Устройство проверки средств релейной защиты Нептун-3. Руководство

БПВА.418110.001 РЭ

СОДЕРЖАНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................................... 3
2 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ............................................................................ 3

2.1 Назначение ............................................................................................................................... 3
2.2 Область применения ............................................................................................................... 3

3 ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ФУНКЦИИ ..................................................................................................... 4
4 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ....................................................................................... 4
5 КОМПЛЕКТНОСТЬ ....................................................................................................................... 6
6 УСТРОЙСТВО И РАБОТА ........................................................................................................... 6

6.1 Конструкция ............................................................................................................................ 6
6.2 Органы управления и индикации .......................................................................................... 6
6.3 Основные узлы устройства .................................................................................................. 12
6.4 Принцип действия устройства ............................................................................................. 13

7 УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ ......................................................................................... 17
8 ПОРЯДОК РАБОТЫ .................................................................................................................... 17

8.1 Подготовка устройства к работе .......................................................................................... 17
8.2 Редактировние ....................................................................................................................... 17

8.2.1 Ввод уставок .................................................................................................................. 17
8.2.2 Просмотрт результатов испытаний ............................................................................. 23
8.2.3 Очистка памяти ............................................................................................................. 24
8.2.4 Контроль ......................................................................................................................... 24

8.3 Порядок работы ..................................................................................................................... 25

8.3.1 Регулировка и измерение формируемых величин в режиме 1 .................................. 25
8.3.2 Снятие вольтамперных характеристик трансформаторов тока ................................ 27
8.3.3 Определение напряжения и тока срабатывания, возврата в режиме 1 .................... 28
8.3.4 Измерение временных характеристик в режиме 1 ..................................................... 29
8.3.5 Регулировка и измерение формируемых величин в режиме 2 .................................. 32
8.3.6 Определение частоты срабатывания, возврата в режиме 2 ....................................... 34
8.3.7 Измерение временных характеристик в режиме 2 ..................................................... 35
8.3.8 Регулировка и измерение формируемых величин в режиме3 ................................... 35
8.3.9 Измерение угла максимальной чувствительности в режиме 3 ................................. 37
8.3.10 Измерение временных характеристик в режиме 3 ................................................... 39
8.3.11 Измерение параметров внешних сигналов в режиме 4............................................ 39

9 ОБСЛУЖИВАНИЕ ....................................................................................................................... 40
10 ПОВЕРКА .................................................................................................................................... 42
11 МАРКИРОВАНИЕ, ПЛОМБИРОВАНИЕ,УПАКОВКА ........................................................ 42
12 ТРАНСПОРТИТОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ............................................................................... 42
ПРИЛОЖЕНИЕ А – Значение испытательного напряжения ...................................................... 43
ПРИЛОЖЕНИЕ Б – Структура диалога при редактировании .................................................... 44
ПРИЛОЖЕНИЕ В – Функциональная схема ................................................................................ 45
ПРИЛОЖЕНИЕ Г – Форма представления информации в архиве ............................................. 46

БПВА.418110.001 РЭ

1 Введение
Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для ознакомления с устрой-

ством, принципом работы, техническими характеристиками и правилами эксплуатации
устройства проверки средств релейной защиты «Нептун-3».

НЕ ПРИСТУПАЙТЕ К РАБОТЕ, НЕ ОЗНАКОМИВШИСЬ С НАСТОЯЩИМ

РУКОВОДСТВОМ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ!

Сокращения, используемые в тексте, структурных и принципиальных схемах:
АТ – автотрансформатор;
БП – блок питания;
ВАХ – вольтамперная характеристика;
ВАФ – вольтамперфазометр;
ИПн – измерительный преобразователь напряжения;
ИПт – измерительный преобразователь тока;
ИПt – измерительный преобразователь температуры;
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство;
ТН – трансформатор напряжения;
ТТ – трансформатор тока;
УРЗА – устройство релейной защиты и автоматики.

2 Назначение и область применения

2.1 Назначение
Устройство проверки средств релейной защиты «Нептун-3» (далее – устройство)

предназначено для проверки простых устройств защиты, требующих подачи только тока или
напряжения, а так же для проверки большого круга фазо- и частотозависимых устройств
защиты, таких как реле мощности, реле сопротивления, реле частоты, защит от замыкания на
землю, устройств АЧР и т.д.

2.2 Область применения
Устройство предназначено для применения в местах размещения систем релейной

защиты и автоматики в распределительных сетях, агрегатах, генераторах и двигателях
напряжением 0,4 и 6 – 35 кВ в условиях электростанций, промышленных предприятий и
лабораторий. При исключении попадания на устройство водяных брызг и капель, оно может
использоваться на открытом воздухе.

По условиям эксплуатации устройство удовлетворяют требованиям к группе 4 по

ГОСТ 22261-94 с диапазоном рабочих температур от –10 до +40°C.

БПВА.418110.001 РЭ

3 Выполняемые функции
3.1 Устройство «Нептун-3» обеспечивает:

–  выдачу регулируемого переменного напряжения или тока;
–  выдачу регулируемого постоянного напряжения;
–  выдачу  переменного  однофазного  напряжения  или  тока,  с  регулируемой  частотой  и

возможностью регулировки фазы относительно опорного сигнала;

– измерение и отображение значений формируемых величин;
– определение напряжения (тока) срабатывания (возврата) реле и других устройств пере-

менного и постоянного напряжения (тока);

–  снятие вольтамперных характеристик трансформаторов тока;
–  определение частоты срабатывания и возврата реле частоты;
–  определение  значений  углов  зоны  срабатывания  реле  направления  мощности  и  расчет

угла максимальной чувствительности;

– определение времени срабатывания (возврата) или времени замкнутого состояния вре-

менно-замыкающего контакта, определение разновременность срабатывания контактов;

– организацию измерения временных характеристик в циклическом режиме с накоплением

информации в памяти устройства, вычислением средних значений измеряемых величин
и разброса измеренных значений.

