Testování digitální distanční ochrany Siprotec 7SA Cíle úlohy: Distanční ochrana Siprotec 7SA využívá pro svou funkci měření impedance zkratové smyčky. Na základě měřených parametrů napětí a proudů vyhodnocuje tuto impedanci a z ní pak vzdálenost ochrany od zkratu. Úkolem této úlohy je ověřit správnou funkci této distanční ochrany a proměřit její vypínací charakteristiku.
Zadání Prověřte správnou funkčnost distanční ochrany Siemens 7SA511. 1) Zvolte a nastavte vypínací charakteristiku prvního stupně distanční ochrany Siemens 7SA511 a měřením ověřte její správnou funkci. Vypínací charakteristiku nastavte tak, aby platilo pro R=(5 až 7)Ω a pro X=(1 až 3)Ω. 2) Měření zopakujte i pro jiné nastavení vypínací charakteristiky dle pokynu vyučujícího (R=6,5Ω a X=2,5 Ω). 3) Zhodnoťte přesnost ochrany a porovnejte popudové hodnoty ochrany s hodnotami naměřenými testerem CMC 256 plus.
Teoretický základ Základní funkcí ochrany Siprotec 7SA je určení vzdálenosti zkratu pomocí impedančního měření. Trvalé monitorování měřených hodnot umožňuje rychlou signalizaci jakékoliv poruchy v obvodech přístrojových transformátorů. - obsahuje procesorový systém s výkonným 16 bitovým mikroprocesorem - úplné zpracování naměřených hodnot od sběru dat a digitalizaci naměřených hodnot až po rozhodnutí o vypnutí a zapnutí výkonových vypínačů. - kompletní rozsah funkcí požadovaných pro ochranu VN vývodů - ukládaní údajů o poruše, ukládání okamžitých hodnot po dobu poruchy pro poruchový záznam - trvalé monitorování měřených hodnot - vypínací charakteristiku s nezávislým nastavováním dosahu podél osy R a X, samostatné nastavení R pro mezifázové a zemní poruchy Parametry: Jmenovitý proud IN
1 nebo 5 A
Jmenovité napětí UN
80 ÷ 120 V (nastavitelné)
Jmenovitá frekvence fN
50 nebo 60 Hz (nastavitelné)
Parametrizování ochrany SIPROTEC 7SA511 Spustíme aplikaci DIGSI, která umožňuje dálkovou správu ochrany pomocí sériového rozhraní RS232. a) Načtení projektu: Otevřete projekt JO1 dle Obr. 1. V projektu v adresáři Folder spusťte nastavení 7SA511 3.2V dle Obr. 2 a připojte ochranu k PC (OK)
Obr. 1: Otevření projektu
Obr. 2: Připojení ochrany
b) Nastavení parametrů distanční ochrany: Tato parametrizace je možná v záložce Settings:
Nastavení vypínací charakteristiky distanční ochrany je možné v záložce DISTANCE PROTECTION INDEPENDENT ZONES, po otevření této záložky lze nastavit parametry obdélníkové vypínací charakteristiky pro jednotlivé zóny 1-3 (R, X a čas zpoždění T)
a) Vyčtení údajů o popudu ochrany z poruchového zapisovače: Záznam o poruše je ukládán pomocí poruchového zapisovače do interní paměti dle přednastavených parametrů. Jednotlivé záznamy lze exportovat do ASCII nebo binárního kódu nebo otevřít přímo v programu SIGRA. V prvním kroku je nutné přepnout ochranu do offline režimu, jak je ukázáno na následujícím obrázku.
Pak je již možné ukládat nebo editovat záznam poruchy. Jak ukazuje následující obrázek.
Pro vyčtení údajů pro zpracování měření otevřete poruchový záznam v programu Sigra… L programu SIGRA jsou tři možnosti zobrazení zaznamenaných dat:
Vektorové znázornění proudů a napětí
Oscilografické znázornění proudů a napětí
Znázornění vypočtené impedance pomocí kruhového diagramu Z kruhového diagramu vypište hodnoty naměřené impedance. Příslušnou impedanci zvolte v nabídce dle obrázku (případně ji vypočtěte ze zaznamenaných hodnot napětí a proudu – vektorový diagram).
Postup řešení • • • • •
•
• • •
Spusťte obslužný software k testeru CMC256plus (Test Universe Start Page) Otevřete modul „Distance“ pro testování funkce distanční ochrany. Otevřete uložené nastavení (PTL – protection test library) modulu pro testování funkce distanční ochrany terminálu Siprotec 7SA511. Proveďte napojení ochrany k sekundárnímu testeru dle schématu zapojení (je součástí PTL knihovny), případně korigujte nastavení modulu dle pokynů vyučujícího Parametrizujte distanční ochranu. Nastavte vypínací charakteristiku pro první stupeň distanční ochrany podle zadání. Při nastavení postupujte podle pokynů uvedených v Teoretickém základu. Zónu 2. a 3. vyřaďte z provozu (nastavte vysokou hodnotu časového zpoždění pro tyto dva stupně). Proměřte nastavenou vypínací charakteristiku. - Při měření se bude měnit pouze fázový posuv mezi testovacím napětím a proudem v rozsahu 00 - 3600, úhel se bude měnit s krokem 400 (celkem 10 měření pro jednu charakteristiku) - Pro každý popud ochrany odečtěte hodnoty napětí, proudu a úhlu zaznamenaných testerem a vyneste jej do tabulky - Pro každý popud ochrany vyčtěte z poruchového zapisovače ochrany hodnoty R a X při popudu a vyneste je do tabulky Sestrojte tabulku s výsledky měření pro zvolenou charakteristiku Měření proveďte i pro jiné nastavení vypínací charakteristiky Po dokončení testu výsledky měření uložte (export Data - .XML) a vytvořte zkušební protokol. Nastavte formát zkušebního protokolu na rozšířený (Parameters – Report – OCC Long)
Zpracování A) Naměřené a vypočtené hodnoty zpracujte do tabulky:
, kde Ix1 je proud udaný testrem při kterém distanční ochrana vypne, RDO – rezistence udaná distanční ochranou, XDO – reaktance udaná distanční ochranou, RTZ – rezistence získaná z hodnot testru a výpočtu dle vztahu (1), XTZ – reaktance získaná z hodnot testru a výpočtu dle vztahu (2). RTZ =
Ux cos ϕ ix [Ω, V, -, A] I x1
(1)
Ux sin ϕ ix [Ω, V, -, A] I x1
(2)
X TZ =
B) Naměřené a vypočtené hodnoty R a X vyneste do grafu
Závěr Zhodnoťte přesnost distanční ochrany z jejich naměřených vypínacích charakteristik. Shrnutí: V této úloze jsme se seznámili s nastavením distanční ochrany Siproted 7SA511. Korektní funkčnost provedeného nastavení jsme si ověřili za pomoci testeru CMC256plus a SW modulu „Distance“ navrženého pro testování funkce distanční ochrany. Výsledkem pak bylo vyhodnocení funkčnosti ochrany a závěrečná zpráva se souhrnem výsledků.
