1 / 13

PROTECTIA MAXIMALA DE CURENT CU CARACTERISTICA DE TIMP INVERSA(CURRENT-INV) / Inverse time overcurrent function (51)

Functie de protectie din biblioteca echipamentului REL316 (ABB)

1.Domeniul de utilizareProtectia maximala de curent cu temporizare invers dependenta de curent si timp minim de

declansare stabilit (IDMT), care face parte din biblioteca echipamentului cu microprocesoare REL 316produs de firma ABB (ASEA – Brown Boweri), este utilizata pentru a proteja transformatoarele (bloclinii – transformator), linii care alimenteza motoare mari (consumatorii sistemului de servicii auxiliare),impotriva defectelor intre faze si a defectelor cu pamantul. Protectia este sensibila practic numai lacomponenta fundamentala a curentului de defect.

Echipamentul REL 316 este destinat protectiei liniilor electrice si contine toate functiile deprotectie si automatizare necesare acestui scop, inclusiv osciloperturbograf si jurnal de evenimente.

2.Caracteristici generale2.1.Caracteristici generale de functionarePrincipalele caracteristici sunt:- de functionare – familie de curbe determinate de parametrul c:

# c=0.02 : normal inversa;# c=1 : foarte inversa si defect cu pamantul de durata mare;# c=2 : extrem inversa;

- insensibila la componenta aperiodica;- masurare mono sau trifazata;- detectarea celei mai mari valori a curentului pe faza, pentru modul de masura trifazat.

2.2.Caracteristici de masuraMasoara valoarea efectiva a curentului.

2.3.Caracteristici de intrare/iesire:I.Intrari analogice :- curentII.Intrari binare :- blocarea protectiei in anumite situatiiIII.Iesiri binare :- demaraj;- declansare.

3.Caracteristici specifice3.1.Prezentarea sumara a parametrilor

Text/Marimi Units/U.M Default/Valori alese

Min. Max. Step/Treapta

ParSet4..1Tripc-Settingk1-SettingI-Startt-minNrOfPhasesCurrentInpIB-Setting

sIBS

AnalogAddrIN

P1000000001.0013.5.001.1000.001000001.00

(Select)

(Select)0.011.000.01

0.20

200.02.0010.03

2.50

0.010.010.12

0.01

2 / 13

BlockInpTripStart

BinaryAddrSignalAddrSignalAddr

FERER

3.2.Explicarea parametrilor:ParSet4…1 indica in ce set de parametri este activa functia, din cele patru existenteTrip indica numarul canalului de declansare activat de catre iesirea de declansare a functiei

(matricea logicii de declansare).c-Setting defineste constanta care determina forma caracteristicii de actionare (exponent).k1- Setting indica constanta care determina deplasarea paralela a caracteristiciiI-Start stabileste curentul de actionare de demarajt-min stabileste timpul de declansare minim definitNrOfPhases stabileste numarul de faze pe care se executa masurarea.CurrentInp stabileste canalul analogic de intrare a curentului .Toate intrarile de curent pot fi

selectate. In cazul masurarii trifazate, primul canal al grupului de trei (faza R) trebuieselectat.

IB-Setting stabileste curent de baza la care se raporteaza valoarea de actionare a protectiei(depinde de curentul maxim de sarcina ).

BlockInp stabilirea intrarii pentru un semnal extern de blocare.Trip stabilirea iesirii pentru semnalul de declansare.Start stabilirea iesirii pentru semnalul de demaraj.

4. Setarea parametrilor si stabilirea valorilor de actionare (reglare)4.1.Setarea parametrului "ParSet4…1"Toate functiile de protectie au acest parametru. Reglajul determina in care set de parametri este

activa functia.O functie de protectie pot fi activa in unul sau mai multe seturi de parametri, dar la un moment

dat, numai un singur set de parametri este activ.Crearea seturilor de parametri se efectueaza dintr-o fereastra in care se pot selecta (cu tasta

INSERT) sau deselecta (cu tasta DELETE) unul sau mai multe seturi de parametri (figura 1).Activarea unuia dintre seturile de parametri ParSet 2 ParSet4 se poate face prin:-iesirea unei functii;-semnale externe aplicate intrarilor binare.