3.2 «Нептун-3» позволяет измерять параметры внешних сигналов: значения пере-

менного тока и напряжения, значение угла сдвига фаз между током и напряжением, частоту
синусоидального сигнала, длительность.

3.3 В процессе работы устройства обеспечивается автоматический контроль работо-

способности основных узлов.

4 Технические характеристики
4.1 Электрическое питание устройства осуществляется от сети переменного тока

напряжением 220 В частотой 50 Гц. Диапазон допустимого напряжения питания от 187 В до
242 В.

4.2 Устройство имеет три независимых канала.
4.2.1 Канал 1 имеет два токовых выхода и выход напряжения.
4.2.1.1 Устройство обеспечивает на выходах канала 1 регулировку и измерение вы-

ходных электрических величин в следующих диапазонах:
Переменное напряжение, В 2,80…290
Переменный ток, А 0,01…100
Постоянное (выпрямленное со сглаживанием) напряжение, В 4,00…410
Постоянный (выпрямленный со сглаживанием) ток, А 0,01…2

4.2.1.2 Предел допускаемой приведенной основной погрешности

измерения переменного и выпрямленного со сглаживанием тока и
напряжения во всех диапазонах при частоте сети 50±0,5 Гц, %

±(1,5 + 3 ед. мл. р.)

4.2.1.3 Предельная выходная мощность канала 1, ВА, не более 500
4.2.2 Канал 2 имеет токовый выход и выход напряжения.
4.2.2.1 Устройство обеспечивает на выходах канала 2 регулировку и измерение вы-

ходных электрических величин в следующих диапазонах:
Переменное напряжение, В 0,1…120
Переменный ток, А 0,02…20

4.2.2.2 Предельная выходная мощность канала 2, ВА, не более 100
4.2.2.3 Диапазон регулировки и измерения частоты выходного сигнала, Гц 40…550
4.2.2.4 Диапазон регулировки и измерения угла сдвига фаз между

БПВА.418110.001 РЭ

сигналом, формируемым каналом 2, и опорным сигналом, эл.град. 0…360

4.2.2.5 Предел допускаемой приведенной основной погрешности

измерения переменного тока и напряжения во всех диапазонах, %

±(1,5 + 3 ед. мл. р.)

4.2.2.6 Абсолютная погрешность измерения угла сдвига фаз

не превышает, эл. град.

±2

4.2.2.7 Абсолютная погрешность измерения частоты в диапазоне

от 40 до 60 Гц не превышает, Гц 0,02

4.2.3 Устройство обеспечивает на выходе канала 3 регулировку и измерение пере-

менного напряжения.

4.2.3.1 Диапазон регулировки и измерения выходного напряжения, В 0,1…65
4.2.3.2 Предельная выходная мощность канала 3, ВА, не более 30
4.2.3.3 Диапазон регулировки и измерения частоты выходного сигнала, Гц 40…550
4.2.3.4 Диапазон регулировки и измерения угла сдвига фаз между сигналами,

формируемыми каналами 2 и 3, эл. град. 0…360

4.2.3.5 Предел допускаемой приведенной основной погрешности

измерения переменного напряжения во всех диапазонах, %

±(1,5 + 3 ед. мл. р.)

4.2.3.6 Абсолютная погрешность измерения угла сдвига фаз

не превышает, эл.град.

±2

4.2.3.7 Абсолютная погрешность измерения частоты в диапазоне

от 40 до 60 Гц не превышает, Гц 0,02

4.3. Диапазоны измерения времени срабатывания и возврата

проверяемой защиты, с 0,001…9,999

10,00…99,99

4.3.1 Предел допускаемой относительной погрешности

измерения времени во всех диапазонах, %

±(1 + 3 ед. мл. р.)

4.4 Устройство обеспечивает измерение внешних электрических величин, подавае-

мых на входы «Внешние сигналы».

4.4.1 Диапазоны измерения внешних электрических величин:

Переменное напряжение, В 0,01…600
Переменный ток, А 0,001…10
Частота синусоидального сигнала, Гц 40…60
Угол сдвига фаз между током и напряжением, эл. град. 0…360
Длительность, с 0,001…99,99

4.4.2 Предел допускаемой приведенной основной погрешности

измерения переменного и выпрямленного со сглаживанием тока и
напряжения во всех диапазонах, %

±(1,5 + 3 ед. мл. р.)

4.4.3 Абсолютная погрешность измерения угла сдвига фаз

не превышает, эл.град.

±2

4.4.4 Абсолютная погрешность измерения частоты в диапазоне

от 40 до 60 Гц не превышает, Гц 0,02

4.5 Максимальная потребляемая устройством мощность

по цепям питания не превышает, ВА 900

4.6 Габаритные размеры корпуса устройства, мм, не более 400

×320×230

4.7 Масса, кг, не более 28
4.8 Наработка на отказ, час, не менее 10000
4.9 Средний срок службы, лет, не менее 10
4.10 Электрическое сопротивление изоляции между гальванически

БПВА.418110.001 РЭ

развязанными цепями и корпусом, МОм, не менее 20

4.11 Изоляция между входными, выходными цепями и корпусом при нормальных

климатических условиях выдерживает без пробоя и поверхностного перекрытия в течение 1
минуты испытательное напряжение переменного тока частотой (50

±1) Гц, значение которого

для различных цепей указано в приложении А.

5 Комплектность
5.1 Комплект поставки устройства «Нептун-3» представлен в табл. 1.

Т а б л и ц а 1 – Комплект поставки устройства «Нептун-3»

Наименование

Количество

1. Устройство проверки средств релейной защиты «Нептун-3»
2. Кабель сетевой
3. Кабель соединительный однопроводный
4. Кабель соединительный двухпроводный

5. Руководство по эксплуатации
6. Паспорт

1 шт.
1 шт.
8 шт.
2 шт.
1 шт.
1 шт.

6 Устройство и работа

6.1 Конструкция
Устройство «Нептун-3» представляет собой переносное испытательное устройство.
Устройство «Нептун-3» выполнено в виде блока со съемной крышкой, закрывающей

на время транспортировки и хранения органы управления и элементы индикации.

Рабочим положением является как вертикальное, так и горизонтальное положение

устройства.

Устройство является многофункциональным, восстанавливаемым изделием и по но-

менклатуре показателей надежности относится к группе

ΙΙ вида Ι согласно

ГОСТ 27.003-83.

6.2 Органы управления и индикации
6.2.1 К органам управления устройства относятся набор переключателей и клавиату-

ра (рис. 1). Переключатели и кнопки клавиатуры разбиты на группы для управления работой
всего устройства, а также работой отдельных каналов.

6.2.2 К группе элементов управления работой всего устройства относятся: выключа-

тель «Питание», тумблеры, определяющие информацию, отображаемую на дисплее, кнопки
редактирования и выбора канала.

6.2.2.1 Клавишный выключатель «Питание» служит для подачи на устройство пита-

ющего напряжения. Напряжение подано при клавише, утопленной со стороны «I».

6.2.2.2 Тумблер «Фиксация результата» служит для разрешения фиксации на инди-

каторе значений напряжения (тока) срабатывания и возврата УРЗА при изменении состояния
на входе «Запуск таймера». Для отображения изменяющихся текущих значений тока и
напряжения необходимо повторно нажать на клавиатуре кнопку «Пуск» (см. п. 6.2.3.5).

6.2.2.3 Тумблер «Iвнешн./I1» служит для выбора тока, значения которого будут

отображаться на индикаторе при работе устройства в режиме 1:

– положение «Iвнешн.» – на индикатор выводится значение тока, подаваемого на клем-

мы «

∼Iвнешн.»;

– положение «I1» – на индикатор выводится значение тока, формируемого на выходе

канала 1;

БПВА.418110.001 РЭ

Рисунок 1 – Панель управления устройства «Нептун-3»

6.2.2.4 Тумблер «Uвнешн./U1» служит для выбора напряжения, значения которого

будут отображаться на индикаторе при работе устройства в режиме 1:

– положение «Uвнешн.» – на индикатор выводится значение напряжения, подаваемого

на клеммы «

∼Uвнешн.»;

– положение «U1» – на индикатор выводится значение напряжения, формируемого на

выбранном выходе канала 1;

6.2.2.5 Кнопка «Выбор канала» служит для выбора рабочего канала. Последователь-

ными нажатиями на данную кнопку выбирается либо канал 1, либо канал 2, либо оба канала
1 и 2, либо внешние сигналы. Выбор канала подтверждается включением соответствующего
светодиода.

Формирование и регулировка выходных электрических величин осуществляется

только на выходе выбранного канала.

6.2.2.6 Кнопки «Ввод», «

←», «→», «Выход» – кнопки редактирования:

– кнопка «Ввод» осуществляет переход на нижестоящий уровень диалога или подтвер-

ждает выбранное действие;

– кнопками «

←», «→» осуществляется циклический перебор параметров в пределах од-

ного уровня;

– кнопка «Выход» переводит устройство на вышестоящий уровень диалога.

Структура диалога при редактировании показана в приложении Б.
6.2.3 К группе элементов управления работой канала 1 относятся: переключатель

«Выход», тумблеры «Ток», «Фильтр», регулятор «Регулировка напряжения, тока» и кнопки

БПВА.418110.001 РЭ

управления состоянием канала – «Стоп», «Пуск», «Пуск. Измерение времени», «Стоп. Изме-
рение времени». На передней панели устройства указанные элементы управления располо-
жены в зоне канала 1.

6.2.3.1 Переключатель «Выход» служит для выбора формируемой устройством элек-

трической величины, значения которой будут отображаться на индикаторе, а также указыва-
ет, к каким клеммам должна подключаться нагрузка:

– положение «

∼100 А» – формирование на выходе устройства переменного тока, регули-

руемого от 0 до 100 А. Нагрузка должна подключаться между клеммами «100 А» и
«0»;

– положение «

∼10 А» – формирование на выходе устройства переменного тока, регули-

руемого от 0 до 10 А. Нагрузка должна подключаться между клеммами «10 А» и «0»;

– положение «

∼300 В» – формирование на выходе устройства переменного напряжения,

регулируемого от 0 до 300 В. Нагрузка должна подключаться между клеммами
«

≅U1 = 0…300 В»;

– положение «= 80 В» – формирование на выходе устройства постоянного напряжения,

регулируемого от 0 до 80 В. Нагрузка должна подключаться между клеммами
«

≅U1 = 0…300 В» с учетом полярности;

– положение «= 250 В» – формирование на выходе устройства постоянного напряжения,

регулируемого от 0 до 250 В. Нагрузка должна подключаться между клеммами
«

≅U1 = 0…300 В» с учетом полярности;

Ток и напряжение измеряются на выбранном выходе.
6.2.3.2 Тумблер «Фильтр» включает сглаживающий фильтр в цепь формирования

напряжения. Используется только при формировании выпрямленного напряжения (переклю-
чатель «Выход» в положении « = 80 В» или положении « = 250 В»).

6.2.3.3 Тумблер «Ток» изменяет фазу формируемой электрической величины на

180

°.

6.2.3.4 «Регулировка напряжения, тока» – ручка плавной регулировки выходного

напряжения.

6.2.3.5 Невыбранный канал всегда находится в состоянии «Стоп». Канал, выбранный

с  помощью  кнопки  «Выбор  канала»,  может  находиться  в  следующих  состояниях:  останов,
пуск,  пуск  с  измерением  времени  срабатывания,  останов  с  измерением  времени  возврата.
Состояние,  в  котором  находится  устройство,  указывается  горящим  светодиодом,  располо-
женным возле соответствующей кнопки.

Кнопка «Стоп» переводит канал 1 в состояние останова. В данном состоянии выход-

ные клеммы канала 1 отсоединяются от формирователя, о чем свидетельствуют нулевые
значения тока и напряжения на индикаторе. Вращение ручки «Регулировка напряжения,
тока» не изменяет значения формируемых величин.

