Пристрій захисту генератора та захисту при об'єднанні мереж REG615 IEC

Малюнок 1. Передня панель REG615 з маленьким (ліворуч) та великим (праворуч) дисплеями.

REG615 - компактний пристрій захисту генератора. Підтримує стандарт МЕК 61850 зв'язку на підстанціях та можливості взаємодії пристроїв автоматизації підстанції, включаючи МЕК 61850-9-2 LE та Редакцію 2, що забезпечують суттєві переваги щодо розширення можливості взаємодії. Крім того, REG615 підтримує протокол постійного резервування (PRP) та протокол «безшовного резервування високої доступності» (HSR), а також протоколи DNP3, МЕК 60870-5-103 та Modbus®. При використанні інтерфейсного модуля SPA-ZC 302 також може використовуватися Profibus DPV1.

REG615 відноситься до продуктової лінійки Relion® 615 пристроїв захисту та керування.

Переваги:

• модульна конструкція для швидкої установки та тестування
• великий вибір функціональних можливостей для захисту синхронних генераторів та для захисту точок підключення установок розподіленої генерації
• готові до роботи стандартні конфігурації для швидкого та простого налаштування з можливістю адаптації
• захист генератора, включаючи захист 100% обмотки статора від замикання на землю,
  диференціальний захист генератора та захист від асинхронного режиму
• новітній захист при об'єднанні мереж, що відповідає найвищим електромережним стандартам для підвищення стійкості та надійності роботи енергосистеми
• підтримка Редакції 2 та Редакції 1 МЕК 61850, включаючи обмін повідомленнями за протоколами HSR та PRP, за технологією GOOSE та протоколом IEC 61850-9-2 LE для зменшення кількості провідних з'єднань та контролю зв'язку
• IEEE 1588 V2 для точної синхронізації за часом та максимального використання переваг зв'язку по Ethernet на рівні підстанції
• Великий графічний екран для відображення однолінійних схем, доступ до якого здійснюється локально або дистанційно через інтернет-ІЧМ.

Призначення

REG615 - пристрій призначений для захисту генератора. Пристрій виконує захист, управління, вимірювання та контроль генераторів та точок підключення установок розподіленої генерації в розподільних мережах та на промислових підприємствах. Є три стандартні конфігурації REG615: дві призначені для захисту генератора, а одна – для захисту при об'єднанні мереж. Як пристрій захисту генератора, REG615 включає захист при пуску та нормальному режимі роботи генератора та двигуна, зазвичай на малих та середніх дизельних та газових електростанціях, гідроелектростанціях та парогазотурбінних електростанціях.
Як пристрій захисту при об'єднанні мереж, REG615 забезпечує стійку та надійну роботу енергосистеми зі збільшенням кількості та потужності установок розподіленої генерації, безпосередньо підключених до енергосистеми. REG615 здійснюється постійний контроль установок розподіленої генерації, таких як сонячні та вітроелектростанції, для визначення моменту, коли їх необхідно відключити від мережі, а також виявлення їх відключення від мережі.

Існує три стандартні конфігурації - A, C і D.

Стандартна конфігурація A призначена для захисту при об'єднанні мереж, керування, вимірювання та контролю точки приєднання системи розподіленої генерації до енергосистеми. Стандартні конфігурації C і D призначені для захисту, управління, вимірювання та контролю невеликих або середніх генераторів, що застосовуються на дизельних та газових електростанціях, гідроелектростанціях та парогазотурбінних електростанціях.

Основні параметри

Опис

REG615 - спеціальний інтелектуальний пристрій захисту генератора та захисту при об'єднанні мереж, призначений для застосування у різних галузях генерації електроенергії.

REG615 належить до сімейства пристроїв Relion® компанії АББ і входить до пристроїв релейного захисту та автоматики серії 615. Відмінною особливістю інтелектуальних пристроїв серії 615 є їх компактність і модульне виконання.

Розроблена «з нуля» серія 615 призначена для реалізації всього потенціалу стандарту МЕК 61850 щодо обміну інформацією та функціональної взаємодії пристроїв автоматизації станції. Після того, як у пристрої стандартної конфігурації будуть виставлені уставки для конкретного застосування, воно може бути відразу введено в роботу.

Пристрій захисту генератора забезпечує основний захист невеликих генераторів. REG615 також використовується як резервний захист генераторів середньої потужності у випадках, коли потрібна незалежна резервна система захисту. Пристрій захисту при об'єднанні мереж забезпечує основний захист, що відповідає вимогам мережевих кодексів щодо підключення до енергосистем пристроїв розподіленої генерації.

