Struni rad UDK: 621.316.925=861 BIBLID: 0358-8528(2000),13,p.117- 122

UREAJ ZA SEKUNDARNO ISPITIVANJE RELEJNIH ZATITA SIR 3 Sran Milosavljevi, Ratomir Milosavljevi

Elektrotehniki institut Nikola Tesla, Beograd Sadraj: U radu je opisan ureaj za sekundarno ispitivanje relejnih zatita u distributivnim postrojenjima, kao i tehniki uslovi koje su autori imali u vidu pri projektovanju. Takoe, dat je i jedan primer korienja ureaja pri ispitivanju za konkretan relej.

Kljune rei: relejna zatita / sekundarno ispitivanje releja

1 UVOD Izrada prenosnih ureaja za ispitivanje relejnih zatita u Institutu datira od 1965.

godine, kada je proizveden prvi ureaj za sekundarno ispitivanje neusmerenih naponskih i prekostrujnih zatita. Kasnije je ureaj osavremenjen i uz blok za proirenje strujnih opsega napravljen je ureaj za primarana ispitivanja. Takoe, prave se ureaji za ispitivanje distntnih zatita, kao i za ispitivanje jednofaznih usmerenih zatita 1 .

Ureaj SIR-3 je koncipiran da zadovolji uslove ispitivanja neusmerenih i usmerenih relejnih zatita u objektima prenosa i distribucije elektrine energije.

Ureajem se mogu ispitivati sledee zatite: - prekostrujne; - prekostrujne zatite od kratkog spoja; - prenaponski i podnaponski releji; - neusmerene i usmerene zemljospojne zatite; - impedantni i admitantni releji; - vremenski organi; Ureaj se moe koristiti i kao izvor elektrine energije za kontrolu mernih

pretvaraa. Strujni i naponski izvori ureaja poseduju dovoljnu snagu da se njima mogu

pobuditi merni organi i elektromagnetnih i elektronskih zatita.

2 OSNOVNI SKLOPOVI UREAJA Osnovni sklopovi ureaja su: neusmereni izvor napona i struje (I, U2), usmereni

izvor napona U1, izvor pomonog jednosmernog napona i merni sistem za merenje napona, struje, faznog stava i vremena.

2.1. Neusmereni izvor napona i struje

Neusmereni izvor napona i struje predstavlja nezavisan blok koga ine regulacioni autotransformator i prilagodni izlazni transformator, oba nazivne snage 500VA. Neusmereni izvor napona i struje moe se samostalno koristiti za ispitivanje prekostrujnih, kratkospojnih, zemljospojnih, termikih, prenaponskih i podnaponskih releja.

Opsezi snaga na pojedinim izvodima prilagodnog izlaznog transformatora odreeni su prema sledeim elektromehanikim relejima:

117

- 200mA: u kombinaciji sa fazno podesivim naponom iz usmerenog izvora, za pobuivanje usmerenih zemljospojnih releja koji mere snagu od 0.5% do 5% (UIcos) i od 1% do 10% (UIsin), gde je U napon otvorenog trougla (100V), a I nulta struja (1A ili 5A). Primer: releji ISKRA RE55 i RS2a.

- 2A: za prekostrujne, gde je In = 1A i zemljospojne neusmerene zatite. - 20A: za prekostrujne In = 5A i kratkospojne gde je In = 1A. - 100A: za kratkospojne zatite gde je In = 5A. - 250V: za pobuivanje naponskih releja. Oba transformatora su termiki poddimenzionisani. Ovo se posebno odnosi na

opseg od 100A kada treba obezbediti dovoljnu snagu za pokretanje kratkospojnog lana IR10 sa kojim se u lancu nalazi prekostrujni lan IR2 i jedan namotaj zasitljivog transformatora (primer relej RI210, ISKRA). U tom sluaju prilagodni izlazni transformator i autotransformator bie dvostruko preoptereeni (1000VA). U oba transformatora ugraeni su termiki senzori koji ih tite od pregrevanja: kada temperatura jednog od njih dostigne 70C, ukljuuje se ventilator; ukoliko se izvor i dalje tereti i temperatura dostigne 90C, zatita iskljuuje napajanje ovog bloka i onemoguava dalji rad. 2.2. Usmereni izvor napona U1