По нажатию кнопки «Пуск» на выходные клеммы канала 1 подается напряжение,

значение которого регулируется с помощью ручки «Регулировка напряжения, тока».

Кнопка «Пуск» сбрасывает зафиксированные на индикаторе значения и разрешает

отображение текущих значений тока и напряжения при включенной функции фиксации
результатов (см. п. 6.2.2.2).

Кнопка «Пуск. Измерение времени» выполняет те же действия, что и кнопка «Пуск».

Одновременно с подачей напряжения на выходные клеммы запускается отсчет времени
срабатывания и длительности замкнутого состояния временно-замыкающего контакта. В
процессе измерения времени светодиод, расположенный в зоне кнопки, мигает, по заверше-
нию измерения времени – горит равномерно.

Кнопка «Стоп. Измерение времени» снимается напряжение с выходных клемм кана-

ла 1 и запускает отсчет времени возврата. В процессе измерения времени светодиод, распо-
ложенный в зоне кнопки мигает, по завершению измерения времени – горит равномерно.

БПВА.418110.001 РЭ

В состояния «Пуск» и «Пуск. Измерение времени» устройство может перейти из со-

стояний «Стоп» и «Стоп. Измерение времени».

В состояние «Стоп. Измерение времени» устройство может перейти из состояний

«Пуск» и «Пуск. Измерение времени».

В состояние «Стоп» устройство может перейти из любого состояния.
6.2.3.6 Клеммы «

∼I1 = 0…100 А» предназначены для подключения токовых обмоток

проверяемого устройства защиты. Клеммы «

≅U1 = 0…300 В» предназначены для подключе-

ния обмоток напряжения проверяемого устройства защиты. Напряжение на выходные клем-
мы подается только при переводе канала 1 в состояние «Пуск» или «Пуск с измерением
времени».

6.2.3.7 Гнезда «Rвнешн.» позволяют включить в первичную цепь силового транс-

форматора канала 1 дополнительное внешнее сопротивление. Предварительно необходимо
снять перемычку между гнездами.

6.2.4 К группе элементов управления работой канала 2 относятся: переключатели

«Выход», «Опорный сигнал», тумблер «f/

ϕ» и кнопки управления. На передней панели

устройства указанные элементы управления расположены в зоне канала 2.

6.2.4.1 Переключатель «Выход» служит для выбора формируемой устройством элек-

трической величины, значение которой будут отображаться на индикаторе, а также указыва-
ет, к каким клеммам должна подключаться нагрузка:

– положение «

∼120 В» – формирование на выходе канала 2 переменного напряжения,

регулируемого от 0 до 120 В. Нагрузка должна подключаться между клеммами
«120 В» и «0»;

– положение «

∼5 В» – формирование на выходе устройства переменного напряжения,

регулируемого от 0 до 5 В. Нагрузка должна подключаться между клеммами «5 В»
(«20 А») и «0»;

– положение «

∼20 А» – формирование на выходе устройства переменного тока, регули-

руемого от 0 до 20 А. Нагрузка должна подключаться между клеммами «20 А» («5 В»)
и «0».

Ток и напряжение измеряются только на выбранном выходе.
6.2.4.2 С помощью переключателя «Опорный сигнал» выбирается вторая электриче-

ская  величина,  значение  которой  отображается  на  индикаторе.  При  измерении  угла  сдвига
фаз  он  измеряется  между  электрической  величиной,  формируемой  каналом 2 (выбираемой
переключателем  «Выход»)  и  величиной,  выбираемой  переключателем  «Опорный  сигнал»
т.е.:

– положение «Канал 1/I2» – при выборе только канала 2 (см. п. 6.2.2.5) угол измеряется,

но не регулируется, между током и напряжением канала 2; при выборе каналов 1 и 2
угол измеряется и регулируется между электрической величины, формируемой на вы-
ходе канала 1 и электрической величиной, формируемой на выходе канала 2;

– положение «Iвнешн.» – угол измеряется и регулируется между током, подаваемым на

клеммы «Iвнеш.», и электрической величиной, формируемой на выходе канала 2;

– положение «Uвнешн.» – угол измеряется и регулируется между напряжением, подава-

емым на клеммы «Uвнеш.», и электрической величиной, формируемой на выходе ка-
нала 2;

– положение «U3» – угол измеряется и регулируется между напряжением, формируе-

мым на выходе канала 3, и электрической величиной, формируемой на выходе кана-
ла 2.

6.2.4.3 Тумблер «f/

ϕ» разрешает регулировку либо частоты сигналов на выходе ка-

нала 2 и 3, либо угла сдвига фаз.

6.2.4.4 Кнопки управления каналом 2 разбиты на три группы:
– кнопки, определяющие состояние канала;
– кнопки выбора регулируемого параметра;

БПВА.418110.001 РЭ

– кнопки регулировки выбранного параметра.
На клавиатуре, в поле каждой кнопки первой группы, установлен красный светоди-

од, загорание которого подтверждает выбор соответствующего состояния.

6.2.4.5 Кнопка «Стоп» снимает напряжение с выходных клемм канала. Регулировка

запрещена.

6.2.4.6 Кнопка «Норм.» переводит канал в состояние формирования «нормальных»

электрических величин. Разрешена регулировка параметров.

6.2.4.7 Кнопка «Авар.» переводит канал в состояние формирования «аварийных»

электрических величин. Разрешена регулировка параметров.

6.2.4.8 Кнопка «Авт.» переводит блок в состояние автоматического изменения вы-

ходного сигнала от значения, заданного для состояния «Норм.», до значения, заданного для
состояния «Авар.» или наоборот. Время изменения выходного сигнала задается с помощью
кнопки «Длит.» (см. п. 6.2.4.13).

