Інтелектуальний електронний пристрій управління, захисту та автоматики фідера REF620 (МЕК)

Малюнок 1. Передня панель REF620.

Пристрій REF620, який вже має вражаючий портфель захисту від замикань на землю, отримав додатковий унікальний захист з контролем комплексної провідності нейтралі в широкому частотному діапазоні для підвищення чутливості та селективності. Тепер захист від замикань на землю може використовуватися за будь-яких типів замикань на землю: тривалих, перехідних і переміжних, і містить у собі одночасно чутливість і надійність. Тепер у пристрої REF620 також є визначник місця пошкодження (фолт-локатор), який визначає місцезнаходження коротких замикань у радіальних мережах та замикань на землю в мережах з ефективно заземленою нейтраллю, а також нейтраллю, заземлену через низький опір.

Для подальшого підвищення стійкості та надійності роботи енергосистеми введено в дію пакет забезпечення взаємодії. Є й інші доповнення, такі як пакет захисту батареї статичних конденсаторів для однієї батареї або для двох батарей, з'єднаних за схемою зірки, в мережах із компенсованою або ізольованою нейтраллю, спрямований захист за потужністю (для застосування як основний захист двигуна), а також високоомний диференційний захист шин.

REF620 забезпечує реальну підтримку стандарту МЕК 61850 для зв'язку на підстанціях, передбачаючи зв'язок із системою верхнього рівня та горизонтальний зв'язок між пристроями, включаючи обмін дискретними та аналоговими сигналами за технологією GOOSE; тепер також підтримується МЕК 61850-9-2 LE та Редакція 2, що забезпечує суттєві переваги з погляду розширення взаємодії. REF620 підтримує протокол постійного резервування (PRP) та протокол безшовного резервування високої доступності HSR, поряд з такими протоколами як DNP3, МЕК 60870-5-103 та Modbus®. При використанні перетворювача SPA-ZC 302 також можна використовувати протокол Profibus DVP1.

Переваги:

• знімний блок для швидкої установки та випробувань;
• широкий діапазон функцій захисту та керування з використанням як датчиків, так і традиційних вимірювальних трансформаторів;
• обширний перелік функцій захисту від замикань на землю, що включає унікальний захист з контролем комплексної провідності в широкому частотному діапазоні для підвищення чутливості і селективності;
• декілька додаткових пакетів функцій (захист при об'єднанні мереж для розподіленої генерації, захист батареї конденсаторів, основний захист двигуна та дуговий захист);
• удосконалена функція швидкого визначення місця короткого замикання чи замикання на землю;
• підтримка редакцій 1 та 2 стандарту МЕК 61850, включаючи протоколи HSR та PRP, обмін повідомленнями за технологією GOOSE та протоколом МЕК 61850-9-2 LE для зменшення кількості провідних з'єднань та контролю зв'язку;
• IEEE 1588 V2 для високоточної синхронізації часу та максимального використання можливостей мережі зв'язку Ethernet на рівні підстанції;
• великий графічний дисплей для відображення однолінійних схем (SLD), що настроюються, доступ до яких можливий як локально, так і через ІЧМ на основі веб-браузера.

Призначення

REF620 забезпечує максимальний струмовий захист та захист від замикань на землю фідерів електростанцій та промислових розподільних мереж. Пристрій підходить для використання в мережах із ізольованою, компенсованою нейтраллю та з нейтраллю, заземленою через високий активний опір. Крім того, через широкі можливості зв'язку між підстанціями, пристрій також може застосовуватися для захисту кільцевих та складних розподільних мереж, а також мереж радіальної конфігурації.

Пристрій REF620 може використовуватися в схемах з одинарною або подвійною системою шин, з одним або двома вимикачами, а також у схемах з великою кількістю пристроїв, що комутують. Воно підтримує значну кількість роз'єднувачів та заземлювальних ножів з ручним керуванням та приводом і здатне контролювати великі конфігурації. Кількість керованих пристроїв залежить від кількості входів та виходів, що залишилися незадіяними іншими функціями. Кількість входів/виходів можна збільшити за рахунок застосування приставки входів/виходів RIO600.

Пристрій пропонує широкі можливості конфігурацій під вимоги конкретного застосування. Інструментарієм для всіх пристроїв Relion є програмне забезпечення Protection and Control IED Manager PCM600, яке містить усі необхідні інструменти для конфігурування пристрою, включаючи його функціональність, параметризацію, ІЧМ та зв'язок.

