Устройство управления и защиты трансформатора RET630 (МЭК)

Рисунок 1. Передняя панель RET630.

Устройство RET630 – это многофункциональное интеллектуальное электронное устройство (ИЭУ) управления, предназначенное для защиты, управления, измерения и контроля силовых, блочных и повышающих трансформаторов, включая блоки генератор-трансформатор на подстанциях и в промышленных распределительных сетях.

Устройство RET 630 относится к линейке продуктов Relion® производства компании ABB и 630-й серии устройств защиты и управления, которая характеризуется способностью к наращиванию и гибкостью конфигурации. RET630 также содержит все необходимые функции управления и является идеальным решением для управления ячейкой трансформатора.

RET620 обеспечивает полную поддержку стандарта МЭК 61850 для связи и обеспечения взаимодействия устройств автоматизации на подстанциях, включая обмен дискретными и аналоговыми сигналами по технологии GOOSE; теперь также поддерживается МЭК 61850-9-2 LE и Редакция 2, что обеспечивает существенные преимущества с точки зрения расширения взаимодействия. RET620 поддерживает протокол постоянного резервирования (PRP) и протокол бесшовного резервирования высокой доступности HSR, наряду с такими протоколами как DNP3, МЭК 60870-5-103 и Modbus®. При использовании преобразователя SPA-ZC 302 можно также использовать протокол Profibus DVP1.

Преимущества:

• съемное устройство для быстрой установки и тестирования;
• большой набор функций управления и защиты двухобмоточных силовых трансформаторов, включая новейшую быстродействующую дифференциальную защиту с обеспечением защиты от броска тока при включении;
• поддержка различных вариантов заземления нейтрали, использование принципов высокоомной или цифровой низкоомной защиты от замыканий на землю с торможением;
• автоматической регулирование напряжения силовых трансформаторов с РПН с моторным приводом;
• поддержка МЭК 61850 Редакции 2 и Редакции 1, включая протоколы HSR и PRP, обмен сообщениям по профилю GOOSE, а также МЭК 61850-9-2 LE для уменьшения количества проводных соединений и контроля связи;
• применение IEEE 1588 V2 для точной синхронизации и максимального использования преимуществ связи Ethernet на уровне подстанции;
• большой графический дисплей для отображения однолинейных схем, доступ к которым осуществляется как с локального ИЧМ, так и через веб-ИЧМ.

Назначение

RET620 – это специальное устройство управления трансформатором, предназначенное для защиты, управления, измерения и контроля двухобмоточных силовых и повышающих трансформаторов, включая блоки генератор-трансформатор, на электростанциях и в распределительных сетях энергообъектов.

Устройство управления обеспечивает основную дифференциальную защиту трансформатора, имеет одну ступень с торможение (несколько характеристик) и отсечку, обеспечивающую быструю селективную защиту при междуфазных замыканиях, защиту от межвитковых замыканий и КЗ ошиновки. Есть также и возможность выбора низкоомной или высокоомной защиты с торможением от КЗ на землю (REF).

Основные параметры

Описание

Устройство RET630 обеспечивает основную защиту двухобмоточных силовых трансформаторов и блоков генератортрансформатор. Имеется две стандартных конфигурации, отвечающие типовым требованиям по защите и управлению трансформатора.

Стандартные конфигурации могут использоваться в готовом виде или же их можно легко адаптировать или расширить дополнительными произвольно выбранными функциями, при помощи которых устройство можно точно настроить на выполнение требований конкретного применения.

Интеллектуальные устройства 630-й серии предлагаются с дополнительными вариантами стандартной конфигурации, выполненной производителем. Стандартная конфигурация устройства позволяет быстрее осуществить ввод устройства в эксплуатацию, требует меньше инжиниринга устройства. Стандартные конфигурации представляют собой используемый по умолчанию набор функциональных возможностей, необходимых для конкретного применения.

Каждую стандартную конфигурацию можно адаптировать при помощи программного обеспечения Protection and Control IED Manager (PCM600). Адаптируя стандартную конфигурацию, ИЭУ можно сконфигурировать таким образом, чтобы устройство соответствовало требованиям конкретного применения.