Figura 1 - Crearea seturilor de parametri (ParamSet 1..4)

3 / 13

4.2.Setarea parametrului "Trip"Acest parametru realizeaza alocarea semnalului de declansare a unei functii unuia sau mai

multor canale de declansare, astfel incat sa se realizeze matricea de declansare (figura 2).Canalul de declansare se selecteaza (cu tasta INSERT) sau deselecteaza (cu tasta DELETE)

dintr-o fereastra de tipul celei din figura 2.Casutele reprezentand canalele de declansare au urmatoarele caracteristici:-in partea de sus: 1….8 reprezinta numarul canalului;-in partea de jos: *X reprezinta canal selectat;

*-- reprezinta canal inexistent; *spatiu liber reprezinta canal existent si neselectat.

Orice comentariu introdus de utilizator (meniul “Edit Hardware Functions / Edit Trip Channels /Edit Trip Channels Comment”) este afisat in partea de jos a ferestrei pentru canalul pe care se afla bandade marcaj (selectie).

Canalele selectate apar in coloana de valori a parametrului din fereastra “Edit FunctionParameters” ca un sir de 8 biti: “1” reprezinta canal selectat, “0” reprezinta canal neselectat (deexemplu: 00000011 inseamna ca sunt selectate canalele 1 si 2).

Figura 2 - Selectarea canalelor de declansare (Trip)

4.3.Setarea parametrului "c-Setting"

Constanta “c-Setting” determina forma caracteristicii de actionare (vezi figura 3).Reglajele pentru caracteristicile standard, sunt:

,,normal inversa” : c=0.02,,foarte inversa” si “defect cu pamantul persistente” : c=1.00,,extrem de inversa” : c=2.00

Pentru acest parametru se poate selecta o singura optiune (figura 4).Selectarea se efectueaza cu tasta “INSERT”, iar semnul “>” arata optiunea selectata. Operarea

selectiei se efectueaza cu tasta “ENTER” care readuce tabloul general de editare a unei functii.Deselectarea se efectueaza cu tasta "Delete".

4.4.Setarea parametrului "K1-Setting"Multiplicatorul “k1-Setting” permite caracteristicii de actionare aleasa prin setarea parametrului

“c” sa fie deplasata fara a schimba forma sa. Aceasta se foloseste pentru esalonarea timpilor de actionarea unei serii de protectii de acelasi tip, dispuse in aval si/sau amonte, in vederea obtinerii selectivitatii.

De exemplu, in cazul unei caracteristici “foarte inversa”, pentru o constanta c=1 si factorulk1 13.5. timpul de actionare t este dat de relatia:

4 / 13

1

1

BIIkt

(1)

Figura 3-Caracteristica de actionare a protectiei maximale de curent IDMT

Figura 4 - Setarea parametrului "c-setting"

Considerand ca este necesara o esalonare a timpilor cu 0.5s pentru un curent de 6.IB, factorul k1,pentru fiecare dintre protectii, este dat de relatia k1=5t (obtinut prin inlocuire in relatia de mai sus).

Pentru aceasta, avand in vedere esalonarea de timp propusa, sunt necesare urmatoarele reglajepentru k1:

t[s] k1[s]0.5 2.51.0 51.5 7.52.0 102.5 12.5

Reglajele pentru caracteristicile standard, sunt:,,normal inversa “ : k1=0.14s,,foarte inversa” : k1=13.5s,,extrem de inversa” : k1=80s,,defecte cu pamantul de lunga durata (persistente)” : k1=120s

5 / 13

Setarea acestui parametru se efectueaza prin introducerea valorii numerice dorite (figura 5).

Figura 5-Setarea parametrului "K1-Setting"

Fereastra de introducere a datelor este afisata in dreapta ferestrei standard .Semnul “>” reprezinta cursorul si dupa el se introduce valoarea dorita.

Taste utilizate: 0…9 , . , + , - .

Atentie! Pentru marcarea virgulei se foloseste punctul.

Daca valoarea introdusa depaseste domeniul admis, se afiseaza un mesaj de avertizare si esteafisata valoarea maxima permisa si mesajul:

Daca raspunsul este <Y>, se introduce aceasta valoare, iar daca este <N>, reapare fereastra deintroducere a valorii.

Daca valoarea este prea mica apare mesajul “The lowest permissible value is…" si proceduraeste similara.

4.5.Setarea parametrului "I-Start"“I-Start” este parametrul de activare a caracteristicii, adica protectia demareaza atunci cand

curentul depaseste valoarea reglata “I-Start”. Un reglaj tipic pentru “I-Start” este 1.1IB.Domeniul de reglaj pentru acest parametru este 1 2 (figura 6).Setarea acestui parametru se efectueaza prin introducerea unei valori numerice printr-o

procedura similara cu cea din cazul parametrului K1-Setting (figura 5).

Closest allowed value 20.00.(Cea mai apropiata valoare permisa este 20.00.) Should it be entered? (Trebuie introdusa?)

<Y> / <N>

6 / 13

Figura 6- Setarea parametrului I-Start

4.6.Setarea parametrului "t-min"Parametrul "t-min" defineste timpul minim al caracteristicii de actionare (figura 3).Domeniul de reglaj pentru acest parametru este 1 2 (figura 7).

Figura 7 - Setarea parametrului "t-min"

Setarea acestui parametru se efectueaza prin introducerea unei valori numerice printr-oprocedura similara cu cea din cazul parametrului K1-Setting (figura 5).

4.7.Setarea parametrului "NrOfPhases"Setarea acestui parametru (care stabileste numarul de faze pe care se executa masurarea) se

efectueaza prin introducerea unei cifre (1 sau 2 sau 3) intr-o ferestra de setare corespunzatoare (figura8).

7 / 13

Figura 8 - Setarea parametrului "NrOfPhases"

4.8.Setarea parametrului "CurrentInp"Acest parametru stabileste canalul analogic de intrare a curentului. Toate intrarile de curent pot fi

selectate. In cazul masurarii trifazate, primul canal al grupului de trei (faza R) trebuie selectat (figura 9).

Figura 9 - Setarea parametrului "CurrentInp"

Canalele analogice sunt reprezentate impreuna cu semnificatiile simbolurilor in fereastra deselectare din figura 9.

Cele noua casute reprezentand canalele analogice disponibile in fereastra de selectie auurmatoarele carateristici:

-in partea de sus: 1…9 = numarul canalului;-in partea de jos: c = transformator de curent;

v = transformator de tensiune; o = canal nefolosit; + = doua semne “+” reprezinta un grup de transformatoare pe cele trei faze (introducerea tipului de transformator se efectueaza la “Edit hardware

function”); X= canal selectat.

In partea de jos a ferestrei de selectare este afisat comentariul utilizatorului introdus din meniul“Edit Hardware Functions / Edit AD Channels / Edit AD Channels Comment”

Setarea parametrului se efectueaza prin selectarea canalului respectiv si tasta INSERT (pentrudeselectare se apasa tasta DELETE).

Canalele 1 3 sunt rezervate pentru tensiunile trifazate, iar 7 9 pentru curenti si nu suntinfluentate de circuitele TC si TT.

8 / 13

Canalele 4, 5 si 6 depind de TC si TT si pot fi utilizate pentru tensiune sau curent sau pot sa nufie folosite .

Numai faza R din grupul canalelor trifazate poate fi selectata, celelelte doua faze fiind incluseautomat fara alte indicatii speciale. Fiecare canal al grupului trifazat poate fi selectat si etichetat de unparametru monofazat.