REF620 - це ідеальний пристрій релейного захисту та автоматики для застосування у новітніх схемах фідерів. Для вдосконалення дугового захисту та мінімізації впливу дугових замикань пристрої серії 620, замовлені з функцією дугового захисту, можуть оснащуватися платою швидкодіючих входів/виходів, що спрацьовують за одну мілісекунду.

Основні параметри

Опис

REF620 є спеціалізованим реле управління фідером, призначене для захисту, управління, вимірювань та контролю в енергосистемах загального користування та промислових енергосистемах, включаючи радіальні, кільцеві та замкнуті мережі з розподіленою генерацією або без неї. REF620 також можна використовувати для захисту фідерів, у тому числі двигунів та батарей конденсаторів.

Крім того, REF620 передбачена функція захисту при об'єднанні мереж, що використовується в системах з розподіленою генерацією, наприклад, при підключенні до енергосистеми вітрогенераторів або сонячних панелей. Також у REF620 передбачена функція високоомного захисту шини. REF620 належить до сімейства виробів релейного захисту та автоматики Relion® компанії ABB і входить до пристроїв серії 620.

Пристрої серії 620 характеризуються можливістю функціонального розширення та модульним виконанням. Серія 620 призначена для реалізації всього потенціалу стандарту МЕК 61850 щодо обміну інформацією та функціональної взаємодії пристроїв автоматизації підстанцій.

Пристрої серії 620 підтримують широкий діапазон протоколів зв'язку, у тому числі МЕК 61850 за допомогою редакції 2, шину процесу відповідно до МЕК 61850-9-2 LE, МЕК 60870-5-103, Modbus® та DNP3. Протокол зв'язку Profibus DPV1 підтримується перетворювачем протоколів SPA-ZC 302.

Стандартні конфігурації

Інтелектуальні пристрої серії 620 мають стандартні конфігурації, які можуть використовуватися як приклади з налаштування ІЕУ серії 620 із застосуванням різних функціональних блоків. Стандартні конфігурації не призначені для застосування кінцевими користувачами. Кінцевому користувачеві завжди необхідно створити власну конфігурацію за допомогою інструмента конфігурації програм. Однак стандартна конфігурація може використовуватися як відправна точка при внесенні змін з урахуванням конкретних вимог.

Є дві стандартні конфігурації REF620:

• конфігурація A з традиційними трансформаторами струму та напруги;
• конфігурація B з датчиками струму та напруги.

Конфігурація із входами традиційних вимірювальних трансформаторів

Конфігурація із входами датчиків

Малюнок 2. Огляд функцій REF620.

Стандартна конфігурація A з трансформаторами передбачає більше вимірів напруги та має більше входів-виходів, ніж конфігурація B, що розширює можливості її застосування у системах.

Стандартна конфігурація може бути змінена за допомогою графічної матриці сигналів або графічних функцій інструменту управління ІЕУ захисту і управління у складі PCM600. Крім того, програма редагування конфігурації логіки PCM600 підтримує створення багаторівневих логічних функцій за допомогою різних логічних елементів, таких як таймери і тригери. Комбінуючи функції захисту із логічними функціональними блоками, конфігурацію пристрою можна адаптувати до вимог замовника залежно від конкретного застосування.

Функції захисту

У базових конфігураціях пристроїв REF620 передбачений широкий набір функцій захисту, завдяки яким ІЕУ є придатним для використання в різних основних фідерних системах. Пристрій забезпечує спрямований та ненаправлений максимальний струмовий захист та захист від теплового навантаження, а також спрямований та ненаправлений захист від замикань на землю. На додаток до спрямованої захисту від замикань на землю може використовуватися захист від замикань на землю на основі контролю комплексної провідності, вищих гармонік та активної потужності.

Крім того, до функцій пристрою відносяться чутливий захист від замикань на землю, захист від обриву фаз, захист від замикань на землю, захист від підвищення/зниження напруги, захист від підвищення напруги нульової послідовності, захист від зниження напруги прямої послідовності, а також захист від підвищення напруги зворотної послідовності.

