Устройства для автоматизации энергосистем REC615

Рисунок 1. REС615 - передняя панель.

REC615 – это интеллектуальное электронное устройство (ИЭУ) для дистанционного управления и контроля, RER615 – устройство защиты и управления АПВ

Преимущества:

• новейшие функциональные возможности для защиты, отключения и восстановления подачи электроэнергии в воздушных распределительных сетях;
• встроенный контроль качества электроэнергии, включая регистрацию просадок и бросков напряжения;
• стандартные конфигурации с возможностью адаптации для быстрой настройки и ввода в эксплуатацию;
• большой удобочитаемый ЖКД с отображением однолинейной схемы, с возможностью местного управления и задания параметров при помощи специальных кнопок для обеспечения безопасной и простой работы;
• инструмент задания параметров с возможностью загрузки с веб-интерфейсом;
• функции кибербезопасности, такие как контрольный журнал;
• возможность управления несколькими объектами (до десяти объектов, включая два выключателя);
• свободное программирование;
• контроль качества электроэнергии, включая регистрацию провалов и бросков напряжения, профиля нагрузки;
• поддержка коммуникационных протоколов МЭК 60870-5-101/104, DNP3 level 2, Modbus или МЭК 61850 с обменом сообщениями по профилю GOOSE для быстродействующей защиты, отключения повреждения и восстановления энергоснабжения;
• четыре программируемых функциональных кнопки обеспечивают прямой доступ к дополнительным функциям управления (например, тег горячей линии – Hotline, режим без повторного включения, включение/отключение функции защиты).

Назначение

Эти устройства предназначены для дистанционного управления, мониторинга, защиты, индикации повреждений, анализа качества электроэнергии и автоматизации работы распределительных сетей среднего напряжения.

Применение устройств REC615 и RER615 позволяют повысить надежность работы энергосистемы, от таких базовых функций как ненаправленная защита от перегрузки, до комплексных функций защиты, включающих анализ качества электроэнергии. Так, REC615 отвечает самым современным требованиям интеллектуальных энергосистем и поддерживает защиту кабельных линий, а RER615 поддерживает защиту воздушных линий в сетях с изолированной нейтралью, в сетях с резистивно-заземленной, компенсированной или глухозаземленной нейтралью.

REC615 подходит для самых разнообразных распределительных электрических сетей, в состав которых могут входить средства распределенной генерации, а также вторичное оборудование, такое как разъединители среднего напряжения, переключатели и кольцевые главные блоки. REC615 принадлежит к семейству устройств Relion®. Продукция Relion полностью отвечает требованиям стандарта МЭК 61850 в части обмена информацией и функционального взаимодействия устройств автоматизации подстанции.

Основные параметры

Описание

REC615 — это специализированное реле автоматизации сети, предназначенное для дистанционного управления и контроля, защиты, индикации неисправностей, анализа качества электроэнергии и автоматизации в системах вторичного распределения среднего напряжения, включая сети с распределенной генерацией электроэнергии, с вторичным оборудованием, таким как разъединители среднего напряжения, выключатели. и узлов кольцевой сети.

REC615 входит в семейство продуктов Relion®. Реле унаследовало характеристики реле серии 615, которые характеризуются компактностью, а также экологичностью (соответствие RoHS) и конструкцией выдвижного блока. Реле были переработаны с нуля, чтобы раскрыть весь потенциал стандарта IEC 61850 для связи и взаимодействия между устройствами автоматизации подстанции.

С помощью REC615 можно повысить надежность сети, начиная от базовой ненаправленной защиты от перегрузки и заканчивая расширенными функциями защиты с анализом качества электроэнергии. REC615 отвечает современным требованиям к интеллектуальным сетям и поддерживает защиту кабельных фидеров в сетях с изолированной нейтралью, с заземлением через сопротивление, с компенсацией и с глухозаземленным заземлением. REC615 свободно программируется с помощью горизонтальной связи GOOSE, что позволяет использовать сложные функции блокировки. REC615 включает сложные функции защиты для обнаружения, изоляции и восстановления питания во всех типах сетей, но особенно в сетях с компенсацией. Являясь частью решения интеллектуальных сетей АББ, реле обеспечивает превосходное обнаружение, изоляцию и восстановление сбоев (FLIR), чтобы снизить частоту и сократить продолжительность сбоев.