6.2.4.9 Кнопка «Пуск от канала 1» переводит устройство в состояние управления от

канала 1. В данном состоянии по нажатию на клавиатуре канала 1 кнопок «Пуск» или «Пуск.
Измерение времени» канал 2 переводится из «нормального» состояния в «аварийное». По
нажатию на клавиатуре канала 1 кнопок «Стоп» или «Стоп. Измерение времени» канал 2
переводится из «аварийного» состояния в «нормальное».

6.2.4.10 Кнопка «U/I» разрешает регулировку выходного напряжение (тока). Кнопка

активна в состоянии формирования «нормального» или «аварийного» напряжения. По нажа-
тию кнопки на индикаторе мигает надпись U (I). Окончание регулировки по нажатию кнопки
«Ввод».

6.2.4.11 Кнопка «f/

ϕ» разрешает регулировку фазы или частоты в зависимости от по-

ложения переключателя «f/

ϕ» (см. п. 6.2.4.3). Процедура регулировки аналогична описанной

в п. 6.2.4.10.

6.2.4.12 Кнопка «t» разрешает ввод значения выдержки на срабатывание реле, кон-

такты которого выведены на клеммы «Выходы реле». Задается выдержка на срабатывание
реле с момента перехода канала 2 из нормального состояния в аварийное.

При вводе требуемого значения целая часть числа изменяется нажатием кнопок «

↓»

и «

↑» грубой регулировки, дробная часть числа – нажатием кнопок «↓» и «↑» точной регу-

лировки.

6.2.4.13 Кнопка «Длит.» разрешает ввод длительности автоматической регулировки

выбранного параметра (см. п. 6.2.4.8).

6.2.4.14 Кнопка «Ввод» служит для ввода набранного значения параметра в память

устройства;

6.2.4.15 По кнопке «Сброс» для нормального и аварийного состояния задаются

начальные значения параметров, а именно:

– частота выходных сигналов каналов 2 и 3 равна 50 Гц;
– выходное напряжение канала 2 обнуляется;
– выходное напряжение канала 3 равно 57,8 В;
– угол между напряжениями каналов 2 и 3 равен 90

°;

– выдержка на срабатывание выходного реле (t) обнуляется;
– длительность плавного изменения параметров выходного сигнала (

τ) обнуляется

6.2.4.16 Кнопки «

↑ грубо», «↓ грубо», «↑ точно», «↓ точно» позволяют осуществлять

грубую или точную регулировку выбранного параметра.

Кнопки грубой регулировки изменяют значение U, I и

ϕ при регулировке с шагом

равным примерно 10% от максимального значения, а значения f – с шагом 50 Гц. При нажа-
тии и удержании кнопок регулировки происходит ускоренное изменение значения регулиру-
емой величины.

БПВА.418110.001 РЭ

Если в процессе ускоренной регулировки изменилось состояние входа «Запуск тай-

мера», то ускоренная регулировка прекращается, значение регулируемого параметра фикси-
руется на индикаторе. Возобновление регулировки осуществляется по повторному нажатию
любой из кнопок «

↑», «↓».

6.2.4.17 Клеммы «

∼U2 = 0…12 В/I2 = 0…20 А» предназначены для подключения то-

ковых обмоток или обмоток напряжения проверяемого устройства защиты. Напряжение на
выходные клеммы подается только при переводе канала 2 в «нормальное» или «аварийное»
состояние.

6.2.4.18 Клеммы «

∼U3 = 0…65 В» предназначены для подачи напряжения подпитки

на проверяемое устройство защиты. Напряжение на выходные клеммы подается всегда,
когда выбран канал 2. Отключить напряжение можно с помощью выключателя канала 3.

6.2.4.19 На гнезда «Выходы реле» выведены контакты реле, срабатывающего при

переходе канала 2 в состояние формирования «аварийного» напряжения.

6.2.5 В зоне «Внешние сигналы» размещаются клеммы, гнезда и светодиоды инди-

кации.

6.2.5.1 На клеммы «

∼Uвнеш = 0…600 В» подается внешнее напряжение при исполь-

зовании устройства в качестве вольтметра или ВАФ.

6.2.5.2 На клеммы «

∼Iвнеш = 0…10 А» подается внешний ток при использовании

устройства в качестве амперметра или ВАФ.

6.2.5.3 К гнездам «Запуск таймера» и «Останов таймера» подключаются контакты

проверяемого устройства защиты.

Вход «Запуск таймера» используется при определении напряжения, тока, времени

срабатывания и возврата проверяемой защиты.

Вход «Останов таймера» используется при определении времени срабатывания и

возврата проверяемой защиты, а так же для дистанционного перевода канала 1 в состояние
«Стоп».

Вход «Внешний пуск» используется для дистанционного запуска процесса измере-

ния времени срабатывания и возврата.

6.2.6 Через разъем «Питание» с помощью кабеля, входящего в комплект поставки,

устройство подключается к питающей сети.

Предохранитель «Пр. 5 А» установлен в цепи питания устройства от сети перемен-

ного тока напряжением 220 В.

Предохранитель «Пр. 10 А» установлен в цепи внешнего тока.
Клемма «Земля» служит для подключения устройства к контуру заземления.
6.2.7 К элементам индикации устройства относятся: двухстрочный двадцатиразряд-

ный жидкокристаллический индикатор, светодиоды разрешения каналов, светодиоды состо-
яния канала 1, светодиоды состояния канала 2, светодиоды внешних сигналов.

6.2.7.1 На жидкокристаллическом индикаторе отображаются значения формируемых

или подаваемых на входные клеммы электрических величин.

На индикатор выводятся значения электрических величин в следующих единицах

измерения (единицы измерения на индикаторе не отображаются):

– напряжение – в вольтах;
– ток – в амперах;
– угол сдвига фаз – в эл.град;
– частота – в герцах;
– время – в секундах;
– сопротивление – в омах.
– мощность – в вольт-амперах или в ваттах.
6.2.7.2 Горящие светодиоды разрешения каналов указывают, работа с какими кана-

лами разрешена.

БПВА.418110.001 РЭ

6.2.7.3 Горящие светодиоды состояния каналов 1 и 2 определяют состояние, в кото-

ром в данный момент находятся соответствующие каналы.

