Расширенная защита и контроль повторного включения RER620

Рисунок 1. Передняя панель RER620.

Устройство также включает в себя функцию защиты от высокоомных замыканий (HIZ) и чувствительную защиту от замыканий на землю (SEF) для распределительных систем с заземленной и изолированной нейтралью. Кроме того, устройство включает в себя трехфазную и однофазную функцию многократного АПВ для автоматического восстановления работы воздушных линий после временных повреждений.

Устройство RER620 содержит новейшие функциональные возможности управления, которые упрощают управление одним выключателем или реклоузером с панели локального ИЧМ устройства или при помощи дистанционной системы управления. Для защиты устройства от несанкционированного доступа и сохранения целостности информации устройство имеет четырехуровневую ролевую систему аутентификации пользователей с индивидуальными паролями для просмотра информации, оператора, инженера и администратора.

Преимущества:

• максимальное увеличение капитала за счет продления срока службы активов благодаря конструкциям, требующим меньшего количества оборудования и места;
• повышенная безопасность за счет снижения опасностей благодаря продуманным конструкциям;
• повышенная надежность за счет поддержания жизненно важных операций с помощью стабильной высококачественной электроэнергии каждую минуту каждого дня;
• снижение эксплуатационных расходов благодаря эффективному управлению энергопотреблением и стратегиям технического обслуживания;
• более гибкие обновления системы без перемонтажа или замены компонентов;
• простота интеграции с непатентованными средствами связи IEC 61850;
• поддерживает как однофазное, так и трехфазное отключение для повышения производительности фидера;
• масштабируемое аппаратное обеспечение, включая бинарные входы/выходы, различные коммуникационные интерфейсы;
• доступ к таким приложениям, как реклоузер, выключатель и секционатор, можно легко получить с помощью средства настройки приложений (ACT) из инструмента PCM600;
• данные от управления реклоузером, последовательность событий, запись цифровой формы сигнала, расширенные измерения и настройки можно легко получить через веб-браузер;
• поддерживает протоколы обмена сообщениями IEC 61850 и GOOSE для высокоскоростной защиты, локализации неисправностей и восстановления обслуживания.

Назначение

RER620 – это специальное интеллектуальное электронное устройство (ИЭУ), идеально подходящее для защиты, управления, измерения и контроля линий распределительной сети и промышленных энергосистем.

RER620 обеспечивает основную защиту воздушных и кабельных линий на подстанциях распределительной сети. Это устройство может применяться для защиты и управления в распределительных сетях с заземленной и изолированной нейтралью.

Устройство RER620 – это самое мощное устройство защиты и управления реклоузером для своего класса, имеющее в своем составе максимальную токовую защиту (отсечку и защиту с выдержкой времени), защиту по току обратной последовательности, защиту от обрыва фазы, УРОВ, встроенное управление контуром, выполняющее функции автоматического восстановления, которые являются средством, способным существенно повысить надежность работы энергосистемы и обеспечить ее более эффективную работу, а также функции измерения и защиты по напряжению.

Основные параметры

Описание

RER620 — это специальное IED (интеллектуальное электронное устройство) реклоузера, идеально подходящее для защиты, управления, измерения и наблюдения за подстанциями и промышленными энергосистемами, включая радиальные, кольцевые и ячеистые распределительные сети с распределенной генерацией электроэнергии или без нее. RER620 принадлежит к семейству Relion® компании ABB и входит в серию продуктов для защиты и управления 620. IED серии 620 отличаются компактностью и выкатной конструкцией.

Переработанная с нуля, серия 620 была разработана, чтобы раскрыть весь потенциал стандарта IEC 61850 для связи и взаимодействия между устройствами автоматизации подстанции. Устройство IED обеспечивает основную защиту воздушных линий и кабельных вводов в распределительных сетях. Устройство IED также используется в качестве резервной защиты в приложениях, где требуется независимая и резервная система защиты.

RER620 обеспечивает основную защиту воздушных линий распределительных подстанций. Может применяться для защиты и управления заземленными и незаземленными распределительными сетями.

