SPAA 345 C Ledningsskyddsrelä

Transkript

1 SPAA 345 C Ledningsskyddsrelä

2 Ledningsskyddsrelä Typ SPAA 345 C Allmänna egenskaper Omfattande, numeriskt ledningsskyddsrelä som innehåller tre mångsidiga relämoduler Heltäckande relä med överströmsskydd, kortslutningsskydd, fasavbrottsskydd, oriktat och riktat jordfelsskydd, transientmätande och intermittent jordfelsskydd, allmänt signalerande jordfelsskydd, återinkopplingsfunktioner, brytarfelsskydd och brytarfelsövervakning 1 A och 5 A mätingångar för överströmsskyddet och 0,2 A och 1 A mätingångar för det riktade jordfelsskyddet 100 V eller 110 V mätingångar för det riktade jordfelsskyddet Fyra starkströmsreläer för brytarstyrning och fyra konfigurerbara signalreläer för larm Enkel eller dubbelpolig brytarstyrning Fem externa styringångar för styrning av skyddsrelämodulerna och återinkopplingsmodulen Lokal manmaskin kommunikation via tryckknappar och teckenfönster på relämodulernas frontpaneler eller via bärbar PC Seriesnitt för anslutning av reläet till överliggande kontroll eller automationssystem Lokal funktionsindikering med lysdioder och teckenfönster på relämodulernas frontpaneler Hög immunitet mot elektromagnetiska och ledningsbundna elektriska störningar CEmärkt enligt EUdirektivet för EMC God systemtillförlitlighet genom kontinuerlig övervakning av reläets hårdvara och mjukvara Autodiagnostisk felindikering för snabb och säker lokalisering av ett permanent internt reläfel Kraftfullt programmstöd för parametrering och övervakning av ledningsskyddsreläet och för lagring av inställningsvärden Reläerna tillhör produktfamiljen SPACOM, som utgör en del av PYRAMID, ABB:s koordinerade skydds och kontrollkoncept. 2

3 Användning Ledningsskyddsrelä SPAA 345 C är avsett att användas som selektivt ledningsskydd i spoljordade distributionsnät och i distributionsnät med isolerad nollpunkt. Skyddet bildar en integrerad helhet som omfattar överströmsskydd, kortslutningsskydd, transientmätande jordfelsskydd och återinkopplingsfunktioner för en radiell ledning. Jordfelsskyddet kan ställas in för riktad eller oriktad funktion, baserad på strömmätning eller för nollpunktsspänningsmätande funktion av typen allmänt signalerande jordfelsskydd. Vidare omfattar ledningsskyddsreläet ett fasavbrottsskydd och en brytarkonditionsvakt. Ledningsskyddets funktionssäkerhet och disponibilitet backas vidare upp av ett sofistikerat självövervakningssystem, som kontinuerligt övervakar reläets elektronikkretsar och mikroprocessorernas programexekvering. Ledningsskyddsreläet är försett med ett seriesnitt, via vilket det ansluts till överliggande datainsamlings, kontroll eller automationssystem. Seriesnittet ger tillgång till all viktig reläinformation, såsom mätvärden, inställningsvärden, information som registrerats vid reläfunktion, indikeringar, etc. Mekanisk konstruktion Ledningsskyddsreläet sitter i ett kraftigt och tätt aluminiumprofilhölje, som vid infällt montage har kapslingsklass IP54. För mått och montagetillbehör, se sista sidan. Höljet är beigefärgat. Anslutningsplintarna och seriekommunikationsporten finns på baksidan av reläet. Höljet för infällt montage kan förses med förhöjningsram, när apparatskåpets montagedjup är begränsat. Förhöjningsramarna reducerar det erforderliga montagedjupet med 40 mm, 80 mm eller 120 mm, beroende på typen av förhöjningsram. Även dessa höljen har anslutningsplintarna på baksidan Ledningsskyddsreläet kan också levereras med ett hölje för utanpåliggande montage. Då har höljet anslutningsplintarna på framsidan. För måttritningar, se "Mott och montage". Ett fullt bestyckat ledningsskyddsrelä innehåller fem funktionsmoduler: en anslutningsmodul, en I/Omodul, en kombinerad överströms och jordfelsrelämodul, en riktad jordfelsrelämodul och en återinkopplingsrelämodul. Relämodulerna är mikroprocessorbaserade mångfunktionsmoduler. Ledningsskyddsreläet finns i flera versioner, allt från ett fulltbestyckat relä till versioner där en eller två relämoduler utelämnats. Ledningsskyddsreläet är försett med ett seriesnitt för lokal manmaskin kommunikation. 3

4 Relämodulegenskaper Kombinerad överströms och jordfelsrelämodul SPCJ 4D28 I L1 I L2 I L3 I o IRF / I > I n t > [ s] k / I >> I n t >> [ s] I > >>/I n t > >> [ s] I 0 > / SGF SGB I n 3 I > I RESET STEP t 0 > [ s ] k 0 I >>/ 0 I t 0 >> [ s ]n ] I > [%] t > [ s] PROGRAM Trefasiga överströmssteg, av vilka det första har konstanttid eller inverttidkarakteristik och de två övriga konstanttidkarakteristik Två oriktade jordfelssteg, av vilka det första har konstant eller inverttidkarakteristik och det andra konstanttidkarakteristik Känsligt obalansskydd som fungerar som fasavbrottsskydd Integrerat brytarfelsskydd med inställbar utlösningstid Lokal funktionsindikering med lysdioder på frontpanelen Lokal manmaskin kommunikation via tryckknappar och teckenfönster på modulens frontpanel Kontinuerlig självövervakning med autodiagnostik via teckenfönstret SGR TRIP 1719 SPCJ 4D28 Transientmätande riktad jordfelsrelämodul SPCS 2D32 Uo I o U 01 > [ % ] U 02> [ %] I 0 > [ % ] t 0 > [ s] t 0 >> I ϕ U tr IRF I 0 >> [ %] [ s] RESET STEP Riktat jordfelssteg med konstanttidkarakteristik Riktat eller oriktat jordfelssteg med konstanttidkarakteristik Känslig nollpunktsspänningsenhet med ett steg för allmän jordfelsindikering Ett transientmätande och ett intermittent jordfelsskydd "I 0 cosj", I 0 sinj" eller "Ij med basvinkeln 0 eller 90 " karakteristik för den riktningsmätande kretsen Lokal manmaskin kommunikation via tryckknappar och teckenfönster på modulens frontpanel I c [ %] U tr > [ % ] U 03 > [ %] t tr [ s] t int [ ms] PROGRAM SGF SGB SGR TRIP 0018B SPCS 2D32 4

5 Återinkopplingsrelämodul SPCT 5D54 AR1 AR2 AR3 AR4 IRF Shot 1 Shot 2 O I RESET STEP Fem efter varandra följande återinkopplingar Tre interna och en extern startlinje för återinkopplingar Start av återinkopplingar med start eller utlösningssignalen från respektive skyddssteg Mångsidiga räkneverksfunktioner för de olika återinkopplingssekvenserna Brytarkonditionsvakt som indikerar när det är tid för brytarservice Lokal manmaskin kommunikation via tryckknappar och teckenfönster på modulens frontpanel Brytarstyrning via seriekommunikationen Shot 3 Shot 4 Shot 5 Final trip t r t d SGF PROGRAM SGB SGR DEF TRIP 1722 SPCT 5D54 5

