Elektrotehnički fakultet Univerziteta u Beogradu Relejna zaštita laboratorijske vežbe Vežba 3: ISPITIVANJE ELEKTRONSKOG FREKVENCIJSKOG RELEJA RFN-30 U

Транскрипт

1 Vežba 3: ISPITIVANJE ELEKTRONSKOG FREKVENCIJSKOG RELEJA RFN-30 U vežbi se ispituje statički frekvencijski petostepeni relej RFN-30. Šema za njegovo ispitivanje i veza opreme prikazani su na Sl. 3.1.a i Sl. 3.1.b. Sl. 3.1.a Šema veza za ispitivanje frekvencijskog releja RFN-30 P 1, P 2, P 3 prekidači na konzoli radnog stola; TU samodržeći taster za uključivanje motora (M); TI taster za isključivanje motora (M); R otpornik za promenu brzine motora (M) za jednosmernu struju; R 1 otpornik za puštanje u rad motora (M); g monofazni generator naizmenične struje; AT autotransformator; V voltmetar. 1

2 Sl. 3.1.b Veza opreme za ispitivanje frekvencijskog releja RFN-30 (1) frekvencijski petostepeni relej RFN-30; (2, 3, 4) prekidači P 1, P 2, P 3 na konzoli radnog stola; (5) samodržeći taster TU za uključivanje motora (M) i taster TI za isključivanje motora (M); (6) otpornik R 1 za puštanje u rad motora (M); (7) otpornik R za promenu brzine motora (M) za jednosmernu struju; (8) monofazni generator naizmenične struje; (9) autotransformator AT; (10) voltmetar V; (11) deo za simuliranje podfrekvencijskog rasterećenja mreže. Merni deo releja RFN-30 sastoji se od impulsnog kola koje od prethodno filtriranog ulaznog naizmeničnog napona formira pravougaone impulse trajanja polovine periode, stabilizovanog 16MHz oscilatora i impulsnog brojača. Impulsni brojač stalno vrši brojanje perioda visokofrekventnog signala koji se sadrže u pravougaonim impulsima trajanja jedne poluperiode ulaznog signala. Na ovaj način se učestanost ulaznog signala određuje veoma precizno. Mikroprocesorski deo releja služi za programiranje pojedinih izlaznih stupnjeva koji mogu imati različite kriterijume reagovanja. Svaki od pet izlaznih stupnjeva releja može biti programiran na jedan od moguća tri kriterijuma reagovanja koji su označeni slovima A, B i C na Sl

3 Sl Mogući kriterijumi reagovanja izlaznih stepeni releja RFN-30 f učestanost ulaznog signala; f s podešena učestanost (ovde se koriste indeksi iz prospektnog materijala jer su oznake koje se pojavljuju na displeju releja prilagođene engleskom jeziku (s od set, itd.)); t f vremensko kašnjenje frekvencijskog kanala; f ', f s ' izvod učestanosti ulaznog signala i podešena vrednost izvoda učestanosti; t r vremensko kašnjenje kanala po izvodu učestanosti; t rec vremensko kašnjenje koje se ostavlja sistemu za eventualni oporavak pre nego što se izvrši isključenje potrošnje, f rec učestanost oporavka sistema iznad koje ne dolazi do isključenja bez obzira što je f<f s ; f min učestanost ispod koje relej reaguje nakon vremena t f. KRITERIJUM REAGOVANJA A (Sl. 3.2.A) stepen programiran po ovom kriterijumu predstavlja klasičan nadfrekvencijski ili podfrekvencijski relej. Istovremeno se može realizovati samo jedna od ove dve mogućnosti. Releju se pomoću promenljive CONF (koja može biti od 4 do 20) zadaje minimalan zahtevani broj provera uslova f<f s ili f>f s pre nego što merni član aktivira vremenki relej. KRITERIJUM REAGOVANJA B (Sl. 3.2.B) stepen programiran po ovom kriterijumu predstavlja podfrekvencijski relej sa kanalom po izvodu učestanosti. Pomoću dodatnog kanala po izvodu učestanosti postiže se da relej reaguje brže u slučaju kada je izvod učestanosti veći od podešene vrednosti, jer je t f >t r. Na ovaj način relej deluje preventivno pri velikim debalansima snage u sistemu i ne čeka da istekne vreme t f. I ovde se pomoću CONF zadaje minimalan broj provera uslova f<f s i f '>f s ' pre nego što se aktiviraju odgovarajući veremenski releji. 3