Додатково в реле є захист частоти, у тому числі захист від підвищення частоти, захист від зниження частоти, а також захист швидкості зміни частоти. Пристрій також має функцію трифазного багаторазового АПВ повітряних ліній.

У стандартному вмісті додатково передбачено захист від замикань на землю з контролем комплексної провідності в широкому частотному діапазоні, що забезпечує вибірковий спрямований захист від замикань на землю в мережах з нейтраллю, заземленою через високий повний опір. Принцип дії заснований на вимірі комплексної провідності нейтралі в широкому частотному діапазоні з використанням складових основної частоти і гармонік 3U _o 3I _o .

Ці функції необхідні за різних способів фізичного заземлення нейтралі. У REF620 завдяки спеціальному алгоритму фільтрації спрямованість пошкодження достовірно визначається навіть у разі перехідних/повторних замикань на землю. Одна функція пристрою забезпечує надійність та чутливість захисту від низько- та високоомних замикань на землю, а також від перехідних та переміжних або повторних замикань на землю.

REF620 також може забезпечувати різні варіанти захисту в інших системах, крім базових вхідних або вихідних фідерів. Пристрій підтримує захист шини на базі високого імпедансу та функції контролю ланцюгів вимірювання, що дозволяє використовувати фідерний пристрій для захисту шин. За бажанням замовника, до складу може входити пакет функцій, що надають спрямований захист активної та реактивної потужності, що дозволяє мати захищений фідер також і для двигунів.

Крім того, пакет захисту батареї конденсаторів, що поставляється за окремим замовленням, включає в себе функції захисту батареї конденсаторів від перевантаження, несиметрії і резонансу, забезпечуючи захист батарей конденсаторів, підключених за схемою одиночної або подвійної зірки з ізольованою або компенсованою нейтраллю.

Більш того, за окремим замовленням до складу пристрою може бути включений пакет функцій захисту при об'єднанні мереж, таких як функція перемикання живлення при зниженні напруги, спрямованої захисту при зниженні реактивної потужності (QU) та захисту від хитання напруги.

Цей прикладний пакет, що поставляється за бажанням замовника, разом з базовими функціональними можливостями пристрою може використовуватися в системах з розподіленою генерацією потужності, таких як вітрогенератори або сонячні панелі, щоб визначати, коли потрібно підключати, а коли - відключати засоби розподіленої генерації від енергосистеми відповідно до різних мережевих кодексами енергосистем.

Удосконалене за рахунок застосування додаткового обладнання та програмного забезпечення, ІЕУ також оснащено трьома датчиками світла дугового захисту вимикача, ошинування та кабельного відсіку комплектного розподільчого 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 із трьома швидкодіючими дискретними виходами (HSO), які дозволять ще зменшити загальний час спрацьовування на 4 - 6 мс порівняно із звичайними сильноточними виходами.

Функції керування

REF620 містить функції керування вимикачами, роз'єднувачами та заземлюючими ножами через передню панель ІЧМ або за допомогою дистанційного керування. До складу пристрою входять три блоки керування вимикачем. Крім функціонального блоку управління вимикачем, у пристрої є ще чотири функціональні блоки, призначені для управління приводом роз'єднувачів або візком вимикача. Більш того, у пристрої є три блоки управління, призначені для управління приводом заземлюючого ножа. Ще входять чотири блоки індикації положення роз'єднувача та три блоки індикації положення заземлювального ножа, які використовуються для роз'єднувачів та заземлювальних ножів з ручним керуванням.

Для кожного керованого первинного пристрою в ІЕУ повинні бути передбачені два фізичні дискретні входи і два дискретні виходи. Число дискретних входів та виходів пристрою залежить від вибраної конфігурації апаратної частини. Якщо кількість наявних для використання дискретних входів або виходів недостатня, можливість підключення до пристрою зовнішнього модуля входів/виходів, наприклад RIO600 , дозволить збільшити кількість дискретних входів і виходів, які можна використовувати в конфігурації.

Дискретні входи та виходи зовнішнього модуля входів/виходів можуть використовуватися для прийому/передачі менш критичних сигналів за часом. Зовнішній модуль дозволяє звільнити деякі зарезервовані дискретні входи та виходи пристрою.

Необхідно перевірити відповідність дискретних виходів пристрою, вибраних для управління первинним обладнанням, наприклад, величину допустимого струму та розмикаючої здатності. Якщо вимоги до ланцюга управління первинним пристроєм не виконуються, необхідно використовувати проміжні зовнішні реле.

РКДИЧМ пристрою дозволяє відображати мнемосхему (SLD) з індикацією положень відповідного первинного обладнання. Схеми блокування, необхідні для конкретного застосування, конфігуруються за допомогою програмної утиліти матриці сигналів або конфігурації програм PCM600 .

До складу стандартної конфігурації А входить функція контролю синхронізму, яка гарантує, що напруга, фазний кут і частота будь-якої зі сторін розімкнутого вимикача відповідають умовам безпечної взаємодії двох мереж.

Функція контролю синхронізму може також використовуватися стандартної конфігурації B, якщо використовується шина процесу 9-2. Порівняно зі стандартною конфігурацією A передбачено менше фізичних вимірювань напруги, тому ці вимірювання напруги повинні зчитуватися з іншого боку вимикача на шині процесів 9-2.

Функція АПВ намагається відновити подачу електроенергії за допомогою включення вимикача, для чого використовується п'ять програмованих спроб АПВ необхідного типу та необхідної тривалості. Ця функція може використовуватися з будь-яким вимикачем, розрахованим виконання послідовності АПВ. Функція АЧР здатна виконати відбудову від режиму навантаження на підставі контролю зниження частоти і за швидкістю її зміни.

Входи та виходи

REF620 може вимірювати струми та напруги за допомогою традиційних трансформаторів струму та напруги або за допомогою датчиків струму та напруги. Виконання ІЕУ з традиційними трансформаторами має три входи для фазних струмів, один вхід для струму нульової послідовності, три входи для фазних напруг, один вхід для напруги нульової послідовності та один вхід лінійної напруги для контролю синхронізму.

Крім входів для вимірювання струму та напруги в основну конфігурацію пристрою входить 24 дискретних входу та 14 дискретних виходів. Входи фазного струму та входи струму нульової послідовності мають номінал 1/5 A, тобто входи дозволяють підключити вторинні трансформатори струму 1 A або 5 A. Додатковий чутливий вхід струму нульової послідовності 0,2/1 A зазвичай використовується у разі застосування чутливого захисту від замикань на землю із застосуванням трансформаторів струму нульової послідовності.

Три входи фазної напруги та вхід напруги нульової послідовності розраховані на номінальні напруги в діапазоні 60-210 В. Можуть підключатися як лінійні, так і фазні напруги.

Конфігурація із входами традиційних вимірювальних трансформаторів

Конфігурація із входами датчиків

Малюнок 3. Входи та виходи REF620.

Виконання ІЕУ із застосуванням датчиків струму та напруги має три входи для підключення комбінованих датчиків із роз'ємами RJ-45. Як альтернатива комбінованим датчикам можуть застосовуватися окремо датчики струму і датчики напруги. Крім того, адаптери дозволяють використовувати датчики з роз'ємами байонетного типу (Twin-BNC).

У пристрої є один додатковий стандартний вхід струму нульової послідовності 0,2/1 A, який зазвичай використовується в системах з чутливим захистом від замикань на землю із застосуванням трансформаторів струму нульової послідовності. та 14 дискретних виходів.

Як опція до складу основної конфігурації пристрою входить порожній слот, призначений для встановлення одного з додаткових наступних модулів.

Перша опція — це додатковий модуль дискретних входів/виходів, який збільшує кількість входів/виходів пристрою на вісім дискретних входів та чотири дискретні виходи. Ця опція особливо необхідна при підключенні ІЕУ до кількох керованих об'єктів, при цьому залишається місце для додаткових входів і виходів для інших сигналів, що використовуються в конфігурації.

Друга опція — це додатковий модуль RTD/мА-входів, що дозволяє додати у пристрій шість RTD-входів та два мА-входи, які потрібні при встановленні додаткових датчиків для вимірювання, наприклад, температури, тиску, рівнів тощо, залежно від даних, що становлять інтерес.

Третя опція - це плата швидкодіючих виходів, що надає у тому числі вісім дискретних входів та три швидкодіючі виходи. Швидкодіючі виходи активуються швидше в порівнянні з традиційними механічними вихідними реле, що скорочує загальний час спрацьовування пристрою на 4...6 мс у таких критично важливих випадках, як дуговий захист. Швидкодіючі виходи у пристрої конфігуруються довільно, та їх застосування не обмежується лише дуговим захистом.

Номінальні величини на входах струму та напруги є параметрами ІЕУ. Крім того, порогові значення спрацьовування дискретних входів вибираються в діапазоні 16 ... 176 = шляхом завдання уставок пристрою.

Всі контакти дискретних входів і виходів довільно конфігуруються з допомогою інструмента матриці сигналів чи зміни логіки PCM600.

Якщо кількість власних входів та виходів пристрою недостатня, є можливість підключення зовнішнього модуля входів/виходів, наприклад RIO600 , що дозволить збільшити кількість дискретних входів та виходів, що використовуються у конфігурації пристрою. У цьому випадку зовнішні входи та виходи підключаються до пристрою за профілем GOOSE протоколу МЕК 61850, щоб добитися швидшого обміну даними між ІЕУ та RIO600. Підключення дискретних входів і виходів модуля RIO600 до пристрою може конфігуруватися PCM600, після чого може використовуватися в конфігурації ІЕУ.

Локальний ІЧМ

Пристрій підтримує моніторинг інформації та стану за допомогою локального ІЧМ, на дисплеї якого відображаються дані, а також за допомогою світлодіодів індикації/аварійної сигналізації. Локальний ІЧМ дозволяє виконувати операції керування обладнанням, яке підключено до цього пристрою та яким цей пристрій керує. Команди управління подаються з дисплея або за допомогою кнопок, розташованих на ЛІЧМ.

РКД-дисплей забезпечує повний набір функціональних можливостей інтерфейсу користувача на передній панелі з навігацією по меню та вікнам. Крім того, дисплей включає конфігуровану користувачем двосторінкову однолінійну схему (SLD) з індикацією положення відповідного первинного обладнання і з відповідними первинними вимірюваннями величин процесу.

На локальному ІЧМ також є 11 програмованих світлодіодів. Ці світлодіоди можуть конфігуруватися для відображення необхідних індикацій та аварійних сигналів у графічному інструменті конфігурації PCM600. Світлодіоди мають два незалежно контрольовані кольори, червоний і зелений, що дозволяє одному світлодіоду краще здійснювати індикацію різних станів контрольованого об'єкта.

Пристрій також має 16 кнопок ручного управління, що настроюються, які також можуть довільно налаштовуватися в графічному інструменті конфігурації PCM600. У процесі налаштування цим кнопкам можуть бути призначені операції управління внутрішніми функціями пристрою, наприклад, операції зміни групи уставок, пуску аварійного осцилографа та зміни режимів роботи функцій, або операції управління зовнішнім обладнанням, наприклад, розмикання або замикання контактів обладнання через дискретні виходи пристрою.

Поруч із кожною кнопкою знаходиться невеликий світлодіод індикації. Цей світлодіод конфігурується довільно, що дає можливість використовувати його або для індикації активного стану кнопки, або як світлодіод індикації/аварійної сигналізації на додаток до наявних 11 програмованих світлодіодів.

Локальний ІЧМ має перемикач (L/R) для місцевого/дистанційного керування пристроєм. Коли пристрій знаходиться в режимі місцевого керування, керувати ним можна лише за допомогою місцевого інтерфейсу користувача, розташованого на лицьовій панелі. Коли пристрій знаходиться в режимі дистанційного керування, він 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 весь пристрій під час технічного обслуговування знаходився в режимі місцевого керування та увімкнення/вимкнення вимикачів не могло виконуватися дистанційно з центру керування мережею.

Способи монтажу

За допомогою відповідного монтажного приладдя стандартний корпус пристрою можна монтувати повністю утопленим, напівутопленим або на стіну.

Крім того, пристрої можуть монтуватися в будь-якій стандартній 19-дюймовій релейній шафі за допомогою 19-дюймових монтажних панелей з готовим вирізом під один пристрій. Як варіант, пристрої можуть монтуватися в 19-дюймові релейні шафи за допомогою рам 4U Combiflex.

Для періодичних випробувань корпус пристрою може бути оснащений випробувальними блоками RTXP 24, які монтуються поруч з корпусом пристрою.

Утоплений монтаж

Напівутоплений монтаж

Монтаж у стійці

Настінний монтаж

Малюнок 4. Варіанти монтажу REF620.

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