SPAD 346 C. Stabiliserat differentialrelä. Bruksanvisning och teknisk beskrivning SPAD 346 C V ~ V. f n. I 02 I n.

Transkript

1 SPAD 6 C Stabiliserat differentialrelä Bruksanvisning och teknisk beskrivning f n = 50Hz 60Hz I n = A 5A ( I ) I n = A 5A ( I ) I n = A 5A ( I 0 ) I n = A 5A ( I 0 ) 5 I I d I L L L I > IRF I 0 > I 0 > ΣI ΣI I 0 I d I d I 0 IRF I > I I L I L I L I o IRF SPAD 6 C V ~ V U aux OPERATION INDICATORS U U U SPCD D5 SPCD D55 SPCJ D I > Trip I >> Trip I df > Block / I 0 > Start I 0 > Trip I f ( I 0 ) >Block I > Start I > Trip I >> Start I d5f > Block I 0 > Start I >> Trip BS 5 I 0 > Trip 5 I >>> Start 5 BS 6 BS 7 BS 8 BS5 A CBFP Trip 6 I f ( I 0 ) >Block 7 BS 8 BS 9 BS 0 BS 6 I >>> Trip 7 I 0 > Start 8 I 0 > Trip 9 I 0 >> Start 0 I 0 >> Trip II BS5 II I > Trip A CBFP Trip A CBFP Trip P / I n [%] S [%] I tp / I n I d / I n I / I n I / I n SGF SGB SGR >> RESET STEP I I df / > [%] df I d5f / I df > [%] I d5f / I df >> [%] TRIP P / I n [%] RESET t 0 > [ s] STEP P / I n [%] t 0 > [ s] I 0 I n I 0 / Σ I [%] If / If ( I 0) > [%] If / If ( I 0) > [%] / / / I 0 I n I 0 / Σ I [%] I In I / In SGF SGB SGR TRIP I > / I n t > [ s] k / I >> I n t >> [ s] I > >>/I n t > >> [ s] I 0 > / I t 0 > [ s ] k 0 SGF SGB SGR n RESET STEP I >>/ 0 I t 0 [ s ] n >> I > [%] t > [ s] TRIP 099A RS 6 Ser.No. 00A SPCD D5 009A SPCD D55 00A SPCJ D8

2 MRS MUM SV Utgiven Uppdaterad Upplaga C Granskad MK Godkänd OL SPAD 6 C Stabiliserat differentialrelä Rätt till tekniska ändringar förbehålles Innehåll Egenskaper... Användning... Funktionsbeskrivning... Trefasig stabiliserad differentialrelämodul SPCD D5... Jordfelsrelämodul SPCD D Kombinerad överströms- och jordfelsrelämodul SPCJ D Anslutningsschema... 9 Anslutningar... 0 Styringångs- och utgångsrelämodul... Styrsignaler mellan modulerna... Matningsmodul... Funktionsindikatorer... Tekniska data (uppdaterad 00-08)... 5 Rekommendationer för strömtransformatorer... 8 Brytarmanöver... 0 Exempel på tillämpningar... Inställningar... 5 Idrifttagning... 8 Sekundärprovning... 8 Underhåll och service... Utbytesmoduler och reservdelar... Leveransalternativ... Beställningsnummer... Beställningsuppgifter... Måttuppgifter och montage... 5 Den fullständiga manualen för det stabiliserade differentialreläet SPAD 6 C består av följande delmanualer: Stabiliserat differentialrelä SPAD 6 C; allmän del Differentialrelämodul SPCD D5 Jordfelsrelämodul SPCD D55 Kombinerad överströms- och jordfelsrelämodul SPCJ D8 Allmänna egenskaper för SPC-relämoduler av D-typ MRS MUM SV MRS MUM SV MRS 7500-MUM SV MRS 750-MUM SV MRS MUM SV

3 Egenskaper Integrerat trefasigt differential-, överströms- och jordfelsrelä Trefasig stabiliserad differentialrelämodul för lindnings- och varvkortslutningsskydd för generator-transformatorblock och kraftransformatorer av tvålindningstyp. Modulen fungerar även som lindningsskydd för generatorer Jordefelsskydd för transformatorns upp- och nedspänningslindningar - fyra valbara skyddsprinciper: stabiliserad differentialströms, jordfelsskydd av högimpedanstyp, fasströmmarnas summasström eller jordströmsprincipen Överströmsskydd med tre steg för transformatorer och generatorer samt reservskydd med två steg för jordfel Differentialreläets funktionskurva kan fritt ställas in för olika tillämpningar Snabb utlösning vid fel innanför skyddszonen - även när strömtransformatorerna är partiellt mättade Hög stabilitet vid inkopplingsströmstötar och vid fel utanför skyddszonen Snabb andratonsblockering för förhindrande av obefogad utlösning vid inkoppling av krafttransformatorn. Femtetonsblockeringen för förhindrande av obefogad utlösning vid övermagnetisering. Blockeringen kan upphävas ifall förhållandet i femte tonen och grundtonen blir för stort under stora överspänningar Mellanströmtransformatorer krävs inte för skydd av tvålindningskrafttransformatorer; anpassningen av kopplingsgruppen görs numeriskt, både för upp- och nedspänningssidan, av reläet Vida inställningsområden för anpassning av strömtransformatorernas omsättningsförhållanden Enkel kontroll av mätkretsens koppling och anpassning av kopplingsgrupp med hjälp av känslig fasströms- och fasvinkelvisning Fyra utgångsreläer av starkströmstyp för brytarutlösning och fyra signalutgångsreläer Fem programmerbara, externa styringångar för indikering och överföring av larm från gasvaktsreläer, toppolje- och lindningstemperaturgivare eller andra givare Inbyggt brytarfelsskydd med inställbar funktionsfördröjning för säkrad funktion Störningsskrivarmodul för lagring av kurvformen för åtta analoga mätsignaler och för registrering av tillståndsändringar för binära kanaler Hög immunitet mot elektromagnetiska och elektriska störningar i omgivningen Kontinuerlig självövervakning av modulens hårdvara och mjukvara. Vid ett bestående fel erhålls larm