6 I Block och anslutningsschema SPAA 345 C CB POS AR INH AR START AR SYNC C INH RRES CBCS I/O BS2 BS1 0 I U3 (SPCT 5D54) IRF SS1 TS1 SS2 TS2 SS3 TS3 SS4 I/O RRES BS2 BS1 U 0 I U2 (SPCS 2D32) I/O IRF SS1 TS1 SS2 TS2 SS3 TS3 SS4 RRES BS2 DI> SS3 TS3 SS4 BS1 3I> I U1 (SPCJ 4D28) IRF SS1 TS1 SS2 TS2 U 12 U 23 I L1 I L2 I L3 I OB U o I O U5 U4 100 V 100 V 5 A 1 A 5 A 1 A 5 A 1 A 5 A 1 A 100/ 110 V 1 A 0.2 A ~ X X X X2 AR AR CB CTRL INH POS BS 2 BS 1 (~) P2 U aux (~) S2 S1 P1 da dn N A L1 L2 L X X2 3 4 X X2 1 2 X2 7 8 X X2 5 6 X IRF SS1 TS1 SS2 TS2 SS3 TS3 SS4 CBCS SPAZC_ I 0 0 Fig. 1. Förenklat block och anslutningsschema för ledningsskyddsrelä SPAA 345 C. spaa345_block SERIAL PORT (SPA) Rx Tx 6

7 Återinkoppling Stegmarkören visar vilket återinkopplingssteg som startar, när återinkopplingsrelämodulen erhåller startsignal via någon av startlinjerna AR1...AR4. Textrutorna under startlinjerna AR1...AR4 indikerar vilka återinkopplingar som erhålls efter start. START betyder att en återinkopplingscykel startar, BLOCK betyder att återinkopplingen blockerats och ett streck () att ingen programmering gjorts. Till varje textruta ansluter sig en startfördröjning som inte visas i bilden och som aktiveras när respektive återinkoppling initieras av en startsignal från någon av skyddsmodulerna. Efter fördröjningen löser återinkopplingsrelämodulen ut brytaren. Efter utgången av inställd spänningslös tid ger återinkopplingsrelämodulen en brytartillslagssignal, samtidigt startar en blockeringstid och återgångstid. Om blockeringstiden används, erhålls en ny startsignal varvid hela återinkopplingssekvensen blockeras. En anmodan om återinkoppling under återgångstiden gör att markören stegar fram ett steg och en ny återinkopplingscykel utförs, om en sådan programmerats. Om inga återinkopplingar programmerats, stegar markören fram till det nedersta läget, där återinkopplingsrelämodulen blockerats under återgångstiden. Därefter återgår markören till utgångsläget och återinkopplingsrelämodulen är beredd att utföra en ny återinkopplingssekvens. Start signal AR1 Start signal AR2 Start signal AR3 Extern start signal AR4 Brytartillslag Åisteg 1 (1) Åisteg 2 (2) Åisteg 3 (3) Åisteg 4 (4) Åisteg 5 (5) Slutl. utl. (6) Låst läge (7) Start Block. Ja Start Start Start Start Ja Nej Återgångstid Start Ja Spänningslös tid 1 Spänningslös tid 2 Spänningslös tid 3 Spänningslös tid 4 Spänningslös tid 5 Slutlig utlösning td1 td2 td3 td4 Stegmarkör = Åisteg 1 Redo för nya Åisteg 5d5skv Fig. 2. Förenklat funktionsschema för återinkopplingsrelämodul SPCT 5D54 Seriekommunikation Ledningsskyddsreläet är försett med ett seriesnitt, som sitter på reläets baksida. Via seriesnittet ansluts ledningsskyddsreläet till den fiberoptiska SPAbussen med hjälp av en bussanslutningsmodul typ SPAZC 17 eller SPAZC 21. SPAZC 17 erhåller sin hjälpenergi antingen från värdreläet eller från en extern spänningskälla eller endast från den externa spänningskällan, medan SPAZC 21 får sin hjälpenergi från värdreläet. Brytarstyrning och utgångsreläer Ledningsskyddsreläet är försett med nio utgångsreläer, av vilka fyra är av starkströmstyp och avsedda för direkt brytarstyrning. Enkeleller dubbelpolig brytarstyrning kan användas. Av de fem signalreläerna är ett reserverat för självövervakningssystemet medan de övriga kan konfigureras enligt användarens behov. Hjälpspänningsmatning Ledningsskyddsreläet erhåller sin hjälpspänningsmatning via en intern matningsmodul. Matningsmodulen, som är av instickstyp, finns i två varianter: typ SPGU 240A1 med matningsspänningsområdet V lik eller växelspänning och typ SPGU 48B2 med matningsspänningsområdet V likspänning. Matningsmodulen bildar de interna spänningar som ledningsskyddsreläet behöver. De interna matningsspänningarna övervakas kontinuerligt. 7

