) выбирается форма кривой зависимости выдержки времени от кратности тока защищаемого объекта. Форма кривой может быть выбрана различной, но общей для всех функций, в соответствии с Рекомендацией МЭК 255-4: "нормальная зависимая - NI", "сильно зависимая - VI", "чрезвычайно зависимая - EI" и "защита от перегрузок - OL".

Микропроцессор вычисляет значение независимой выдержки времени защит по формуле:

T = C tp (1)

Где C - постоянный множитель, выбираемый из ряда 1, 2, 4; tp - множитель времени, устанавливаемый по шкалам реле в пределах от 0,05 до 1,6 с.

Зависимая от кратности тока защиты выдержка времени вычисляется по формулам, приведенным в Рекомендации МЭК 255-4.

После того, как микропроцессор отсчитает заданную выдержку времени, срабатывает одно из выходных электромагнитных реле защиты:

KL>> - отключение объекта второй ступенью защиты (отсечка);

KL> - отключение первой ступенью защиты;

KLE - сигнал защиты от перегрузок.

На рис. 2 показана схема внутренних соединений защиты.

Рис. 2. Схема внутренних соединений защиты

1В1 ... 1В4 - отключение объекта второй ступенью защиты (отсечка); 2В1 ... 2В4 - отключение объекта первой ступенью защиты; 3В1 - сигнализация работы защиты от замыканий на землю; 3В2 - сигнализация неполнофазного режима; 3В3 - общий провод цепей сигнализации; 4В1 - блокировка отсечки; 4В2 - сигнализация срабатывания токового реле первой ступени.

На рис. 3 дано схематическое изображение лицевой панели защиты. На этом рисунке обозначено:

1 - Светодиод, сигнализирующий включение и нормальный уровень напряжения питания защиты. 2 - Светодиод, сигнализирующий появление сигнала на выключение защищаемого объекта. 3 - Переключатели режимов работы защиты, переключения выполняются в соответствии с диаграммой 15, приведенной на рис. 4. 4 - Светодиод, сигнализирующий срабатывание (начало отсчета выдержки времени) первой ступени максимальной токовой защиты. 5 - Переключатели для настройки уставки силы тока срабатывания первой ступени максимальной токовой защиты. 6 - Переключатели для настройки уставки времени срабатывания первой ступени максимальной токовой защиты. 7 - Светодиод, сигнализирующий срабатывание (начало отсчета выдержки времени) защиты от замыканий на землю в сетях с малым током замыкания на землю. 8 - Переключатели для настройки уставки силы тока срабатывания защиты от замыканий на землю в сетях с малым током замыкания на землю. 9 - Переключатели для настройки уставки времени срабатывания защиты от замыканий на землю в сетях с малым током замыкания на землю. 10 - Светодиод, сигнализирующий срабатывание (начало отсчета выдержки времени) второй ступени максимальной токовой защиты (отсечка). 11 - Переключатели для настройки уставки силы тока срабатывания второй ступени максимальной токовой защиты (отсечка). 12 - Переключатели для настройки уставки времени срабатывания второй ступени максимальной токовой защиты (отсечка). 13 - Светодиод, сигнализирующий возникновение несимметричного режима (включается через 20 с после наступления режима). 14 - Кнопка ручной установки защиты в исходное состояние (сброс всех сигналов). 15 - Диаграмма переключения режимов защиты. 16 - График возможных зависимостей времени срабатывания от тока в режимах с зависимой выдержкой времени (по рекомендации МЭК).

Рис. 3. Схематическое изображение лицевой панели защиты.

Переключение режимов защиты осуществляется микропереключателями 3, каждый из которых может быть или в положении ON - включено, или в противоположном, при котором соответствующая функция выключается.

На рис. 4 показана диаграмма 15 переключения режимов работы защиты.

Выключатели 4, 5, 6 включают требуемый режим (столбец диаграммы), переключатели 1, 2, 3 включают в работу те или иные свойства или параметры защиты в зависимости от положения переключателей 4, 5, 6 (внутри выбранного переключателями 4, 5, 6 столбца таблицы).

Положения переключателей уставок 5 и 8 (рис.3) сил токов срабатывания первой ступени защиты Ip и защиты от замыканий на землю IE градуированы в долях номинального тока IN защиты. У исследуемого в работе исполнения защиты номинальный ток равен IN = 5 А. Положения переключателя 11 (рис. 3) уставок силы тока срабатывания второй ступени защиты (отсечки) выражены в кратностях силы тока срабатывания Ip первой ступени защиты.

Рис. 4. Диаграмма работы переключателей для выбора режима защиты (перевод на русский язык).

Например, если в переключателе 5 набраны числа 0,4 и 0,8 это значит, что ток срабатывания первой ступени защиты равен Ip = 5 (0,4+0,8) = 6 А. Аналогично рассчитывается сила тока срабатывания защиты от замыканий на землю.

При такой настройке уставки тока срабатывания первой ступени, если на переключателе 11 набраны числа 1 и 2, ток срабатывания отсечки равен

I>> = 6 (1 + 2) = 18 А.

Положения всех переключателей времени срабатывания - 6, 9, 12 на рис. 3, градуированы в секундах. Время срабатывания рассчитывается по формуле:

(7)

Где Х - числа, на которые показывают рукоятки переключателей 6, 9, 12; С1,2,3 - значения множителей С1 , С2 , С3 , установленные по диаграмме рис. 4.

