Sterownik Ex-mBEL_RC_ART Przeznaczenie Sterownik Ex-mBEL_RC_ART jest przeznaczony do współpracy z wyłącznikiem typu RC-27. Urządzenie integruje funkcje zabezpieczenia, telemechaniki i automatyki programowalnej. W standardowej konfiguracji sprzętowej sterownik mierzy prądy i napięcia fazowe oraz składowe zerowe prądu i napięcia. W zależności od wykrytego zaburzenia sieci sterownik może wykonać odpowiednie sterowanie wyłącznikiem. Urządzenie jest w pełni zintegrowane z systemem zdalnego nadzoru WindEx; przesyła do niego w trybie zdarzeniowym informacje o pobudzeniach, zanikach itp. oraz dane pomiarowe podstawowych wielkości elektrycznych (prądy, napięcia, moce) które integrują się w bazie danych systemu WindEx z innymi pomiarami i mogą uczestniczyć w tworzeniu bilansów, zestawień i raportów. Rejestrowany w pamięci nieulotnej dziennik, do którego trafiają opatrzone cechą czasu informacje o pobudzeniu i zadziałaniu zabezpieczeń, zmianie stanu wejść, sterowaniach i blokadach oraz alarmy systemowe, pozwala na odtworzenie sekwencji zdarzeń nawet, jeśli w interesującym przedziale czasu kanał łączności był niesprawny. Sterownik jest przystosowany do prowadzenia łączności radiowej za pomocą zewnętrznych radiomodemów GPRS, CDMA lub trankingowych – zarówno analogowych MPT1327 jak i cyfrowych Tetra, przy czym możliwa jest jednoczesna praca dwóch kanałów w trybie niezależnym lub rezerwującym. Wykorzystywanie do łączności kanału GPRS, CDMA lub Tetra PD (tryb pakietowy) pozwala na zestawienie sieciowego łącza diagnostycznego Telnet z możliwością zdalnej wymiany konfiguracji. Funkcje - Funkcje zabezpieczeniowe: Sterownik mierzy bezpośrednio prądy (w tym I0), napięcia fazowe oraz częstotliwość sieci. Z wartości chwilowych napięć wyznaczana jest składowa U0 . Prądy fazowe są mierzone dwutorowo w zakresie nominalnym i zwarciowym, co zapewnia dużą dynamikę toru zwarciowego oraz dokładność pomiarów telemechanicznych (również prądu zerowego) w całym zakresie pomiarowym. W oparciu o te pomiary sterownik realizuje: - zabezpieczenie nadprądowe ziemnozwarciowe, kierunkowe oraz fazowe z konfigurowalną liczbą stopni; - zabezpieczenie podnapięciowe; - zabezpieczenie częstotliwościowe; - automatykę SPZ. Dodatkowo sterownik kontroluje zawartość drugiej harmonicznej w prądzie fazowym, co pozwala odróżnić prąd zwarciowy od udaru prądu magnesującego w czasie załączania linii. W standardowej konfiguracji, po wykryciu zwarcia sterownik wyłącza obwód (przerywa prąd zwarciowy) – opcjonalnie może następnie zrealizować cykl SPZ; automatyka wyłącznika jest w pełni programowalna i może być dostosowana do potrzeb użytkownika. Sterownik może współpracować z dodatkowymi, zewnętrznymi modułami wykrywającymi przepływ prądu zwarciowego (np. Ex-ML_NBAS_D). - Funkcje telemechaniczne: Sterownik realizuje podstawowe funkcje telemechaniki: - Telesygnalizacja wykrywanie zmian z rozdzielczością czasową 5ms; wysyłanie zdarzeń z lokalnie nadawaną cechą czasu; generowanie sekwencji zdarzeń (SOE). - Telesterowania zdalne sterowanie wyłącznikiem oraz kasowanie pobudzeń. Przed wykonaniem sterowania jest kontrolowana cecha czasu polecenia. Czas trwania impuls sterowniczego jest programowalny ( ≤ 5s). - Telepomiary wysyłanie do centrum nadzoru pomiarów prądów fazowych, napięć fazowych i międzyfazowych, mocy, I0, U0 oraz, po zadziałaniu zabezpieczenia, wartości prądów zwarciowych