Адаптируемые стандартные конфигурации позволяют вводить реле в эксплуатацию сразу после установки параметров, специфичных для приложения, что обеспечивает быстрый ввод в эксплуатацию. Существующие входы/выходы реле можно дополнительно расширить с помощью RIO600. REC615 поддерживает те же инструменты настройки, что и другие реле семейства продуктов Relion. Свободно программируемое реле содержит шесть легко управляемых групп уставок.

Два выключателя и до восьми выключателей нагрузки могут управляться через интерфейс HMI на передней панели реле или удаленную систему. Большой легко читаемый ЖК-экран реле с однолинейной схемой предлагает возможности местного управления и параметризации с помощью специальных кнопок для безопасной работы. Также доступен простой веб-инструмент параметризации с возможностью загрузки.

Для защиты реле от несанкционированного доступа и сохранения целостности информации в реле предусмотрена четырехуровневая ролевая система аутентификации пользователей с индивидуальными паролями для уровней зрителя, оператора, инженера и администратора. Система управления доступом применяется к HMI на передней панели, встроенному HMI на основе веб-браузера и IED Manager PCM600 для защиты и управления. Кроме того, ретранслятор также включает функции кибербезопасности, такие как контрольный журнал.

REC615 поддерживает различные коммуникационные протоколы для удаленной связи, такие как IEC 60870-5-101/104, DNP3 level 2 и Modbus, одновременно поддерживая IEC 61850 с обменом сообщениями GOOSE для высокоскоростной защиты, локализации неисправностей и восстановления.

Стандартные конфигурации

REC615 доступен в семи стандартных конфигурациях. С каждой стандартной конфигурацией поставляется примерная конфигурация, подходящая для применения выключателя нагрузки типа SECTOS со специальным применением, таким как логика секционирования на основе тока и функциональность ограничения нагрузки. Это сводит к минимуму требуемый объем инженерных работ, обеспечивая быстрый ввод в эксплуатацию путем простого параметрирования функций защиты. Для приложений, где примерная конфигурация не подходит, стандартную конфигурацию сигнала можно легко изменить, используя конфигурацию приложения или функциональные возможности матрицы сигналов программного обеспечения Protection and Control IED Manager PCM600. Функциональность конфигурации приложений PCM600 также поддерживает создание многоуровневых логических функций с использованием различных логических элементов. Комбинируя функции защиты с логическими функциональными блоками, конфигурация реле может быть адаптирована к конкретным требованиям пользователя.

Рисунок 2. Обзор функций REС615.

Стандартная конфигурация A поддерживает традиционные трансформаторы тока и напряжения. Остаточный ток для защиты от замыканий на землю получается из фазных токов в соединении Холмгрена. В качестве альтернативы трансформаторы тока нулевой последовательности могут использоваться для измерения тока нулевой последовательности, особенно когда требуется чувствительная защита от замыканий на землю.

Стандартная конфигурация B поддерживает комбинацию традиционных трансформаторов тока и напряжения или альтернативных датчиков напряжения. Остаточный ток для защиты от замыканий на землю получается из фазных токов в соединении Холмгрена. В качестве альтернативы трансформаторы тока нулевой последовательности могут использоваться для измерения тока нулевой последовательности, особенно когда требуется чувствительная защита от замыканий на землю. Входы датчиков отличаются высокой гибкостью и прошли типовые испытания для поддержки как емкостных, так и резистивных датчиков напряжения ABB.