6.2.7.4 Светодиоды внешних сигналов отображают состояние входов («Контакт»),

тип запуска таймера («Внутренний») и тип управляющего внешнего сигнала.

Горящий светодиод «Контакт» указывает, что на соответствующий вход подано

напряжение или вход замкнут.

Светодиоды «Внутренний» указывают тип запуска таймера. Если светодиод горит,

то запрограммирован внутренний запуск таймера. В этом случае, отсчет времени срабатыва-
ния начинается с момента подачи напряжения на выходные клеммы канала 1 или с момента
перехода канала 2 из нормального состояния в аварийное. Окончание отсчета – при обнару-
жении запрограммированного типа сигнала на входах «Запуск таймера» или «Останов тай-
мера». Время возврата измеряется с момента снятия напряжения с выхода канала 1 или с
момента перехода канала 2 из аварийного состояния в нормальное до появления запрограм-
мированного типа сигнала на входах «Запуск таймера» или «Останов таймера».

Если запрограммирован внешний запуск таймера (светодиоды «Внутренний» не го-

рят), то время измеряется с момента появления запрограммированного сигнала на входе
«Запуск таймера» до момента появления запрограммированного сигнала на входе «Останов
таймера».

Запрограммированный тип управляющих внешних сигналов отображается с помо-

щью горящих светодиодов, расположенных возле соответствующего входа. Расшифровка
обозначений типов сигналов приведена в таблице 2.

Подача напряжения

Снятие напряжени

Замыкание контакта

Размыкание контакта

Программируемый тип управляющего сигнала

Обозначение

Т а б л и ц а 2 Расшифровка обозначений входных сигналов

Внимание! В данной версии устройства не реализована возможность управле-
ния таймером при помощи подачи или снятия напряжения на входы «Запуск
таймера», «Останов таймера» и «Внешний пуск». Управление осуществляется

только «сухими» контактами проверяемого устройства. Подача напряжения на ука-
занные входы может привести к выходу устройства из строя.

6.3 Основные узлы
Устройство состоит из следующих основных узлов.

–  силовая часть;
–  измерительная схема;
–  схема управления.

Функциональная схема устройства «Нептун-3» приведена в приложении В.
6.3.1 Силовая часть включает в себя:

–  силовой трансформатор Т4, формирующий выходные напряжения канала 1;
–  автотрансформатор Т3 плавной регулировки выходного напряжения канала 1;
–  реле К1, К4 и магнитный пускатель КМ, коммутирующие выходные цепи канала 1;
–  реле К2, отключающее питание каналов 2 и 3;
–  трансформаторы Т1, Т2 формирования независимого питания входов «Запуск таймера»,

«Останов таймера» и «Внешний пуск»;

БПВА.418110.001 РЭ

– выпрямительный мост VD1 и сглаживающий фильтр С, R в цепи формирования посто-

янного (выпрямленного со сглаживанием) напряжения;

–  силовой трансформатор ТР5, формирующий выходные напряжения канала 2;
–  силовой трансформатор ТР6, формирующий выходное напряжение канала 3;
–  двухканальный усилитель мощности;
–  блок питания схемы управления (БП1);
–  блок питания усилителя мощности и измерительной схемы (БП2);
–  клавишный выключатель «Питание» (S1);
–  тумблер «Ток» (S2);
–  тумблер «Фильтр» (S3);
–  переключатель «Выход» канала 1 (S4);
–  переключатель «Выход» канала 2 (S5);
–  переключатель «Опорный сигнал» (S6).

6.3.2 Измерительная схема включает в себя:

–  измерительный преобразователь напряжения в канале 1 на 300 В (ИПн 1);
–  измерительный преобразователь напряжения в канале 2 на 120 В (ИПн 2);
–  измерительный преобразователь внешнего напряжения 600 В (ИПн 3);
–  измерительный преобразователь тока в канале 1 на 100 А (ИПт 1);
–  измерительный преобразователь тока в канале 1 на 10 А (ИПт 2);
–  измерительный преобразователь тока в канале 2 на 20 А (ИПт 3);
–  измерительный преобразователь внешнего тока 10 А (ИПт 4);
–  измерительный преобразователь температуры трансформатора Т3 (ИПt 1);
–  измерительный преобразователь температуры выходных транзисторов канала 2 (ИПt 2);
–  измерительный преобразователь температуры выходных транзисторов канала 3 (ИПt 3);
–  схему усиления аналоговых сигналов, поступающих с измерительных преобразователей.

6.3.3 Схема управления состоит из:

–  контроллера, выполненного на базе 32-х разрядного микропроцессора;
–  устройства формирования синусоидального сигнала;
–  устройства обработки внешних сигналов;
–  усилителей аналоговых сигналов;
–  устройства индикации, включающего жидкокристаллический индикатор;
–  клавиатуры.

6.4 Принцип действия устройства
6.4.1 При включении питания устройства с помощью выключателя S1 «Питание»

схема управления проводит начальное тестирование и, если неисправностей не обнаружено,
разрешает регулировку напряжения на выходе тех каналов, которые были разрешены на
момент выключения устройства. Все каналы находятся в состоянии останова (горят светоди-
оды «Стоп»), т.е. на выходах всех источников напряжение отсутствует.

6.4.2 Устройство «Нептун-3» содержит три независимых источника, выходы кото-

рых гальванически развязаны от питающей сети.

6.4.3 Источник канала 1 имеет три выхода: два токовых («

∼I = 0…100 А») и один

выход напряжения («

≅U = 0…300 В»). Выбор выхода осуществляется с помощью переклю-

чателя S4 «Выход». При выборе выхода «

∼100 А» нагрузка должна подключаться между

клеммами «100 А» и «0». При выборе выхода «

∼10 А» нагрузка должна подключаться между

клеммами «10 А» и «0». При выборе выходов «

∼300 В», «=80 В», «=25В» нагрузка должна

подключаться между клеммами «

≅U = 0…300 В». На индикаторе отображаются текущие

значения тока и напряжения на выбранном выходе.