4 Användning Det stabiliserade differentialreläet SPAD 6 C används som lindningskortslutnings-, varvkortslutnings-, jordfels- och kortslutningsskydd för generator-transformatorblock och krafttransformatorer av tvålindningstyp. Reläet används också som skydd för trelindningstransformatorer, om mer än 75 % av kortslutningseffekten alltid matas från en riktning. Funktionsbeskrivning Det stabiliserade differentialreläet SPAD 6 C innehåller tre självständiga skyddsrelämoduler: en trefasig, stabiliserad differentialrelämodul SPCD D5, en jordfelsrelämodul SPCD D55 samt en kombinerad överströms- och jordfelsrelämodul SPCJ D8. Reläets märkströmmar är A och 5 A. På upp- och nedspänningssidan kan samma eller olika märkströmmar användas. I det följande ges en kort beskrivning över egenskaper och funktioner i relämodulerna. Noggrannare beskrivningar ges i manualerna för de enskilda relämodulerna. Trefasig stabiliserad differentialrelämodul SPCD D5 Differentialrelämodul SPCD D5 fungerar som lindnings- och varvkortslutningsskydd. Relämodulen jämför de inkommande fasströmmarna till skyddsobjektet med de utgående fasströmmarna från skyddsobjektet. Om den uträknade differentialströmmen i en fas överstiger det inställda värdet för den stabiliserade funktionskurvan eller gränsvärdet för snabbutlösningen, löser relämodulen ut. Differentialströmmen kan uppstå av en amplitud- eller fasskillnad eller en kombinerad amplitud- och fasskillnad i strömmarna. I traditionella differentialskydd används mellanströmtransformatorer för anpassning av transformatorns kopplingsgrupp och för anpassning av sekundärströmmarna i huvudströmtransformatorerna. Mellanströmtransformatorerna eliminerar också fasströmmarnas nollföljdskomponenter, som uppträder vid jordfel utanför skyddszonen. I SPAD 6 C behövs inga mellanströmtransformatorer för skydd av tvålindningstransformatorer. Genom inställning av differentialrelämodulen kan anpassningen av transformatorns kopplingsgrupp, korrigering av omsättningsförhållandet i strömtransformatorerna och eliminering av nollföljdskomponenterna i fasströmmarna göras numeriskt på upp- och/ eller nedspänningssidan. Stabiliserat differentialströmssteg I krafttransformatorskydd förorsakas en differentialström av fel i strömtransformatorerna, av lägesförändringar i lindningskopplaren, av tomgångsströmmen i transformatorn, av transformatorns inkopplingsströmstötar, av övermagnetisering i transformatorn vid överspänning eller underfrekvens samt av mättning av strömtransformatorerna vid stora genomgående strömmar i transformatorn. Differentialströmmen, som förorsakas av fel i strömtransformatorerna och lindningskopplarnas lägen, växer procentuellt i samma förhållande som belastningsströmmen. I generatorskydd förorsakas en differentialström av fel i strömtransformatorerna och av mättning av strömtransformatorerna vid stora genomgående strömmar. En stor genomgående ström i transformatorn eller generatorn kan förorsakas av kortslutning utanför skyddszonen, av stora strömmar matade av transformatorn eller generatorn vid start av en stor motor eller vid inkoppling av en transformator till nätet. För att motverka de föregående faktorerna har differentialreläet stabiliserats i förhållande till belastningsströmmen. Ju större belastningsström, desto större differentialström krävs för att det stabiliserade differentialreläet skall lösa ut. Differentialreläets stabiliserade funktionskurva och inställningsområdet för den visas i SPCD D5 differentialrelämodulens manual. Funktionen i differentialrelämodul SPCD D5 baserar sig på grundtonskomponenten som räknas ut från fasströmmarna. Funktionen, som baseras på strömmarnas grundtonskomponent, är noggrann och stabil, dvs likströmskomponenten i strömmen och övertonerna orsakar inga oönskade funktioner i skyddssteget.

5 Andratonsblockering Inkoppling av en krafttransformator till nätet kan orsaka en inkopplingsströmstöt som är flera gånger större än märkströmmen, och halveringstiden kan uppgå till flera sekunder. För differentialreläet ser denna inkopplingsström ut som ren differentialström, och kan få reläet att lösa ut nästan vid varje inkoppling av transformatorn till nätet. Inkopplingsströmmen innehåller normalt en hög halt av den andra harmoniska övertonen. Blockeringen av det stabiliserade differentialsteget i reläet vid inkopplingsströmstötar, baserar sig på den numeriskt filtrerade andra tonens och grundtonskomponentens amplitudförhållande I df /I df. Blockeringen förhindrar även obefogad utlösning vid återhämtnings- och sympatiströmstötar. Vid återhämtningsströmstötar stiger transformatorns magnetiseringsström för ett ögonblick, när spänningen återgår till det normala efter att ett fel utanför skyddszonen klarats ut. På motsvarande sätt orsakas sympatiströmstötar vid spänningssättning av en transformator som är kopplad till nätet parallellt med transformatorn, som skall skyddas. Inkoppling av krafttransformatorn mot ett fel innanför skyddszonen orsakar ingen fördröjning i relämodulen, eftersom utlösningen, som baserar sig på differentialströmmens andra ton, blockeras med hjälp av en skild algoritm, som baserar sig på differentialströmmens kurvform. Femtetonsblockering Blockeringen av reläet vid övermagnetisering baserar sig på förhållandet I d5f /I df mellan differentialströmmens femte ton och amplituden i grundtonskomponenten. Vid stora överspänningar, som kan skada transformatorn, kan blockeringen elimineras automatiskt genom en skild I d5f /I df >>-inställning. Blockeringarna, som baserar sig på differentialströmmens andra och femte ton, kan vid behov ställas ur funktion. Förutom det stabiliserade steget, innehåller differentialrelämodul SPCD D5 ett skilt inställbart momentanutlösningssteg, vars funktion inte är stabiliserat. Momentanutlösningssteget löser ut, när differentialströmmens grundtonskomponent överskrider den inställda utlösningsgränsen I d /I n >> eller när differentialströmmens momentanvärde överskrider gränsen,5 x I d /I n >>. Inställningsområdet I d /I n >> för momentanutlösningssteget är 5 0. Om stabiliseringsströmmen är mindre än 0 % av differentialströmmen, finns det ett fel innanför skyddszonen, varvid inställningsvärdet för momentanutlösningssteget halveras automatiskt och det stabiliserade stegets blockeringar förhindras. Störningsskrivare Differentialrelämodul SPCD D5 innehåller även en intern störningsskrivare, som registrerar sex fasströmmar, modulens utlösnings- och blockeringssignaler samt styringångssignaler. Registreringen kan triggas från signalernas stigande eller sjunkande flank. Längden för registreringen är 8 perioder. Modulens registreringsminne rymmer en registrering åt gången. Samplingsfrekvensen är 0 läsningar/period. Registreringen av läses ur minnet tex. med hjälp av ett PC-program. 5

