Основной областью применения проверочного оборудования являются линии высокого напряжения, где фазное вторичное напряжение составляет 57,73 В. Проверочные устройства позволяют симулировать различные схемы и моделировать аварийные режимы, в которых максимальное значение выходного напряжения может достигать 120 В. Данный факт был учтен специалистами НПП «Динамика» при создании испытательного комплекса РЕТОМ-61. В устройстве имеются три источника напряжения с объединенной общей точкой и один независимый, гальванически развязанный источник. С их помощью создается трехфазная система напряжений с гальванически изолированным каналом 3U0 с выходным уровнем до 135 В на фазу. При этом минимальное фазное напряжение находится на уровне 10 мВ. Меньшее значение напряжения обычно не используется, поскольку при авариях оно сильно «зашумлено». Четвертый канал применяется для создания схемы разомкнутого треугольника 3U0, например, при проверке реле мощности, шин генератора, 3U0 параллельной линии.

Как упоминалось в прошлой публикации, линейное напряжение создается двумя фазами и зависит от величины напряжения каждой фазы и угла между ними. Следовательно, погрешность формирования линейного напряжения складывается из погрешностей задания величин напряжения в фазах и угла. Для получения нулевого значения линейного напряжения необходимо выдать одинаковые по значению фазы (28,8 В) с нулевым углом между ними. В реальности получить нулевое значение линейного напряжения практически невозможно. На рисунке 1,а показано влияние погрешностей при создании фазных напряжений (Uф1 и Uф2) на линейную величину (Uл). Заштрихованная область указывает возможные места расположения концов векторов обоих фаз, где , а .

Рисунок 1. Влияние погрешностей фазных напряжений на величину линейного напряжения

Некоторое значение линейного напряжения всегда присутствует, и оно может иметь практически любой угол (рисунок 1,б). Для оценки точности испытательного прибора достаточно измерить нулевое значение линейного напряжения в трехфазном режиме. Чем меньше значение линейного напряжения, тем выше точность. В особенности это важно при снятии характеристик реле сопротивления в области начала координат. В устройстве РЕТОМ-61 гарантируемое значение линейного напряжения не превышает 0,2 В, типовое – не более 0,03 В.

При проверке энергооборудования в сетях 0,4 кВ может потребоваться выдача фазного напряжения величиной более 230 В. В данных сетях применяются простые реле, и для их контроля обычно требуется один источник. Поскольку фазное напряжение одного канала устройства РЕТОМ-61 не превышает 135 В, то для получения более высокого уровня напряжения используются две или три фазы, включенные последовательно, что позволяет получить максимальное выходное напряжение величиной 270 В или 405 В соответственно. Для получения большего значения выходного напряжения рекомендуется применять блок трехфазного преобразователя напряжения РЕТ-ТН, который позволяет масштабировать трехфазную систему напряжений на выходе устройства и получить напряжение более 600 В на фазу для работы в трехфазном режиме в сетях 0,66 кВ, а при последовательном включении трех источников – более 2 000 В.

Мощность источников напряжения должна обеспечивать неискаженный сигнал при максимальном значении напряжения независимо от величины сопротивления нагрузки. Особенно это важно при проверке старых электромеханических защит, например панелей типа ЭПЗ-1636. Максимальная мощность канала напряжения устройства РЕТОМ-61 составляет 80 ВА. На рисунке 2 показана характеристика зависимости выходной мощности канала от уровня выходного напряжения. Использование двух или трех каналов, включенных последовательно, увеличивает выдаваемую мощность в два или три раза соответственно.

Рисунок 2. Нагрузочная характеристика канала напряжения

При тестировании различных типов устройств РЗА для достижения необходимой точности проверяемого параметра требуются разные величины минимального шага изменения частоты. Например, для проверки обычного реле частоты типа РСГ-11, уставка которого задается шагом 0,05 Гц, достаточно иметь шаг регулирования 0,01 Гц при точности ±0,01 Гц. Для определения срабатывания реле частоты, встроенных в современные терминалы, требуется шаг 0,001 Гц и соответствующая точность. Если говорить о проверке систем АЧР-ЧАПВ, то в этом случае необходимо иметь возможность задания скорости изменения частоты в достаточно широком диапазоне – от 0,01 до 50 Гц/с. При этом важно исключить скачки частоты между шагами, поскольку даже очень малые скачки могут повлиять на работу систем. Например, при изменении частоты сигнала на 0,001 Гц за время 1,0 мс в следующий период с другой частотой эквивалентно скачку в 1 Гц/с, длительность которого достаточна для срабатывания. Таким образом, при проверке систем АЧР необходимо обеспечить плавную характеристику изменения частоты с сохранением заданного значения df/dt в каждый момент времени, т.е. сигнал должен меняться в каждой выборке.

В испытательном приборе РЕТОМ-61 изменение частоты реализовано двумя способами генерации сигнала. Первый способ позволяет изменять частоту при минимальном шаге в 0,001 Гц с гарантированной точностью ±0,0002 Гц, при этом типовая точность в несколько раз выше и составляет ±0,00001 Гц. В этом случае изменение частоты происходит не чаще, чем раз в период. Второй способ предполагает, что сигнал заранее рассчитывается программным путем и меняется каждую выборку, тем самым обеспечивая более плавное изменение частоты. На рисунке 3 представлен пример имитации работы датчика скорости вращения гидрогенератора, при этом показано одновременное линейное изменение напряжения и частоты. Проверочное устройство должно обеспечивать постоянный контроль параметров выходного сигнала: его величины, фазы и частоты в каждый момент времени. В противном случае определить правильность работы проверяемой системы будет невозможно. Программное управление всеми выборками сигнала дает возможность задавать любое изменение сигнала и при необходимости позволяет управлять ускорением частоты.

Рисунок 3. Имитация работы датчика скорости вращения гидрогенератора

Возможность проведения полноценных испытаний систем РЗиА в автоматическом режиме во многом зависит от наличия в проверочном оборудовании достаточного количества дискретных входов и выходов. В качестве примера рассмотрим защиты производства «НПП «Экра» серии ШЭ2607, как наиболее распространенные и решающие весь спектр задач РЗА в сетях напряжением 110-220 кВ. В зависимости от назначения терминала количество дискретных входов варьируется от 18 до 40, а выходов – от 21 до 29. Устройства других производителей выполняют те же функции и похожи по принципу работы. Следует отметить, что защиты, предназначенные для работы на меньшее напряжение, обычно имеют и меньшее количество каналов ввода-вывода. Учитывая, что один шкаф может содержать несколько терминалов, получается, что в диагностическом комплексе должно быть практически по 100 дискретных входов и выходов. Однако, при тестировании нет необходимости одновременно использовать и анализировать такой большой объем сигналов. Для проведения одной проверки требуется гораздо меньшее количество при наличии возможности переключения дискретных сигналов терминала в ходе работы. Прибор РЕТОМ-61 имеет 16 входов и 8 выходов, что достаточно для проверки всех функций защит. При комплексном тестировании, когда нужно задействовать все входы и выходы, или при проверке систем, где необходимо контролировать большое количество дискретных сигналов, рекомендуется использовать дополнительный блок РЕТ-64/32, позволяющий увеличить общее количество дискретных входов до 80, а выходов – до 40.

Проверочное устройство должно контролировать состояние как «сухого» контакта, так и находящегося под напряжением до 300 В. Кроме того, при контроле «сухого» контакта дискретный вход должен создать бросок тока в 30-50 мА для пробоя окисной пленки контролируемого контакта, а также выдержать импульсы перенапряжения, возникающие при размыкании контакта, в особенности при проверке электромеханических устройств РЗА (более 5кВ).

Требования к выходному дискретному сигналу также достаточно противоречивы: необходимо обеспечить малое время коммутации (не более 2-3 мс) и широкий диапазон по току (от миллиампер до десятка ампер) при достаточно высоком напряжении (обычно =220 В). В связи с этим в приборе РЕТОМ-61 реализованы два типа выходов: электромеханические реле, позволяющие обеспечить надежную коммутацию достаточно большого тока при высоком напряжении, и твердотельные реле, предназначенные для быстрой работы с малыми токами.

В заключение отметим, что всем предъявляемым требованиям, описанным в данной статье, полностью соответствует испытательный комплекс РЕТОМ-61, который был рассмотрен в качестве примера.

В следующей публикации вашему вниманию будут представлены вопросы измерения и осциллографирования выдаваемых и внешних аналоговых сигналов, управления по сети Ethernet, а также поддержки стандарта МЭК 61850.

 
Зайцев Б.С. НПП «Динамика» г. Чебоксары ноябрь 2014
  • Поделитесь:
  •  
  •  
вверх

Вход в личный кабинет

Восстановление доступа

Заказать звонок

Новое сообщение

ООО «НПП «Динамика» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться настоящим сайтом вы соглашаетесь на обработку ваших персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности . Вы можете запретить сохранение cookie в настройках вашего браузера.