6.4.3.1 Регулировка напряжения на выходе канала осуществляется с помощью авто-

трансформатора Т3 «Регулировка напряжения, тока» при переводе канала в состояние пуска
по нажатию кнопки «Пуск».

БПВА.418110.001 РЭ

6.4.3.2 Если переключатель «Выход» установлен в положение «

∼100 А», то при пе-

реводе канала в состояние пуска срабатывает реле К1 и напряжение с выхода силового
трансформатора Т4 подается на клеммы «100 А» и «0» токового выхода «

∼I = 0…100 А».

Остальные выходы канала остаются без напряжения, т.к. не включено реле К4 и магнитный
пускатель КМ1. Выходной ток измеряется с помощью измерительного преобразователя
ИПт 1 в диапазоне от 0 до100 А.

6.4.3.3 Если переключатель «Выход» установлен в любое положение кроме

∼100 А», то при переходе канала в состояние пуска включаются реле К1, реле К4 и магнит-

ный пускатель.

Внимание! При установке переключателя «Выход» в положение «

∼

10 А» в со-

стоянии пуска кроме напряжения между клеммами «10 А» и «0», значение ко-
торого отображается на индикаторе, присутствует напряжение между

клеммами «100 А» и «0» (не более 10 В). А при установке переключателя «Выход» в по-
ложения «

∼

300 В», «=80 В» и «=250 В» в состоянии пуска кроме напряжения на клеммах

≅

U = 0…300 В», значение которого отображается на индикаторе, присутствует

напряжение между клеммами «100 А» и «0» не более 10 В и напряжение между клемма-
ми «10 А» и «0» (не более 50 В).

При проведении испытаний необходимо отсоединить проводники от клемм не-

используемых выходов.

При установке переключателя «Выход» в положение «

∼10 А» выходной ток измеря-

ется с помощью измерительного преобразователя ИПт 2 в диапазоне от 0 до 11 А.

При установке переключателя «Выход» в положения «

∼

300 В», «=80 В» и «=250 В»

выходной ток измеряется с помощью измерительного преобразователя ИПт 2 в диапазоне от
0 до 2,1 А.

6.4.3.4 При установке переключателя «Выбор» в положение «= 80 В» или «= 250 В»

напряжение с выходных обмоток трансформатора Т4 подается на клеммы «

≅U = 0…300 В»

через выпрямитель VD1. Выключатель S3 подключает RC-фильтр на выходе выпрямителя.

Коэффициент пульсаций выпрямленных напряжения и тока при максимальной

нагрузке не превышает 4 %.

6.4.3.5 Гнезда «Rвнешн.» позволяют включить в первичную цепь силового транс-

форматора Т4 внешнее балластное сопротивление. При отсутствии внешнего сопротивления
в гнезда должна быть установлена штатная перемычка.

6.4.3.6 Канал 1 рассчитан на кратковременную работу при максимальной нагрузке.

Максимальные значения выходных электрических величин канала 1 указаны в таблице 3.
Т а б л и ц а 3 – Время непрерывной работы канала 1 при максимальной нагрузке

Выход

напряжение

холостого хода,

напряжение при

макс. нагрузке,

максималь-

ный ток,

время работы при

макс. нагрузке,

минут

«10 А» 55 47 10

30,

не более

«100 А» 10 3,5 100

не более

«300 В» переменное 290

250

2 60,

не более

«300» постоянное 410

250

2 60,

не более

6.4.4 Источник канала 2 имеет два выхода: токовый и выход напряжения. Выбор вы-

хода осуществляется с помощью переключателя S5 «Выход». При выборе выхода «

∼20 А»

нагрузка должна подключаться между клеммами «20 А» и «0». На индикаторе отображаются
текущие значения тока. При выборе выхода «

∼120 В» нагрузка должна подключаться между

клеммами «120 В» и «0». На индикаторе отображаются текущие значения напряжения. При
выборе выхода «

∼5 В» нагрузка должна подключаться между клеммами «∼20 А» и «0». На

индикаторе отображаются текущие значения напряжения. Данное положение переключателя

БПВА.418110.001 РЭ

используется для плавной регулировки малых значений напряжения при работе на низкоом-
ную нагрузку.

Внимание! При формировании на выходе канала 2 переменного напряжения,
регулируемого от 0 А до 120 В, между клеммами «20 А» и «0» присутствует
переменное напряжение (не более 5 В).

При проведении испытаний необходимо отсоединить проводники от

клемм неиспользуемых выходов.

При установке переключателя «Выход» в положение «

∼120 В» выходной ток изме-

ряется с помощью измерительного преобразователя ИПт 3 в диапазоне от 0 до 1,1 А.

При установке переключателя «Выход» в положения «

∼5 В» или «∼20 А» выходной

ток измеряется с помощью измерительного преобразователя ИПт 3 в диапазоне от 0 до 20 А.

6.4.4.1 Схема управления формирует синусоидальный сигнал, который усиливается

усилителем мощности и через трансформатор Т5 подается на выходные клеммы. Электрон-
ное формирование сигнала позволяет получить на выходе канала 2 синусоидальные сигналы
правильной формы, регулируемые по частоте и углу сдвига фаз относительно опорного
сигнала.

6.4.4.2 Питание усилителя мощности осуществляется от бестрансформаторного бло-

ка питания БП2, который также обеспечивает питание измерительной схемы устройства.

6.4.4.3 С помощью реле К2 БП2 отключается от питающей сети при обнаружении

перегрузки в канале 2.

6.4.4.4 Регулировка напряжения, частоты и угла сдвига фаз осуществляется с помо-

щью кнопок грубой и точной регулировки клавиатуры устройства при переводе канала 2 в
«нормальное» или «аварийное» состояние.

6.4.4.5 Канал 2 рассчитан на кратковременную работу при максимальной нагрузке.