Інтелектуальні електронні пристрої (ІЕУ) серії 615 підтримують різні протоколи обміну даними, включаючи МЕК 61850 за допомогою Редакції 2, шину процесу згідно МЕК 61850-9-2 LE, МЕК 60870-5-103, Modbus® та DNP3. Протокол Profibus DPV1 підтримується у разі використання перетворювача протоколів SPA-ZC 302.

Малюнок 2. Огляд функцій REG615 (конфігурація A).

Стандартні конфігурації

Пристрій REG615 має три стандартні конфігурації. Стандартна конфігурація сигналів може бути змінена за допомогою матриці сигналів або графічних функцій програми Protection and Control IED Manager PCM600. Крім того, програма конфігурування логіки програм PCM600 підтримує створення багаторівневих логічних функцій з використанням різних логічних елементів, у тому числі таймерів та тригерів. Комбінуючи функції захисту із логічними функціональними блоками, конфігурацію пристрою можна адаптувати до вимог замовника залежно від конкретного застосування.

Пристрій захисту поставляється від виробника зі стандартними підключеннями, описаними у функціональних схемах: це підключення дискретних входів, дискретних виходів, зв'язків між функціями та світлодіодами аварійної сигналізації. Деякі функції, що підтримуються в REG615, необхідно додати за допомогою Інструмента конфігурації додатків, щоб вони стали доступними в Матриці Сигналів та у пристрої. Позитивним напрямом при вимірі спрямованих функцій захисту вважається напрямок шини.

Малюнок 3. Огляд функцій REG615 (конфігурація C).

Функції захисту

Інтелектуальний пристрій захисту генератора має широкий спектр функціональних можливостей для захисту синхронних генераторів та їх первинних двигунів від пошкоджень у зоні дії захисту та від аварійних ситуацій у зовнішніх системах.

Основною функцією стандартної конфігурації D є диференціальний захист. Основною функцією стандартної конфігурації C - захист обмотки статора від замикань на землю на основі контролю третьої гармоніки, що доповнює інші захисту від замикань на землю.

В ІЕУ захисту генератора також є захист від зворотного напрямку потужності та спрямований захист від підвищення потужності у разі перевищення встановленої потужності генератора, а також захист генератора від роботи у руховому режимі. Функція захисту від зниження потужності захищає генератори та первинні двигуни від впливу малої вихідної потужності.

Спеціальна функція захисту призначена для виявлення втрати синхронізму (стану асинхронного ходу) між генератором та іншою енергосистемою. Пристрій захисту генератора також включає резервний максимальний струмовий захист, струмовий захист з пуском по напрузі.

У стандартній конфігурації D - спрямовану МТЗ, а стандартної конфігурації C - захист від зниження повного опору. Захист від збудження (U/f) захищає генератори від надмірної щільності магнітного потоку. Захист від недозбудження (X<) захищає синхронну машину від недозбудження або втрати збудження. Стандартні конфігурації C і D, призначені для захисту генератора, також включені захисту з контролем частоти і напруги, захист від теплового навантаження і несиметрії фаз.

Малюнок 4. Огляд функцій REG615 (конфігурація D).

Пристрій, призначений для захисту при об'єднанні мереж та джерел розподіленої генерації, - це стандартна конфігурація А, в якій основними функціями є функція перемикання живлення при зниженні напруги, захист у напрямку реактивної потужності з пуском напруги (QU) і захист від хитання напруги.

Основні функції захисту при об'єднанні мереж використовуються для підтримки стійкості енергосистеми і для виявлення секціонування. Цей захист дозволяє проводити моніторинг розподіленої генерації при зниженні напруги або пошкодження, щоб визначити необхідність і момент відключення від енергосистеми.

Захист від хитання по напрузі виявляє початок режиму порушення стійкості за рахунок постійного вимірювання періоду циклу напруги і може бути доповнений захистом частоти і захистом на основі контролю напруги. Крім того, стандартна конфігурація А включає спрямований максимальний струмовий захист, спрямований захист від замикань на землю, захист від зворотного напрямку потужності і спрямований захист від перевищення потужності.

