Kompaktní, multifunkční tester ochran pro uvádění rozvodných zařízení vysokého napětí do provozu

Transkript

1 Kompaktní, multifunkční tester ochran pro uvádění rozvodných zařízení vysokého napětí do provozu Dodavatelé i provozovatelé elektrických instalací vysokého napětí bývají z různých důvodů, jako jsou např. přestavba sítě v rámci přechodu na jiné zdroje energie nebo vzrůstající konkurence, vystaveni stále vyššímu tlaku na náklady a termíny. Zkoušky vyžadované při výstavbě nebo v rámci preventivní údržby předpokládají nasazení různorodých zkušebních prostředků, které je nutné udržovat a spolehlivě obsluhovat. Právě na tomto poli je možné, díky relativně jednoduchým instalačním konceptům, výrazně optimalizovat nasazení zkušebních prostředků s ohledem na množství činností vyžadovaných od uživatele, počet přístrojů i dopravu. Následující příspěvek chce poukázat na možnosti, které se zde v tomto ohledu nabízejí při použití vhodně navrženého, kompaktního a multifunkčního zkušebního zařízení. 1 Požadavky uživatele na zkušební techniku Podle VDE se elektrická zařízení musí před prvním uvedením do provozu nebo před opětovným uvedením do provozu po rekonstrukcích odborně přezkoušet. Pro rozvodná zařízení vysokého a velmi vysokého napětí jsou k dispozici různé zkušební přístroje, jako např. primární a sekundární testery, přístroje pro zkoušení přístrojových transformátorů, analyzátory vypínačů, testery izolace a mnoho dalších. Tato zkušební zařízení jsou často specializována na jednotlivé komponenty rozvodného zařízení, např. na ochrany, a jsou schopna komplexně pokrýt danou aplikaci od vysokého až po velmi vysoké napětí. To má za následek, že z velké části jsou velmi komplexní, a tím i obtížně obsluhovatelná. Řešením, jak zpohodlnit obsluhu těchto testerů spočívá v použití typově specifických, automatizovaných testovacích postupů. Potíž spočívá přitom v tom, že spolu s vysokým počtem požadovaných měřicích úkonů enormně stoupá potřebný rozsah specifikovaných měřicích šablon a přípravy s nimi související. Nutný počet úkonů a příprava dat je pro uživatele pak často s ohledem na předpokládanou délku práce v mnoha případech těžko realizovatelný. Je-li pak některý zkušební krok v průběhu měření vyhodnocen jako špatný/nevhodný, dostává se mnoho uživatelů, zvláště při vypjatých situacích na stavbě, do stresujících situací. Zaměříme-li nyní pozornost na rozvodná zařízená vysokého napětí, vidíme, že je zde komplexita ve srovnání s velmi vysokým napětím o něco nižší. Výrazněji se zde ale projevují následky přechodu na alternativní zdroje energie. Stoupající počet zdrojů vyvolaný decentralizací výrobních zařízení vyžaduje mnoho rekonstrukcí nebo výstavbu nových zařízení, avšak s relativně jednoduššími bezpečnostními a instalačními mechanismy. Proto moderní zkušební systémy nejnovější generace zaměřené na specifické složité komponenty jsou zde zpravidla příliš předimenzované, zbytečně komplexní a většinou také příliš drahé. Zmiňované instalace jsou v rámci uvádění do provozu a preventivní údržby ve stále větší míře přezkušovány technickými pracovníky, kteří přebírají odpovědnost za funkčnost celého zařízení od přístrojových transformátorů, přes ochrany až po výkonové vypínače. Dalším aspektem je také často přístupnost těchto zařízení. Nedostatek prostoru a dostupnost pouze po nezpevněných vozovkách, vodních a vzdušných cestách činí dopravu většího počtu zkušebních zařízení(často těžkých a rozměrných) obtížnou. Stále více proto sílilo volání po testování jednou osobou s kompaktním zkušebním přístrojem Megger 1/9 1/9