Максимальные значения выходных электрических величин канала 2 указаны в таблице 4.
Т а б л и ц а 4 – Время непрерывной работы канала 2 при максимальной нагрузке

Выход

Напряжение

холостого хода,

напряжение при

макс. нагрузке,

максималь-

ный ток,

время работы при

макс. нагрузке,

минут

«20 А» 5,5 4,2 20

15,

не более

«120 В» 120 100 0,8

20,

не более

6.4.5 Напряжение на выходе канала 3 формируется электронным способом, анало-

гично напряжению на выходе канала 2, т.е схема управления формирует синусоидальный
сигнал, который через усилитель мощности канала 3 и трансформатор Т6 подается на клем-
мы «

∼U3 = 0…65 В». Питание усилителя мощности канала 3 осуществляется от БП2.

6.4.5.1 Канал 3 может находиться в состоянии останова и в состоянии формирования

«нормального» или «аварийного» напряжения. Переход из одного состояния в другое проис-
ходит при управлении каналом 2, т.е. при переходе канала 2 в останов, в нормальное или в
аварийное состояние канал 3 переходит в те же состояния.

Частота сигнала, формируемого каналом 3, всегда равна частоте сигналов, формиру-

емых каналом 2, и синхронно изменяется при регулировке частот сигналов канала 2.

6.4.5.2 Напряжение канала 3 может независимо регулироваться по амплитуде, а так-

же по фазе относительно сигналов, формируемых каналом 2. Регулировка осуществляется с
помощью кнопом грубой и точной регулировки в нормальном и аварийном состоянии при
установке переключателя «Опорный сигнал» в положение «U3».

6.4.5.3 В нормальном и аварийном состоянии напряжение, подаваемое на выходные

клеммы канала 3, может быть отключено с помощью выключателя, расположенного в зоне
канала 3.

6.4.5.4 Канал 3 используется для формирования напряжения подпитки при проверке

сложных защит.

БПВА.418110.001 РЭ

6.4.5.5 Канал 3 рассчитан на кратковременную работу при максимальной нагрузке.

Максимальные значения выходных электрических величин канала 3 указаны в таблице 5.
Т а б л и ц а 5 – Время непрерывной работы канала 3 при максимальной нагрузке

Выход

Напряжение

холостого хода,

напряжение при

макс. нагрузке,

максималь-

ный ток,

время работы при

макс. нагрузке,

минут

«65 В» 65 55

0,5

не более 20

6.4.6 Срабатывание проверяемой защиты определяется по изменению состояния ее

контактов, подключаемых через гнезда к входам «Запуск таймера» и «Останов таймера».

Каждый из входов «Запуск таймера», «Останов таймера», «Внешний пуск» находит-

ся под напряжением постоянного тока. Эти независимые, развязанные от сети напряжения
(около 30 В) формируются в схеме обработки внешних сигналов из напряжений, снимаемых
со вторичных обмоток трансформаторов Т1, Т2.

6.4.7 Микропроцессорная схема управления контролирует состояние устройства и

управляет ее работой в соответствии с программой, записанной в ПЗУ. С помощью клавиа-
туры выбираются режимы работы устройства, вводятся необходимые значения уставок,
просматриваются на индикаторе результаты измерений.

При измерении электрических характеристик проверяемых устройств защиты схема

управления обрабатывает сигналы, поступающие с измерительных преобразователей, опре-
деляя и отображая на индикаторе значения тока и напряжения, подаваемых на проверяемую
защиту, проверяет их на допустимость и, в случае необходимости, переключает пределы
измерения либо размыкает выходные цепи, сообщая о перегрузке.

При измерении временных характеристик схема управления коммутирует выходные

цепи,  проверяет  состояние  контактов  защиты  и  измеряет  с  помощью  внутреннего  таймера
время  срабатывания,  возврата  или  длительность  замкнутого  состояния  временно-
замыкающего  контакта.  Вид  контакта  защиты  (замыкающий  или  размыкающий)  схема
управления  определяет  автоматически.  Результаты  измерений  выводятся  на  индикатор  и
записываются в память устройства.

6.4.8 В процессе работы с помощью измерительного преобразователя температуры

ИПt 1 контролируется тепловой режим трансформатора Т3. Если температура Т3 достигнет
100

°С, то реле К1, К4 и магнитный пускатель отключаются и напряжение (ток) с нагрузки

снимается. На индикатор выводится сообщение о перегреве канала 1. Формирование выход-
ного напряжения будет разрешено только при охлаждении трансформатора ниже температу-
ры, задаваемой уставкой «Температура канала 1» (см. п. 8.2.1.22).

С помощью измерительных преобразователей ИПt 2 и ИПt 3 контролируется темпе-

ратура выходных транзисторов (радиаторов) усилителей мощности каналов 2 и 3. При нагре-
ве радиаторов любого из каналов до 95

°С оба канала переводятся в состояние останова

(напряжение на выходах каналов не формируется). На индикатор выводится сообщение о
перегреве канала 2 или 3. Формирование выходного напряжения будет разрешено только при
охлаждении обоих радиаторов ниже температуры, задаваемой уставкой «Температура канала
2, 3» (см. п.8.2.1.23).

6.4.9 Для управления внешними цепями могут использоваться перекидные контакты

реле К3. Реле срабатывает через задаваемую выдержку времени относительно момента пере-
хода канала 2 в состояние формирования «аварийного» напряжения.

6.4.10 Бестрансформаторный блок питания БП1 формирует два стабилизированных

напряжения: 5 В и минус 7 В для питания схемы управления.

Бестрансформаторный блок питания БП2 формирует два стабилизированных напря-

жения: 24 В и минус 24 В для питания усилителей мощности каналов 2 и 3. Питание схемы
измерения осуществляется напряжениями 15 В и минус 15 В, которые формируются из вы-
ходных напряжений БП2.

Блоки питания БП1 и БП2 имеют защиту от перегрузки и короткого замыкания.

Устройство проверки средств релейной защиты Нептун-3. Руководство - часть 1