fazowych i prądu I0. Dodatkową funkcją jest nadzorowanie pracy zasilacza bezprzerwowego z możliwością wysyłania do centrum informacji o stanie baterii oraz zdalnego wyłączenie zasilacza. - Realizacja blokad stacyjnych, polowych (opcja): Sterownik może realizować blokady logiczne umożliwiające przypisanie do każdego polecenia sterowniczego warunków powodujących jego odrzucenie. Informacja o odrzuceniu polecenia i przyczynach, które je spowodowały jest wysyłana do systemu nadzoru. - Koncentracja danych z innych urządzeń: Ex-mBEL_RC może być zastosowany jako koncentrator danych i konwerter protokołów. Budowa Sterownik może być wykonany w wersji podstawowej (obudowa jednomodułowa) lub w wersji rozszerzonej (obudowa składa się z modułu podstawowego i modułu rozszerzenia). W wersji rozszerzonej sterownik może być wyposażony w dodatkowe pakiety wejścia-wyjścia oraz panel synoptyczny zawierający 20 diod LED i 4 przyciski o programowalnych funkcjach. Obudowa urządzenia jest wykonana z profilu aluminiowego i posiada zatrzask do montażu na szynie TS35 (EN 50022). - Liczba wyjść sterujących i wejść dwustanowych oraz kanałów komunikacyjnych zależy od użytych modułów peryferyjnych, np.: - obudowa podstawowa: 2 kanały łączności, 7 wyjść sterowniczych, 13 wejść dwustanowych lub 5 kanałów łączności, 3 wyjścia sterownicze, 5 wejść dwustanowych; - obudowa rozszerzona: 2 kanały łączności, 15 wyjść sterowniczych, 29 wejść dwustanowych lub 5 kanałów łączności, 11 wyjść sterowniczych, 21 wejść dwustanowych, Kanały szeregowe Sterownik, w zależności od wariantu, może być wyposażony w 2 lub 5 izolowanych galwanicznie kanałów komunikacyjnych: - COM 1 RS232 zwykle wykorzystywany do połączenia z radiomodemem trankingowym MPT1327 (analogowym) lub TETRA; - COM 2 RS232 zwykle wykorzystywany do połączenia z modem GPRS (Ex-MGP) lub CDMA; - COM 3 PFO – kanał z interfejsem do światłowodów plastikowych; - COM 4 RS422/RS485 zwykle wykorzystywany do połączenia zasilaczem bezprzerwowym; - COM 5 RS422/RS485. COM1 RS232 COM2 RS232 COM3 POF COM4 RS485 COM5 RS485 Ex-mBEL_RC_ART -rozmieszczenie kanałów COM1…COM5 Sterownik obsługuje m.in. protokoły MAP27, TETRA SDS/PD, IEC60870-5-101, -103, -104, DNP3.0, MODBUS RTU, IEC 61107, DLMS, PPP oraz IEC61850 przy czym powiązania określonego protokołu z kanałem komunikacyjnym dokonuje się w trakcie konfiguracji urządzenia. Takie rozwiązanie pozwala na łatwe dopasowanie sterownika do środowiska sprzętowego, w którym będzie pracował. Kanał diagnostyczny – parametryzacja sterownika Sterownik jest wyposażony w lokalny kanał diagnostyczny RS232 (złącze RJ-45 wg EIA-561 wyprowadzone na panel czołowy) służący do parametryzacji sterownika, pobierania plików rejestratorów i dzienników, instalowania konfiguracji i oprogramowania a także do testowania i diagnozowania pracy urządzenia. Podobną funkcję może spełniać zdalny terminal Telnet wykorzystujący łącze GPRS, CDMA lub Tetra-PD. Pulpit operatora Na pulpicie operatora została umieszczona sygnalizacja optyczna pracy poszczególnych kanałów (monitorowanie przepływu danych), a także sygnalizacja alarmu – uszko- dzenia sterownika. Sygnał alarmu może również zostać wyprowadzony na wyjście przekaźnikowe. W wersji rozszerzonej sterownik może być wyposażony w dodatkowy panel synoptyczny z 20 diodami i 4 klawiszami programowalnymi typowo wykorzystywanymi do lokalnego manewrowania