Для стандартної конфігурації входи RTD/мА пропонуються як опція. Вони можуть використовуватися з функцією захисту широкого призначення для вимкнення та сигналізації. Захист широкого призначення використовує вимірювані дані від входу RTD/мА або аналогові величини за профілем GOOSE.

Удосконалений за рахунок застосування додаткового обладнання та програмного забезпечення, пристрій також оснащений трьома каналами датчиків світла для дугового захисту вимикача, ошинування та кабельного відсіку комплектного розподільного пристрою в металевому корпусі.

Інтерфейс датчиків дугового захисту встановлений у модулі зв'язку, який можна замовити додатково. Швидке відключення підвищує рівень безпеки персоналу та обмежує розмір матеріальних збитків у розподільчому пристрої при виникненні дугового замикання. Додатково можна вибрати модуль дискретних входів/виходів з трьома швидкодіючими дискретними виходами (HSO), які дозволять зменшити загальний час спрацьовування на 4 - 6 мс в порівнянні зі звичайними сильноточними виходами.

Застосування

Стандартна конфігурація A призначена для застосування в точці підключення до мережі системи розподіленої генерації. Вона гарантує стійкість та надійність роботи системи відповідно до чинного електромережевого кодексу та визначає необхідність та момент відключення від енергосистеми відповідно до заданих уставок. Типовим прикладом джерела розподіленої генерації є вітряна або сонячна електростанція, але це також може бути теплоелектростанція та гідроелектростанція.

Стандартна конфігурація A не призначена для одночасного використання всіх можливостей пристрою. Функції спрямованого захисту від замикань на землю необхідно додати за допомогою Інструменту Конфігурації Програм (ACT). Для забезпечення працездатності пристрою завантажувана конфігурація користувача перевіряється з використанням Інструменту Конфігурації Програм у системі PCM600.

Стандартні конфігурації C і D призначені для захисту синхронного генератора, а в зону захисту потрапляє генератор, система збудження та первинний двигун. Типовий приклад застосування: підключені паралельно дизельні або газові генератори і звичайний трансформатор, що підвищує, але це також може бути блок генератор-трансформатор.

Для захисту генераторів середньої потужності може знадобитися незалежна резервна система захисту або системі захисту в цілому може знадобитися більше одного захисту. Існують різні принципи заземлення і вибір принципу заземлення залежить від вимог системи, в якій знаходиться генератор. Захист від замикань землі залежить, загалом, від використовуваного принципу заземлення.

Функції виміру

Пристрій безперервно вимірює фазні струми та напруги, симетричні складові струмів і напруг струм, а також струм і напруга нульової послідовності. Пристрій також обчислює усереднене значення струму за певний користувачем заданий інтервал часу, теплове навантаження об'єкта, що захищається, і коефіцієнт несиметрії фаз на основі співвідношення між струмами зворотної і прямої послідовності. Крім того, передбачені функції трифазного вимірювання потужності та електроенергії, включаючи коефіцієнт потужності.

Пристрій захисту генератора та захисту при об'єднанні мереж має можливість налаштування частоти, що задається відповідним параметром. Налаштування за частотою дозволяє функціям захисту та вимірювання працювати у великому діапазоні частот, від 0,2 до 1,4×Fном, використовуючи для відстеження частоти мережі три входи фазної напруги.

Доступ до вимірюваних величин здійснюється локально через інтерфейс користувача на передній панелі реле або через інтерфейс зв'язку пристрою. Вимірювані величини також доступні локально або віддалено через ІЧМ.

У ІЕУ є реєстратор параметрів навантаження. Функція реєстрації параметрів навантаження дозволяє зберегти дані за певний період часу (інтервал усереднення вимірюваного навантаження). Записи зберігаються у форматі COMTRADE.

Самодіагностика

Вбудована система самодіагностики (IRF) пристрою постійно відстежує стан обладнання та роботу програмного забезпечення. При виявленні будь-якого внутрішнього пошкодження чи неправильного спрацьовування видається сигнал.

При стійкому стані несправності ІЕУ функції захисту блокуються для запобігання неправильному спрацьовування.

Конфігурація A

Конфігурація C

Конфігурація D

Малюнок 5. Входи та виходи REG615.

Входи та виходи

Залежно від обраної стандартної конфігурації ІЕУ має три або шість входів фазного струму та один вхід струму нульової послідовності, три входи фазної напруги та один вхід напруги нульової послідовності, який використовується для контролю синхронізму або для захисту обмотки статора від замикань на землю на основі третього контролю гармоніки, залежно від стандартної конфігурації.

