Opis_ogolny_UTXvTR

17.04.09

Opis konstrukcji i podstawowe dane techniczne.

1 CHARAKTERYSTYKA .

...............................................................................................................

2

2 BUDOWA I PODSTAWY DZIAŁANIA .

...................................................................................

3

3 UKŁAD FUNKCJONALNY.

.........................................................................................................

4

4 PODSTAWOWE PARAMETRY TECHNICZNE.

.....................................................................

7

5 PROGRAMOWANE PARAMETRY ZABEZPIECZENIA.

......................................................

8

Zabezpieczenie :

ZTR 5E

od: v. 2.0

UTXvTR

od: v. 1.0

C

omputers &

C

ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11

1

1 Charakterystyka .

Opis_ogolny_UTXvTR

17.04.09

1 Charakterystyka .

UTXvTR jest urządzeniem o bardzo rozbudowanych: funkcjach zabezpieczeniowych i

telesterowaniach. Zapewnia to: szybkie i niezawodne wyłączenie transformatora.

Urządzenie standardowo wyposażone jest w 3 porty transmisji szeregowej, pozwalający

mu na pracę jako jednemu z elementów systemu CSR 5, zgodnie z protokołem: firm. XMD-CC bus lub
IEC 870-5-103. Zdalna jego obsługa obejmuje wszystkie dostępne funkcje urządzenia.

Standardowo UTXvTR charakteryzuje:

- wieloprocesorowy system pomiarowo-decyzyjny;
- całkowicie cyfrowe przetwarzanie informacji;
- galwaniczna separacja: wejść i wyjść (analogowych i dwustanowych);
- rejestracja: zdarzeń i zakłóceń (8, 12, 16 kanałów analogowych i 15 kanałów
cyfrowych);
- 3 banki nastaw (jeden fabryczny i 2 pozostałe, do swobodnego wyboru);
- rejestrator zdarzeń oraz zakłóceń;
- funkcje sterownicze – terminal polowy;
- raportowanie przebiegu przełączania zakłócenia;
- 8 funkcji logicznych do projektowania “własnych” algorytmów;
- dodatkowe 8 funkcji prostych I/O służących do sygnalizacji;
- port COM 1 – transmisji szeregowej, pozwalający na pracę jako jednemu z elementów
systemu nadrzędnego, zgodnie z jednym z wybranych protokołów:
XMD – CC bus lub IEC 870–5–103;
- program do konfiguracji i obsługi ruchowej: SAZ 2000;
- lokalny wyświetlacz: alfanumeryczny - (4 wiersze x 20 znaków) lub graficzny
- 16 diodowa (programowana dla 15 diod) synoptyka;
- 8 lub 11 kluczowa klawiatura;

C

omputers &

C

ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11

2

2 Budowa i podstawy działania .

Opis_ogolny_UTXvTR

17.04.09

2 Budowa i podstawy działania .

Poniższy rysunek przedstawia schemat blokowy maksymalnej konfiguracji zabezpieczenia typu:

UTXvTR.

Wielkości pomiarowe: napięć dołączane są do złącza AnA modułu przetwornika

analogowo-cyfrowego A/D. Szybkie 16 bitowe przetworniki zapewniają precyzyjne przetwarzanie
cyfrowe sygnałów z krokiem co: 1[ms]. Próbki cyfrowe zapamiętuje procesor: PS, a następnie po
wstępnej obróbce, przekazuje je do procesora PM. Tam przy pomocy szybkiej transformaty Fourier'a
oraz po scałkowaniu ich wg. wzoru Eulera, wyznaczane zostają współrzędne wektorów oraz moduły
prądów. Ze względu na zastosowany algorytm pomiarów urządzenie ma czas własny równy 20 ms.
Obliczone dane “obrabiają” inne procedury procesora PM. Na podstawie ustawionych parametrów
pracy oraz aktualnego stanu sygnałów wejściowych, procesor PM podejmuje decyzje oraz poprzez
moduły wyjściowe PA, PB, PC, PD steruje obwodami wyłączników i obwodami sygnalizacji.
Równocześnie, zaprogramowane sygnały i komunikaty wyprowadzane zostają na pulpit lokalny
zabezpieczenia.

Moduł PM dołączony jest do modułu łączy teletransmisyjnych RS 485, RS 232, CL

oraz Ethernet. Zapewnia to połączenie urządzenia z systemem nadrzędnym, zgodnie z protokołem:
firmowym:

- XMD-CC-bus
- IEC: 870-5-103.