6 Jordfelsrelämodul SPCD D55 Vid en- och tvåfasiga jordfel innanför skyddszonen kan känsligheten i differentialskyddet, som mäter fasströmmar, vara otillräckligt; särskilt om transformatorns stjärnpunkt jordats via ett motstånd. Jordfelsrelämodul SPCD D55 kan användas för att skydda tvålindningstransformatorernas lindningar på upp- och nedspänningssidan. Jordfelsskyddet har följande valbara skyddsprinciper: differentialströms-, högimpedans-, jordströmseller summaströmsprincipen. Upp- och nedspänningssidans jordfelsskydd är oberoende av varandra. På nedspänningssidan kan alltså en annan skyddsprincip användas än på uppspänningssidan. Numeriskt stabiliserat skydd enligt differentialströmsprincipen Det numeriskt stabiliserade differentialskyddet enligt differentialströmsprincipen löser endast ut vid jordfel innanför skyddszonen, varvid jordfelet uppträder som differentialström mellan fasströmmarnas summaström och jordströmmen i förbindelsekabeln mellan transformatorns stjärnpunkt och jord. Reläet räknar ut differentialströmmen som skillnaden mellan fasströmmarnas summaström och jordströmmen. Ett externt stabiliseringsmotstånd behövs inte. (Se tillämpningsexempel.) Vid jordfel innanför skyddszonen är fasskillnaden för fasströmmarnas summaström och jordströmmen i förbindelsekabeln mellan jord och transformatorns stjärnpunkt över 90. Vid beräkning av differentialströmmen beaktas riktningarna för summaströmmen och jordströmmen så att utlösning endast är möjligt, om fasskillnaden mellan fasströmmarnas summaström och jordströmmen är över 90. Ju mindre fasskillnaden mellan jordströmmen och summaströmmen är (dvs. ju närmare 90 fasskillnaden är), desto större differentialström krävs för utlösning. Funktionskurvan för differentialströmsprincipen visas i manualen för jordfelsrelämodul SPCD D55. Inställningsområdet för grundinställningarna P /I n och P /I n för upp- och nedspänningssidan är 5 50 %. Funktionen i differentialströmsprincipen är stabiliserad med avseende på fasströmmarna i den lindning som skall skyddas på så sätt, att ju större medelvärdet är för fasströmmarna på ifrågavarande sida, desto större differentialström krävs för start. Om fasströmmarnas summaström är noll, men jordströmmen överskrider utlösningsgränsen, finns det ett jordfel innanför skyddszonen, varvid reläet löser ut efter inställd tid. En dylik situation kan uppstå, när transformatorn kopplas till nätet från uppspänningssidan mot ett jordfel på nedspänningssidan. När den numeriskt stabiliserade differentialströmsprincipen används, bör förhållandet mellan jordströmmen och fasströmmarnas summaström vara större än inställningen I 0 / I på uppspänningssidan och inställningen I 0 / I på nedspänningssidan för att jordfelsskyddet för ifrågavarande sida skall starta. Med inställningarna försäkras selektiviteten för skyddet genom att beakta hur jordströmmen fördelas mellan transformatorns stjärnpunktssida och nätet och även var jordfelet finns i lindningen. Fördelningen av jordströmmen beror på förhållandet mellan nollimpedansen hos transformatorn och det matande nätet. Också antalet övriga stjärnpunkter i nätet och placeringen av dem påverkar fördelningen av jordströmmen. Genom I 0 /I n - och I /I n -inställningarna kan omsättningsförhållandena för stjärnpunkts- och fasströmstransformatorerna på uppspänningssidan korrigeras. På motsvarande sätt kan omsättningsförhållandena för stjärnpunkts- och fasströmstransformatorerna på nedspänningssidan korrigeras genom inställning av I 0 /I n och I /I n. När den stabiliserade differentialströmsprincipen används, förorsakar en mättning av strömtransformatorerna vid osymmetriska inkopplingsströmstötar inga problem, om funktionen i jordfelsreläet ställts in att blockeras vid inkopplingsströmstötar. Blockeringen baserar sig på förhållandet mellan jordströmmens I 0 eller I 0 andra ton och amplituden för grundtonskomponenten. 6

7 Skydd enligt högimpedansprincipen Jordfelsskydd fungerar ofta enligt högimpedansprincipen. Högimpedansskyddet löser endast ut vid fel innanför skyddszonen. Vid fel utanför skyddszonen blockeras utlösningen från högimpedansskyddet med ett stabiliseringsmotstånd, som installeras i differentialströmskretsen och seriekopplas med reläets ingångstransformator (se applikationsexempel och ). Funktionen i högimpendasskyddet baserar sig på att impedansen i strömtransformatorn snabbt minskar när den mättas. Reaktansen i magnetiseringskretsen, hos en totalt mättad strömtransformator är noll och impedansen bildas från motståndet i lindningen. Sekundärströmmen i en omättad transformator går pga. motståndet i differentialströmskretsen via sekundärkretsen i en mättad strömtransformator. Startgränsen för jordfelsskyddet ställs tillräckligt högt för att förhindra att skyddet löser ut pga. differentialströmskretsens strömmar, vilka orsakas av fel utanför skyddszonen. Startvärdena på upp- och nedspänningssidan för högimpendsskyddet ställs in med grundinställningarna P /I n och P /I n. Skyddet startar om toppvärdet för strömmen i differentialströmskretsen överskrider det inställda värdet. Funktionen i reläet stabiliseras inte. Vid fel innanför skyddsområdet, strävar strömtransformatorerna efter att mata ström till differentialströmkretsen, varvid skyddet löser ut. För att hålla sekundärkretsens resistans i strömtransformatorena så låg som möjligt, bör summeringspunkten för strömmarna placeras så nära strömtransformatorerna som möjligt. Skydd enligt summaströms- och jordströmsprincipen Summaströmsprincipen kan användas som jordfelsskydd för deltakopplade lindningar, som är kopplade till nät med jordad stjärnpunkt. Trefasiga strömtransformatorer används. Summan av dessa fasströmmar, dvs. summan av fasernas nollföljdskomponent, räknas ut i relämodulen på basen av fasströmmarna kopplade till reläet. De tre fasströmmarna summeras inte till noll vid interna jordfel. Funktionstidernas inställning bör särskillt beaktas för att undvika onödiga utlösningar när fasströmstransformatorerna mättas vid externa fel eller i inkopplingssituationer. Jordfelsskyddet, som baserar sig på jordströmmen, kan användas som reservskydd för jordfelssteget. Jordfelsskyddet som baseras på summaströmsoch jordströmsprincip kan tex. användas som reservskydd för jordfel. Skyddet startar, när summaströmmen eller jordströmmen överskrider det inställda startvärdet P /I n eller P /I n. Funktionen har konstanttidkarakteristik. Blockeringen som baserar sig på andra harmoniska övertonen för jordströmmen I 0 eller I 0, kan genom inställningar användas vid jordströmsprincipen. Blockeringen kan också tas i bruk, om fasströmmarnas summaström bildas med en extern anslutning genom att koppla mätingångarnas nollsanslutning för reläet till 5 A eller A plinten i jordfelsmätningen I 0 eller I 0. Om fasströmmarnas summaström bildas numeriskt i relämodulen, kan blockeringen inte tas i bruk genom inställningar. Funktionstid Funktionstiden med konstanttidskarakteristik för jordfelsrelämodulens skyddsprinciper kan ställas in skilt för sig på upp- och nedspänningssidan med inställningarna t 0 > och t 0 >, inom området 0,0 00 s. Störningsskrivare Jordfelsrelämodul SPCD D55 innehåller en intern störningsskrivare, som registrerar sex fasströmmar, två jordströmmar, modulens utlösnings- och blockeringssignaler samt styringångssignaler. Registreringen kan tex. triggas från signalens stigande eller sjunkande flank. Längden för registreringen är ca. 0 perioder. Modulens registreringsminne rymmer en registrering åt gången. Samplingsfrekvensen är cirka 0 läsningar/period. Registreringen avläses och kvitteras ur minnet tex. med hjälp av ett PCprogram. 7

