Opis_ogolny_UTXvTR 17.04.09
Opis konstrukcji i podstawowe dane techniczne.
1 CHARAKTERYSTYKA ................................................................................................................2
2 BUDOWA I PODSTAWY DZIAA
ANIA ....................................................................................3
3 UKA
AD FUNKCJONALNY..........................................................................................................4
4 PODSTAWOWE PARAMETRY TECHNICZNE......................................................................7
5 PROGRAMOWANE PARAMETRY ZABEZPIECZENIA.......................................................8
Zabezpieczenie :
ZTR 5E od: v. 2.0
UTXvTR od: v. 1.0
Computers & Control 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;
Computers & Control 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.
WN:
I1, I2, I3, Io
SN1:
A
Pulpit lokalny
I1, I2, I3, Io
n A / D
SN2:
I1, I2, I3, Io
A
SN3:
I1, I2, I3, Io
IA 1-11
IB 1-15
I
IC 1-11
Dn PS
PM
N
ID 1-15
IE 1-11
P
PU1-18
Pu
K
1
RS 232 / CL
RS 485 Ethernet
LT
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.
Computers & Control Katowice Al. Porcelanowa 11 3
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.
Stopień
różnicowo-prądowy
T system
4 stopnie nadprądowe
Układ
sterowania
Obwody
Obwody
wyłącz.
Detektor
wejściowe
wyjściowe
2 harmonicznej
FXL 1  8
Detektor
5 harmonicznej
Terminal polowy
RZK Synoptyka Panel sterowania A
ącza 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.
Computers & Control Katowice Al. Porcelanowa 11 4
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 opóz
nienia.
* - 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.
Computers & Control 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 przekaz
ników 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 przekaz
nikiem Tak/Nie Numer przekaz
nika 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.
Computers & Control 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 ("I > 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[0C] - 40[0C];
Temperatura przechowywania: - -10[0C] - + 80[0C];
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 , I , I , I
L1 L2 L3 o
(dla transformatorów 2, 3 i 4 uzwojeniowych) SN1: - I , I , I , I
L1 L2 L3 o
(dla transformatorów 3 i 4 uzwojeniowych) SN2: - IL1, IL2, IL3, Io
(dla transformatorów 4 uzwojeniowych) SN3: - I , I , I , I
L1 L2 L3 o
Computers & Control 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 przekaz
niki
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 przekaz
nikowych,
- 16 wyjść synoptycznych ( LED na płycie czołowej UTX )
- oraz 15 wejść rejestratora zakłóceń.
Computers & Control 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
przekaz
nikowych poprzez dołożenie pakietów wejść i wyjść do samego urządzenia.
Każdej z kilkudziesięciu funkcji wyjściowych można przypisać dowolne: wyjście przekaz
nikowe,
dowolne wyjście synoptyczne i dowolny sygnał wewnętrzny. Dane wyjście może być przypisane dowolnej liczbie
funkcji wyjściowych. Poziom aktywny wyjść synoptycznych i przekaz
ników sygnalizacyjnych oraz sygnałów
wewnętrznych jest sztywny i zawsze  wysoki ( 1 ). Dodatkowo dla wyjść synoptycznych i przekaz
ników, 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.
Computers & Control Katowice Al. Porcelanowa 11 9