Устройство управления и защиты генератора REG630 (МЭК)

Рисунок 1. Передняя панель REG630.

REG630 относится к продуктовой линейке Relion® компании АББ, к серии 630. Устройства серии 630 характеризуются возможностью функционального расширения и гибкой конфигурацией. Устройство REG630 предназначено для использования в качестве основной защиты синхронных генераторов, обеспечивает полную защиту генератора и первичного двигателя во время пуска и во время нормальной работы. REG630 обычно используется на небольших и средних дизельных, гидроэлектрических, парогазовых и тепловых электростанциях.

REG630 полностью поддерживает стандарт МЭК 61850 для связи на подстанции, предусматривая связь в системой верхнего уровня и горизонтальную связь между устройствами, включая обмен дискретными и аналоговыми сигналами по технологии GOOSE. REG630 также поддерживает коммуникационные протоколы DNP3 (TCP/IP) и МЭК 60870‑5‑103 (последовательный). Поддерживаемые коммуникационные протоколы, включая МЭК 61850, обеспечивают бесшовное взаимодействие с различными системами автоматизации подстанций и SCADA.

Преимущества:

• универсальное устройство защиты генератора, предназначенное для защиты синхронных генераторов;

• наличие дифференциальной защиты, защиты статора от замыканий на землю на базе контроля третьей гармоники, защиты от обратного направления мощности и мощной защиты при объединении с системой распределенной генерации;

• управление двумя выключателями и разъединителями/заземляющими ножами общим количеством не более восьми;

• Возможность произвольного конфигурирования функций в соответствии с требованиями конкретного применения;

• большой встроенный или выносной ИЧМ​.

Назначение

REG630 – это универсальное устройство управления и защиты генератора, предназначенное для защиты, управления, измерения и контроля малых и средних генераторов и блоков генератор-трансформатор на электростанциях и в системах распределения электроэнергии.

Предварительно заданная конфигурация предназначена для прямого подключения устройства к генераторной установке, такая конфигурация может использоваться «как есть» или же ее можно настроить в соответствии с конкретными требованиями выбрав необходимые для применения функции.

Устройство REG630 может использоваться в системах с одиночной или двойной системой шин, с одним иди двумя выключателями и большим количеством коммутирующих устройств. Оно также поддерживает значительное количество разъединителей и заземляющих ножей как с ручным, так и с электроприводом. Таким образом, REG630 может использоваться для управления различными типами распределительных устройств.

Основные параметры

Описание

REG630 представляет собой комплексное интеллектуальное устройство управления генератором, предназначенное для защиты, управления, измерения и контроля генераторов малой и средней величины. REG630 относится к линейке продуктов Relion® компании ABB и 630-й серии устройств защиты и управления, которая характеризуется способностью к наращиванию и гибкостью конфигурации.

Идеальную возможность взаимодействия с промышленными системами автоматизации обеспечивают протоколы связи, включая и такой протокол как МЭК 61850.

Применение

Устройство REG630 обеспечивает основную защиту генераторов и блоков генератор - трансформатор на таких малых и средних электростанциях как, например, дизельные и газовые электростанции, ТЭЦ, а также тепловые электростанции.

Разработанную для REG630 стандартную конфигурацию можно использовать без изменений, а также можно легко настроить или расширить при помощи различных дополнительных функций, использование которых позволит точно настроить управление генератором, чтобы устройство отвечало конкретным требованиям.

Стандартные конфигурации

Интеллектуальные устройства 630-й серии предлагаются с дополнительными вариантами стандартных конфигураций, предназначенными для различных случаев применения. Стандартные конфигурации позволяют быстрее осуществить ввод устройства в эксплуатацию, уменьшая объем инжиниринга.

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.

Функции защиты

Устройство REG630 имеет широкий спектр функциональных возможностей для защиты синхронных генераторов от повреждений в зоне действия защиты, а также для защиты от аварийных условий во внешних системах. ИЭУ управления генератором включает ненаправленную и направленную максимальную токовую защиту, функции защиты от замыканий на землю, функции защиты от повышения и понижения напряжения, а также специальные функции для защиты генераторов:

• МТЗ с контролем по напряжению;
• защиту от обратной мощности;
• направленную защиту от повышения мощности;
• дифференциальную защиту;
• защиту от недовозбуждения;
• защиту от перевозбуждения;
• высокоомную защиту с торможением от замыканий на землю;
• защиту от понижения полного сопротивления (резервная защита линии);
• защиту от тепловой перегрузки;
• защиту по току обратной последовательности;
• защиту по частоте;
• защиту от понижения мощности.

Рисунок 2. Применение дизельной/газовой генераторной установки, несколько блоков подключены параллельно, каждый имеет индивидуальное заземление.

В состав устройства также включена функция защиты ротора от замыканий на землю, которая должна использоваться со специальным устройством наложения напряжения основной частоты.

В качестве опции REG630 может включать в себя защиту статора от замыканий на землю на базе контроля третьей гармоники. Еще одна дополнительная функция - это дифференциальная защита двухобмоточных трансформаторов, она применяется для защиты блоков генератор - трансформатор.

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 отвечают условиям безопасного подключения генератора к сети.

Входы и выходы

Устройство может иметь три варианта сочетаний токовых входов и входов напряжения. Есть такие варианты: пять токовых входов и четыре входа напряжения, семь токовых входов и три входа напряжения, и восемь токовых входов и два входа напряжения.

Три фазных токовых входа имеют номинал 1/5 A. Исполнение с пятью токовыми входами и четырьмя входами напряжения имеет один токовых вход номиналом 0,1/0,5 A. Вход 0,1/0,5 A может использоваться, например, для защиты статора от замыканий на землю.

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.

Модуль RTD/мА, предлагаемый в качестве опции, позволяет измерять до восьми аналоговых сигналов по входам, а также имеет 4 мА-выхода. С помощью RTD-датчиков входы могут использоваться, к примеру, для измерения температуры обмоток статора, расширяя тем самым функциональные возможности защиты от тепловой перегрузки и предупреждая преждевременное старение обмоток.

Кроме того, мА-входы и входы RTD могут использоваться для измерения температуры окружающей среды, охлаждающей среды или температуры подшипников. Входы RTD и мА-входы могут использоваться для контроля аналоговых миллиамперных сигналов от внешних датчиков. Входы RTD/мА могут использоваться как резистивный вход или как вход датчика напряжения.

Модуль RTD/мА-входов позволяет использовать функции защиты широкого назначения. Эти функции защиты могут действовать, как на отключение, так и на сигнализацию на основе данных измерений на RTD/мА-входах или аналоговых данных, полученных по технологии GOOSE. Миллиамперные выходы могут использоваться для передачи любых выбираемых измеренных или расчетных аналоговых величин на устройства, имеющих мА-входы.

Рисунок 3. Схема соединений REG630.

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 свободно конфигурируются при помощи инструмента матрицы сигналов в PCM600.

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 возможен утопленный монтаж, полуутопленный монтаж или настенный монтаж. 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.

Для проведения стандартного тестирования ИЭУ могут устанавливаться Устройство защиты, управления и автоматики линии 1MRS757347 A REF630 Версия изделия: 1.0 Разработано: 2011-01-31 ABB 69 вместе с испытательными блоками RTXP (RTXP8, RTXP18 или RTXP24), которые монтируются рядом с корпусом ИЭУ в 19- дюймовую кассету.

Утопленный монтаж

Полуутопленный монтаж

Настенный монтаж

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

Рисунок 4. Варианты монтажа REG630.

Варианты установки:

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