8 Tekniska data Mätingångar Strömmätning Märkström I n 0,2 A 1 A 5 A Plintnummer X0/12 X0/12 X0/46 X0/45 X0/79 X0/78 X0/3739 X0/3738 X0/2527 X0/2526 Termisk strömbelastbarhet kontinuerligt 1,5 A 4 A 20 A under 10 s 5 A 25 A 100 A under 1 s 20 A 100 A 500 A Dynamisk strömbelastbarhet halvvågsvärde 50 A 250 A 1250 A Ingångsimpedans <750 mw <100 mw <20 mw Spänningsmätning Märkspänning U n Kontinuerlig spänning Spänningsingångens märklast vid U n Märkfrekvens f n, enl. beställning 100 V eller 110 V 200 V <0,5 VA 50 Hz eller 60 Hz Utgångskontakter Utlösningskontakter Plintnummer X1/1516, X2/12, 34 Märkspänning 250 V vs/ls Kontinuerlig belastbarhet 5 A Slutförmåga och belastbarhet under 0,5 s 30 A Slutförmåga och belastbarhet under 3 s 15 A Brytförmåga vid likström, när lastens tidskonstant L/R 40 ms vid manöverspänningarna 48 V ls 5 A 110 V ls 3 A 220 V ls 1 A Kontaktmaterial AgCdO 2 Signalkontakter Plintnummer X2/56, 78, X2/1213, Märkspänning 250 V vs/ls Kontinuerlig belastbarhet 5 A Slutförmåga och belastbarhet under 0,5 s 10 A Slutförmåga och belastbarhet under 3 s 8 A Brytförmåga vid likström, när lastens tidskonstant L/R 40 ms vid manöverspänningarna 48 V ls 1 A 110 V ls 0,25 A 220 V ls 0,15 A Kontaktmaterial AgCdO 2 Styringångar Blockering/styrning (BS1, BS2) Plintnummer X1/12, 34 Brytarlägesdata Plintnummer X1/56 Återinkopplingsstyrning Plintnummer X1/78, 910 Styrspänningsområden Styrström vid aktiverad ingång V ls eller V vs ma Matningsspänning Plintnummer X0/6162 Modul SPGU 240A1 märkspänningar U n = 110/120/230/ 240 V vs U n = 110/125/220 V ls funktionsområde V vs/ls Modul SPGU 48B2 märkspänningar U n = 24/48/60 V ls funktionsområde V ls Effektbehov med reläet i vila/under funktion ~10 W/~15 W Datakommunikation Överföringsmod Fiberoptisk seriebuss Teckenkod ASCII Överföringshastighet, valbar 4800 or 9600 Bd Elektrisk/optisk bussanslutningsmodul med matning från värdreläet för plastfiberkablar SPAZC 21BB för glasfiberkablar SPAZC 21MM Elektrisk/optisk bussanslutningsmodul med matning från extern källa och/eller värdreläet för plastfiberkablar SPAZC 17BB för glasfiberkablar SPAZC 17MM Provspänningar Isolationsprovspänning enligt IEC 2555 Stötprovspänning enligt IEC 2555 Isolationsresistansprovspänning enligt IEC ,0 kv, 50 Hz, 1 min 5 kv, 1,2/50 µs, 0,5 J >100 Mý, 500 V ls Störprov Högfrekvent provspänning enligt IEC , klass III längsspänning 2,5 kv, 1 MHz tvärspänning 1,0 kv, 1 MHz Snabba transienter enligt IEC , klass III och IEC 8014, nivå 4 matningsplintar 4 kv, 5/50 ns övriga plintar 2 kv, 5/50 ns Statisk urladdning enligt IEC och IEC 8012, klass III lufturladdning 8 kv kontakturladdning 6 kv Omgivningsförhållnaden Drifttemperaturområde C Transport och lagringstemperaturområde enligt IEC C Temperaturberoende hos skyddets funktionsvärden inom specificerat drifttemperaturområde 0,2 %/ C Värme och fukttest, cykliskt (12 h 12 h) enl. IEC C/55 C, rel. fukt RH = 93 %, 6 cykler Höljets kapslingsklass vid hölje för infällt montage IP 54 Reläets vikt inkl. hölje för infällt montage ~6 kg 8

9 RELÄMODULDATA Överströms och jordfelsrelämodul SPCJ 4D28 Överströmssteg I> Funktion riktad Startström I> konstanttidkarakteristik 0,5...5,0 x I n inverttidkarakteristik 0,5...2,5 x I n * Startfördröjning, typisk 70 ms Funktionsprincip konstanttidkarakteristik funktionsfördröjning 0, s inverttidkarakteristik enligt BS 142 och IEC 2554 Extremely inverse Very inverse Normal inverse Long time inverse inverttidkarakteristik enligt ABBpraxis RIkarakteristik RXIDGkarakteristik time multiplier k 0,05...1,00 40, 100, 500, 1000 ms Retardationstid 30 ms Funktionstidens noggrannhet vid konstanttidkarakteristik ±2 % av inställt värde eller ±25 ms Funktionstidens noggrannhetsklass E vid inverttidkarakteristik 5 Överströmssteg I>> Startström 0,5...40,0 x I n eller oändlig ( ) Startfördröjning, typisk 40 ms Funktionsfördröjning 0, s 40 ms Retardationstid 30 ms Funktionstidens noggrannhet ±2 % av inställt värde eller ±25 ms Överströmssteg I>>> Startström 0,5...40,0 x I n eller oändlig ( ) Startfördröjning, typisk 40 ms Funktionsfördröjning 0, s 40 ms Retardationstid 30 ms Funktionstidens noggrannhet ±2 % av inställt värde eller ±25 ms Jordfelssteg I 0 > Startström I 0 > 0,1...0,8 x I n Startfördröjning, typisk 70 ms Funktionsprincip konstanttidkarakteristik funktionsfördröjning 0, s inverttidkarakteristik enligt BS 142 och IEC 2554 Extremely inverse Very inverse Normal inverse Long time inverse inverttidkarakteristik enligt ABBpraxis RIkarakteristik RXIDGkarakteristik time multiplier k 0,05...1,00 40, 100, 500, 1000 ms Retardationstid 30 ms Funktionstidens noggrannhet vid konstanttidkarakteristik ±2 % av inställt värde eller ±25 ms Funktionstidens noggrannhetsklass E vid inverttidkarakteristik 5 Jordfelssteg I 0 >> Startström 0,1...10,0 x I n eller oändlig ( ) Startfördröjning, typisk 50 ms Funktionsfördröjning 0, s 40 ms Funktionstidens noggrannhet ±2 % av inställt värde eller ±25 ms Fasavbrottssteg DI> Startström DI> % eller oändlig ( ) Startfördröjning, typisk 150 ms Funktionsfördröjning s 80 ms Återgångsförhållande, typisk 0,90 Funktionstidens noggrannhet ±2 % av inställt värde eller ±25 ms Funktionsnoggrannhet ±1 enhet ±3 % av inställt värde * Det effektiva inställningsområdet vid inverttidkarakteristik utgör 0,5 2,5 x I n, även om reläet kan ges inställningar större än 2,5 x I n. 9

10 Transientmätande jordfelsrelämodul SPCS 2D32 Jordfelssteg I 0 > Funktionsriktning för steg I 0 > Framåt Basvinkel j b, valbar 90 eller 0 Funktionssektor Dj (j b = 0 eller 90 ) ±80 Funktionsprincip för steg I 0 > Riktad Startström I 0 > 1, % av I n Startspänning U 01 > 2, % av U n Startfördröjning, typisk 100 ms Funktionsfördröjning t 0 > 0, s 130 ms Funktionstidens noggrannhet ±2 % av inställt värde eller ±40 ms 0,0005 x I n Återinkopplingsrelämodul SPCT 5D54 Antalet efter varandra följande återinkopplingscykler 1 5 Fördröjning före start av återinkoppling 0 10,0 s Spänningslöstid 0, s Blockeringstid 0 30,0 s Återgångstid 0,2 300 s Fördröjning för slutlig utlösning 0,00 5,00 s Brytartillslagspuls 0,10 2,00 s Brytarfrånslagspuls Funktionstidens noggrannhet 0,10 2,00 s ±1% av inställt värde eller ±30 ms Steg I 0 >> eller U 02 > Funktionsriktning för steg I 0 >> Framåt eller bakåt Basvinkel j b, valbar 90 eller 0 Funktionssektor Ðj (j b = 0 eller 90 ) ±80 Funktionsprincip för steg I 0 >> Riktad eller oriktad Startström I 0 >> 1, % av I n Startspänning U 02 > 2,0...80,0 % av U n Startfördröjning, typisk 100 ms Funktionsfördröjning t 0 >> 0, s 130 ms Funktionstidens noggrannhet ±2 % av inställt värde eller ±40 ms 0,0005 x I n Transient mätande jordfelssteg Intermittent jordfelssteg Startström I c av I n 3, % 1,0...33,3% Inställningsområde för U 03 > av U n 2,0...80,0 % 2,0...80,0% Inställningsområde för U tr > 0,2...6,0% av U n Inställningsområde för t int 0,6...3,0 ms Startfördröjn., typ. 0,1...2,0 s ** 1,0 / 2,0 / 5,0 s * Funktionsfördr. t tr 0, s 0, s * Funktionstidens noggrannhet Funktionsnoggrannhet ±2 % av inställt värde eller ±50 ms ±3 % av inställt värde 0,0005 x I n * Minimitiden beror på inställningen av omkopplarna SGF3/4 och SGF3/5. ** Starttiden beror på intervallet mellan det intermittenta jordfelets felströmspulser. 10

11 Mått och montage Hölje för infällt montage (Alla mått i millimeter) ± ±1 Förhöjningsram SPAZX 301 SPAZX 302 SPAZX 303 a b Montage i 19 tums apparatskåp Vid montage av ledningsskyddsreläet i 19 tums apparatskåp används en hjälpram med höjden 4U (~177 mm). Hjälpramen typ SPAZX 304 har plats för två reläer och typ SPAZX 305 för ett relä. Hölje för utanpåliggande montage Ledningsskyddsreläet kan också levereras med ett hölje typ SPAZX 317 för utanpåliggande montage och frontanslutning. 0,4 482,6 0 (19") ø6 21,5 101,6 7 0, (4U) SPAZX 304 0,4 482,6 0 (19") 21,5 101,6 7 0, (4U) Panelöppning Hölje för infällt montage med förhöjningsram a b SPAZX

12 Rätt till tekniska ändringar förbehålles 1MRS MDS SV ABB Substation Automation Oy PB 699 FIN65101 VASA Finland Tel Fax