Usmereni izvor napona predstavlja izvor podesivog napona 0...120V, snage 30VA, koji se formira pomou linearnog pojaavaa, tako da se njegov fazni stav moe kontinualno menjati od 0 do 360 u odnosu na struju ili napon iz neusmerenog izvora. Izlazni napon je stabilisan, ima uestanost mree i klir faktor bolji od 1%.

Podeavanje ugla obavlja se pomou dva potenciometra (grubo i fino) i preklopnikom 0/180.

Ovaj izvor zatien je brzom elektronskom zatitom od preoptereenja, iskljuivanjem energetskog napajanja pojaavaa (stabilizator jednosmernog napona 50V). Reagovanje zatite se signalizira led diodom. Unutranji kvar u pojaavau se signalizira na isti nain.

Uz korienje strujnog opsega 0.2A iz neusmerenog izvora, mogu se lako ispitivati usmerene zemljospojne zatite. Za zatite koje zahtevaju dva napona sa promenljivom faznim stavom, iz neusmerenog izvora koristi se napon U2 (0...250V).

2.3. Izvor pomonog jednosmernog napona Izvor pomonog jednosmernog napona slui da obezbedi napajanje vremenskih

organa, elemenata signalizacije i pomonih releja posle iskljuenja akumulatorske baterije. Preklopnikom se mogu izabrati naponi od 24, 48, 110 i 220V. Snaga na svakom izvodu je 50W, to nije dovoljno za iskljuenje prekidaa snage. Napon je filtriran, ali nije stabilisan. Zbog toga je predvieno merenje i jednosmernog napona. Izvor je galvanski odvojen od ostalih strujnih kola.

2.4. Merenja

Ureaj meri napon (U1, U2 ili U=), struju, fazni stav i vreme. Na LCD displeju se prikazuju veliine koje se mere. Tanost merenja napona i struje iznosi 1%1 cifra.

Kod ispitivanja usmerenih zatita, neophodno je podeavanje i merenje faznog stava izmeu veliina koje napajaju merni sistem releja. Podeavanje ugla obavlja se sa dva potenciometra (grubo i fino) i preklopnikom 0/180. Time se signal napajanja pojaavaa U1 fazno pomera u odnosu na ulazni signal iz mree. Merni sistem za merenje ugla radi na principu merenja proteklog vremena izmeu prolaska dva signala

118

kroz nulu. Na displeju se oitava ugao u granicama 180, sa rezolucijom 0.1.Vodei signal je napon U1. Kada se podesi radna taka releja, preklopnikom 0/180, lako se menja smer signala i proverava pravilan rad usmerene zatite.

Za proveru vremenskog organa zatite ili merenje sopstvenog vremena releja (vreme odziva), ugraeno je i merenje vremena. Obezbeeno je viestruko upravljanje topericom. toperica se moe koristiti u okviru ureaja, i takoe kao nezavistan merni sistem sa spoljnim upravljanjem. Upravljanje se moe obaviti beznaponskim kontaktima (radni mirni), i jednosmernim naponom 24 do 220V.

3 MEMORISANJE REZULTATA FUNKCIJA HOLD Signal zaustavljanja merenja vremena, tj. signal STOP, moe da zamrzne

pokazivanje displeja, odnosno da zamrzne pokazivanje svih veliina koje se mere. Prorada releja zaustavlja sva pokazivanja na displeju. Tada se mogu zabeleiti svi

rezultati. Kod odreivanja napona ili struje otputanja releja ova funkcija nije pogodna. Tasterom se ukljuuje ili iskljuuje ova funkcija, a stanje indicira led diodom. Po proradi zatite, ukoliko je ukljuen HOLD, iskljuuje se izvor I,U2. Postoji i