2 Takový multifunkční zkušební přístroj musí proto splnit mnoho kritérií a umožnit jejich kombinaci. Na jedné straně jsou to vícefázové zdroje proudu a napětí s možností proměnného nastavení velikosti, fázového posunu a obsahu vyšších harmonických. Na druhé straně pak dostatečné výstupní rozsahy a výkon potřebný k tomu, aby bylo možné testovat primární komponenty, jako jsou přístrojové transformátory a zároveň také nezávislá, flexibilní a inteligentní měřicí technika pro analogové veličiny a časové údaje. Dále je nezbytné, aby měl přístroj kompaktní konstrukci s přijatelnou hmotností a ovládání bylo realizováno intuitivním rozhraním. Obrázek 1 2 Konstrukce zkušebního zařízení Se svou třífázovou variantou přístroje SVERKER, modelem SVERKER 900 (Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.) vychází firma Megger vstříc tomuto novému trendu a uvádí na trh jednoduše ovladatelný a praktický zkušební přístroj. Zvláště snadné ovládání a osvědčená spolehlivost udělaly z přístroje SVERKER za čtyři desetiletí nejúspěšnější jednofázový zkušební přístroj elektrických ochran, který se tak stal standardem na trhu. Ještě pod značkou Programma se multifunkční koncepce v podobě série SVERKER 700 začala prosazovat jako stále důležitější rys tohoto typu výrobků. Přístroj SVERKER 900 v této osvědčené koncepci nyní pokračuje v třífázové podobě již jako šestá generace. Důležitým aspektem přitom je, že proudové a napěťové zdroje přístroje SVERKER 900 nejsou galvanicky odděleny pouze od země, ale také mezi sebou. To umožňuje kromě nezávislého provozu také paralelní nebo sériové zapojení zdrojů, takže lze jednofázově vytvořit napětí až 900 V a proud 105 A, využitelné např. při primárních zkouškách nebo zkouškách přístrojových transformátorů. Dobré ovladatelnosti a přehlednosti těchto uživatelských možností je dosaženo dalšími vylepšeními. Za prvé, konektory výstupů jsou uspořádány inteligentním způsobem tak, že lze pomocí dodávaných jumperů propojit jen možné kombinace. Tím je téměř nemožné provést chybné zapojení. Dále je pak propojení pro uživatele graficky znázorněno na displeji (Obrázek 2). Jumpery, které nejsou zapotřebí, je možné zaparkovat na zásuvných pozicích ve víku Megger 2/9 2/9

3 Aplikační článek SVERKER 900 Proudové výstupy do série Napěťové ové výstupy do série Proudové výstupy paralelně paraleln Napěťové ové výstupy paralelně paraleln Obrázek 2 3 Obsluha přístroje řístroje Díky možnosti zabudovaného displeje není zapotřebí externího PC. Obsluha probíhá přes es integrovanou dotykovou obrazovku LCD a pomocí otočného otočného voliče. volič Uživatel má k dispozici různé měřicí nástroje. nástroje Po zapnutí zkušebního přístroje řístroje se objeví hlavní nástroj, z kterého lze přímo římo vycházet při p realizaci většiny tšiny zkoušek (Obrázek 3). Zkušební veličiny iny je možné přímo p nastavovat, generovat a měnit ěnit pomocí otočného oto voliče. Zde je rovněž ěž možné provádět provád měření vybavovacích dob. Veličiny Velič z měřicích vstupů jsou zobrazeny na spodním okraji obrazovky, přičemž emž lze přímo př měnit druh zobrazení (velikost, fázový posun, impedance, výkon, frekvence...). Obrázek 3 Všechny jednotlivé zkušební kroky s jejich výsledky se mohou uložit do paměti pam a následně využít na přezkoušení řezkoušení jedním stisknutím tlačítka. tla ítka. Výsledky zkoušky se navíc uloží ve formátu CSV a mohou se tak po přenesení enesení do počítače po pomocí paměťového ového média USB dále zpracovávat. 4 Megger /9 3/9

4 4 Vzorové použití přístroje SVERKER 900 k uvedení do provozu pole vn s nezávislou nadproudovou ochranou 4.1 Zkoušky proudového transformátoru V rámci těchto zkoušek je nutné ověřit údaje z typového štítku stejně jako zapojení vodičů. Následující zkoušky se musí proto provést pro všechna jádra, vinutí a sekundární obvody Převod Nejdříve je nutné zkontrolovat, zda převod transformátoru souhlasí s údajem na typovém štítku resp. s požadovaným nastavením přepínacích propojek. Zde se mohou aplikovat dvě rozdílné metody napájení primárním proudem a měření sekundárního proudu (Obrázek 4) nebo napájení sekundárním napětím a měření primárního napětí (Obrázek 5). Obě metody lze tímto zkušebním zařízením realizovat. Obě tyto zkoušky jsou prováděny ze Sverkeru 900. Obrázek Megger GmbH 4/9

5 Obrázek Magnetizační křivka, Koleno V tomto zkušebním kroku se má především ověřit, že nejsou zaměněna jádra ochranná a pro měření. Uživatel díky Sverkeru přitom disponuje přístrojem pro magnetizaci proudového transformátoru. Změří se magnetizační křivka a automaticky se vyhodnotí mezní napětí v koleně křivky. Obrázek 6 znázorňuje zkušební zapojení tak, jak se také zobrazí na displeji a Obrázek 7 naměřenou charakteristiku s vyhodnocením. Obrázek 6 Potřebujete-li přitom vyšší napětí než 300 V, můžete sériově propojit napěťové výstupy Megger GmbH 5/9