Стандартная конфигурация C поддерживает комбинированные датчики напряжения и тока, которые поддерживают традиционные входы дифференциального тока в чувствительных к замыканиям на землю приложениях. Входы датчиков полностью поддерживают датчики напряжения и тока среднего напряжения ABB. Широкие характеристики входов датчиков тока позволяют стандартизировать первичное оборудование.

Функции защиты

Чтобы заказчики могли настроить реле в соответствии со своими требованиями, его можно заказать как базовое реле или дополнить выбранными функциями защиты. Выбор зависит от применения, будь то компенсированная сеть, а также компенсированная сеть с распределенной генерацией или фидерами с обратной связью.

В качестве стандартного предложения реле включает в себя функции ненаправленной максимальной токовой защиты и ненаправленной защиты от замыканий на землю, а также другие функции защиты, которые обычно используются в качестве средства значительного повышения надежности сети в приложениях автоматизации сети, таких как максимальная токовая защита обратной последовательности. для обнаружения обрыва проводника. В качестве альтернативы доступна более чувствительная защита от обрыва фазы. Тепловая защита, которая используется для защиты фидеров, кабелей и распределительных трансформаторов, также включена.

Дополнительные функции реле включают более совершенные методы обнаружения замыканий на землю в различных распределительных сетях. Помимо постоянных замыканий на землю реле может быть оснащено алгоритмами, которые можно использовать для обнаружения прерывистых и переходных временных замыканий. Это можно использовать для локализации возможных будущих проблемных точек в распределительной сети, даже до того, как они перерастут в неисправность, которая вызовет прерывание распределения электроэнергии, наблюдаемое конечными пользователями.

Функция проверки синхронизма предлагается со стандартной конфигурацией B. Функция проверки синхронизма обеспечивает соответствие напряжения, угла сдвига фаз и частоты по обе стороны от разомкнутого выключателя условиям безопасного соединения двух сетей.

Некоторые расширенные функции защиты доступны в REC615 дополнительно.

Применение

Использование устройств REC615 позволяет повысить надежность работы энергосистемы, поскольку в них предусмотрен полный спектр функций защиты, начиная с базового уровня, ненаправленной защиты от перегрузки, и заканчивая такими комплексными функциями защиты, как анализ качества электроэнергии. Это означает, что устройство REC615 отвечает современным требованиям к интеллектуальным сетям и поддерживает защиту кабельных фидеров в сетях с изолированной, заземленной через активное сопротивление, компенсированной и глухозаземленной нейтралью.

REC615 свободно программируется при помощи горизонтальной связи по технологии GOOSE, позволяя создавать очень сложные функции блокировки. Наличие новых стандартных конфигураций, адаптируемых к требованиям заказчика дает возможность начать его эксплуатацию, как только будут заданы параметры, соответствующие специфике конкретной области применения. REC615 обеспечивает превосходное обнаружение места повреждения, его отключение и последующее восстановление (FLIR), чтобы уменьшить частоту и продолжительность сбоев энергоснабжения. REC615 также поддерживает усовершенствованные методы обнаружения замыкания на землю, предназначенные для обнаружения развивающихся коротких замыканий в сети до того, как они приведут к прекращению энергоснабжения.

В REC615 реализованы разнообразные функции для повышения надежности сети и расширения функциональных возможностей:

• несколько управляемых объектов (до девяти объектов, в том числе один автоматический выключатель);
• сложные функции защиты для обнаружения, отключения и восстановления энергоснабжения в сетях любых типов;
• интегрированная функция измерения качества электроэнергии, в том числе регистрация провалов и бросков напряжения;
• свободное программирование;
• профиль нагрузки и регистрация событий;
• гибкая функция автоматического повторного включения;
• шесть групп уставок с удобным управлением;
• адаптируемые стандартные конфигурации для быстрого ввода в эксплуатацию;
• инструмент настройки параметров с веб-интерфейсом и возможностью загрузки;
• инструменты конфигурирования, аналогичные используемым для других устройств семейства Relion;
• функции кибербезопасности, такие как журнал регистрации событий;
• съемная модульная конструкция;
• большой, хорошо читаемый ЖКД с отображением однолинейных схем, с возможностью местного управления и задания параметров, со специальными кнопками для безопасной удобной работы;
• протоколы связи МЭК 60870-5-101/104, DNP3 уровня 2, Modbus и МЭК 61850 с обменом GOOSE-сообщениями для быстродействующей защиты, отключения повреждения и последующего восстановления;
• расширение ввода/вывода с модулем RIO600;
• экологически безопасная конструкция, соответствующая требованиям RoHS.

