Токовая защита с применением микропроцессорного устройства защиты SIPROTEC 7SJ602 (Лабораторная работа № 28)

Спец. 1 43 01 02 «Электрические системы и сети»

Лабораторная работа № 28

Токовая защита с применением микропроцессорного устройства защиты SIPROTEC 7SJ602

1 Цель работы: Изучение принципа действия, конструкции, технических характеристик, расчета уставок и программирования микропроцессорного устройства защиты SIPROTEC 7SJ602 (фирмы SIEMENS)

2. Краткие теоретические сведения.

2.1. Назначение. Цифровое устройство защиты типа SIPROTEC 7SJ602 ( в дальнейшем – устройство) используется в качестве максимальной токовой защиты с независимой или инверсной выдержкой времени, для одностороннего и многостороннего питания воздушных и кабельных линий, трансформаторов и двигателей в распределительных сетях высокого напряжения.

Кроме максимальной токовой защиты с выдержкой времени устройство также включает в себя защиту от термической перегрузки, защиту от несимметричной нагрузки, а также защиту пусковых режимов для двигателей.

2.2 Технические характеристики

2.3. Принцип действия реле. Устройство цифровой максимальной токовой защиты (МТЗ) с выдержкой времени SIPROTEC 7SJ602  оснащено мощным 16-ти битным микропроцессором, с помощью которого производится цифровая обработка всех функций, начиная с регистрации измеряемых параметров и заканчивая выдачей команд отключения и включения на силовой выключатель. На Рис. 1 изображена общая структура устройства.

Измерительные входы ME преобразуют поступающие от измерительных преобразователей токи и согласовывают их для дальнейшей обработки внутри устройства. Наряду с гальванической и низкоемкостной развязкой входных преобразователей также предусмотрены фильтры для  подавления  помех, которые оптимизированы относительно полосы пропускания и скорости обработки измеряемых величин. Адаптированные аналоговые величины передаются затем на устройство ввода аналоговых данных АЕ.

Рис. 28.1. Структурная схема МТЗ устройства.

Устройство ввода аналоговых данных АЕ включает в себя входные усилители для каждого входа, аналого-цифровые преобразователи и запоминающие схемы для передачи данных в микропроцессор.

В микропроцессоре наряду с управлением и контролем измеряемых величин производится обработка защитных функций. Это, в частности:

-фильтрация и формирование измеряемых величин;

-анализ предельных значений и времени;

-расчет времени отключения в соответствии с выбранной характеристикой;

-расчет составляющих токов прямой и обратной последовательности для определения несимметричной нагрузки;

- расчет действующих значений для определения перегрузки;

-принятие решения о выдаче команд на включение и отключение;

-сохранение измеряемых величин в течение повреждения для дальнейшего анализа.

Двоичные входы и выходы связаны с процессором с помощью элементов ввода/вывода. От них в процессор поступает информация от коммутационной установки (например, дистанционный возврат) или от другого оборудования (например, сигналы блокировки). Через выходы выдаются команды отключения и включения силовых выключателей, сигналы телесигнализации важных событий и состояний, а также визуальной индикации с помощью светодиодных индикаторов LED и алфавитно-цифрового дисплея на передней панели. Встроенная пленочная клавиатура и жидкокристаллический алфавитно-цифровой дисплей позволяют осуществлять связь с устройством. С их помощью в устройство вводятся значения уставок, параметры установки и т.д. Устройство позволяет вызывать эти параметры, а после повреждения считывать важнейшие данные для анализа повреждения.

Блок питания устройства обеспечивает описанные функциональные блоки необходимым вспомогательным напряжением +5 В. Кратковременные  исчезновения напряжения питания до 50 мс, которые могут возникнуть при коротком замыкании в системе питания установки постоянным напряжением, перекрываются накопителем постоянного напряжения.

2.4 Максимальная токовая защита с выдержкой времени (МТЗ) может использоваться как с независимой, так и с инверсной выдержкой времени. При использовании МТЗ с инверсной выдержкой времени можно выбрать вид кривой из заданного семейства стандартных характеристик.

Выбранные временные характеристики могут быть дополнены грубой ступенью без выдержки времени или ступенью с независимой выдержкой времени. Дополнительно к этому возможно также использовать ступень токовой отсечки (ТО) без выдержки времени.