Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Autonomiczny zespół przetwarzania danych zintegrowany z nową generacją przetworników prądowo-napięciowych dla urządzeń EAZ Etap II Współautorzy: P. Angielczyk, A. Kalinowski, Z. Kołodziejczyk G. Kowalski, P. Prystupiuk, P. Wlazło, G. Wojtaś. Prowadzący: Grzegorz Kowalski Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA CEL PRACY Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA CELEM II ETAPU PRAC BYŁO: Wytypowanie funkcji realizowanych przez urządzenie EAZ współpracujące z autonomicznym przetwornikiem prądu i napięcia APPN. Wykonanie modelu urządzenia EAZ. Wykonanie poprawionej wersji przetwornika APPN. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA ZAŁOŻENIA GŁÓWNE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA ZINTEGROWANY PRZETWORNIK PRĄDOWY I NAPIĘCIOWY AUTONOMICZNE ZASILANIE PRZETWORNIKA Z MIERZONEGO PRĄDU I NAPIĘCIA URZĄDZENIE ZABEZPIECZAJĄCE ZINTEGROWANE Z KONCENTRATOREM DANYCH KOMUNIKACJA ZA POMOCĄ ŚWIATŁOWODU Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

ZAKRES OBSŁUGIWANYCH NAPIĘĆ: 100 V do 1000 V ZAŁOŻENIA SZCZEGÓŁOWE DLA PRZETWORNIKA POMIAROWEGO Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA ZAKRES OBSŁUGIWANYCH NAPIĘĆ: 100 V do 1000 V ZAKRES PRĄDÓW: 1 A do 1000 A DŁUGOŚĆ POŁĄCZEŃ ŚWIATŁOWODOWYCH: do 10 m Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

WYŚWIETLANIE WYNIKÓW POMIARÓW WYŚWIETLANIE STANU ZABEZPIECZEŃ ZAŁOŻENIA SZCZEGÓŁOWE DLA URZĄDZENIA ZABEZPIECZENIOWEGO Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYŚWIETLANIE WYNIKÓW POMIARÓW WYŚWIETLANIE STANU ZABEZPIECZEŃ KOMUNIKACJA Z SYSTEMEM NADRZĘDNYM WPROWADZANIE NASTAW Z KLAWIATURY ZINTEGROWANY KONCENTRATOR TRÓJPORTOWY Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

REALIZACJA ZABEZPIECZEŃ POD- i NADPRĄDOWYCH ZAŁOŻENIA SZCZEGÓŁOWE DLA URZĄDZENIA ZABEZPIECZENIOWEGO Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA REALIZACJA ZABEZPIECZEŃ POD- i NADPRĄDOWYCH REALIZACJA ZABEZPIECZEŃ POD- i NADNAPIĘCIOWYCH REALIZACJA ZABEZPIECZENIA OD ASYMETRII REALIZACJA ZABEZPIECZEŃ TECHNOLOGICZNYCH Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Efektem pracy są przetworniki do pomiaru prądu i napięcia, wyposażone w autonomiczne układy zasilania oraz współpracujące z nimi urządzenie zabezpieczające, wyposażone w koncentrator danych. System realizuje pomiary prądu i napięcia oraz zestaw zabezpieczeń i funkcje współpracy z systemem nadrzędnym. Uzyskano odseparowanie przetworników pomiarowych od urządzeń decyzyjnych oraz eliminację analogowych zakłóceń na przewodach od przetworników do układów pomiarowych. Rozbudowa koncentratora umożliwia zbudowanie sieci obejmującej np. całą rozdzielnię za pomocą jednego urządzenia EAZ. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Przetwornik APPN Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA ZEWNĘTRZNY ZINTEGROWANY PRZEKŁADNIK PRĄDOWY, ZASILAJĄCO - POMIAROWY WEWNĘTRZNY DZIELNIK DO POMIARU NAPIĘCIA NIEZALEŻNE UKŁADY ZASILANIA Z MIERZONEGO PRĄDU I NAPIĘCIA IZOLOWANE UKŁADY POMIARU PRĄDU I NAPIĘCIA WSPÓLNY UKŁAD MIKROPROCESORA I TRANSMISJI Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Cewka zasilająco - pomiarowa Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Przetwornik APPN Cewka zasilająco - pomiarowa Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Przetwornik APPN Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Przetwornik APPN Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Układ zasilania Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Przetwornik APPN Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Przebiegi w układzie kluczowania prądu Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Przetwornik APPN Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA 300 A 500 A 700 A 700 A po 30 min. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