RER620 — самое мощное, усовершенствованное реле защиты реклоузера в своем классе, идеально обеспечивающее защиту от перегрузки по току с выдержкой времени и мгновенной последовательности, перегрузку по току обратной последовательности, обрыв фазы, отказ выключателя, встроенное управление контуром, выполняющее функции автоматического восстановления контура, что обычно используется в качестве средства для значительного улучшения цепи. надежность и обеспечить более эффективную работу системы, а также измерение напряжения и защиту. Реле также имеет дополнительную защиту от замыканий на землю (HIZ) и чувствительных замыканий на землю (SEF) для заземленных и незаземленных распределительных сетей. Кроме того, реле имеет гибкую трехфазную и однофазную многократную функцию автоматического повторного включения для автоматического восстановления фидера при временных повреждениях на воздушных линиях.

В RER620 также встроены базовые функции управления, которые облегчают управление одним автоматическим выключателем или устройством повторного включения через человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) на передней панели реле или систему дистанционного управления. Для защиты реле от несанкционированного доступа и сохранения целостности информации в реле реализована четырехуровневая ролевая система аутентификации пользователей с индивидуальными паролями для уровней зрителя, оператора, инженера и администратора.

Система управления доступом применяется к ЧМИ на передней панели, встроенному ЧМИ на основе веб-браузера и инструменту настройки и конфигурирования реле PCM600. RER620 поддерживает новый стандарт IEC 61850 для связи между устройствами на подстанциях или вдоль фидера. Реле также поддерживает протоколы промышленного стандарта DNP3 level 2, Modbus, IEC 60870-5-101/104 и PG&E 2179.

Стандартные конфигурации

Реле RER620 используется в основном для защиты и управления фидерами и предлагает одну стандартную конфигурацию, чьи функции и характеристики реле основаны на коде заказа. Подробности см. в Таблице 1. Стандартную конфигурацию сигналов можно изменить с помощью графической матрицы сигналов или дополнительных графических функций приложения Protection and Control IED Manager PCM600. Кроме того, функциональность конфигурации приложений PCM600 поддерживает создание многоуровневых логических функций с использованием различных логических элементов, включая таймеры и триггеры. Комбинируя функции защиты с логическими функциональными блоками, конфигурацию IED можно адаптировать к конкретным требованиям пользователя.

Конфигурация включает в себя стандартные функции измерения, мониторинга и управления, а также последовательность событий, отказов и запись цифровых сигналов. Усовершенствованная связь Ethernet включена в стандартную комплектацию с параллельной поддержкой DNP3.0 уровня 2+*, IEC 60870-5-104, Modbus и IEC61850, а также SNTP через TCP/IP. В качестве опции доступны дополнительные порты последовательной связи RS-232 и RS-485, которые поддерживают протоколы DNP3 уровня 2+*, IEC 60870-5-101, Modbus или PG&E 2179. Вместе с дополнительными портами последовательной связи поставляется синхронизация времени IRIG-B.

Функции защиты

Это IED обеспечивает ненаправленную трехфазную и однофазную защиту, а также защиту от перегрузки по току на землю, асимметрии фаз и обрыва фазы с дополнительной чувствительной защитой от замыканий на землю (SEF), обнаружением замыканий с высоким импедансом (HIZ), направленной максимальной токовой защитой фаз, заземления и нейтрали, а также фазой, заземлением. (остаточное), прямой последовательности и обратной последовательности, защита от пониженного и перенапряжения. Кроме того, устройство IED предлагает трех- и однофазную функцию автоматического повторного включения для воздушных и подземных распределительных линий. Элементы защиты фазы, земли и обратной последовательности можно настроить, выбрав любую кривую в соответствии с IEEE C37.112, IEC 60255-3. Кроме того, доступны все традиционные кривые реклоузера.

Быстрые и задержанные кривые можно изменить с помощью следующих модификаторов кривых:

• Множитель времени – смещает кривую по вертикали;
• Минимальное время срабатывания – предотвращает срабатывание по кривой;
• Сумматор времени – добавьте время к кривой.