8 Kombinerad överströms- och jordfelsrelämodul SPCJ D8 Överströmsskyddet i den kombinerade överströms- och jordfelsrelämodulen SPCJ D8 används som en-, två- eller trefasigt överströmsskydd. Överströmsskyddet lämpar sig som kortslutningsskydd för krafttransformatorer och generatorer. Överströmsskyddet innehåller tre funktionssteg: lågströmsteg I>, högströmssteg I>> och högströmssteg I>>>. Överströmssteget startar, om strömmen överskrider det inställda startvärdet för ifrågavarande steg. Om överströmssituationen kvarstår längre än den inställda funktionstiden, avger steget en utlösningssignal till brytaren. Jordfelsskyddet i den kombinerade överströmsoch jordfelsrelämodulen SPCJ D8 används som oriktat jordfelsskydd. Skyddet kan användas som reservskydd för jordfel i krafttransformatorer. Skyddet innehåller två funktionssteg, dvs. steg I 0 > och I 0 >>. Ett steg, som startat, avger en startsignal som kan styras till önskad utgångssignal. Om jordfelssituationen överstiger den inställda funktionstiden, löser steget ut. Funktionsstegen I> och I 0 > kan ha endera konstanttid- eller inverttidkarakteristik. Stegen I>>, I>>> och I 0 >> har endast konstanttidkarakteristik. Funktionen i de olika stegen kan blockeras med hjälp av programmeringsomkopplarna. Överströms- och jordfelsrelämodulen SPCJ D8 innehåller även ett fasavbrottsskydd I>, som övervakar den lägsta och högsta fasströmmen samt räknar ut obalansförhållandet I> mellan faserna. Fassavbrottsskyddet kan användas för övervakning av tillståndet i nätet. Vid skydd av Yy-kopplade krafttransformatorer kan fasavbrottsskyddet användas för larm. Fasavbrottsskyddet kan också i vissa fall användas som snedbelastningsskydd för små generatorer. Den kombinerade överströms- och jordfelsrelämodulen SPCJ D8 mäter ström som kopplats till fasströmsmätingångarna I L, I L och I L på uppspänningssidan samt till jordfelsmätingången I 0 på nedspänningsidan i differentialreläet SPAD 6 C. Brytarfelsskydd Ett brytarfelsskydd (CBFP) finns i relämodulerna SPCD D5, SPCD D55 och SPCJ D8. Med brytarfelsskyddet kan ett säkrat utlösningssystem för brytaren tillämpas. 8

9 Anslutningsschema L P P P P L L S S S S S P P S Rx Tx S P P S SPA-ZC_ + (~) U aux - (~) X0/ X0/ X0/ X0/ X0/5 X0/6 X0/7 N 5 A A N 5 A A N X0/8 X0/9 5 A A N X0/5 5 A X0/6 A X0/7 X0/7 X0/8 X0/9 N 5 A A X0/ X0/ X0/5 X0/6 X0/7 X0/8 N 5 A A N 5 A A X0/9 X0/0 X0/ N 5 A A U5 X/ X/ + - I / O SERIAL PORT U6 IRF + X/6 X/7 X/8 IRF X/ X/ X/ X/ X/5 X/6 X/7 X/8 X/9 X/0 SPAD 6 C U BS BS BS BS BS5 Y / Y / BS BS BS BS BS5 BS BS BS BS BS5 BS BS BS U I> I>> U I 0> I 0> U I> I I> IRF SS SS SS SS TS TS TS TS I / O IRF SS SS SS SS TS TS TS TS I / O IRF SS SS SS SS TS TS TS TS I / O SS SS SS SS TS TS TS TS X/ X/5 X/ X/ X/ X/9 X/0 X/7 X/8 X/5 X/6 X/ X/ X/5 X/6 X/7 X/8 X/ X/ X/ X/ TRIP TRIP TRIP TRIP Fig. Anslutningsschema över det stabiliserade differentialreläet SPAD 6 C U aux TS TS SS SS IRF BS BS5 U U U U U5 U6 TS TS SS SS SERIAL PORT SPA-ZC_ Rx/Tx Hjälpspänning Utgångsreläer (manöverdugliga) Utgångsreläer Självövervakningens utgångsrelä Externa styringångar Trefasig stabiliserad differentialrelämodul SPCD D5 Jordfelsrelämodul SPCD D55 Kombinerad överströms- och jordfelsrelämodul SPCJ D8 Styringångs- och utgångsrelämodul SPTR 9B Matningsmodul SPGU 0A eller SPGU 8B Anpassningsmodul SPTE 8B8 Utgångssignaler (för manöverdugliga utgångsreläer) Utgångssignaler Seriekommunikationsanslutning Bussanslutningsmodul Bussanslutningsmodulens fiberoptiska mottagare (Rx) och sändare (Tx) 9

10 Anslutningar Anslutningarna i det stabiliserade differentialreläet SPAD 6 C: Plint Anslutning Beskrivning X0 - Fasströmmen I L (5 A) på uppspännings- eller på stjärnpunktssidan av statorn X0 - Fasströmmen I L ( A) på uppspännings- eller på stjärnpunktssidan av statorn X0-5 Fasströmmen I L (5 A) på uppspännings- eller på stjärnpunktssidan av statorn X0-6 Fasströmmen I L ( A) på uppspännings- eller på stjärnpunktssidan av statorn X0 7-8 Fasströmmen I L (5 A) på uppspännings- eller på stjärnpunktssidan av statorn X0 7-9 Fasströmmen I L ( A) på uppspännings- eller på stjärnpunktssidan av statorn X0 - Fasströmmen I L ' (5 A) på nedspännings- eller på nätsidan av statorn X0-5 Fasströmmen I L ' ( A) på nedspännings- eller på nätsidan av statorn X0 6-7 Fasströmmen I L ' (5 A) på nedspännings- eller på nätsidan av statorn X0 6-8 Fasströmmen I L ' ( A) på nedspännings- eller på nätsidan av statorn X0 9-0 Fasströmmen I L ' (5 A) på nedspännings- eller på nätsidan av statorn X0 9- Fasströmmen I L ' ( A) på nedspännings- eller på nätsidan av statorn X0 5-6 Jordströmmen I 0 (5 A) på uppspänningssidan X0 5-7 Jordströmmen I 0 ( A) på uppspänningssidan X0 7-8 Jordströmmen I 0 (5 A) på nedspänningssidan X0 7-9 Jordströmmen I 0 ( A) på nedspänningssidan X - Extern styringång BS X - Extern styringång BS X 5-6 Extern styringång BS X 7-8 Extern styringång BS X 9-0 Extern styringång BS5 X --- Utgångsrelä TS (manöverdugligt, tvåpoligt relä, se avsnitt "Brytarmanöver") X Utgångsrelä TS (manöverdugligt, tvåpoligt relä, se avsnitt "Brytarmanöver") X - Hjälpspänning. Den positiva polen för likspänningen kopplas till anslutning. Hjälpspänningsområdet finns angivet på frontpanelen. X - Utgångsrelä TS (manöverdugligt) X 5-6 Utgångsrelä TS (manöverdugligt) X 7-8 Utgångsrelä SS X 9-0 Utgångsrelä SS X -- Utgångsrelä SS X -5 Utgångsrelä SS X Utgångsrelä för självövervakning (IRF) Reläet kan anslutas till datakommunikationsbussen via bussanslutningsmodul SPA-ZC 7 eller SPA-ZC. Bussanslutningsmodulen ansluts till D-kontakten på baksidan av reläet. De fiberoptiska kablarna ansluts till motkontakterna Rx och Tx på modulen. Omkopplarna på bussanslutningsmodulen ställs in i "SPA"-läget. 0