Управление

Два автоматических выключателя и до восьми выключателей нагрузки могут управляться через ЧМИ на передней панели REC615 или через удаленную систему. Реле также обеспечивает индикацию положения восьми заземлителей.

Если количество доступных двоичных входов или выходов выбранной стандартной конфигурации недостаточно, конфигурация может быть изменена, чтобы освободить некоторые двоичные входы или выходы, первоначально настроенные для других целей. В этом случае внешний модуль ввода/вывода, например, RIO600, может быть интегрирован с реле, а его двоичные входы и выходы использоваться для менее критичных по времени двоичных сигналов приложения.

Пригодность бинарных выходов реле, выбранных для управления первичными устройствами, должна быть тщательно проверена, например, в отношении замыкания и переноса, а также отключающей способности. Если требования к цепи управления первичного устройства не выполняются, следует рассмотреть возможность использования внешних вспомогательных реле.

Дополнительный большой графический ЖК-дисплей ЧМИ реле включает однолинейную схему с указанием положения соответствующих первичных устройств. Схемы блокировки, требуемые приложением, настраиваются с помощью матрицы сигналов или функции конфигурации приложения PCM600. В зависимости от стандартной конфигурации реле также имеет функцию проверки синхронизма, чтобы гарантировать, что напряжение, фазовый угол и частота по обе стороны от разомкнутого автоматического выключателя соответствуют условиям для безопасного соединения двух сетей.

Место неисправности

Реле имеет дополнительную функцию определения места повреждения путем измерения импеданса, подходящую для обнаружения коротких замыканий в радиальных распределительных сетях. Замыкания на землю можно локализовать в сетях с эффективным заземлением и заземлением с низким сопротивлением. В условиях, когда величина тока короткого замыкания по крайней мере того же порядка или выше, чем ток нагрузки, замыкания на землю могут также локализоваться в распределительных сетях с изолированной нейтралью. Функция локализации неисправности определяет тип неисправности, а затем вычисляет расстояние до точки неисправности. Также рассчитывается оценка значения стойкости к замыканиям. Оценка предоставляет информацию о возможной причине неисправности и точности расчетного расстояния до точки неисправности.

Журнал событий

Для сбора информации о последовательности событий реле имеет энергонезависимую память, способную хранить 1024 события с соответствующими отметками времени. Энергонезависимая память сохраняет свои данные, даже если реле временно теряет вспомогательное питание. Журнал событий облегчает подробный анализ отказов и нарушений фидеров до и после аварии. Значительные возможности обработки и хранения данных и событий в ретрансляторе позволяют удовлетворить растущий спрос на информацию будущих сетевых конфигураций.

Доступ к информации о последовательности событий можно получить либо через локальный ИЧМ, либо удаленно через коммуникационный интерфейс реле. Доступ к информации также можно получить локально или удаленно с помощью веб-ЧМИ.

Контроль состояния

Функции контроля состояния реле постоянно контролируют работу и состояние автоматического выключателя. Контроль включает время взведения пружины, давление газа SF6, время перемещения и время бездействия автоматического выключателя.

Функции мониторинга предоставляют данные об истории работы автоматического выключателя, которые можно использовать для планирования профилактического обслуживания автоматического выключателя.

Рисунок 3. Входы и выходы REС615 (конфигурация А).