Numarul canalului este indicat in coloana cu valori ale parametrului, in fereastra de editare afunctiei. Pentru exemplul din figura 9 (in care s-a selectat canalul 7), canalul analogic selectat va apareaastfel (figura 10).

Figura 10 – Canal analogic (CurrentInp) selectat

4.9.Setarea parametrului "IB-Setting"In cazul unei protectii maximale de curent tip IDMT (timp minim de declansare stabilit),

curentul de actionare se regleaza diferit de modul in care aceasta se face in cazul protectiei de curent cucaracteristica de timp independenta.

Valoarea de actionare este aleasa astfel incat sa fie mai mare decat curentul de sarcina. Protectiaare un nivel numit ,,curent de baza” care este raportat la curentul de sarcina maxima IB1 al unitatiiprotejate. Alegerea curentului de baza determina valoarea de actionare de baza. Protectia demareazaatunci cand curentul care parcurge protectia depaseste o valoare prestabilita (I-Start). Alegereacurentului de baza IB in raport cu curentul de sarcina IB1 al unitatii protejate, in loc de curentul nominalal acesteia, are ca rezultat:

-protectia este mai sensibila pentru IB1 mai mic decât curentul nominal al unitatii protejate;-utilizarea la maximum a capacitatii termice a unitatii protejate pentru IB1 mai mare decât

curentul nominal al unitatii protejate.Exemplu de alegere:Curentul de sarcina al unitatii protejate IB1 =800ACurentul nominal al transformatoarelor de curent IN1 =1000A; IN2 =5ACurentul nominal al protectiei IN =5ACurentul de baza al protectiei

AII

IIBN

NB 4

10005800

1

21

(2)Valoarea de actionare ( reglajul )va fi :

8.054

INIB

(3)

Modul de introducere (stabilire) a acestei setari este prezentat in figura 11:

9 / 13

Figura 11 – Setarea parametrului IB-Setting

4.10.Setarea parametrului "BlockInp"Parametrul BlockInp se seteaza din tabloul din figura 11 si sunt disponibile urmatoarele optiuni:-Always FALSE – Functia nu este blocata-Always TRUE – Functia este blocata permanent-Binary Channel – Functia se blocheaza printr-un semnal extern care este adus la o intrare binara

a echipamentului. Numarul canalului binar se seteaza dintr-un tablou de tipul celui din figura 13.-Output from Function !Caution! – functia este blocata atunci cand actioneaza o functie stabilita

in tabloul din figura 14. O functie poate fi blocata numai de catre o functie cu numar mai mare in listafunctiilor instalate (Pesent Prot.Functions).

4.11.Setarea parametrilor "Trip" si "Start" (iesiri de semnalizare)Setarile acestor parametri sunt pentru semnalizare si pornire inregistrator de evenimente.Tablourile de setare sunt similare cu cel prezentat in figura 15. Semnalele Trip si Start pot fi

alocate la:-LED (Signal LED's);-releu de semnalizare (Signal relays);-releu de declansare (Trip relays);-pornire inregistrator de evenimente (Event Recorder).

Figura 12 - Setarea parametrului BlockInp

10 / 13

Figura 13 – Blocarea unei functii printr-un semnal extern

Figura 14 – Blocarea unei functii prin iesirea altei functii

Figura 15 – Setarea parametrilor Trip si Start

11 / 13

5.Verificarea functiei de protectie maximala de curent cu caracteristica inversa

5.1 Obiectul verificarilor.Pentru protectia (functia) maximala de curent cu caracteristica de timp dependenta de curent se

determina caracteristica de actionare.