4 KRITERIJUM REAGOVANJA C (Sl. 3.2.C) stepen programiran po ovom kriterijumu predstavlja podfrekvencijski relej sa dodatnim kanalom za usporavanje reagovanja releja i omogućava da se sistem stabilizuje na učestanosti većoj od f rec ali manjioj od f s. Relej se podešava tako da važe odnosi t rec >t f i f s >f rec >f min. Ako dođe do takve promene učestanosti da je f<f min relej će reagovati nakon vremenskog kašnjenja t r. Ako učestanost opadne tako da je f min <f<f rec i ako takva učestanost potraje duže od vremena t i =t rec +t f relej će reagovati nakon isteka tog vremena. Ako učestanost postane f rec <f<f s pre isteka vremena t i relej neće reagovati. Na ovaj način je postignuto da relej brže reaguje kod bržih promena učestanosti odnosno da ima dve podešene vrednosti učestanosti koje zavise od brzine promene učestanosti. Pomoću CONF postiže se efekat kao ranije. KOMUNIKACIJA SA RELEJOM RFN-30 Za razliku od elektromehaničkih i analognih statičkih releja kod kojih se podešavanja vrše pomoću raznih potenciometara, zavrtnjeva itd, kod statičkih releja podešavanja se vrše softverskim putem. Zbog toga je potrebno naučiti način komuniciranja sa relejom, koje može biti relativno komplikovano jer je broj različitih mogućnosti kod ovih releja znatno veći nego kod elektromehaničkih i analognih statičkih releja. Komunikacija sa relejom RFN-30 obavlja se pomoću dvorednog displeja sa po 16 alfanumeričkih karaktera i tastature sa 4 tastera. Značenje pojedinih tastera je dato u Tab. 3.1, a komunikacija sa relejom je orgnizovana u četiri nivoa što je prikazano u Tab Taster SEL RET < > Tab. 3.1 Značenje Selekcija komunikacionih nivoa unapred Return ili selekcija komunikacionih nivoa unazad ili levo pri izboru segmenta komunikacionog nivoa ili povećaj numeričku vrednost parametara pri njihovom podešavanju ili desno pri izboru segmenta komunikacionog nivoa ili smanjuj numeričku vrednost parametara pri njihovom podešavanju Sa najvišeg na najniži komunikacijski nivo prelazi se pritiskom na taster SEL. Sa trećeg na četvrti nivo može se preći samo ako se prethodno ukuca lozinka, da se ne bi nehotice izmenili podešeni parametri releja. Sa nižeg na viši komunikacioni nivo prelazi se pritiskom na taster RET. Kada se na displeju pojavi poruka ENTER PASSWORD (unesi lozinku) potrebno je uneti lozinku: SEL, <, >, RET. 4

5 Tab Relay message level nivo prikazivanja poruka releja na displeju 1 SEL RET 2 Data select level nivo izbora podataka 2 SEL RET 3 Data display level nivo prikazivanja podataka na displeju 3 SEL RET 4 Data change level nivo promene podataka 4 Na komunikacionom nivou 1 relej može da prikazuje sledeće poruke ispisane po prioritetnom redosledu: 1 ERROR X poruka greške sa kodom X 2 AC VOLTAGE < U crit poruka nedovoljnog ulaznog napona 3 FREQUENCY OUT OF RANGE učestanost izvan opsega 4 TRIPPED STEP 1, 2, 3, 4, 5 prikaz stepena koji je reagovao 5 FREQUENCY f=49,9 Hz prikaz aktuelne učestanosti Kada se RFN-30 pravilno priključi na naizmenični ulazni i jednosmerni pomoćni napon posle kraćeg samotestiranja na displeju se javlja poruka 5, odnosno relej prikazuje aktuelnu učestanost ulaznog signala. Ako se desi događaj sa višim prioritetom poruka na displeju će se promeniti. Na primer, ako učestanost izađe iz mernog opsega (40 do 65 Hz) javlja se poruka 3, itd. Svaka poruka, ako je u međuvremenu ne zameni neka druga, na displeju stoji oko 8 dana, nakon čega se displej gasi. Svaki novi događaj ponovo aktivira displej koji opet ostaje aktivan oko 8 dana. Na ovaj način displeju se produžava vek trajanja. Nivo izbora podataka (2) sastoji se od deset segmenata prikazanih u Tab Prelaz sa segmenta sa manjim na segment sa većim brojem vrši se pomoću tastera >. Obrnuto se postiže tasterom <. Iz svakog od segmenata komunikacionog nivoa (2) prelazi se u odgovarajući segment komunikacionog nivoa (3) prikazivanja podataka na displeju, pritiskom na taster SEL. Svaki segment na komunikacionom nivou (3) koji odgovara nekom od 5 izlaznih stepena releja sastoji se od više podsegmenata. Njihov broj zavisi od izabranog kriterijuma reagovanja. Na primer, za kriterijum A postoje 4 podsegmenta (Tab. 3.4). 5