ZAKRESY ZASILANIA Z NAPIĘCIA ZAKRESY ZASILANIA Z PRĄDU WYNIKI PRACY Przetwornik APPN Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Napięcie nominalne Założony zakres napięć Uzyskany zakres napięć Dynamika zasilania   1 230 Vac 200 – 400 Vac 160 – 400 Vac 1:2,5 2 400 Vac 300 – 600 Vac 230 – 600 Vac 1:2,6 3 750 Vac 500 – 1000 Vac 400 – 1050 Vac ZAKRESY ZASILANIA Z NAPIĘCIA ZAKRESY ZASILANIA Z PRĄDU Prąd pierwotny PRZEKŁADNIK ZASILAJĄCY FSD 500A 500/5 BV10908-1 600:5 7 A BRAK ZASILANIA 4,7 V 15 A 6,3 V 16 – 350 A 6,4 V 350– 700 A ------- Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Moduł pomiarów, obliczeń i transmisji WYNIKI PRACY Przetwornik APPN Moduł pomiarów, obliczeń i transmisji Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Przetwornik APPN Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA TOR POMIARU NAPIĘCIA BŁĄD = 0,8% DLA 100 V BŁĄD < 0,8% DLA 230 V, 400 V i 750 V TOR POMIARU PRĄDU BŁĄD 0,5 A DLA ZAKRESU 50 A – 700 A BŁĄD 0,25 A DLA ZAKRESU 10 A – 50 A BŁĄD 0,1 A DLA ZAKRESU 1 A – 10 A Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Urządzenie EAZ Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA SYSTEM BAZOWY ZREALIZOWANY NA PODSTAWIE URZĄDZENIA MUPASZ 101 ZINTEGROWANY TRÓJWEJŚCIOWY KONCENTRATOR DANYCH POMIAROWYCH OBSŁUGA DO 6 WYJŚĆ ORAZ 8 WEJŚĆ DWUSTANOWYCH WBUDOWANY PORT TRANSMISJI RS485 DO SYSTEMU NADRZĘDNEGO ZASILANIE Z 24 V AC/DC (lub 110-230 V AC/DC) Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Urządzenie EAZ Widok wnętrza urządzenia Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Urządzenie EAZ Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA BAZOWY MODUŁ MIKROPROCESOROWY Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Urządzenie EAZ Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA MODUŁ WEJŚĆ I WYJŚĆ DWUSTANOWYCH Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Urządzenie EAZ Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA MODUŁ TRANSMISJI I ZASILACZA Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Urządzenie EAZ Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA MODUŁ KONCENTRATORA Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Urządzenie EAZ Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Urządzenie EAZ obsługuje następujące zabezpieczenia Zabezpieczenie zwarciowe Zabezpieczenie nadprądowe niezależne Zabezpieczenie nadprądowe zależne Zabezpieczenie podprądowe niezależne Zabezpieczenie od asymetrii Zabezpieczenie nadnapięciowe Zabezpieczenie podnapięciowe Zabezpieczenie technologiczne Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA WYNIKI PRACY Urządzenie EAZ Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W ramach wizualizacji i interfejsu użytkownika można: wyświetlać dane pomiarowe z każdego kanału, przeglądać zapis rejestratora zdarzeń, przeglądać i modyfikować konfigurację urządzenia, wyświetlać stan obsługiwanego pola. W zakresie komunikacji możliwa jest: komunikacja z systemem nadrzędnym, typu ModBus RTU, na łączu RS485, komunikacja z systemem diagnostycznym poprzez łącze USB. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W projekcie pracy statutowej zaplanowano wykonanie następujących prac:  1. Wytypowanie medium transmisyjnego do autonomicznych przetworników prądowych i napięciowych.   Wybrany został światłowód APF (lub POF), 1 mm, ze złączami HFBR-4501 pracujący w simpleksie na odległość do 20 m. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W projekcie pracy statutowej zaplanowano wykonanie następujących prac:  2. Opracowanie struktury danych do komunikacji z przetwornikami.   Transmisja składa się z ramek, każda zawiera nagłówek będący 3 bajtami synchronizacji, obsługiwaną klasę, długość pola danych, adres, dane do 64 rejestrów 16 bitowych i sumę kontrolną. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W projekcie pracy statutowej zaplanowano wykonanie następujących prac:  3. Opracowanie układu autonomicznego przetwornika prądowego.   Opracowany został trzykanałowy układ pomiarowy z 16 bitowymi przetwornikami ADC, współpracujący z cewką Rogowskiego wykonaną w technologii PCB, umożliwiający pomiar w zakresie 1 – 1000 A. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W projekcie pracy statutowej zaplanowano wykonanie następujących prac:  4. Opracowanie układu zasilania autonomicznego przetwornika prądowego.   Opracowany został zasilacz z kluczowanym przekładnikiem prądowym, działający w zakresie prądów wejściowych od 15 do 1000 A i dający napięcie 4,7 -6,7 Vdc/50 mA. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W projekcie pracy statutowej zaplanowano wykonanie następujących prac:  5. Opracowanie układu autonomicznego przetwornika napięciowego.   Opracowany został układ pomiarowy z precyzyjnym dzielnikiem rezystancyjnym 1:1000, 0,1% i 16 bitowym przetwornikiem ADC umożliwiający pomiar w zakresie 100 – 1000 V. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W projekcie pracy statutowej zaplanowano wykonanie następujących prac:  6. Opracowanie układu zasilania autonomicznego przetwornika napięciowego.   Opracowany został zasilacz złożony z wstępnego dzielnika pojemnościowego i transformatora obniżającego napięcie, pracujący w trzech podzakresach z dynamiką ≥2,5 i obejmujący zakres napięć wejściowych od 150 - 1000 V. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W projekcie pracy statutowej zaplanowano wykonanie następujących prac:  7. Opracowanie sterownika polowego – urządzenia zabezpieczającego współpracującego z autonomicznymi przetwornikami napięciowo – prądowymi.   Opracowano na bazie istniejących rozwiązań sterownik polowy wyposażony w trzykanałowy światłowodowy koncentrator danych pomiarowych. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W projekcie pracy statutowej zaplanowano wykonanie następujących prac:  8. Opracowanie interfejsu użytkownika i wytypowanie zestawu i zakresu zabezpieczeń do realizacji przez urządzenie zabezpieczające.   Wytypowano zestaw 7 zabezpieczeń i wykonano niezbędne modyfikacje programowe w zakresie interfejsu użytkownika w celu dopasowania do potrzeb wizualizacji i konfiguracji sterownika. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA W projekcie pracy statutowej zaplanowano wykonanie następujących prac:  9. Badanie urządzenia w warunkach laboratoryjnych.   Wszystkie elementy systemu, czyli urządzenie EAZ, przetworniki polowe APPN i cewki pomiarowo-zasilające CPZ zostały przetestowane w zakresie założonych warunków pracy oraz sprawdzone pod względem współpracy ze sobą. (Badania dotyczące prądów zostały ograniczone do 700 A ze względu na brak wymuszalnika dającego 1000 A) Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA PODSUMOWANIE Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Model autonomicznego przetwornika prądowo-napięciowego wraz ze współpracującym urządzeniem EAZ jest jedną z pierwszych konstrukcji tego typu na świecie i zapewne pierwszą w kraju. Takie rozwiązania wydają się przydatne szczególnie w sieciach typu SmartGrid. ITR jest jednym z czołowych twórców nowych technologii i swobodnie nadąża za światowymi trendami w dziedzinie pomiarów i zabezpieczeń stosowanych w nowoczesnej energetyce. W opracowanym modelu zastosowano nowatorskie technologie i opatentowane rozwiązania, między innymi Pat.206274, Pat.213353 i P.397078. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych

Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Dziękuję za uwagę. Centrum Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych