Интеллектуальное электронное устройство управления и защиты конденсаторных батарей REV615

Рисунок 1. Передняя панель REV615 с маленьким экраном.

Устройство REV615 – это специальное устройство управления и защиты конденсаторных батарей, наилучшим образом подходящее для защиты, управления, измерения и контроля конденсаторных батарей, используемых для компенсации реактивной мощности в распределительных сетях энергообъектов и промышленных предприятий.

Устройство REV615 поддерживает стандарт связи и взаимодействия между устройствами автоматизации подстанции МЭК 61850, включая МЭК 61850-9-2 LE, и теперь также обладает расширенными возможностями, предоставленными Редакцией 2. Кроме того, устройство REV615 поддерживает протокол параллельного резервирования (PRP) и «бесшовного резервирования высокой доступности» (HSR), а также такие протоколы как DNP3, МЭК 60870-5-103 и Modbus®. Могут также использоваться преобразователи протоколов SPA-ZC 302, Profibus DPV1.

REV615 относится к продуктовой линейке Relion® компании АББ, к серии 615 интеллектуальных устройств управления и защиты.

Преимущества:

• устройство защиты конденсаторных батарей, подключенных по принципу Н-моста, двойной и одинарной звезды, а также питающего кабеля;
• готовые стандартные конфигурации для быстрого ввода устройства в действие, возможность вносить изменения​;
• защита от небаланса токов с компенсацией естественного небаланса, а также резонансная защита конденсаторных батарей при коммутации;
• поддержка МЭК 61850 Edition 2 ​и Edition 1, ​включая протоколы HSR ​и PRP, обмен сообщениями по технологии GOOSE ​и по протоколу ​МЭК 61850-9-2 LE для уменьшения ​объема монтажа и контроля связи;
• IEEE 1588 V2 для более точной синхронизации, использование всех преимуществ Ethernet-связи на уровне подстанции;
• большой графический дисплей для отображения пользовательских однолинейных схем с возможностью изменения, с доступом через локальный ИЧМ или через веб-ИЧМ.

Назначение

ИЭУ REV615 предназначено для защиты батарей конденсаторов, которые используются для компенсации реактивной мощности на подстанциях энергосистем общего пользования и промышленных энергосистем. В частности, устройство REV615 обеспечивает защиту батарей конденсаторов, подключенных по мостовой схеме, а также по схеме двойной или одиночной звезды, а также питающих кабелей.

Кроме того, устройство может использоваться для защиты цепей фильтра высших гармонических сигналов.

Основные параметры

Описание

Устройство обеспечивает основную защиту батарей конденсаторов, подключенных по схеме двойной или одиночной звезды и по мостовой схеме, а также фильтров гармоник в распределительных сетях.

В зависимости от выбранной стандартной конфигурации ИЭУ адаптируется для защиты батарей статических конденсаторов, подключенных по мостовой схеме или по схеме двойной звезды. После того как в устройстве стандартной конфигурации будут выставлены уставки для конкретного применения, оно может быть сразу введено в эксплуатацию.

Интеллектуальные электронные устройства (ИЭУ) серии 615 поддерживают различные протоколы обмена данными, включая МЭК 61850 с поддержкой Редакции 2, шину процесса согласно МЭК 61850-9-2 LE, МЭК 60870-5-103, Modbus® и DNP3. Протокол связи Profibus DPV1 поддерживается при использовании преобразователя протоколов SPA-ZC 302.

Стандартные конфигурации

Устройство REV615 имеет две стандартные конфигурации. Стандартная конфигурация сигналов может быть изменена при помощи матрицы сигналов или графических прикладных функций программы Protection and Control IED Manager PCM600. Кроме того, программа конфигурирования логики приложений PCM600 поддерживает создание многоуровневых логических функций с использованием различных логических элементов, в том числе таймеров и триггеров. Комбинируя функции защиты с логическими функциональными блоками, конфигурацию устройства можно адаптировать к требованиям заказчика в зависимости от конкретного применения.

Стандартные конфигурации A и B обеспечивают трехфазную защиту от перегрузки, защиту от несимметрии токов с компенсацией естественной несимметрии и защиту от резонанса при переключении конденсаторных батарей. Встроенная функция минимальной токовой защиты в функциональном блоке защиты от перегрузки обнаруживает отключение батареи конденсаторов и запрещает включение выключателя, пока батарея конденсаторов не будет частично заряжена.

Трехфазная защита от тепловой перегрузки может использоваться для защиты реакторов и резисторов в цепях фильтра высших гармоник. Устройство обеспечивает ненаправленную максимальную токовую защиту и защиту от замыканий на землю питающего кабеля и батареи конденсаторов.

Стандартная конфигурация A предназначена для батарей конденсаторов, подключенных по мостовой схеме. Также предусмотрена трехфазная защита от несимметрии токов.

В стандартной конфигурации B предусмотрена направленная защита от замыканий на землю, защита по напряжению нулевой последовательности и защита от повышения и понижения напряжения. Эта конфигурация предназначена для батарей конденсаторов, подключенных по схеме двойной звезды. Также предусмотрена однофазная защита от несимметрии токов.

Вторая и третья ступени защиты по напряжению нулевой последовательности в стандартной конфигурации B могут использоваться в качестве защиты от несимметрии фаз на основе контроля напряжения преимущественно для подключенных по схеме одиночной звезды батарей конденсаторов с незаземленной нейтралью звезды. Для этой цели используется специальный вход напряжения 3U_o. Эта функция имеется в стандартной конфигурации B и перед использованием ее необходимо настроить.

Конфигурайия A

Конфигурайия B

Рисунок 2. Обзор функций REV615.

Функции защиты

ИЭУ обеспечивает трехфазную защиту от перегрузки конденсаторов с функциями защиты от понижения тока и запрета повторного включения, одно- или трехфазную защиту конденсаторов от несимметрии токов, включая компенсацию естественной несимметрии и защиту от резонанса при переключении на основе контроля тока.

Устройство обеспечивает ненаправленную максимальную токовую защиту и защиту от тепловой перегрузки, а также ненаправленную защиту от замыканий на землю.

Кроме того, в стандартной конфигурации B предусмотрена направленная защита от замыканий на землю, защита по напряжению нулевой последовательности и защита от повышения и понижения напряжения.

Усовершенствованное за счет применения дополнительного оборудования и программного обеспечения, устройство также оснащено тремя каналами датчиков света для дуговой защиты выключателя, ошиновки и кабельного отсека комплектного распределительного устройства в металлическом корпусе.

Интерфейс датчиков дуговой защиты установлен в модуле связи, который можно заказать дополнительно. Быстрое отключение повышает уровень безопасности персонала и ограничивает размер материального ущерба в распределительном устройстве при возникновении дугового замыкания. В качестве дополнительного можно выбрать модуль дискретных входов/выходов с тремя быстродействующими дискретными выходами (HSO), которые позволят еще уменьшить общее время срабатывания на 4 - 6 мс по сравнению с обычными сильноточный выходами.

Функции управления

REV615 содержит функции управления выключателем с ИЧМ на передней панели или с помощью дистанционного управления. Помимо функционального блока управления выключателем, в устройстве предусмотрены еще два функциональных блока, предназначенных для управления разъединителями или тележкой выключателя с приводом и для индикации их положений.

В устройстве имеется функциональный блок управления заземляющим ножом с приводом и индикации его положения. Для каждого управляемого первичного устройства в ИЭУ должны быть предусмотрены два физических дискретных входа и два дискретных выхода. Количество неиспользуемых дискретных входов и выходов зависит от выбранной стандартной конфигурации устройства. Кроме того, в отдельных стандартных конфигурациях предусмотрены дополнительные аппаратные модули для увеличения количества дискретных входов/выходов.

Если дискретных входов или выходов, имеющихся в стандартной конфигурации, недостаточно, можно либо изменить стандартную конфигурацию, чтобы освободить дискретные входы или выходы, которые первоначально были сконфигурированы для других целей (если возможно) либо установить в устройство внешний модуль расширения аналоговых и дискретных сигналов, например RIO600.

Дискретные входы и выходы внешнего модуля расширения аналоговых и дискретных сигналов могут использоваться для приема/передачи сигналов, менее критичных по времени. Внешний модуль позволяет высвободить некоторые первоначально зарезервированные в стандартной конфигурации дискретные входы и выходы устройства.

Необходимо проверить соответствие дискретных выходов ИЭУ, выбранных для управления первичным оборудованием, например допустимый ток и размыкающую способность. Если требования к цепи управления первичным устройством не выполняются, необходимо использовать внешние промежуточные реле.

Выбираемый при заказе большой графический ЖКД интерфейса «человек-машина», которым укомплектовано устройство, позволяет отображать однолинейную схему (SLD) с индикацией положения соответствующих первичных устройств. Необходимые схемы оперативных блокировок конфигурируются с помощью функциональных возможностей матрицы сигналов или инструмента конфигурации приложений РСМ600.

Входы и выходы

Устройство имеет три входа фазных токов, три входа тока несимметрии и один вход тока нулевой последовательности для ненаправленной защиты от замыканий на землю.

Устройство стандартной конфигурации B дополнительно укомплектовано тремя входами фазных напряжений, одним входом напряжения нулевой последовательности для направленной защиты от замыканий на землю и одним входом напряжения (3Uo'), который может использоваться для защиты от небаланса напряжения на основе контроля напряжения.

Номинальное значение токовых входов (1/5 А) выбирается в устройстве программным путем. Три входа фазного напряжения и вход напряжения нулевой последовательности рассчитаны на номинальное напряжение 60...210 В. К ним могут подключаться как линейные, так и фазные напряжения. Пороговые значения срабатывания дискретных входов выбираются при помощи уставок в диапазоне 16…176 В пост. тока.

Все контакты дискретных входов и выходов конфигурируются произвольно при помощи инструмента матрицы сигналов в PCM600.

Конфигурайия A

Конфигурайия B

Рисунок 3. Схема соединений REV615.

Модуль дискретных входов и выходов также можно заказать отдельно. В модуле предусмотрены три быстродействующих дискретных выхода (HSO), которые позволят дополнительно уменьшить общее время срабатывания на 4...6 мс по сравнению с обычными сильноточный выходами.

Рисунок 4. Передняя панель REV615 с большим экраном.

Локальный ИЧМ

Устройство можно заказать с дисплеем большого или малого размера. Дисплей большого размера используется в системах релейной защиты, в которых часто используется передняя панель и требуется однолинейная схема. Дисплей малого размера применяется для подстанций с дистанционным управлением, где локальный доступ к устройству через интерфейс пользователя на передней панели осуществляется по мере необходимости.

Оба дисплея обеспечивают полноценную функциональность интерфейса пользователя на передней панели с навигацией по меню и окнам. Однако большой экран предлагает более широкие возможности использования лицевой панели, поскольку в этом случае меньше требуется прокрутка пунктов меню и отображается более значительный объем информации.

Кроме того, на большом экране отображается конфигурируемая пользователем однолинейная схема (SLD) с индикацией положения соответствующего первичного оборудования. В зависимости от выбранной стандартной конфигурации интеллектуальное устройство отображает не только однолинейную схему, но и соответствующие значения измерений.

Доступ к однолинейной схеме также может осуществляться с использованием интерфейса пользователя на базе веббраузера. Однолинейная схема может изменяться в соответствии с требованиями пользователя при помощи Редактора Графических Изображений (GDE) в PCM600. Пользователь может создать до 10 страниц однолинейных схем.

На локальном ИЧМ имеется переключатель местного/дистанционного управления интеллектуальным устройством - L/R.

Когда устройство находится в режиме местного управления, то управление устройством может осуществляться только с использованием местного интерфейса пользователя, расположенного на лицевой панели. Когда ИЭУ находится в режиме дистанционного управления, оно может выполнять команды, отправленные дистанционно. Устройство поддерживает возможность удаленного выбора режима местного/ дистанционного управления через дискретный вход.

Данная функция упрощает, например, использование внешнего выключателя на подстанции для того, чтобы все устройства во время технического обслуживания находились в режиме местного управления, и включение/ выключение выключателей не могло выполняться дистанционно из центра управления сетью.

Способы монтажа устройств

При использовании соответствующих монтажных принадлежностей для стандартного корпуса устройства 615-й серии возможен утопленный монтаж, полуутопленный монтаж или настенный монтаж. При утопленном монтаже или монтаже на стену устройства могут также устанавливаться в наклонном положении (25°), для чего необходимо применение специальных принадлежностей.

Кроме того, устройства могут монтироваться в любом стандартном 19-дюймовом релейном шкафу с помощью 19-дюймовых монтажных панелей с готовыми вырезами под одно или два ИЭУ.Как вариант, устройства могут монтироваться в 19-дюймовые релейные шкафы при помощи рам 4U Combiflex.

Для проведения типовых испытаний в корпус устройства может устанавливаться испытательный блок RTXP 18, который монтируется рядом с корпусом устройства.

Утопленный монтаж

Полуутопленный монтаж

Полуутопленный монтаж с наклоном 25º

Рисунок 5. Некоторые варианты монтажа REV615.