Адаптация стандартной конфигурации может включать в себя добавление или удаление функций защиты и управления, а также других функций, в зависимости от конкретного применения, изменение используемых по умолчанию уставок параметров, конфигурирование стандартных настроек регистратора аварийных сигналов и событий, включая тексты в дереве меню ИЧМ, конфигурирование светодиодной индикации и функциональных кнопок и адаптацию стандартных однолинейных схем.

Кроме того, адаптация стандартной конфигурации всегда включает в себя настройку связи для конфигурирования связи в зависимости от функциональных возможностей ИЭУ. Настройка связи выполняется при помощи функции конфигурирования связи программного пакета PCM600.

Если ни одна из предложенных стандартных конфигураций не отвечает требованиям предполагаемой области применения, устройства 630-й серии можно заказать и без предварительно заданной стандартной конфигурации. Такая опция дает полную гибкость при конфигурировании устройства с самого нуля.

Стандартные конфигурации RET630:

• A - конфигурация для защиты двухобмоточного трансформатора ВН/СН;
• B - конфигурация В для защиты двухобмоточного трансформатора ВН/СН, включая цифровое устройство защиты REF;
• N - конфигурация с использованием более одного экземпляра для защиты двухобмоточного трансформатора ВН/СН.

Функции защиты

Устройство RET630 включает дифференциальную защиту трансформатора с несколькими характеристиками срабатывания, включая отсечку и ступень с торможением, для обеспечения быстрой и селективной защиты при междуфазных и межвитковых замыканиях, замыканиях ввода, включая большинство однофазных замыканий. Кроме торможения по второй гармонике используется алгоритм блокировки по форме сигнала, обеспечивающий устойчивость при включении трансформатора, функция торможения по пятой гармонике обеспечивает устойчивость защиты при умеренном перевозбуждении силовых трансформаторов.

Конфигурация A

Конфигурация B

Рисунок 2. Обзор функций RET630.

Комплект дифференциальных защит завершает чувствительная защита от замыканий на землю с торможением (REF), используемая для обнаружения однофазных замыканий вблизи точки заземления нейтрали трансформатора. Для защиты обмоток трансформатора можно выбрать традиционную высокоимпедансную либо низкоимпедансную схему защиты.

При использовании низкоимпедансной защиты REF не требуются ни стабилизирующие резисторы, ни варисторы, дополнительным преимуществом является то, что коэффициент трансформации трансформаторов тока заземления нейтрали может отличаться от коэффициента трансформации фазных ТТ. Благодаря абсолютной селективности защите REF не требуется отстройка ступенчатой выдержкой времени по отношению к другим схемам защиты, и, следовательно, можно добиться быстрого устранения повреждения.

Устройство также включает функцию защиты от тепловой перегрузки для предотвращения старения изоляции обмоток. Для каждой из обмоток отдельно имеется защита от КЗ, фазная максимальная токовая защита, защита по току обратной последовательности и резервная защита от замыканий на землю. Защита от замыканий на землю основана на измеренном или расчетном значении напряжения нулевой последовательности.

Для обнаружения обратного потока мощности или циркулирующих токов при работе параллельных трансформаторов устройство RET630 также имеет направленную максимальную токовую защиту. Кроме того, имеются такие защиты как защита от повышения и понижения частоты, защита от повышения и понижения напряжения, а также устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ).

Функции управления

ИЭУ включает в себя местные и дистанционные функции управления. Для определения функций управления присоединением и блокировки двигателей, и разъединителей устройство предлагает ряд произвольно назначаемых выходов/ выходов и логических цепей. ИЭУ поддерживает схемы с одиночной и двойной системой шин подстанции.

Количество управляемых высоковольтных коммутационных аппаратов зависит от количества имеющихся входов и выходов в выбранной конфигурации. Кроме обычной фиксированной сигнализации для обмена сигналами между интеллектуальными устройствами и получения необходимых взаимоблокировок может использоваться обмен GOOSE-сообщениями по стандарту МЭК 61850-8-1.

Кроме того, ИЭУ включает в себя функцию контроля синхронизма, которая гарантирует, что напряжение, фазный угол и частота на любой из сторон разомкнутого выключателя отвечает условиям безопасного взаимодействия двух сетей.

RET630 4Ut

RET630 4U

Рисунок 3. Схема соединений дополнительных модулей дискретных входов/выходов устройства RET630.