wyłącznikiem.. Obwody wejściowe – sygnalizacyjne Wejścia sygnalizacji dwustanowej mogą być pobudzane napięciem stałym lub zmiennym: - =24 V (opcjonalnie =110 V lub =220 V) z wymuszeniem przepływu prądu 5 mA przez styki sygnalizacyjne i rozdzielczością czasową 5 ms; - ~230 V z rozdzielczością czasową 20 ms. Typ napięcia sygnalizacji (AC/DC) oraz czas filtracji wybiera się w konfiguracji sterownika, napięcie wejściowe określa się podczas produkcji. Obwody wyjściowe – sterownicze Wszystkie wyjścia sterownika, dzięki zastosowaniu przekaźników, mają charakter stykowy i mogą pracować jako impulsowe w trybie 1 z n i/lub statyczne niezależne (tryb pracy wybierany jest w konfiguracji). Część wyjść sterowniczych jest wyprowadzona na styki przełączne. Obwody wejściowe – pomiarowe - wejścia prądowe, uzupełnione o moduł przekładników pośredniczących w układzie Holmgreena, przystosowane są do przekładników wbudowanych w wyłącznik RC 27; zastosowana została izolacja galwaniczna zarówno od pozostałych obwodów jak i pomiędzy wejściami; - wejścia napięciowe – przystosowane są do pomiaru napięcia linii SN za pomocą dzielników rezystancyjnych wbudowanych w wyłącznik RC 27; zastosowana została izolacja galwaniczna od pozostałych obwodów i wysokoomowa pomiędzy wejściami. Opcjonalne rejestratory zakłóceń Sterownik może być wyposażony w rejestratory przebiegów szybko- i wolnozmiennych, wspomagające analizę zaburzenia w sieci energetycznej; oba typy rejestratorów mogą pracować współbieżnie. Dostęp do zarejestrowanych danych możliwy jest przez kanał podstawowy (ze względu na ilość informacji nie zaleca się tej metody dla kanału trankingowego MPT1327) lub diagnostyczny. Rejestrator zakłóceń szybkozmiennych Rejestrator zapisuje analogowe próbki pomiarowe, stany wejść oraz stany pobudzeń automatyki, przy czym podczas konfiguracji urządzenia określa się zakres rejestrowanych danych oraz parametry: częstotliwość próbkowania (typowo 1000 Hz), czas pojedynczej rejestracji (typowo 3 s), czas rejestracji przed wyzwoleniem (ang. pre-trigger). Rejestrator można wyzwolić zmianą stanu dowolnego wejścia lub pobudzeniem automatyki. W wewnętrznej pamięci nieulotnej urządzenia można przechować do 20 rejestracji zapisanych w formacie COMTRADE – razem z odpowiadającymi im dziennikami zdarzeń. Rejestrator przebiegów wolnozmiennych Rejestrator zapamiętuje wyliczane przebiegi wolnozmienne (np. wartości skuteczne prądów) z częstotliwością 0,1 ÷ 3 Hz (okres zapisu od 10 s ÷ 333 ms). Rejestrator wyzwala się przekroczeniem nastawionego progu, zmianą stanu wejścia lub pobudzeniem automatyki. Podobnie, jak w rejestratorze przebiegów szybkozmiennych, można ustawić zapis przed momentem wyzwolenia. Rejestracje są zapisywane w formacie COMTRADE. Wyposażenie zewnętrzne - zasilanie W standardowej konfiguracji do zasilania sterownika wykorzystywany jest zasilacz bezprzerwowy Ex-UPS24VE przetwarzający napięcie przemienne ~230 V na napięcie stałe =24 V, zasilające wszystkie urządzenia szafki sterownika oraz doładowujące bezobsługowe akumulatory buforowe. Sterownik nadzoruje pracę zasilacza łączem informatycznym w protokole DNP3 – zwykle za pomocą kanału COM4 (RS485). Urządzenia montowane na słupach linii napowietrznej SN zasilane są zwykle z transformatora potrzeb własnych (niekiedy o cechach napięciowego przekładnika pomiarowego) o znamionowym napięciu wyjściowym ~230 V; duża moc wyjściowa takich aparatów (zwykle kilkaset W) znacznie przekracza potrzeby sterownika, radiomodemu i systemu ładowania akumulatorów (maksymalna moc pobierana przez zasilacz Ex-UPS24VE podczas ładowania akumulatorów wynosi 200 VA). Parametry techniczne Urządzenie zostało zaprojektowane i wykonane zgodnie z wymaganiami dyrektyw 2006/95/WE (LVD) oraz 2004/108/WE (EMC) Parametry ogólne: Warunki pracy sterownika Temperatura pracy / przechowywania (-15…+55) °C / (-20…+70) °C zakres pracy może ulec rozszerzeniu po zastosowaniu odpowiedniej szafki Obwody zasilania Wilgotność względna Napięcie zasilania UN – wariant 1 do 90 % =(110… 220) V Napięcie zasilania UN – wariant 2 Pobór mocy sterownika Zasilanie, wejścia dwustanowe, wyjścia przekaźnikowe =(24… 48) V <10 W FRONT-MSTB 2,5/19-ST lub SMSTB 2,5/19-ST 19-styków, raster 5 mm, maks. przekrój przewodów 2,5 mm2 Obwody pomiarowe GMSTB 2,5/12-ST-7,62 12-styków, raster 7,62 mm, maks. przekrój przewodów 2,5 mm2 Zaciski Obwody wejść/wyjść: Wejścia dwustanowe Wyjścia przekaźnikowe Wejścia prądowe Wejścia napięciowe Napięcie wejściowe Rozdzielczość czasowa dla napięcia stałego Rozdzielczość czasowa dla napięcia ~230V Znamionowy prąd Zdolność łączeniowa Czas impulsu w trybie sterowań impulsowych Dokładność czasu impulsu Moduł dopasowujący Zakres pomiaru Ia, Ib, Ic Zakres pomiaru I0 Zakres pomiaru Ua, Ub, Uc Impedancja wejściowa =24 V opcjonalnie =110 V, =220 V / ~230 V typowo 5 ms 20 ms 8 A / ~230 V 2000 VA (obciążenie rezystancyjne) (0,1… 5) s 10 ms EX-ML_ADP_T4_S1 8 A (8 In) 2A 12 V 1MΩ Liczba stopni Zakres nastaw prądu Zakres nastaw czasu Charakterystyki działania I - t Liczba stopni Zakres nastaw dla prądu I0 (mierzonego) Zakres nastaw czasu Zakres nastaw kąt środkowego Szerokość charakterystyki kątowej Zakres nastaw czasu Zakres nastaw Zakres nastaw czasu 3 0,1… 8,0 In 0,01… 99,9 s zgodne PN-EN 60255-3:1999 (IEC 60255-3) 2 (0,005… 2) I0n 0,01… 99 s 0 º… 360 º co 1 º 45,0 °… 85,0 ° co 0,1 ° 0,01… 99 s 0,1… 500 mS 0,01… 99 s Częstotliwość próbkowania Czas pojedynczej rejestracji Rejestracja przed wyzwoleniem Wyzwalanie Ilość zapamiętywanych rejestracji Format zapamiętywanych rejestracji Częstotliwość próbkowania Wyzwalanie Format zapamiętywanych rejestracji 1000 Hz 3 s (domyślna konfiguracja) od 0 s do maksymalnego czasu jednej rejestracji zmianą stanu wejścia lub pobudzeniem zabezpieczenia 20 COMTRADE (PN-EN 60255-24); dodatkowo zapis dziennika zdarzeń 0,1… 3 Hz przekroczenie progu, zmiana stanu wejścia lub pobudzenie zabezpieczenia COMTRADE (PN-EN 60255-24) Moduły zabezpieczeniowe Zabezpieczenie nadprądowe Zabezpieczenie nadprądowe zależne Zabezpieczenie nadprądowe ziemnozwarciowe Zabezpieczenie kierunkowe Zabezpieczenie ziemnozwarciowe admitancyjne, konduktancyjne i susceptancyjne Rejestrator zakłóceń Rejestrator zakłóceń szybkozmiennych Rejestrator zakłóceń wolnozmiennych Interfejsy komunikacyjne: RS 485 / RS 422 RS 232 PFO światłowód plastikowy Standard Typ złącza Prędkość transmisji Maksymalna długość łącza Standard Typ złącza Prędkość transmisji Maksymalna długość łącza Typ złącza Prędkość transmisji Maksymalna długość łącza EIA/TIA-485 / EIA/TIA-422 MC 1,5/5-GF-3,81 do 57600 bit/s 1200 m (zależna od prędkości) EIA/TIA-232 EIA-561 (RJ45) do 57600 bit/s do 10 m Versatile Link firmy Avago Technologies do 57600 bit/s 100 m Wymiary Schemat przyłączeniowy EKT/JSz/1.4