11 X I L I' L - + IRF SS SS SS SS TS TS Uaux Made in Finland Serial Port I L X L I' 8 9 SPA I L 8 0 I' L BS BS BS BS BS5 TS TS X I I0 7 9 Fig. Ryggpanelen hos det stabiliserade differentialreläet SPAD 6 C. Styringångsoch utgångsrelämodul Styringångs- och utgångsrelämodulen i differentialrelä SPAD 6 C finns på baksidan av reläet parallellt med moderkortet. Modulen kan lösgöras genom att lossa på skruvarna, skyddsjordningen och bandkabeln som går till moderkortet. Styringångs- och utgångsrelämodulen innehåller utgångsreläerna (8 st + IRF), reläernas styrkretsar, elektronikkretsarna för de externa styringångarna (5 st) och en D-kontakt, som behövs för seriekommunikationen. De inkommande signalerna till modulen och de utgående signalerna från modulen är kopplade till moderkortet med en bandkabel. Relämodulplatserna U, U och U är identiska. Utgångssignalerna SS SS och TS TS från moderkortet styr de utgångsreläer, som har motsvarande beteckning. Funktionen för relämodulernas skyddsfunktioner och funktionssteg är inte fast bundna till utgångsreläerna, utan kan fritt programmeras för olika utgångsreläer. Brytaren kan dock endast styras direkt med utgångsreläerna TS, TS, TS och TS (se avsnitt "Brytarmanöver"). Programmeringen av utgångsrelämatrisernas omkopplargrupper i relämodulerna beskrivs i relämodulernas manualer. I differentialrelä SPAD 6 C används fem externa BS-, BS-, BS-, BS- och BS5-styringångar. Till dessa ingångar kan larm- och utlösningssignalerna från tex. krafttransformatorns gasvakt och enheten, som övervakar temperaturen i lindningen, kopplas. Styringångarna kan användas för: - blockering av en eller flera funktionssteg i relämodulerna - direkt styrning av utgångsreläer - indikering av larm och utlösningar hos de primära skyddsreläerna - kvittering av funktionsindikatorer, register och utgångsreläer med självhållning - ändring av gällande inställningsvärden för relämodulerna från huvudinställningsvärden till sekundärinställningsvärden och vice versa. Med relämodulernas programmerbara omkopplargrupper bestäms hur de externa blockeringsingångarna BS BS5 påverkar reläfunktionen och om blockeringsingångarna skall vara aktiverade eller inte. Funktionsstegets, blockering och aktivering av den externa blockeringsingången indikeras som en röd funktionskod i relämodulens teckenfönster. Koderna finns förklarade i relämodulernas manualer. Händelsedata för blockering av ett funktionssteg, aktivering av en styringång och utgångsrelä fås även via seriebussen.

12 Styrsignaler mellan modulerna Signalerna BS INT, BS INT och BS INT fungerar som interna blockeringssignaler mellan relämodulerna SPCD D5 och SPCD D55. Med hjälp av dessa signaler kan en relämodul blockera utlösningen i en annan relämodul, som finns på en annan kortplats. Blockeringssignalen mellan relämodulerna aktiveras, när motsvarande blockeringssignal aktiveras i en modul. Blockeringssignalerna BS INT kan inte styra utgångsreläerna. Blockeringssignalerna BS INT kan heller inte användas för att blockera modul SPCJ D8. I följande figur visas hur de externa styringångarna, relämodulernas start-, utlösnings- och blockeringssignaler samt blockeringssignalerna mellan relämodulerna kan programmeras för att erhålla önskade relämodulfunktioner. I figuren visas dock inte alla programmerbara omkopplare i relämodulerna. Omkopplarna som används för val av aktiveringsläget för signalerna, självhållning för utgångsreläerna samt funktioner för brytarfelsskyddet visas inte. SGB SGB SGB 6 SPCJ D8 (U) I>>> I 0 > I 0 >> I> I> I>> t> t>> t>>> t 0 > t 0 >> t> AR SGF7 5 6 AR SGF6 5 6 SGF8 SGF SGR SGR0 SGR9 SGR8 SGR7 SGR6 SGR5 SGR SGR SGR SGR AR SS TS SS TS SS TS SS TS SPAD 6 C + X/ X/ X/ X/ I L, I L, I L I' L, I' L, I' L I 0 I 0 BS BS BS BS BS SGB SGB SGB SGB I 0 > I 0 > SPCD D55 (U) SPCD D5 (U) block. av :a övert. block. av t 0 > :a övert. 0 t > (uppspän.) block. av :a el. 5:e övert. I> I>> (nedspän.) AR SGF6 AR AR SGF6 AR AR AR SGF7 SGF7 AR AR AR SGF8 SGF8 BS INT BS INT SGF9 SGF9 BS INT BS INT SGF0 SGF0 BS INT BS INT SGF SGF SGR SGR0 SGR9 SGR8 SGR7 SGR6 SGR5 SGR SGR SGR SGR SGR8 SGR7 SGR6 SGR5 SGR SGR SGR SGR SS SS SS TS TS TS SS SS SS TS TS TS SS SS SS TS TS TS SS SS SS TS TS TS SS TS SS TS SS TS SS TS X/7 X/8 X/5 X/6 X/7 X/8 X/9 X/0 X/ X/ X/ X/ X/ X/5 X/6 X/ X/5 Fig. Mätingångar, externa styringångar, signaler mellan relämodulerna, utgångssignaler och utgångsreläer i differentialrelä SPAD 6 C.

13 Matningsmodul En matningsmodul omformar den externa hjälpspänningen till de av relämodulerna fordrade spänningsnivåerna. Matningsmodulen finns bakom skyddsreläets frontskylt. Matningsmodulen utgör en egen insticksenhet, som kan tas ut när frontskylten avlägsnats. Det finns två typer av matningsmoduler, vilka skiljer sig beträffande hjälpspänningen på följande sätt: SPGU 0A - märkspänning U n = 0/0/0/0 V vs U n = 0/5/0 V ls - funktionsområde U = V vs/ls SPGU 8B - märkspänning U n = /8/60 V ls - funktionsområde U = 8 80 V ls Model SPGU 0 A lämpar sig såväl för växelsom likspänning, medan SPGU 8B lämpar sig endast för likspänning. På reläets frontskylt finns angivet matningsmodulens spänningsområde. Matningsmodulen är transformatorkopplad, dvs. en likspänningsomformare av fly-back -typ med galvaniskt separerade primär- och sekundärkretsar. Primärkretsen är försedd med en säkring F, som finns på modulens kretskort. Säkringen är A (trög) i SPGU 0 A och A (trög) i SPGU 8B. Uaux V Is & vs V Is A Trög +8V +V -V +V Ostabiliserad logikspänning Matningsspänningar för operationsförstärkare Utgångsreläernas spolspänning Fig. Matningsmodulens spänningsnivåer En grön U aux -indikator på systemfrontskylten indikerar funktionstillståndet för matningsmodulen. När indikatorn lyser, är matningsmodulen i funktion. Hjälpspänningen till elektroniken övervakas av de mätande modulerna. Om någon av sekundärspänningarna avviker mer än 5 % av sitt märkvärde, fås ett självövervakningslarm. Larm fås också när matningsmodulkortet inte är på plats eller när hjälpspänningen till reläet avbryts.