Входи фазних струмів розраховані на номінальний струм 1/5 A. За бажанням можна замовити два додаткові входи струму нульової послідовності, тобто 1/5 A або 0,2/1 A. Вхід на 0,2/1 A зазвичай використовується в випадках, коли потрібне застосування чутливого захисту від замикань на землю та використовуються трансформатори струму нульової послідовності. Три входи фазної напруги та вхід напруги нульової послідовності розраховані на номінальну напругу 60...210 В. До них можуть підключатися як лінійні, так і фазні напруги.

Вхід фазного струму на 1 A або 5 A, вхід струму нульової послідовності на 1 A або 5 A або на 0,2 A або 1 A, а також номінальна напруга входу напруги нульової послідовності вибираються у пристрої програмним способом. Крім того, порогові значення спрацьовування дискретних входів вибираються за допомогою уставок в діапазоні 16 ... 176 пост. струму.

Всі контакти дискретних входів та виходів конфігуруються довільно за допомогою інструмента матриці сигналів PCM600.

Модуль дискретних входів та виходів також можна замовити окремо. У модулі передбачені три швидкодіючі дискретні виходи (HSO), які дозволять додатково зменшити загальний час спрацьовування на 4...6 мс у порівнянні із звичайними сильноточними виходами.

Локальний ІЧМ

Пристрій можна замовити з дисплеєм великого чи малого розміру. Дисплей великого розміру використовується в системах релейного захисту, у яких часто використовується передня панель та потрібна однолінійна схема. Дисплей малого розміру застосовується для підстанцій з дистанційним керуванням, де локальний доступ до пристрою через інтерфейс користувача на передній панелі здійснюється за необхідності.

Обидва дисплеї забезпечують повноцінну функціональність інтерфейсу користувача на передній панелі з навігацією по меню та вікнам. Однак великий екран пропонує ширші можливості використання лицьової панелі, оскільки в цьому випадку менше потрібно прокручувати пункти меню і відображається більший обсяг інформації. Крім того, на великому екрані відображається однолінійна схема (SLD), що конфігурується користувачем, з індикацією положення відповідного первинного обладнання.

Залежно від вибраної стандартної конфігурації, інтелектуальний пристрій відображає не тільки однолінійну схему, але й відповідні значення вимірювань. Доступ до однолінійної схеми також може здійснюватися за допомогою інтерфейсу користувача на базі веб-браузера. Однолінійна схема може змінюватися відповідно до вимог користувача за допомогою Редактора Графічних зображень (GDE) PCM600. Користувач може створити до 10 сторінок однолінійних схем.

На локальному ІЧМ є перемикач місцевого/дистанційного керування інтелектуальним пристроєм – L/R. Коли пристрій знаходиться в режимі місцевого керування, керування пристроєм може здійснюватися лише за допомогою місцевого інтерфейсу користувача на лицьовій панелі. Коли ІЕУ перебуває в режимі дистанційного керування, воно може виконувати команди, надіслані дистанційно.

Пристрій підтримує можливість віддаленого вибору місцевого/дистанційного керування через дискретний вхід. Ця функція спрощує, наприклад, використання зовнішнього вимикача на підстанції для того, щоб усі пристрої під час технічного обслуговування перебували в режимі місцевого керування, і увімкнення/вимкнення вимикачів не могло виконуватися дистанційно з центру керування мережею.

Способи монтажу пристроїв

Пристрої можуть монтуватися в будь-якій стандартній 19-дюймовій релейній шафі за допомогою 19-дюймових монтажних панелей з готовими вирізами під одне або два ІЕУ. Як варіант, пристрої можуть монтуватися в 19-дюймові релейні шафи за допомогою рам 4U Combiflex.

Для проведення типових випробувань корпус пристрою може встановлюватися випробувальний блок RTXP 18, який монтується поруч з корпусом пристрою.

Утопленний монтаж

Напівутопленний монтаж

Напівутопленний монтаж з нахилом 25º

Малюнок 6. Варіанти монтажу REF615.

Варіанти монтажу:

• утоплений монтаж;
• напівутоплений монтаж;
• напівутоплений монтаж із нахилом 25°;
• монтаж у стійці;
• настінний монтаж;
• монтаж на 19-дюймову раму;
• монтаж з випробувальним блоком RTXP 18 в 19-дюймову стійку.

Повний прайс доступний в Особистому кабінеті. Зареєструватися