6 Tab Nominal system frequency nominalna učestanost mreže (može biti 50 Hz ili 60 Hz) 1 2 Nominal AC input voltage nominalni ulazni naizmenični napon 2 3 Undervoltage blocking podnaponska blokada Load-shedding steps izlazni stepeni releja Trip indication memory memorija koja sadrži podatke o stepenima koji su reagovali pri poslednjem delovanju releja 10 Trip test početak testa za proveru izlaznih elektromehaničkih releja Tab. 3.4 STEP 1 od 5 over ili under prikazuje broj stepena, kriterijum reagovanja i vrstu releja (nad ili podfrekvencijski) 2 f s podešena učestanost releja < 3 t f podešeno vremensko kašnjenje 4 CONF=4 do 20 zadati broj provera uslova f < f s ili f > f s Iz jednog u drugi podsegment prelazi se pritiskom na tastere < ili >. Iz svakog segmenta komunikacionog nivoa prikazivanja podataka na displeju (3) prelazi se pomoću tastera SEL i ukucavanja lozinke u nivo promene parametara (4). Na ovom nivou kursor na displeju blinka. Promena parametara vrši se pritiskom na tastere < ili >. Svako podešavanje ili promena podešenih vrednosti parametara postaje aktuelno tek kada se pritiskanjem tastera RET relej vrati na nivo prikazivanja poruka (1). 6

7 Prvo je potrebno snimiti karakteristiku reagovanja releja u f U ravni, odnosno f=f(u). Treba odrediti pri kojoj učestanosti će relej reagovati pri različitim naponima. Kao indikator reagovanja relaja služi led dioda na prednjoj ploči releja. Učestanost se očitava na displeju samog releja. Rezultate merenja treba uneti u Tab Nacrtati karakteristike f=f(u) za f s =53 Hz i f=f(u) za f s =48 Hz. Tab. 3.5 U [V] f [Hz] za f s =53 Hz f [Hz] za f s =48 Hz Pre početka merenja relej treba podesiti prema Tab Prilikom ispitivanja I stepena svi ostali stepeni moraju biti podešeni na under kriterijum reagovanja, takođe kod ispitivanja II stepena, svi ostali moraju biit na over kriterijumu. Ovim se sprečava reagovanje stepena koji se u tom trenutku ne ispituje. Tab. 3.6 Stepen I II f nom [Hz] U nom [V] U min [%] Kriterijum reagovanja A_over A_under f s [Hz] t f [s] 0,06 0,06 CONF 4 4 (a) (b) Sl (a) Karakteristika f=f(u) za f s =53 Hz i (b) Karakteristika f=f(u) za f s =48 Hz U drugom delu vežbe treba simulirati automatsko podfrekvencijsko rasterećenje energetskog sistema. RFN-30 i potrošač, koji se sastoji od 4 sijalice vezane preko 4 pomoćna releja sa mirnim kontaktima, treba vezati prema Sl Relej RFN-30 treba podesiti prema Tab

8 Sl Šema za simuliranje podfrekvencijskog rasterećenja mreže Tab. 3.7 Stepen I II III IV I f nom [Hz] U nom [V] U min [%] Kriterijum reagovanja A_under A_under A_under A_under B_under f s [Hz] t f [s] 0,06 0,06 0,06 0,06 5 CONF df/dt [Hz/s] 0,2 t r [s] 0,5 CONF [df/dt] 4 Pri otvorenom prekidaču (P) na Sl.3.4 podesi se brzina generatora (G) tako da učestanost bude 50 Hz. Zatim se zatvori prekidač (P) čime se povećava opterećenje generatora (G) usled čega mu se smanjuje brzina obrtanja i učestanost izlaznog signala. Sačekati da relej reaguje i isključi određen broj sijalica, odnosno izvrši podfrekvencijsko rasterećenje generatora (G). U ovom delu vežbe podesiti prvi stepen releja prema poslednjoj koloni Tab Brzinu obrtanja generatora podesiti da učestanost bude 50 Hz. Zatim prvo brzinu generatora menjati sporo tako da relej reaguje nakon vremena t f =5 s, a zatim brzinu generatora promeniit brzo i izazvati reagovanje releja nakon vremena t r =0,5 s. U ovom delu vežbe koristiti samo jednu sijalicu kao indikator reagovanja releja, dok ostale treba odvrnuti u ležištima radi gubitka kontakta. 8