C

omputers &

C

ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11

3

RS 232 / CL

RS 485

LT

Ethernet

A

n

A

I

N

A / D

Dn

PM

Pulpit lokalny

Pu

P

K

1

PS

WN:
I1, I2, I3, Io
SN1:
I1, I2, I3, Io
SN2:
I1, I2, I3, Io
SN3:
I1, I2, I3, Io

IA 1-11
IB 1-15
IC 1-11
ID 1-15
IE 1-11

PU1-18

3 Układ funkcjonalny.

Opis_ogolny_UTXvTR

17.04.09

3 Układ funkcjonalny.

W zabezpieczeniu typu: UTXvTR można wyróżnić następujące moduły:
- stopień różnicowo-prądowy;
- 4 stopnie nadprądowe;
- funkcje sterownicze – terminal polowy;
- 8 funkcje logiczne do projektowania “własnych” algorytmów;
- dodatkowe 8 funkcji prostych I/O służących do sygnalizacji;

Poniżej przedstawiono uproszczony schemat funkcjonalny UTXvTR.

RZK Synoptyka Panel sterowania Łącza teletransmisyjne Diagnostyka RZD

Schemat funkcjonalny zabezpieczenia UTXvTR.

Urządzenie należy traktować jako szereg niezależnych modułów funkcjonalnych, które

mogą być powiązane w swoim działaniu, przez odpowiednie "skonfigurowanie" urządzenia przez
użytkownika. Proces "konfigurowania" polega na odpowiednim zaprogramowaniu funkcji: wejściowych,
logicznych i wyjściowych poszczególnych modułów.

Funkcjonalny podział urządzenia jest bardzo głęboki. Wyżej wymienione elementy

urządzenia mogą być, (jak już wspomniano wcześniej), praktycznie dowolnie, funkcjonalnie powiązane
ze sobą. W celu dokładnego wyjaśnienia tematu konfigurowania urządzenia, poniżej przedstawiono
definicje i objaśnienia dotyczące funkcji: wejściowych, logicznych i wyjściowych.

C

omputers &

C

ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11

4

Obwody

wejściowe

T

system

FXL 1 – 8

Układ

sterowania

wyłącz

.

Obwody

wyjściowe

4 stopnie nadprądowe

Stopień
różnicowo-prądowy

Terminal polowy

Detektor
2 harmonicznej

Detektor
5 harmonicznej

3 Układ funkcjonalny.

Opis_ogolny_UTXvTR

17.04.09

Aby zrozumieć tę cechę urządzenia koniecznie należy zapoznać się z kilkoma poniższymi
definicjami.

Definicja 1.
Moduł

- jest funkcjonalną częścią urządzenia, przeznaczoną do realizacji ściśle określonej funkcji.

Definicja 2.
Funkcja wejściowa

- to umowne wejście, sterujące działaniem danego modułu funkcjonalnego urządzenia.

Definicja 3.
Funkcja wyjściowa

- to umowne wyjście danego modułu funkcjonalnego urządzenia, przeznaczone do generacji

sygnału wskazującego stan pracy tego modułu.

Definicja 4.
Sygnały wejściowe grupy IA: 1 - 11

- to fizyczne wejścia transoptorowe, wprowadzane do urządzenia

poprzez łącze IA (patrz schemat przyłączeń UTXvTR).

Definicja 5.
Sygnały wejściowe grupy IB: 1 - 15

- to fizyczne wejścia transoptorowe, wprowadzane do urządzenia

poprzez łącze IB (patrz schemat przył. UTXvTR).

Definicja 6.
Sygnały wewnętrzne grupy SWE: 1 - 15

- to umowny rejestr o 15 komórkach pamięciowych ( bitach )

ponumerowanych od: 1 do: 15. Każda komórka posiada wejście i wyjście. Do każdej komórki, poprzez jej wejście,
może być wpisywana wartość jednej lub wielu funkcji wyjściowych (zawartość komórki określa zawsze ostatnio
wykonywana przez nią funkcja wyjściowa ). Wyjście każdej komórki może być użyte do sterowania dowolną
funkcją wejściową.