5.2 Pregatirea verificarilor.Pentru verificarea protectiei ( functiei ) maximale de curent cu caracteristica de timp dependenta

de curent sunt necesare:-cunoasterea semnificatiei parametrilor utilizati, selectati in echipamentul verificat;-pregatirea aparatelor de masura si verificare conform schemei de verificare;-pregatirea calculatorului (PC/laptop);-inainte de inceperea efectiva a lucrarilor de verificare, este absolut necesara salvarea

configuratiei si a parametrizarilor de exploatare intr-un fisier (protejat impotriva modificarilor), pentruca acestea sa nu se schimbe in timpul verificarilor. Dupa terminarea lucrarilor de verificare se va incarcadin nou aceasta configuratie.

-blocarea software, prin parametrii corespunzatori de blocare, a celorlalte functii de protectie.

5.3.Verificarea caracteristicii de actionare.5.3.1. Pregatirea verificariiCaracteristica de actionare este definita de patru parametri:- c-Setting - factor exponential al caracteristicii de declansare;- k1-Setting - constanta care determina caracteristica de declansare;- I-Start - valoarea de demaraj (initiaza caracteristica de declansare);- t-min - timpul minim definit al caracteristicii de declansare;- IB-Setting -curent de baza pentru luarea in considerare a diferentelor intre curentii nominali I N

(ai protectiei si ai obiectului protejat).Caracteristica de actionare si punctele de masura sunt trecute in figura 17.

Schema electrica a montajului de verificare este prezentata in figura 16, in care se folosescaparatele:

-AT – autotransformator cu raport variabil: 8A; 220V;-TC–transformator de curent – tensiune: S= 1000VA; curent maxim de durata 20A;NOTA: cele doua aparate se pot inlocui cu o trusa de curent variabil.-A – ampermetru electromagnetic sau digital, clasa de precizie cel mult 1, cu domeniul de

masura corespunzator valorii reglate pentru elementul de demaraj de curent, dar cel putin 3INechipament;

-buton cu doua contacte normal deschise;-cronometru electronic (electric).

Valoarea timpului de actionare de referinta se va calcula cu relatia (ecuatia caracteristicii deactionare):

1

1c

B

calc

II

kt (4)

unde I este valoarea intensitatii curentului electric din circuitul de masura. Valorile rezultate se vorinscrie in tabelul 1 in coloana tcalc.

12 / 13

Figura 16 - Schema electrica a montajului de verificare

Figura 17 - Caracteristica de actionare

Pentru I se vor alege valori in intervalul marcat de extremitatile

min

min1cBstart t

tklogI;I (5)

5.3.2. Setarea parametrilorParametrii Istart, IB , c si k1 se seteaza in tabelul de parametri al functiei.Valorile ce trebuie setate sunt urmatoarele:IB-Setting =1,0INI-Start = 1.0IBc-Setting= 2k1=0,14t-min =0,1sCanal analogic: 4Canal de declansare:

13 / 13

5.3.3.Mod de lucruSe inchide circuitul prin apasarea butonului b, se stabileste in circuit un curent cu o valoare

dorita (aceste valori sunt trecute in tabelul 1, in coloana Iaplicat).Se deschide circuitul, se aduce cronometrul la zero si se inchide din nou circuitul, mentinandu-se

apasat butonul pina cand se opreste cronometrul. Timpul citit la cronometru este timpul de actionare alfunctiei verificate si se inscrie in coloana tac in tabelul de masuratori (tabelul 1).

Cu valorile masurate si cu cele calculate se determina erorile de timp (de actionare) ale functiei,cu formula:

t =calc

calcact

tt100 [%] (6)

Erorile trebuie sa se incadreze in intervalul 5 .

Tabel 1- Verificarea caracteristicii de actionare pentru protectia IDMTValoarea

curentului aplicatIaplicat[A]

Valoarea calculata atimpului de actionare

tcalc[s]

Valoarea masurata atimpului de actionare

tac[s]

t

[%]

6.Prezentarea rezultatelor masuratorilorReferatul va contine:

-problemele studiate;-schema montajului folosit;-tabelul cu valori masurate si calculate;-concluziile cu privire la rezultatele obtinute in cadrul acestei lucrari.