signalizacija kada stigne STOP signal, a HOLD nije ukljuen. 4 TEHNIKE KARAKTERISTIKE napon napajanja 220V, 50Hz neusmereni strujno-naponski izvor 0...0.2A 20V 0...2A 40V 0...20A 20V 0...100A 12V 0...250V 0.2A usmereni naponski izvor 0...120V / 30VA jednosmerni pomoni napon 24V, 48V, 110V, 220V kontinualna promena faznog ugla 0...360 izmeu (U1,I)

ili (U1,U2) merenje napona meri se U1, U2 ili U=1%

1cifra (U > 10%) merenje struje opseg: 0.2A

2A 20A 200A 1% 1cifra (I > 10%)

merenje ugla opseg 180, tanost 1.5

merenje vremena opseg 0...65s, rezolucija 1ms

dimenzije 420 x 325 x 315 mm (d//v)

masa 24kg

5 PRIMER ISPITIVANJA ZATITE U POSTROJENJU Kao primer bie prikazan postupak pri ispitivanju jedne savremene elektronske

zatite proizvodnje MINEL automatika, tip MI321N, ija je blok ema prikazana na

119

slici. Ovaj blok sadri u sebi tri zatite u sve tri faze: kratkospojnu, prekostrujnu i neusmerenu zemljospojnu 2.

Postupak ispitivanja predpostavlja da je postrojenje, odnosno tieni vod u beznaponskom stanju, tj. da je prekida snage iskljuen.

Takoe treba da je iskljuen i pomoni napon iz AKU baterije i odspojen prikljuak sekundarnih namotaja strujnih mernih transformatora od releja (krajevi S1, S2,..., S8).

Prikljuenje ispitnog ureaja SIR-3: - izabrati strujni opseg prema podeenoj vrednosti na prekostrujnoj zatiti: neka

su podaci, na primer: In = 5A, Ipod 1.4 In (7.0A), i povezati izvod 20A sa krajevima faze L1 (S1,S2).

- prema vrednosti napona AKU baterije (110V) se prikljuuje izvor jednosmernog pomonog napona 110V, 50VA na krajeve releja dz10 i dz22.

provera prekostrujnog lana I Krajevi dz4 i dz6 se prikljuuju na kleme STOP ureaja. Tasterom treba izabrati

radni kontakt za STOP signal. Za signal START se bira interni start, radni kontakt. Po ukljuenju ureaja tasterom treba ukljuiti funkciju HOLD. Pritiskom na taster START strujnog izvora i okretanjem dugmeta

autotransformatora poveava se struja do proradne vrednosti. Kada prekostrujni lan zatvori kontakt dz4-dz6, automatski se iskljuuje strujni izvor (blokira se) i na displeju se prikazuju trajno zabeleena vrednost struje privlaenja.

Tada treba vratiti dugme autotransformatora na nulti poloaj i pritiskom na taster HOLD se resetuje displej i vri deblokiranje strujnog izvora. Sada je funkcija HOLD iskljuena.

Treba ponoviti postupak poveanja struje do prorade releja, a prorada je kada je funkcija HOLD iskljuena signalizirana treptanjem led diode. Postepenim smanjivanjem struje treba zabeleiti i struju odputanja koju signalizira prestanak (iskljuenje) treptavog svetla. Na taj nain se moe odrediti faktor otputanja. provera vremenskog lana

Signal za zaustavljanje merenja vremena treba dovesti povezivanjem klema STOP ureaja sa radnim kontaktima dz10 i dz12 na releju.

Pri iskljuenoj funkciji HOLD treba, kao predhodno, poveavati struju do proradne vrednosti releja (7A). Zatim iskljuiti struju tasterom STOP strujnog izvora, a dugme regulacionog autotransformatora treba da ostane u predhodnoj poziciji. Ukljuiti funkciju HOLD i ponovo pritisnuti taster START strujnog izvora. Vremenski lan pobuen od prekostrujnog lana posle odreenog vremena zatvorie kontakte dz10-dz12 to predstavlja STOP signal ureaju i tada e vreme prorade biti zabeleeno na displeju (trajno), a strujni izvor iskljuen. Taj podatak treba uporediti sa podeenom vrednou, koja je za ovaj relej 0.2-6s

provera kratkospojnog lana Prikazani relej MI321N ima opseg podeavanja kratkospojnog lana 4 do 10In, to

za izabrani sluaj iznosi 20 do 50A. Na strujnom izvoru se bira opseg od 100A. Krajevi za zaustavljanje merenja vremena (kleme STOP) spajaju se sa prikljucima dz10-dz12 (radni kontakt). Za STOP signal bira se radni kontakt. Treba ukljuiti funkciju HOLD i kao to je ve opisano poveavati vrednost struje do prorade releja, kada se iskljuuje strujni izvor, a proradna vrednost struje ostaje zabeleena na displeju.

120

Struja otputanja kod kratkospojnog lana se u praksi ne ispituje, jer proradom se odmah daje nalog za iskljuenje prekidaa snage, bez vremenskog zatezanja.

Sva navedena merenja trebaju se uraditi i za ostale dve faze.

.provera zatite od zemljospoja Rele MI321N ima neusmerenu zatitu od zemljospoja, tako to meri samo nultu

komponentu struje (3I0) i uporeuje sa podeenom vrednou na prekostrujnom releju koji ima podeenje od 0.1 do 0.5In (0.5 2.5A). Vremenski organ ima zatezanje 0.2 do 0.6s.

Ako su podeenja na ovom lanu: 0.3In = 1.5A i 2s, postupak ispitivanja je sledei: Krajeve strujnog izvora na opsegu od 2A treba spojiti sa prikljucima S7,S8 na releju.

Na kleme STOP prikljuiti radni kontakt dz4-dz6. Izabrati interni START, i radni kontakt i za START i za STOP.

Poveavanjem i kasnije smanjivanjem odrediti struju privlaenja i otputanja kao kod prekostrujne zatite.

Prebacivanjem signala STOP na dz10-dz12, proveriti podeenje vremenskog lana zemljospojne zatite.

121

122

6 ZAKLJUAK Ureaj je projektovan da zadovolji uslove ispitivanje veine sekundarnih zatita u

distributivnim postrojenjima. U odnosu na prethodni ureaj 1, izmene su izvrene u organizaciji merenja i prikazu merenih veliina. Kompletna merenja se sada obavljaju A/D konvertorom ugraenim u mikroprocesor 80C196. Takoe, prikaz merenih veliina je na alfanumerikom LCD displeju kojim direktno upravlja mikroprocesor. Izlazne karakteristike su identine prethodnoj verziji ureaja. Ureaj se moe povezati sa PC raunarom i na taj nain uiniti korak napred u obradi rezultata ispitivanja.

LITERATURA

[1] R. Milosavljevi, I. Luki, S. Milosavljevi: Ureaj za sekundarno ispitivanje relejnih zatita model SIR-3, 23. savetovanje JUKO CIGRE, zbornik referata grupe 34: zatita, automatika i merenja, R34-17, 1997.

[2] MINEL automatika, Zatita elektroenergetskih postrojenja, katalog releja

Abstract: This paper presents a device for testing relay protection in distributive switchyards, as well as technical conditions in the process of design, those authors had in mind. An example of an application of a device, for testing a specific relay, is given as well.

SECONDARY RELAY TESTING DEVICE SIR 3

Sran Milosavljevi, Ratomir Milosavljevi

1 UVOD2 OSNOVNI SKLOPOVI UREAJA2.1. Neusmereni izvor napona i struje2.2. Usmereni izvor napona U12.3. Izvor pomonog jednosmernog napona2.4. Merenja

3 MEMORISANJE REZULTATA FUNKCIJA HOLD4 TEHNIKE KARAKTERISTIKE5 PRIMER ISPITIVANJA ZATITE U POSTROJENJUprovera prekostrujnog lana I(provera vremenskog lanaprovera kratkospojnog lana

6 ZAKLJUAK