Definicja 7.
Funkcja logiczna

- jest jednym z 24 modułów funkcjonalnych, realizujących wyrażenie logiczne o postaci:

fxl = (Top) (A x B + C x D);

- suma dwóch iloczynów argumentów

fxl = (Top) (A + B + C + D);

- suma czterech argumentów

fxl = (Top) (A x B x C x D);

- iloczyn czterech argumentów

fxl = (Top) (S=(A x B), R=(C x D)+zas);

- przerzutnik RS* (iloczyn na wejściach)

fxl = (Top) (S=(A x B), R=(C x D));

- przerzutnik RS (iloczyn na wejściach)

fxl = (Top) (S=(A + B), R=(C + D)+zas);

- przerzutnik RS* (suma na wejściach)

fxl = (Top) (S=(A + B), R=(C + D));

- przerzutnik RS (suma na wejściach)

fxl = (Impuls) (A + B + C + D);

- przerzutnik RS (suma na wejściach)

fxl = (Fala) (S=(A + B + C + D), R=reset sygnal.;- przerzutnik RS (suma na wejściach)
fxl = (Zatrzask) (S=(A + B + C + D), R=reset syg;- przerzutnik RS (suma na wejściach)

gdzie :

A, B, C, D są argumentami wyrażenia w postaci prostej lub zanegowanej i mogą odpowiadać :
- “0” logicznemu ( NIE ),
- “1” logicznej ( TAK ),
- stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IA: 1 - 11,
- stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IB: 1 - 15,
- stanowi sygnału wyjściowego funkcji logicznej jednej z: FXL: 1 - 8,
- stanowi sygnału wyjściowego sygn. wewnętrznych jednego z: SWE: 1 – 15.

Top - jest programowanym czasem opóźnienia.
* - zerowanie stanu przerzutnika po utracie zasilania;

Definicja 8.
Wartość funkcji wejściowej

- może być równa jednej z następujących wartości :

- “0” logiczne ( NIE ),
- “1” logiczna ( TAK ),
- stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IA 1 - 11,
- stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IB: 1 - 15,
- stanowi sygnału wyjściowego funkcji logicznej jednej z: FXL: 1 - 15,
- stanowi jednego, wewnętrznego sygnału wyjściowego z grupy: SWE: 1 – 15.

C

omputers &

C

ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11

5

3 Układ funkcjonalny.

Opis_ogolny_UTXvTR

17.04.09

Definicja 9.
Wartość funkcji wyjściowej

- może być równa :

- “0” logiczne ( NIE ),
- “1” logiczna ( TAK ).

Definicja 10.
Wyjściem dla funkcji wyjściowej

- jest „miejsce przeznaczenia”, do którego wpisywana jest wartość funkcji

wyjściowej, a którym może być:

- jeden z fizycznych przekaźników sygnalizacyjnych od: 1 – do:18,
- jedna z piętnastu diod sygnalizacyjnych typu LED, umieszczona na przednim panelu
urządzenia,
- jedna z komórek rejestru grupy sygnałów wewnętrznych: SWE: 1 – 15, służąca do zapętleń;
- sygnał sterujący pobudzeniem rejestracji zakłóceń.

UTXvTR posiada ściśle zdefiniowaną listę dostępnych funkcji wyjściowych. W czasie

programowania (konfigurowania) UTX, każdą funkcję wyjściową można ustawić według następującego szablonu :

Sterowanie przekaźnikiem

Tak/Nie Numer przekaźnika 1-18

Typ __--

Sterowanie diodą LED:

Tak/Nie Numer diody LED 1-15

Typ __--

Sygnał wewnętrzny:

Tak/Nie Numer sygnału

1-15

Pobudzenie rejestratora:

Tak/Nie

Poziom sygnału przybrać może następujące postaci :
_--_ - dynamiczną - tzn. jest aktywny tak długo, jak długo trwa przyczyna wygenerowania tego sygnału,
__-- - statyczna - tzn. sygnał jest aktywny od momentu pojawienia się przyczyny, aż do chwili, gdy nie zostanie

on skasowany przez obsługę.

Podobnie jest z funkcjami wejściowymi. Poszczególne moduły, jak np. stopnie zabezpieczenia

nadprądowego wyposażone są w funkcje wejściowe sterujące np. blokadą/uaktywnieniem danego stopnia
nadprądowego. W czasie programowania ( konfigurowania ) UTXvTR każdą funkcję wejściową ustawić można
według następującego szablonu :

Funkcja załączona:

Tak/Nie,

Wejście sterujące:

Tak/Nie,

Numer wejścia:

IA: 1-11, IB: 1-15, FXL: 1-15, SWE: 1-15,

Poziom aktywny:

niski/wysoki ( “0” / “1” logiczna ),

W praktyce, często występuje konieczność uwarunkowania działania danego modułu urządzenia

sygnałem wyjściowym generowanym przez inny moduł. Aby sygnał funkcji wyjściowej generowany przez np.
moduł „X” mógł być użyty do sterowania funkcją wejściową modułu „Y” należy wpierw:
- sygnał funkcji wyjściowej modułu „X” przypisać do grupy sygnałów SWE o nr „i”,
- do funkcji wejściowej modułu „Y” przypisać (jako sygnał sterujący), sygnał grupy SWE o nr „i” lub wyjście
np. jednej z funkcji logicznej: FXL: 1-15, w której jednym z argumentów jest sygnał: SWE nr „i”.