14 Funktionsindikatorer f n = 50Hz 60Hz I n = A 5A ( I ) I n = A 5A ( I ) I n = A 5A ( I 0 ) I n = A 5A ( I 0 ) 5 I I d I L L L I > IRF I 0 > I 0 > ΣI ΣI I 0 I d I d I 0 IRF I > I I L I L I L I o IRF SPAD 6 C V ~ V U aux OPERATION INDICATORS U U U SPCD D5 SPCD D55 SPCJ D I > Trip I >> Trip I df > Block / I 0 > Start I 0 > Trip I f ( I 0 ) >Block I > Start I > Trip I >> Start I d5f > Block I 0 > Start I >> Trip BS 5 I 0 > Trip 5 I >>> Start 5 BS 6 BS 7 BS 8 BS5 A CBFP Trip 6 I f ( I 0 ) >Block 7 BS 8 BS 9 BS 0 BS 6 I >>> Trip 7 I 0 > Start 8 I 0 > Trip 9 I 0 >> Start 0 I 0 >> Trip II BS5 II I > Trip A CBFP Trip A CBFP Trip P / I n [%] S [%] I tp / I n I d / I n I / I n I / I n SGF SGB SGR >> RESET STEP I I df / > [%] df I d5f / I df > [%] I d5f / I df >> [%] TRIP P / I n [%] RESET t 0 > [ s] STEP P / I n [%] t 0 > [ s] I 0 I n I 0 / Σ I [%] If / If ( I 0) > [%] If / If ( I 0) > [%] / / / I 0 I n I 0 / Σ I [%] I In I / In SGF SGB SGR TRIP I > / I n t > [ s] k / I >> I n t >> [ s] I > >>/I n t > >> [ s] I 0 > / I t 0 > [ s ] k 0 SGF SGB SGR n RESET STEP I >>/ 0 I t 0 [ s ] n >> I > [%] t > [ s] TRIP 099A RS 6 Ser.No. 00A SPCD D5 009A SPCD D55 00A SPCJ D8 Fig 5. Frontpanelen för det stabiliserade differentialreläet SPAD 6 C. Den gröna U aux -indikatorn på frontskylten lyser när matningsmodulen är i funktion.. I relämodulernas teckenfönster indikeras mätdata, inställningsvärden och registrerad information. Reläets funktionsindikatorer består av en röd indikator eller kod och en TRIP-indikator. I relämodulernas manualer beskrivs funktionsindikatorerna och den interna prioriteten mellan dem samt hur de kvitteras.. Mät- eller inställningsvärde, som visas i teckenfönstret, indikeras med en gul indikator på frontpanelen och med en röd kod i teckenfönstret. Mät- och inställningsvärdena beskrivs i relämodulernas manualer.. När självövervakningsystemet i relämodulen upptäcker ett bestående fel, tänds IRF-indikatorn. Felkoden, som tänds i teckenfönstret, skall antecknas och sedan uppges i samband med service. Felkoderna beskrivs i relämodulernas manualer.

15 Tekniska data (uppdaterad 00-08) Mätingångar Märkström I n A 5 A Plint- och anslutningsnummer X0/-, -6, 7-9 X0/-, -5, 7-8 X0/-5, 6-8 X0/-, 6-7 X0/9-, 5-7 X0/9-0, 5-6 X0/7-9 X0/7-8 Termisk strömbelastbarhet - kontinuerlig belastingsström A 0 A - under 0 s 5 A 00 A - under s 00 A 500 A Dynamisk strömbelastbarhet - halvvågsvärde 50 A 50 A Ingångsimpedans < 00 mω < 0 mω Märkfrekvens f n 50 Hz eller 60 Hz Utgångsreläer Manöverdugliga utgångsreläer Plint- och anslutningsnummer X/---, X/-, 5-6 Märkspänning 50 V vs/ls Kontinuerlig strömbelastbarhet 5 A Inkopplings- och belastningsström, 0,5 s 0 A Inkopplings- och belastningsström, s 5 A Brytförmåga vid likström, när lastens tidskonstant L/R 0 ms vid manöverspänningarna 8/0/0 V ls 5 A/ A/ A Alarmreläer Plint- och anslutningsnummer X/7-8, 9-0, --, -5, Märkspänning 50 V vs/ls Kontinuerlig strömbelastbarhet 5 A Inkopplings- och belastningsström, 0,5 s 0 A Inkopplings- och belastningsström, s 8 A Brytförmåga vid likström, när lastens tidskonstant L/R 0 ms vid manöverspänningarna 8/0/0 V ls A/0,5 A/0,5 A Styringångar Plintnummer X/-, -, 5-6, 7-8, 9-0 Styrspänning - märkspänningar U n = /8/60/0/0 V ls U n = 0/0 V vs - funktionsområde 8 65 V ls och V vs Strömförbrukning 0 ma Val av aktiveringsläge för relämodulerna - styringången är aktiverad med spänning - styringången är aktiverad vid spänningslöst tillstånd Tiden från aktivering av styringången till aktivering av utgångsreläet (styringången aktiverad med spänning; programmering i relämodulen) Tiden från aktivering av styringången till aktivering av utgångsreläet (styringången aktiverad vid spänningslöst tillstånd; programmering i relämodulen) < 0 ms < 50 ms 5

16 Matningsmodul Plint- och anslutningsnummer X/- Typ SPGU 0A - märkspänningar U n = 0/0/0/0 V vs U n = 0/5/0 V ls - funktionsområde V vs/ls Typ SPGU 8B - märkspänningar U n = /8/60/ V ls - funktionsområde 8 80 V ls Effektförbrukning vid vila/funktion ca. 0 W/ca. 5 W Differentialrelämodul SPCD D5 - se manualen för relämodulen MRS MUM SV, avsnitt "Tekniska data". Jordfelsrelämodul SPCD D55 - se manualen för relämodulen MRS 7500-MUM SV, avsnitt "Tekniska data". Kombinerad överströms- och jordfelsrelämodul SPCJ D8 - se manualen för relämodulen MRS 7500-MUM SV, avsnitt "Tekniska data". Datakommunikation Överföringssätt Fiberoptisk seriekommunikationsbuss Teckenkod ASCII Valbar överföringshastighet 800 eller 9600 Bd Optisk bussanslutningsmodul - för plastfiberkabel SPA-ZC BB - för glasfiberkabel SPA-ZC MM Optisk bussanslutningsmodul med intern matningsmodul - för plastfiberkabel SPA-ZC 7 BB - för glasfiberkabel SPA-ZC 7 MM Program som stöder användingen av SPAD 6 C Stationsövervakningssystem SMS 00 PC-program för störningsskrivare DR-COM 6

17 Isolationsprov *) Isolationsprovspänning enligt IEC Stötprovspänning enligt IEC Isolationsresistans enligt IEC kv, 50 Hz, min 5 kv,,/50 µs, 0,5 J >00 MΩ, 500 Vdc Elektromagnetisk kompatibilitet *) Högfrekvent provspänning ( MHz) enligt IEC längsspänning,5 kv - tvärspänning,0 kv Statisk urladdning enligt IEC och IEC kontakturladdning 6 kv - lufturladdning 8 kv Snabba transienter enligt IEC och IEC matningsingångar kv - I/O-ingångar kv Omgivningsförhållanden Drifttemperaturområde C Transport- och lagringstemperaturområde enligt IEC C Temperaturberoende hos skyddets funktionsvärden inom specifierat drifttemperaturområde 0, %/ C Värme- och fukttest, cykliskt enligt IEC %, +55 C, 6 cykler Kapslingsklassen för höljet vid infällt montage IP 5 Reläets vikt ~6 kg *) Proven gäller inte serieporten, som används uteslutande för bussanslutningsmodulen. 7