Для элементов защиты фазы, земли и обратной последовательности также доступны мгновенная защита от перегрузки по току, защита от перегрузки по току с независимой выдержкой времени и блокировка по сильному току.

Рисунок 2. Обзор функций RER620.

RER620 предлагает различные кривые сброса, в том числе параметры настройки немедленного, независимого и обратнозависимого времени.

RER620 предлагает специальные элементы направленной защиты фазы и земли. Фазонаправленные элементы обеспечивают множество различных поляризующих величин, таких как напряжение прямой или обратной последовательности, самополяризующиеся (неисправные) или кросс-поляризующие (исправные напряжения). Для обеспечения надежной и правильной направленной работы в случае близких коротких замыканий, когда количество поляризаций может быть низким, RER620 реализует функцию памяти.

В случае сбоя во вторичных цепях между трансформаторами напряжения и RER620, чтобы избежать неправильной работы функций, основанных на напряжении, RER620 включает функцию «Отказ предохранителя/потеря потенциала». Выход из строя предохранителя/потеря потенциальной функциональности может обнаруживать отказ при отказе одной, двух или трех фаз во вторичной цепи ТН.

Защита по частоте, включая защиту от повышения частоты, понижения частоты и защиты от скорости изменения частоты, предлагается в RER620 со стандартной конфигурацией. Кроме того, включена встроенная функция сброса и восстановления нагрузки на основе частоты и скорости изменения. В приложениях, когда необходимо замыкание выключателей между асинхронными сетями, в стандартной конфигурации предусмотрена функция включения и синхронизации. В тех случаях, когда требуется высокая чувствительность, в стандартную комплектацию входят направленные силовые элементы прямой и обратной последовательности.

Функция АПВ в RER620 обеспечивает до пяти программируемых АПВ, которые могут выполнять от одного до пяти последовательных АПВ желаемого типа и продолжительности, например, одно высокоскоростное и одно АПВ с задержкой. Функция реклоузера имеет возможность работать на трех полюсах независимо. Эта особенность позволяет использовать его в распределительных сетях, где основная масса нагрузок однофазная и не всегда требуется срабатывание всех трех полюсов при неисправности на одной фазе. Визуальная индикация на программируемом светодиоде обеспечивается, когда реклоузер находится в состоянии блокировки. С помощью программируемой кнопки функция повторного включения может быть отключена или включена.

В некоторых приложениях, таких как приложения для экономии предохранителей, включающие плавкие предохранители, расположенные ниже по потоку, срабатывание и запуск срабатывания 1 должны быть быстрыми (мгновенными или с кратковременной задержкой). Срабатывание и инициирование выстрелов 2, 3 и определенное время срабатывания должны быть отсрочены. В таких приложениях RER620 включает функцию координации последовательности. Функция повторного включения в RER620 включает в себя функцию «Переключение на неисправность» (SOTF), которая предотвращает последовательность повторного включения, когда устройство повторного включения/выключатель включается вручную при забытом заземлении после работ по техническому обслуживанию на линии электропередачи. В штормовую погоду в течение нескольких минут может быть много срабатываний АПВ. Эти типы отказов могут легко повредить устройство повторного включения/выключатель, если функция повторного включения не заблокирована на основе счетчиков частых операций.

Применение

Для упрощения заказа RER620 всегда включает в себя три фазных трансформатора тока, вход чувствительного к замыканию на землю (SEF)/высокого импеданса (HIZ) трансформатора тока и шесть входов трансформатора напряжения, что идеально соответствует требуемым функциям защиты, управления и измерения распределительных фидеров. Программируемые пользователем фазные и заземляющие ТТ и вторичные номинальные настройки ТН, а также широкие диапазоны уставок защиты повышают гибкость применения RER620. Направленная защита от замыканий на землю в основном используется в сетях с изолированной нейтралью или в сетях с компенсацией, тогда как ненаправленная защита от замыканий на землю предназначена для сетей с прямым или низкоимпедансным заземлением. IED может также использоваться для защиты кольцевых и ячеистых распределительных сетей, а также радиальных сетей, содержащих распределенную генерацию электроэнергии.

Измеренный дифференциальный ток на четвертом входе ТТ (0,2/1 А) используется для обнаружения чувствительного замыкания на землю и обнаружения высокого импеданса. Остаточный ток для защиты от замыканий на землю, полученный из фазных токов, используется другими элементами МТЗ и мгновенной защиты от замыканий на землю. Трансформаторы тока нулевой последовательности можно использовать для измерения тока нулевой последовательности, особенно когда требуется чувствительная защита от замыканий на землю. В случае, когда требуется высокая чувствительность для обнаружения повреждения в диапазоне первичного тока 1А, функции защиты могут быть установлены на четвертый вход ТТ с номинальной настройкой отвода 0,2А.

Стандартная конфигурация предлагает направленную защиту от замыканий на землю с остаточным напряжением, рассчитываемым по фазным напряжениям. Кроме того, стандартная конфигурация включает контроль отказа предохранителей. Кроме того, стандартная конфигурация предлагает направленную максимальную токовую защиту, защиту от перенапряжения и пониженного напряжения, защиту от перенапряжения прямой и обратной последовательности и защиту от остаточного напряжения. Для выполнения функций автоматического восстановления контура, которые обычно считаются средством значительного повышения надежности цепи и обеспечения более эффективной работы системы, в качестве стандартной функции предусмотрена встроенная функция управления контуром. В таких приложениях отсутствует связь между ИЭУ управления реклоузером, а автоматическая изоляция неисправности и восстановление выполняются с помощью функции управления контуром.

В случае наличия связи (по оптоволоконному кабелю или беспроводной связи) между ИЭУ управления реклоузером реконфигурация сети может быть выполнена с помощью обмена сообщениями GOOSE на основе IEC61850.

Чтобы гарантировать, что подача питания на соединительный трансформатор распределенной генерации не приведет к срабатыванию защитных элементов на уже установленном реклоузере (из-за пускового тока трансформатора), RER620 имеет встроенную логику для обнаружения подачи питания и последующего выполнения необходимых действий, таких как снижение чувствительности или блокировка защитных элементов. Эта расширенная функция RER620 позволяет избежать необходимости внешней беспроводной связи, а также сложной логики блокировки IED и рабочих процедур.

Включена расширенная связь Ethernet, поддерживающая стандарт IEC61850-8 и протоколы DNP3 уровня 2+, IEC 60870-5-104 и Modbus через TCP/IP, а также последовательная связь с поддержкой DNP3 уровня 2+, IEC 60870-5-101, Modbus и PG&E. 2179 протоколов.

Стандартная конфигурация включает шесть входов измерения напряжения. Каждый измерительный вход может вмещать обычные источники напряжения, а также емкостные и резистивные делители напряжения (датчики), которые обеспечивают низкоуровневую величину напряжения.

Неточность источников напряжения (обычных и сенсорных) можно компенсировать настройкой в RER620.

Управление

IED обеспечивает состояние и управление одним реклоузером/выключателем с помощью специальных кнопок на локальном человеко-машинном интерфейсе (ЛИЧМ) на передней панели для отключения и включения этого реклоузера/выключателя.

Кроме того, большой графический ЖК-дисплей ЧМИ устройства IED включает однолинейную схему (SLD) с указанием положения соответствующего реклоузера/автоматического выключателя. Схемы блокировки, требуемые приложением, настраиваются с использованием матрицы сигналов или функции конфигурации приложения PCM600. Устройство IED также включает функцию проверки синхронизма, чтобы гарантировать, что напряжение, угол сдвига фаз и частота по обе стороны от разомкнутого реклоузера/автоматического выключателя удовлетворяют условиям безопасного соединения двух сетей.

Гибкое дистанционное управление выключателем с выбором перед отключением (SBO) или прямым отключением также доступно для каждого из поддерживаемых DNP3.0 уровня 2+, Modbus, IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104, PG&E 2179 и Протоколы связи МЭК 61850. Схемы блокировки, необходимые для приложения, настраиваются с помощью Signal Matrix Tool (SMT) или Application Configuration Tool (ACT) в PCM600.