Z powyższego wynika iż :

Aby sygnał funkcji wyjściowej danego modułu funkcjonalnego mógł być dostępnym jako

sygnał użyteczny (do sterowania funkcją wejściową innego modułu), musi być on wpierw przypisany do
jednej z 15 komórek: SWE: 1 - 15.

W następnych rozdziałach niniejszej dokumentacji przedstawiono szczegóły dotyczące funkcji:

wejściowych, logicznych i wyjściowych, ich znaczenia oraz powiązania wzajemne.

C

omputers &

C

ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11

6

4 Podstawowe parametry techniczne.

Opis_ogolny_UTXvTR

17.04.09

4 Podstawowe parametry techniczne.

Typowy czas zadziałania dla pobudzenia różnicowo-prądowego (ΔI > In):

- 20[ms];

Ilość wejść analogowych - prądowych:

- 8 (WN: Ir, Is, It, Io; SN1: Ir, Is, It, Io)
/ 8 (SN2: Ir, Is, It, Io; SN3: Ir, Is, It, Io;);

Ilość wejść analogowych:

- 8, 12, 16;

Wartość nominalna prądu fazowego (In):

- 1[A] lub 5[A];

- zakres pomiarowy prądu (dla In = 5[A]):

- 50 [In];

- zakres pomiarowy prądu (dla In = 1[A]):

- 50 [In];

- wytrzymałość przeciążeniowa / dynamiczna wejść prąd. 5[A]

- 70[In]/1[s],2[In]/trwale,500[In]/1[ms];

- wytrzymałość przeciążeniowa / dynamiczna wejść prąd. 1[A]

- 100[In]/1[s],5[In]/trwale,500[In]/1[ms];

Pobór mocy wejść analogowych - prądowych

- max. 0.02[VA], dla I = 1[In];

Wytrzymałość izolacji

- 2.5[kV] AC/DC;

Ilość wejść dwustanowych:

- 25 ( w 10 grupach );

- zakres napięć

- 90 – 300[V] DC, max. 3[mA];

Ilość wyjść dwustanowych:

- 24

- wytrzymałość

- 250[V]/8[A]AC,
250[V]/0.3[A]DC;

Obudowa:

- kaseta 3U (64,84), CPRO (63,84)

Zasilanie:

- 80 – 230[V] DC/AC;

Pobór mocy:

- max. 20[VA];

Temperatura pracy:

- 5[

0

C] - 40[

0

C];

Temperatura przechowywania:

- -10[

0

C] - + 80[

0

C];

Ciężar:

- 5[kg];

Rejestrator zakłóceń - pojemność:

- 8 zdarzeń;

Ilość rejestrowanych wielkości analogowych do:

- 8, 12, 16;

Ilość sygnałów dwustanowych:

- 16;

Czas pojedynczego zakłócenia:

- 400[ms] przedawaryjny;
1237[ms] awaryjny;

Pojemność rejestratora zdarzeń:

- min. 2000 rekordów;

Długość rekordu:

- 28 bajty ( 224 bitów );

Interfejs inżynierski:

- RS232, CL i Ethernet ( galwaniczna separacja );

Interfejs do systemu nadrzędnego:

- RS485 ( galwaniczna separacja );

Typ transmisji:

- asynchroniczny;

Szybkość transmisji:

- 300 do 57600[bitów/s];

UTXvTR wymaga następujących sygnałów pomiarowych :

WN: - I

L1

, I

L2

, I

L3

, I

o

(dla transformatorów 2, 3 i 4 uzwojeniowych)

SN1: - I

L1

, I

L2

, I

L3

, I

o

(dla transformatorów 3 i 4 uzwojeniowych)

SN2: - I

L1

, I

L2

, I

L3

, I

o

(dla transformatorów 4 uzwojeniowych)

SN3: - I

L1

, I

L2

, I

L3

, I

o

C

omputers &

C

ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11

7

5 Programowane parametry zabezpieczenia.

Opis_ogolny_UTXvTR

17.04.09

5 Programowane parametry zabezpieczenia.

Generalnie UTXvTR posiada trzy zestawy parametrów. Każdy zestaw zawiera komplet

nastawień. Dwa zestawy parametrów operacyjnych: PAR.NR. 1 oraz PAR.NR. 2 są całkowicie
niezależne. Wybór aktywnego zestawu parametrów odbywa się poprzez zmianę stanu wejścia PAR_SEL
(programowanego), przy pomocy lokalnego pulpitu lub poprzez łącze teletransmisyjne. Programowanie
możliwe jest z: pulpitu lokalnego lub komputera z systemem SAZ 2000, ale wyłącznie przy
odblokowanym urządzeniu. Blokada zapisu parametrów dokonywana jest za pomocą systemu haseł.

Dodatkowy zestaw parametrów (fabrycznych) ulokowany jest w pamięci stałej typu: Flash, ustawiany
jest on w firmie C&C, zgodnie z wymaganiami Klienta. Zestaw ten używany jest do pracy w przypadku
wybrania go przez użytkownika lub w przypadku uszkodzenia pamięci parametrów operacyjnych.
Wybór aktywnego zestawu parametrów dokonywany jest przy pomocy funkcji PAR SEL, dostępnej z
pulpitu lokalnego lub zdalnie przy pomocy łącza teletransmisyjnego i programu SAZ 2000.

Istnieją cztery możliwości ustawienia aktywnego zestawu parametrów:
- programowo numer 1,
- programowo numer 2,
- programowo fabryczny,
- wybór zestawu na podstawie stanu dedykowanego wejścia: PAR SEL.

Wybór aktualnego zestawu parametrów przy pomocy wejścia PAR. SEL dokonywany

jest według zasady :

- stan niski

– oznacza wybór zestawu numer 1,

- stan wysoki – oznacza wybór zestawu numer 2.

Zmiana parametrów pracy powoduje zawsze zerowanie urządzenia !
Maksymalny czas powrotu urządzenia ( po restarcie) do normalnej pracy wynosi około: 350[ms].

Poniżej zamieszczono kilka ogólnych uwag, charakteryzujących zasady programowania zabezpieczenia UTXvTR:

1. Zestaw parametrów podzielony jest na grupy tematyczne :

1. główne
2. stany układu
3. człony napięciowe
4. pobudzenia i programy
5. proste funkcje we-wy
6. mostki na przekaźniki
7. funkcje logiczne

2. Wszystkie funkcje mogą być uzależnione od stanu:

- jednego z 14 fizycznych wejść binarnych grupy IA (1 – 11),
- jednego z 11 fizycznych wejść binarnych grupy IB (1 – 15),
- jednego ze sygnałów wewnętrznych: SWE (1 -15),

- oraz jednej z piętnastu funkcji logicznych: FXL: (1 – 15).

Przy czym, zarówno numer wejścia i poziom aktywności jego sygnału są programowane.
Dla wszystkich wejść obowiązuje generalna zasada, iż wybranie numeru wejścia równego: "0" - oznacza brak
przypisanego wejścia sterującego do danej funkcji zabezpieczenia. Jedno wejście może być przypisane (sterować)
dowolną ilością funkcji.

3. Przebieg pracy zabezpieczenia może być sygnalizowany lub monitorowany przy pomocy:

- 8 lub 16 lub 24 wyjść przekaźnikowych,
- 16 wyjść synoptycznych ( LED na płycie czołowej UTX )
- oraz 15 wejść rejestratora zakłóceń.

C

omputers &

C

ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11

8

5 Programowane parametry zabezpieczenia.

Opis_ogolny_UTXvTR

17.04.09

Przewiduje się łatwą i tanią możliwość zwiększenia ilości: wejść dwustanowych i wyjść

przekaźnikowych poprzez dołożenie pakietów wejść i wyjść do samego urządzenia.

Każdej z kilkudziesięciu funkcji wyjściowych można przypisać dowolne: wyjście przekaźnikowe,

dowolne wyjście synoptyczne i dowolny sygnał wewnętrzny. Dane wyjście może być przypisane dowolnej liczbie
funkcji wyjściowych. Poziom aktywny wyjść synoptycznych i przekaźników sygnalizacyjnych oraz sygnałów
wewnętrznych jest sztywny i zawsze “wysoki” (“1”). Dodatkowo dla wyjść synoptycznych i przekaźników, istnieje
możliwość określenia tego, czy sygnał ma mieć charakter dynamiczny, czy też statyczny. Charakter statyczny oznacza,
że sygnalizacja wystąpienia sygnału wyjściowego trwa od jego pojawienia się, aż do jej ręcznego skasowania.
Charakter dynamiczny determinuje trwanie sygnalizacji tylko w czasie aktywności danego sygnału wyjściowego.
Sygnały wewnętrzne posiadają zawsze charakter dynamiczny. Dla wszystkich wyjść obowiązuje generalna zasada,
iż wybranie numeru wyjścia równego: "0" oznacza brak przypisanego wyjścia dla danej funkcji zabezpieczenia.

C

omputers &

C

ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11

9