18 Rekommendationer för strömtransformatorer Ju viktigare skyddsobjekt desto mer bör strömtransformatorerna uppmärksammas. I allmänhet kan strömtransformatorer inte dimensioneras så, att de skulle återge strömmar med höga likströmskomponenter utan att mättas vid höga flödesförluster. Differentialströmsrelä SPAD 6 C fungerar säkert, även ifall strömtransformatorerna skulle mättas delvis. Följande rekommendationer för strömtransformatorerna är till för att försäkra stabiliteten hos reläet även vid höga genomgående strömmar, som flyter genom skyddsobjektet. Dessutom eftersträvas att reläet fungerar snabbt och att det är känsligt mot fel innanför skyddszonen, eftersom dessa fel kan ha mycket höga felströmmar. Differentialskyddet Den rekommenderade noggrannhetsklassen för strömtransformatorer (IEC 6085) för användning med SPAD 6 C är 5P, i vilken gränsen för strömfel vid märkström är % och max. fasvinkelfelet är 60 minuter. Övre gränsen för det sammansatta felet är 5 % vid en ström lika med märkströmmen gånger märköverströmstalet. Överströmstalet F a, som motsvarar den verkliga bördan i strömtransformatorn, kan räknas ut på basen av märkbördans märköverströmstal F n (ALF), märkbördan S n, strömtransformatorns interna börda S in och den verkliga bördan S a på följande sätt : Vid fel innanför skyddszonen, på transformatorns uppspänningssida, kan felströmmarna vara mycket stora jämfört med strömtransformatorernas märkströmmar. Tack vare momentanutlösningssteget i differentialrelämodulen räcker det vid fel innanför skyddszonen till att strömtransformatorerna under den första perioden kan återge strömmen som behövs för den momentana utlösningen. Därför borde strömtransformatorerna kunna återge en osymmetrisk felström utan att mättas inom 0 ms efter att felet uppstått och därigenom säkra att reläets funktionstider stämmer överens med de tider som angivits i modulmanualerna. Överströmstalen som motsvarar den verkliga bördan för fasströmtransformatorerna, som används i differentialskyddet, bör uppfylla följande minimikrav: F a = F n x S in + S n S in + S a F a > 0 och F a > x I max I följande exempel är nedspänningssidans strömtransformatorer av typ 5P0 och märkbördan S n = 0 VA, den sekundära märkströmmen 5 A, den inre resistansen R in = 0,07 Ω och märköverströmstalet F n (ALF) är 0 (5P0) vid märkbördan. Strömtransformatorns interna börda är således S in = (5 A) x 0,07 Ω =,75 VA. Reläets ingångsimpedans vid märkströmen 5 A är <0 mω. Om mätledarnas resistans är 0, mω, är strömtransformatorns verkliga börda S a = (5 A) x (0, + 0,00)Ω =, VA. Överströmstalet F a, som motsvarar den verkliga bördan, är således 6. I exemplet ovan syns att strömtransformatorns börda snabbt kan bli stor vid 5 A märkström. Då A märkströmmar används, minskar den verkliga bördan i strömtransformatorn och strömtransformatorns återgivningsförmåga förbättras. Som faktor I max används momentanutlösningsstegets inställning I d /I n >>. Användningen av återinkoppling för att klara av fel utanför skyddszonen kan leda till höga flödesförluster i strömtransformatorns kärna. För att differentialskyddet skall förbli stabilt under återinkopplingar också vid stora strömmar, när flödesförlusterna är höga, borde överströmstalen, som motsvarar krafttransformatorernas börda på upp- och nedspänningssidan, uppfylla de ovannämnda kraven och ha samma storlek. I generatorskydd är det viktigt att strömtransformatorernas återgivningsförmåga i statorns stjärnpunkt och på nätsidan motsvarar varandra, dvs. att strömtransformatorernas börda är så lika som möjligt. Om det genom generatorn flyter inkopplings- och startströmmar innehållande höga likströmskomponenter i samband med inkopplingssituationer, som följer en synkronisering, bör särskild uppmärksamhet fästas vid strömtransformatorernas återgivningsförmåga och börda samt reläinställningarna. 8

19 De tekniska egenskaperna för strömtransformatorer av klass X (BS 98) bestäms på basen av knäpunktsspänningen och resistansen i sekundärkretsen. Med knäpunktsspänningen avses värdet för strömtransformatorns sekundärspänning, vid vilken en sekundärspänningsökning på 0 % orsakar en ökning av magnetiseringsströmmen med 50 %. Strömtransformatorernas knäpunktsspänningar U k för användning i differentialskydd borde uppfylla följande minimikrav: x I U k > max x (R in + R L ) n där n är omsättningsförhållandet hos strömtransformatorerna R in är sekundärresistansen i strömtransformatorerna R L är den totala resistansen för den längsta mätslingan (från- och returledningens totala resistans) I max är inställningen I d /I n >> för momentanutlösning multiplicerat med skyddsobjektets märkström. Jordfelsskydd Rekommendationerna för strömtransformatorerna i jordfelsskyddet, som fungerar enligt den stabiliserade differentialströmsprincipen, är samma som för differentialskyddet. Överströmstalet, som motsvarar den verkliga bördan hos jordströmstransformatorn, bör ligga så nära överströmstalet som möjligt, vilket motsvarar fasströmtransformatorernas verkliga börda. Jordfelsskydd enligt högimpedansprincipen Känsligheten och säkerheten hos differentialströmsreläet, som stabiliserats med ett motstånd, är beroende av vilka strömtransformatorer som används. Antalet varv i strömstransformatorerna hörande till samma differentialströmskrets bör vara lika stort. Strömtransformatorerna bör ha lika stora omsättningsförhållanden. För att strömtransformatorerna skall kunna mata tillräcklig ström till differentialströmskretsen för start av skyddet vid fel innanför skyddszonen, bör knäpunktsspänningen i strömtransformatorerna vara cirka två gånger högre än stabiliseringsspänningen, som krävs av reläet vid fel utanför skyddszonen. Reläets stabiliseringsspänning U s och strömtransformatorns knäpunktsspänning U k räknas ut med ekvationen: U s = U k = x U s I fmax x (R in + R L ) n där I fmax är den största genomflytande felströmmen, för vilken reläet inte får lösa ut. Faktorn två används, när ingen funktionsfördröjning tillåts för skyddet. För att strömtransformatorernas knäpunktsspänning inte skall bli för hög, bör sådana strömtransformatorer användas, vars sekundärlindningar har ungefär lika stor resistans som mätkretsen. Känslighetskraven för skyddet är i fara om strömtransformatorns magnetiseringsström blir för stor i förhållande till knäpunktsspänningen. Värdet för primärströmmen I prim, då reläet löser ut, kan räknas ut från följande ekvation: I prim = n x (I r + I u + m x I m ) där n I r I u m är omsättningsförhållandet hos strömtransformatorn är strömvärdet som motsvarar det inställda värdet hos reläet är strömmen som flyter genom skyddsvaristorn är antalet strömtransformatorer som ingår i skyddet I m är magnetiseringsströmmen i en transformator För att förhindra att spänningen, som uppstår vid fel innanför skyddszonen för differentialströmskretsen, blir för hög, kopplas en skyddsvaristor parallellt med differentialströmskretsen. Resistansen i varistorn är spänningsberoende, dvs. ju högre spänning desto mindre resistans. Överströmsskydd Vid överströmsskydd gäller samma krav för strömtransformatorerna som vid differentialströmsskydd. 9