Рисунок 3. Соединения RER620.

Входы и выходы

Стандартные и дополнительные двоичные входы и выходы (I/O) также зависят от выбранной конфигурации IED. В таблице 3 подробно описаны аналоговые входы и входы/выходы, доступные для каждой конфигурации. Входы фазного тока программируются пользователем на номинальный ток вторичной обмотки ТТ 5 А или 1 А. Четвертый ТТ используется SEF/HIZ и имеет номинальный ток 0,2/1 А. Чувствительный трансформатор тока замыкания на землю обеспечивает защиту SEF и имеет отдельную независимую защитную функцию HIZ для обнаружения обрыва проводов.

Номинальное вторичное напряжение шестифазных входов ТН программируется пользователем. К устройству IED можно подключать как линейные напряжения (открытый треугольник), так и линейные напряжения (звезда). Пороги включения бинарного входа программируются в диапазоне от 18 до 176 В постоянного тока путем настройки параметров реле. Помимо специальных выходов отключения/включения, которые необходимы для управления магнитными исполнительными механизмами реклоузеров ABB GridShield, RER620 предоставляет дополнительные программируемые пользователем бинарные входы и выходы.

Все бинарные входные и выходные контакты свободно программируются с помощью инструмента матрицы сигналов в пользовательском инструменте программного обеспечения PCM600.

Локальный ИЧМ

Локальный ИЧМ IED включает стандартный большой ЖК-экран. Большой ЖК-дисплей обеспечивает полную функциональность пользовательского интерфейса на передней панели с навигацией по меню и представлениями меню. Большой дисплей предлагает более удобное использование передней панели с меньшей прокруткой меню и улучшенным просмотром информации, чем с меньшими ЖК-экранами. Кроме того, большой дисплей включает в себя настраиваемую пользователем однолинейную схему (SLD) с указанием положения соответствующего основного оборудования. Стандартная конфигурация IED отображает, помимо положения основного оборудования, соответствующие значения измерений. Таким образом, все необходимые измерения можно просмотреть без прокрутки меню IED. Доступ к представлению SLD также можно получить с помощью пользовательского интерфейса на основе веб-браузера. SLD по умолчанию можно изменить в соответствии с требованиями пользователя с помощью редактора графического дисплея в PCM600.

Локальный ИЧМ включает в себя нажимную кнопку (Л/П) для локального/дистанционного управления устройством IED. Когда IED находится в локальном режиме, им можно управлять только с использованием локального пользовательского интерфейса на передней панели. Когда IED находится в удаленном режиме, IED может выполнять команды, отправленные из удаленного места. Устройство IED поддерживает удаленный выбор локального/дистанционного режима через двоичный вход. Эта функция облегчает, например, использование внешнего переключателя на подстанции, чтобы гарантировать, что все устройства IED находятся в локальном режиме во время работ по техническому обслуживанию и что реклоузеры/автоматические выключатели не могут управляться удаленно из центра управления сетью.

Большой дисплей хорошо подходит для всех установок IED, обеспечивая удобный интерфейс просмотра.

Устройство IED оснащено шестнадцатью настраиваемыми пользователем кнопками, которые используются для простых и быстрых операций, что устраняет необходимость в традиционных внешних переключателях управления. Эти кнопки доступны в RER620 для выполнения любой определяемой пользователем логики. Для каждой кнопки доступны различные режимы работы, такие как импульсный, переключаемый. Каждая кнопка имеет встроенный светодиод, и предоставляется шаблон этикетки конфигурации.

Одиннадцать светодиодов, настраиваемых пользователем, могут заменить традиционную панель оповещения. Входной сигнал для каждого светодиода выбирается индивидуально с помощью инструмента матрицы сигналов PCM 600 (SMT). Каждый светодиод индикации на устройстве IED может быть индивидуально настроен для работы в четырех различных последовательностях (в зависимости от применения): два следящих и два защелкивающихся. Свет от светодиодов может быть постоянным или мерцающим. Шаблон светодиодной этикетки предоставляется в соответствии с вашей схемой управления.