Входы и выходы

В зависимости от выбранной аппаратной конфигурации устройство имеет шесть токовых входов (три входа на стороне высокого напряжения и входа на стороне низкого напряжения) и один или два токовых входа нулевой последовательности для защиты от замыканий на землю.

В зависимости от выбранной аппаратной конфигурации ИЭУ всегда имеет два или три входа напряжения, один из которых может использоваться в качестве входа напряжения нулевой последовательности для направленной защиты от замыканий на землю или защиты по напряжению нулевой последовательности.

Входы напряжения также могут использоваться как фазные входы напряжения для защиты от повышения напряжения, защиты от понижения напряжения и направленной максимальной токовой защиты, а также других функций защиты c контролем напряжения.

RET630 6U

RET630 6U с дополнительными входами

Рисунок 4. Схема соединений дополнительных модулей дискретных входов/выходов устройства RET630.

Токовые входы рассчитаны на 1 или 5 А. В зависимости от выбранной конфигурации устройство имеет один или два альтернативных токовых входа нулевой последовательности: 1/5 А или 0,1/0,5 А. Вход на 0,1/0,5 А обычно используется в применениях, где необходима чувствительная защита от замыканий на землю, и в которых есть ТТ нулевой последовательности.

Утопленный монтаж

Полуутопленный монтаж

Настенный монтаж устройства 6U ½ 19-дюймовой кассеты, с двумя монтажными кронштейнами и выносным МИЧМ

Рисунок 5. Некоторые способы монтажа RET630.

Входы фазного напряжения для междуфазных или однофазных напряжений, и вход напряжения нулевой последовательности охватывают диапазон номинальных напряжений 100 В, 110 В, 115 В и 120 В. Номинал токовых входов и входов напряжения выбирается при помощи программного обеспечения устройства.

Кроме того, пороговые значения срабатывания дискретных входов выбираются путем задания уставок параметров устройства. Пороговое напряжение на дискретном входе может устанавливаться отдельно на каждом дискретном входе.

Возможность расширения исполнений устройств размером 6U предназначена для оптимизации КРУ среднего напряжения, которым часто требуются дополнительные дискретные входы и выходы.

Все контакты дискретных входов и выходов конфигурируются произвольно при помощи инструмента матрицы сигналов в PCM600. Более подробные данные о входах и выходах смотрите в таблицах входов/ выходов, в данных по выбору устройства и оформлению заказа, а также в схемах соединений.

Пользовательский интерфейс на передней панели устройства

Устройства 630-й серии можно заказать со встроенным или отдельным (выносным) пользовательским интерфейсом (ИЧМ). Местный ИЧМ включает в себя большой графический черно-белый жидкокристаллический дисплей с разрешающей способностью 320 x 240 пикселей (ширина x высота). Количество строк и символов в строке зависит от используемого размера символов, так как ширина и высота символов могут меняться.

Кроме того, местный ИЧМ имеет специальные кнопки включения/отключения и пять программируемых функциональных кнопок со светодиодными индикаторами. 15 программируемых светодиодов аварийной сигнализации могут суммарно индицировать 45 аварийных сигналов. Местный ИЧМ предлагает все функциональные возможности пользовательского интерфейса: навигацию по меню, различные виды меню и рабочие данные.

Кроме того, при помощи программного обеспечения PCM600 местный ИЧМ можно конфигурировать на отображение однолинейных схем (SLD). Экран SLD отображает состояние первичных коммутационных аппаратов, таких как выключатели и разъединители, выбранные значения измерений и конфигурацию шин.

Варианты установки устройств

При использовании соответствующих монтажных принадлежностей для стандартного корпуса устройства 630-й серии возможны следующие типы монтажа:

• утопленный монтаж;
• полуутопленный монтаж;
• потолочный монтаж;
• монтаж в 19-дюймовую кассету;
• настенный монтаж;
• монтаж в 19-дюймовую кассету с испытательным блоком типа RTXP;
• монтаж местного ИЧМ в дверь шкафа, установка корпуса ИЭУ в отсек низкого напряжения КРУ.

Выносной ИЧМ предназначен для оптимизации монтажа КРУ, что позволяет уменьшить прокладку межсоединений между отсеком низкого напряжения и дверью панели. Кроме того, интеллектуальные электронные устройства можно устанавливать в любой 19- дюймовый релейный шкаф при помощи набора для монтажа в 19-дюймовую кассету.