6 Obrázek Burden test (Zátěž) Měření zátěže slouží především ke kontrole správného zapojení sekundárních obvodů. Lze tak zjistit uvolněné svorky, zhoršené elektrické vlastnosti samotných vodičů. K tomu se na sekundární stranu přivede jmenovitý proud a změří se napěťový úbytek ze svorky ležící co nejblíže k transformátoru přes daný obvod (Obrázek 8) tak, aby byla pokud možno zahrnuta kompletní smyčka se všemi svorkami. Obrázek Megger GmbH 6/9

7 Výsledek lze zobrazit přímo ve VA a pak jednoduše porovnat se jmenovitou zátěží. Sekundární obvody se nemají přetěžovat a měřicí obvody zase příliš odlehčit. Kromě toho se může po fázích zkontrolovat shoda naměřených hodnot. 4.2 Sekundární zkoušky Zde se provádí jen klasická zkouška ochran. Zkušební zařízení se připojí třífázově, jak je znázorněno na obrázku s principiálním zapojením (Obrázek 9). U prosté nezávislé časové nadproudové ochrany by to byly jen tři proudové výstupy. Čtvrtý napěťový výstup se může využít k napájení samotné ochrany. K měření doby vybavení a odpadu se odpovídající binární výstupy ochrany připojí na binární vstupy zkušebního přístroje. Obrázek Megger GmbH 7/9

8 4.2.1 Porovnání měřených hodnot Před vlastním měřením ochrany doporučujeme nejdříve provést kontrolu měřených hodnot. K tomu lze jako napájecí veličiny použít např. třífázový proud a třífázové napětí s mírně rozdílnými hodnotami ale symetrickým fázovým posunem a porovnat generované hodnoty s údajem na ochraně (Obrázek 10). Tímto způsobem se dá rychle ověřit správnost zkušebního zapojení a nastavení hodnot přístrojového transformátoru v ochraně. Obrázek 10 Obdobně se také mohou zkontrolovat hlášení a signalizace pro řídící provky Zkouška ochrany Aby se ověřila správnost nastavení, zkoušejí se obvykle hodnoty náběhu a odpadu stejně jako doby vybavení všech stupňů daných ochranných funkcí. Obrázek 11 znázorňuje výsledek zkoušky náběhu se zjištěným přídržným poměrem odpadu nadproudové ochrany, která byla provedena pomocí hlavního nástroje s použitím otočného voliče. Obrázek Megger GmbH 8/9

9 U nadproudové ochrany se může pomocí hlavního nástroje provést také měření doby vybavení. Ochranné funkce, které před nástupem chyby vyžadují nastavení předporuchového stavu (síť bez závad), jako např. podpěťová ochrana, se mohou zkoušet pomocí nástroje předporuchový poruchový stav. Pomocí těchto nástrojů se mohou ochranné funkce, jako je nadproudová, výkonová, směrová, napěťová nebo frekvenční ochrana, jednoduše, spolehlivě a pro uživatele pochopitelným způsobem přezkoušet. Tento přístroj se zaměřuje přesně na tyto jednoduché ochranné funkce. Některé z těchto ochranných funkcí vyžadují třífázové zkoušení nebo se dají jen stěží přezkoušet jednofázovým způsobem, ačkoli zkoušená funkce sama o sobě komplikovaná není Trip se signalizací z vypínače Nakonec se jako poslední testovací akce může provést zkouška se signalizací z výkonového vypínače, aby se ověřila kompletní vypínací schopnost ochrany. Na sekundární straně se navodí porucha, která způsobí vybavení. K aktivování vstupu zkušebního zařízení se místo vypínacího kontaktu ochrany nyní použije signalizační kontakt výkonového vypínače. Alternativně se také mohou použít hlavní kontakty výkonového vypínače bez přítomnosti napětí. 4.3 Primární kontrola Na závěr, když jsou svorky přístrojového transformátoru opět spojeny a zkratovací jumpery vyjmuty, se ještě provede kontrola přivedením primárního proudu do všech přístrojových transformátorů a porovnáním hodnot naměřených na ochraně s hodnotami na Sverkeru. Postačuje-li primární proud k vybavení ochrany, lze tímto způsobem zároveň zkontrolovat odpadnutí vypínače. 5 Závěrečné shrnutí Předchozí vzorový popis typických zkoušek při uvádění do provozu dává představu o možnostech využití těchto multifunkčních zkušebních zařízení. Kombinace proudových a napěťových zdrojů spolu s univerzální měřicí technikou umožňující různé typy testování dělají z přístroje SVERKER 900 univerzální nástroj pro zařízení ve výrobě přenosu i distribuci. Díky jasným a intuitivním zkušebním nástrojům se obsluha koncentruje na to podstatné. Proto je toto zkušební zařízení ceněno jak při vyhledávání chyb při uvádění rozvoden do provozu, tak také kvůli možnosti diagnostiky závad. SVERKER 900 je proto také s oblibou dodatečně nasazován vedle stávající klasické techniky pro sekundární zkoušky Megger GmbH 9/9