Подготовка к работе по испытаниям защиты

1. Изучите описание работы и подготовьте протокол для записи результатов по форме, приведенной в разделе 4. 2. Изучите расположение органов управления исследуемой защиты и стенда, на котором будет выполняться работа. 3. По положениям микропереключателей на панели исследуемой защиты определите и запишите в протокол режим, на который она настроена, множитель времени, уставки сил токов и времен срабатывания для исследуемых ступеней защиты. 4. Убедитесь, что установка РЕТОМ и управляющий ей ПК подключены к одной и той же фазе сети питания. 5. Убедитесь, что РЕТОМ и ПК соединены между собой по любому из каналов USB. Если есть сомнения в правильном соединении, обратитесь к преподавателю. 6. Соберите схему испытаний рис. 1.

Рис. 5. Схема испытаний защиты 7SJ5005.

Переключатель релейный защита ток

7. Подготовьтесь объяснить преподавателю порядок работы с установкой РЕТОМ при определении тока и времени срабатывания защиты. 8. Предъявите преподавателю собранную схему и расскажите о порядке выполнения работы. По результатам собеседования Вы будете допущены к продолжению работы или Вам будет предложено подготовиться дополнительно.

Порядок проведения работы на установке

Плавно

Во избежание повреждения дорогой аппаратуры (стоимость установки РЕТОМ - 600 тыс. руб.)

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

- Максимальное напряжение 100 В. - Максимальный ток 10 А. - KU = 1. - KI = 1.

- Галочки, включающие проверку каждой из двух ступеней. В соответствии со схемой рис. 1: первая ступень - отсечка, вторая ступень - защита с выдержкой времени. - Уставки Iср токов срабатывания каждой ступени. - Уставки Iв токов возврата каждой ступени (на 0,5 А меньше уставок тока срабатывания). - Коэффициенты возврата Кв равными 0,95. - Уставки времени Тср срабатывания каждой ступени. - Уставки времени возврата Тв = 0,2 с. - Допускаемые погрешности ?I%, ?К%, ?Т% равными 10. - Номера входов для отсечки - 1 и для ступени с выдержкой времени - 2 (в соответствии со схемой рис. 1). - Вид контактов для каждой ступени - замыкающие (в соответствии со схемой рис. 1).

- В столбце "Проверки" вызвать меню и выбрать для каждой ступени проверяемые параметры: ток срабатывания - IСр; и время срабатывания - TСр. - В столбце "Вид КЗ" вызвать меню и выбрать для каждой ступени вид КЗ в соответствии со схемой подключения реле. В нашем случае - АN;ABC. Снять "галочки" с других видов КЗ. Столбцы таблицы с неиспользуемыми параметрами затемняются. - Задать пределы и шаг регулирования тока в процессе определения токов срабатывания и возврата реле: "IMin, А" принять равным IСр - 0,5 А; "IMax, А" принять равным IСр + 0,5 А; шаг регулирования "I" принять равным 0,05 А. - Задаются пределы, в которых изменяется скачком ток при проверке времен срабатывания ступеней. Принять: "IМин_Тср, А" = 0,8 IСр; "IМакс_Тср, А" = 1,1 Iср А. - Задается продолжительность "TКЗ, с" воздействия тока на реле при каждой попытке определения тока срабатывания ("время КЗ"). Принять TКЗ = 1,3 Тср с. - Поскольку время срабатывания испытуемого реле не зависит от силы тока, отменить построение времятоковой характеристики, убрав "галочку" из поля "Построить". - Выбрать алгоритм плавной регулировки тока при определении IСр.

Тип реле - 7SJ5005def Режим каналов напряжения - Не использовать U=65.0 В U=0.0 В Ѓ= 0.0 ° частота=50.0 Гц Режим выдачи временной диаграммы - поднимать плавно без ХХ и КЗ Уставки

Протокол проверки реле тока

Ступень	Iср, A	Iв, A	Кв	Tср, c	Tв, c	I, %	K, %	T, %
I	5.0	4.5	0.95	0.3	0.2	10.0	10.0	10.0
II	2.5	2.0	0.95	2.6	0.2	10.0	10.0	10.0

Условия проверки

Ступень	Проверки	Вид КЗ	Iмин, A	Iмакс, A	I, A	Iмин Tср, A	Iмакс Tср, A	Nуглов вкл	Tкз, с	N пусков
I	Iср;Tср	AN;ABC	4.5	5.5	0.05	4.0	5.5	1	0.4	1
II	Iср;Tср	AN;ABC	2.0	3.0	0.05	2.0	2.75	1	3.38	1

Результаты испытаний

Ступень	Вид КЗ	Параметр	Уставка	Замер	Погрешность,%	Результат
1	AN	Iср, A	5.0	5.05	1.0	Ok
1	AN	Tср, c	0.3	0.302	0.56	Ok
1	ABC	Iср, A	5.0	4.95	-1.0	Ok
1	ABC	Tср, c	0.3	0.301	0.46	Ok
2	AN	Iср, A	2.5	2.5	0.0	Ok
2	AN	Tср, c	2.6	2.607	0.28	Ok
2	ABC	Iср, A	2.5	2.5	0.0	Ok
2	ABC	Tср, c	2.6	2.603	0.1	Ok

Микропроцессорная максимальная токовая защита 7SJ5005

Похожие статьи