20 Brytarmanöver Styrningen av brytarens manöverspole kan göras med en tvåpolig (double-pole) eller med en enpolig (single-pole) tillämpning. Det stabiliserade differentialreläet innehåller två manöverdugliga, enpoliga reläer (TS och TS) samt två manöverdugliga tvåpoliga reläer (TS och TS). I den tvåpoligt kopplade brytartillämpningen påförs manöverspänning på båda sidor om brytarens manöverspole. Om det manöverdugliga utgångsreläet TS används i tvåpolig brytarmanöver, kopplas anslutning X/5 till den negativa manöverspänningen och anslutning X/8 till den positiva manöverspänningen. Plintarna X/6 och X/7 kopplas till brytarens frånslagsspole. Om det manöverdugliga utgångsreläet TS används för tvåpolig brytarmanöver, kopplas anslutning X/ till den negativa manöverspänningen och anslutning X/ till den positiva manöverspänningen. Anslutningarna X/ och X/ kopplas till brytarens frånslagsspole. Om utgångsrelä TS används för enpolig brytarmanöver, skall anslutningarna X/6 och X/7 kopplas ihop, dvs. reläerna skall vara seriekopplade. Anslutning X/5 kopplas till brytarens frånslagsspole och anslutning X/8 till den positiva manöverspänningen. Om utgångsrelä TS används i en enpolig brytarmanöver, skall anslutningarna X/ och X/ kopplas ihop. Anslutning X/ kopplas till frånslagsspolen och anslutning X/ till den positiva manöverspänningen. 0 OPEN SS SS SS SS TS TS - TS + TS X 5 X X 9 0 X 7 8 X 5 6 X X X Principen för tvåpolig tillämpning av brytarmanöver 0 - OPEN SS SS SS SS TS TS TS + TS X 5 X X 9 0 X 7 8 X 5 6 X X X Principen för enpolig tillämpning av brytarmanöver Fig 6. Principen för en- och tvåpolig tillämpning av brytarmanöver 0

21 Exempel på tillämpningar I följande exempel beskrivs användningen av differentialreläet SPAD 6 C i krafttransformatorskydd. I exemplen används alla tre skyddsrelämodulerna. Exempel. Användningen av differentialrelä SPAD 6 C som skydd för en YNyn0-kopplad krafttransformator. L P P P P L L S S S S S P P S Rx Tx S P P S SPA-ZC_ + (~) - (~) U aux X0/ X0/ X0/ X0/ X0/5 X0/6 X0/7 N 5 A A N 5 A A N X0/8 X0/9 5 A A N X0/5 5 A X0/6 A X0/7 X0/7 X0/8 X0/9 N 5 A A X0/ X0/ X0/5 X0/6 X0/7 X0/8 N 5 A A N 5 A A X0/9 X0/0 X0/ N 5 A A U5 X/ X/ + - I / O SERIAL PORT U6 IRF + X/6 X/7 X/8 IRF X/ X/ X/ X/ X/5 X/6 X/7 X/8 X/9 X/0 SPAD 6 C U BS BS BS BS BS5 Y / Y / BS BS BS BS BS5 BS BS BS BS BS5 BS BS BS U I> I>> U I 0> I 0> U I> I I> IRF SS SS SS SS TS TS TS TS I / O IRF SS SS SS SS TS TS TS TS I / O IRF SS SS SS SS TS TS TS TS I / O SS SS SS SS TS TS TS TS X/ X/5 X/ X/ X/ X/9 X/0 X/7 X/8 X/5 X/6 X/ X/ X/5 X/6 X/7 X/8 X/ X/ X/ X/ TRIP TRIP TRIP TRIP Fig 7. Tillämpning av exempel

22 Det stabiliserade steget och momentanutlösningssteget i modul SPCD D5 används som lindnings- och varvkortslutningsskydd för krafttransformatorn. Vid inkoppling av transformatorn förhindras utlösning genom en blockering av det stabiliserade steget som baserar sig på differentialströmmens andra ton. En blockering, som baserar sig på differentialströmmens femte ton, används för att förhindra att transformatorn kopplas bort vid övermagnetisering. Den stabiliserade differentialströmsprincipen eller högimpedansprincipen i modul SPCD D55 används för skydd av upp- och nedspänningssidans lindningar vid jordfel. Då den stabiliserade differentialströmsprincipen används, kan steg I 0 >, med inverttidskarakteristik, i modul SPCJ D8 användas som reservskydd vid jordfel på nedspänningssidan. Blockeringen baserad på förhållandet mellan andra tonen och grundtonskomponenten hos jordströmmen är vald både för upp- och nedspänningssidan. Om högimpedansprincipen används på nedspänningsidan, kan reservskyddet för jordfel inte användas. Modul SPCJ D8 används som trefasigt trestegs överströmsskydd och reservskydd vid jordfel. Modulen mäter fasströmmarna på uppspänningssidan och jordströmmen på nedspänningssidan. Högströmssteg I>>>, med konstanttidkarakteristik är vald som kortslutningsskydd på transformatorns uppspänningssida. Högströmssteg I>> är valt som kortslutningsskydd som inträffar i polerna på nedspänningssidan samt som reservskydd vid kortslutningar på nedspänningssidans samlingsskeneskydd. Steg I>> kan, genom inställning, ges automatisk fördubbling av inställningsvärdet vid inkopplingsströmstötar. Lågströmssteg I> kan med inverttidfunktion användas som reservskydd för jordfel på nedspänningssidans utgående ledningar. Andratonsblockeringen i modul SPCD D5, kan också användas för blockering av steg I> och I>> i modul SPCJ D8 vid inkopplingsströmstötar och vid inkoppling av transformatorn. Blockeringen programmeras i modul SPCD D5 till önskat utgångsrelä, varifrån blockeringen ledningsförs till den externa styringången BS, BS eller BS. Ifrågavarande styringång programmeras att blockera utlösningen av steg I> och/eller I>> i modul SPCJ D8. Funktionen i högströmssteg I>>> blockeras inte. I samband med YNyn-kopplade krafttransformatorer, kan fasavbrottsskyddet I> i modul SPCJ D8 användas som ett alarmerande skydd vid nätövervakning. Härvid bör beaktas att fasavbrottsskyddet också kan ge larm vid jordfel. Utlösningssignalerna för det integrerade brytarfelsskyddet i relämodulerna är länkade till ett manöverdugligt utgångsrelä, som kan användas för att manövrera brytaren som ligger före uppspänningssidans brytare. Exempel. Användningen av differentialrelä SPAD 6 C som skydd för en YNd-kopplad krafttransformator. Lindnings- och varvkortslutningsskyddet samt överströmsskyddet fungerar på samma sätt som i exempel. Jordfelsskyddet på lindningens uppspänningssida fungerar enligt SPCD D55 -modulens högimpedansprincip. Steg I 0 > i modul SPCJ D8 har valts med inverttidkarakteristik och fungerar som jordfelsskydd. Jordströmmen mäts från den strömtransformator som befinner sig närmast jordningen av uppspänningssidans stjärnpunkt, och kopplas till reläets anslutningar X0/7-8 eller X0/7-9, som bilden visar. När uppspänningssidans stjärnpunkt är styvt jordad, kan även steg I 0 >>, med konstanttidskarakteristik, användas som reservskydd för jordfel. Modul SPCD D55 ges funktion enligt jordströmsprincipen för skydd av nedspänningssidan. Blockeringen, som baserar sig på jordströmmens andra ton, kan sålunda användas. Blockeringen kan användas för blockering av I 0 >- och I 0 >>-steget i modul SPCJ D8 vid transformatorinkoppling. Blockeringen programmeras i modul SPCD D55 för valbart utgångsrelä, varifrån blockeringen ledningsförs externt till blockeringsingång BS, BS eller BS. Blockeringsingången programmeras för blockering av önskat jordfelssteg hos modul SPCJ D8.