Входы и выходы

В зависимости от выбранной стандартной конфигурации реле оснащено различными аналоговыми входными каналами. Стандартная конфигурация A обеспечивает три входа фазного тока, один вход дифференциального тока и три входа напряжения. Стандартная конфигурация B обеспечивает три входа фазного тока, один вход тока нулевой последовательности и шесть входов напряжения датчиков или трансформаторов напряжения. Стандартная конфигурация C поддерживает комбинированные датчики с чувствительным измерением дифференциального тока.

Входы фазного тока рассчитаны на 1/5 А, а вход тока нулевой последовательности 0,2/1 А. Остаточный ток подходит для приложений, требующих чувствительной защиты от замыканий на землю и имеющих трансформаторы тока нулевой последовательности. Поскольку остаточный ток обычно ограничен небольшими значениями, его также можно использовать в приложениях, где даже фазный ток составляет 5 А. Трехфазные входы напряжения охватывают номинальные напряжения 60...210 В. Могут быть подключены как линейные напряжения, так и фазные напряжения.

Номинальное вторичное напряжение входов датчиков напряжения программируется пользователем, поддерживая как емкостные, так и резистивные датчики напряжения от 5 кВ до 38 кВ.

Входы датчиков тока предназначены для датчиков Роговского ABB, а номинальный ток программируется пользователем. Широкие входные характеристики позволяют стандартизировать первичное оборудование, поэтому одно и то же первичное измерительное устройство может использоваться как для измерения, так и для защиты, где номинальный ток IN составляет от 39 А до 4000 А.

Вход фазного тока 1 А или 5 А, вход тока нулевой последовательности 0,2 А или 1 А и вход номинального напряжения выбираются в программном обеспечении реле. Кроме того, пороги двоичных входов 18…176 В постоянного тока выбираются путем настройки параметров реле.

Все бинарные входные и выходные контакты свободно конфигурируются с помощью инструментов Application Configuration или Signal Matrix в PCM600.

Интерфейс «человек-машина»

В устройстве REС615 используется интерфейс «человекмашина» (ИЧМ) с таким же внешним видом и такими же функциями, как и у других устройств семейства Relion. Т. е. дополнительное преимущество заключается в том, что пользователь, уже знакомый с одним устройством Relion, может работать со всеми остальными устройствами.

Одним автоматическим выключателем и восемью выключателями нагрузки можно управлять с помощью ИЧМ, расположенного на передней панели устройства, или системы дистанционного управления. Для защиты устройства от несанкционированного доступа и для обеспечения целостности информации устройство имеет четырехуровневую ролевую систему аутентификации пользователей с отдельными паролями для уровня диспетчера, оператора, инженера и администратора. Система управления доступом применяется для ИЧМ на передней панели, встроенного ИЧМ на основе веб-браузера и программы Protection and Control IED Manager PCM600.

Способы монтажа

При использовании соответствующих монтажных принадлежностей для стандартного корпуса устройства серии 611 возможен утопленный монтаж, полуутопленный монтаж или настенный монтаж. Корпуса устройств, монтируемые заподлицо или на стену, могут также устанавливаться в наклонном положении (25°) с использованием 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 устройства. Другая возможность: устройства могут быть смонтированы в 19-дюймовых релейных шкафах при помощи рам 4U Combiflex.

Для тестирования корпус устройства может оборудоваться испытательными блоками типа RTXP 18, которые монтируются рядом с корпусом устройства.

Утопленный монтаж

Полуутопленный монтаж

Полуутопленный монтаж с наклоном 25º

Рисунок 4. Варианты монтажа REС615.

Варианты монтажа:

• утопленный монтаж;
• полуутопленный монтаж;
• полуутопленный монтаж с наклоном 25°;
• монтаж в стойке;
• настенный монтаж;
• монтаж на 19-дюймовую раму;
• монтаж с испытательным блоком RTXP 18 в 19- дюймовую стойку.