Bachelor's Thesis

Universal guide for testing protection terminals in the laboratory

Final Thesis 4.95 MB

Author of thesis: Adam Benka

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Václav Vyčítal, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis deals with secondary testing of overcurrent protection terminals
under laboratory conditions. The introductory part describes the basic operating
principles of overcurrent protection, time-current characteristics, selectivity and general
setting rules. The following part focuses on communication setup and parameterization
of selected protection terminals, namely SEL-751A, SEL-351A, SIPROTEC 7SJ6322
and REX615. The thesis also describes secondary test devices used in the laboratory and
their connection to protection terminals. The practical part is focused on testing definite
time and inverse-time overcurrent protection functions, evaluating measured operating
times and comparing the results with expected protection characteristics.

Keywords:

overcurrent protection, protection relay, SEL-751A, SEL-351A, SIPROTEC 7SJ6322,
REX615, secondary test set, secondary testing

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student představil zkušební komisi výsledky své závěrečné práce. Doc. Orságová a dr. Vyčítal představili komisi posudky vedoucího a oponenta. Rozpravu zahájil dr. Vyčítal položením otázek oponenta. Student otázky oponenta zodpověděl s pomocí tazatele. Dotaz v následné rozpravě k inverzní charakteristice ochrany položil prof. Katovský, student po upřesnění dotazu zodpověděl. Doc. Lázničková položila dotaz ke koeficientům pro výpočet času vypnutí nadproudové ochrany, student řádně zodpověděl.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Michal Krbal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Ptáček, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Škoda, Ph.D. (člen)
Ing. Tadeusz Sikora, Ph.D. (člen)

Cílem práce bylo vytvořit univerzální návod pro sekundární testovaní ochranných terminálů v laboratoři ochran, který by byl pomůckou při laboratorních cvičeních, kde lze používat k testování jak různých testovacích zdrojů, tak testovat všechny dostupné terminály v laboratoři. Autor práce se tedy musel naučit pracovat s celou řadou přístrojů a zařízení laboratoře projít jednotlivé manuály a technickou dokumentaci k nim a zpracovat postupy práce při parametrizaci ochran i testovacích zdrojů, ale také způsob jejich vzájemného propojení nebo nastavení komunikace.
Výsledkem předložené bakalářské práce je ucelený dokument, ve kterém autor uvádí jednotlivé postupy v pořadí od nastavení ochran přes nastavení testovacích zdrojů až po jejich vzájemné propojení a postupu při testování. Vše je pak doplněno konkrétním příkladem testování vybraného ochranného terminálu pomocí testeru TZO3 v kapitole 4. V závěru kapitola je i krátká diskuze k výsledkům testování a jejich srovnání s testy provedenými na dalších typech ochran.
Práce je tedy přehledně členěná do kapitol, které odpovídají zpracování cílů práce podle jednotlivých bodů zadání. Text popisující jednotlivé postupy při testování je srozumitelný a jednoznačný.  Důležité údaje a technické parametry, které jsou nezbytnými informacemi pro přípravu laboratorního testování jsou přehledně uvedeny v tabulkách. Autor dále připojil k práci i poměrně rozsáhlou přílohu s doplňujícími informacemi a výsledky provedených testů, není však jasné proč se k ní v textu téměř vůbec neodkazuje s výjimkou přílohy J. Nabízí se tedy otázka, proč je k práci připojena.
Po formální stránce je tato bakalářská práce na dobré úrovni. Text je bez chyb a překlepů, tabulky mají jednotný vizuální styl a vytknout lze jen místy nevhodně zapsané symboly veličin používaných v rovnicích.
Co se týče přístupu studenta k řešení zadaného úkolu, musím vyzdvihnout jeho samostatnost při práci, na druhou stranu je třeba zmínit, že ne vždycky se mu dařilo pracovat soustavně a systematicky.  
Závěrem mohu konstatovat, že autor zadání práce splnil a vytvořil odborný text prokazující jeho znalosti a dobrou orientaci ve zpracovávané problematice, a jeho bakalářskou práci doporučit k obhajobě. Points proposed by supervisor: 92

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Václav Vyčítal, Ph.D.

Bakalářská práce se věnuje rozboru úlohy testování funkce elektrických ochran v laboratořích. Ač samotný název a popis zadání práce evokuje očekávání vzniku nějakého univerzálního protokolu z měření elektrických ochran, tak autor k naplnění zadání přistoupil poněkud odlišným způsobem a to konkrétně popisem parametrů elektrických ochran různých výrobců a typů a dále rozborem různých sekundárních testerů. Univerzálnost tak lze spíše spatřovat v rozboru těchto různých možností, kdy přínos práce spočívá v ucelenějším rozbor různých zařízení momentálně dostupných na Ústavu elektroenergetiky FEKT. Lze si tak představit, že bakalářská práce může posloužit jako studijní podklad pro studenty připravující se na měření elektrických ochran, kdy tito mohou při konkrétním měření kombinovat různé typy ochran či různé testery. Práce se dále věnuje testování pouze nadproudové ochranné funkce, kdy z práce není úplně zřejmé, proč došlo k tomuto vymezení od obecného zadání zahrnující všechny ochranné funkce. Nicméně vzhledem k typu práce a jejímu současnému rozsahu, lze toto vymezení považovat za odůvodnitelné.
K samotnému zpracování lze říci, že práce je relativně vhodně členěna do ucelených kapitol a stylisticky je na dobré úrovni. Vybrané ochrany i testery v práci lze považovat za pokrývající velkou škálu různých variant. V práci ovšem postrádám detailnější rozbor některých dalších úskalí. Například tak v práci postrádám detailnější rozbor a popis jak jsou zavedeny výstupy z ochran do testerů a jak a kde lze tyto časy odečítat v programovém prostředí. Dále, aby práce plně naplňovala výše uvedený přínos, tak v ní postrádám schéma zapojení také pro další diskutované testery a to CMC 353, CMC 256+ a UNIMA a to alespoň pro jednu testovanou ochranu, ač ideově se jedná o obdobná schémata jako na obrázku 4.3 práce. V neposlední řadě v práci postrádám informace o rozsahu napěťových a proudových vstupů elektrických ochran a zkrácený rozbor ohledně převodů přístrojových transformátorů a jejich zavedení v ovládacích programech testerů.
Vzhledem k relativně dobré úrovni práce a s ohledem na zmíněné výtky ji doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm B 82 bodů. Topics for thesis defence:
  1. Zakreslete zapojení měření ochrany testerem OMICRON (CMC 353 nebo 256) a zjednodušeně popište.
  2. Platí pro proudové vstupy ochran nějaká omezení, jaké proudy lze na jejich vstupu očekávat?
  3. Jak by probíhalo nastavení a měření časově polozávislé nadproudové charakteristiky dle obrázku 1.5 práce. Zjednodušeně v bodech popište rozdíl oproti diskutovaným postupům v práci.
Points proposed by reviewer: 82

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová