4-stegs jordströmsskydd

Transkript

1 SVENSKA z. KRAFTNÄT ENHET, VERKSAMHETSOMRÅDE NK, Kontrollanläggning VAR BETECKNING TR DATUM SAMRAD AS.AN..DK TEKNISK RIKTLINJE UTGÅVA 4 FASTSTÄLLD TI 4-stegs jordströmsskydd 1/7

2 Uppdateringar Utgåva Ändringsnot Datum C Ny dokumentmall och namnändrig från KATS till TR Omarbetad /7

3 Innehåll 1 Allmänt Funktionskrav Allmänt Riktade steg Oriktat steg Tekniska krav Allmänt Riktade konstanttidssteg Oriktat inverttidssteg Utformning Allmänt Händelsehantering och indikeringar Larmhantering Störningsskrivare Provning Utlösningar Bilaga Inverttidfunktion för jordströmsskydd /7

4 1 Allmänt Skyddet är huvudskydd för bortkoppling av jordfel i stamnätet. Det ska selektivt kunna frånkoppla jordfelsströmmar ned till 80 A. Skyddets känsligaste steg ska även upptäcka brytarfel då inte alla tre poler öppnar eller sluter vid brytarmanöver. 2 Funktionskrav 2.1 Allmänt Jordströmsskyddet ska ha fyra strömmätande steg, varav tre riktade. De riktade stegen benämns JS1, JS2, JS23 och det oriktade steget benämns JS3. Skyddet ska beräkna eller mäta nollföljdsströmmen 3I0 och för de riktade stegen även beräkna nollföljdsspänningen 3U0. Normalt beräknas dessa värden i skyddet utifrån fasströmmar och fasspänningar varför separata kablar för nollföljd inte är nödvändigt, vare sig för ström eller för spänning. Mätning av jordfelsströmmen ska baseras på mätning av 50 Hz komposanten i felströmmen och vara stabil mot inverkan av övertoner i mätströmmen. Varje steg ska oberoende av varandra kunna väljas att vara stabiliserat mot andraton för att undvika funktion vid de inkopplingsströmstötar som kan förekomma i nätet. 2.2 Riktade steg JS1, JS2 och JS23 är riktade steg och ska vara konstanttidsfördröjda och ska kunna samarbeta med jordströmsskyddet i ledningens motsatta ände via kommunikationskanal. Vid underräckande system ska start från JS1 ge sändning till motsatt ledningsände. Vid överräckande system ska man kunna välja om start från JS2 eller JS23 ska ge sändning till motsatt ledningsände. Mottagen signal ska valbart kunna ge momentan funktion av JS2 eller JS Oriktat steg JS3 är ett oriktat steg med inverttidsfördröjning enligt: 5,8 1,35 ln 4/7

5 Primärt är det lägsta inställningsbara värdet 80 A, men det ska vara möjligt att ställa in lägsta funktionsvärde, normalt 120 A. JS3 ska ha undertidsfunktion, dvs. så länge brytaren är frånkopplad och under en inställbar tid efter tillkoppling av brytaren ska skyddet fungera på en inställbart kortare tid (normalt 0,3 s). Denna funktion aktiveras då brytaren är i frånläge (i tvåbrytarfack då båda brytarna är i läge från). Funktionen ska återgå några sekunder efter det att första brytaren är i läge till. 3 Tekniska krav 3.1 Allmänt Utrustningen ska uppfylla de standarder och generella krav som anges i TR Om funktionen realiseras i datorteknik ska den även uppfylla krav enligt TR Riktade konstanttidssteg Riktfunktionen ska ha en karakteristisk vinkel, +65 grader induktivt, dvs. U0 ligger före I0. För att detektera riktning korrekt ska 3 cos 65 ä där φ är vinkeln mellan 3Io och 3Uo. Polarisationsspänningsområde: Riktfunktionen ska fungera korrekt inom området 1 3Uo 110 % av märkspänningen. Inom vinkelområdet +30 till +100 ska riktfunktionen fungera med angivna krav på funktionstid i polarisationsspänningsområdet. Inom ett vinkelområde 180 mot ovannämnda vinkelområde ska reläet inte ge funktion. Funktionstid: Vid 2 ggr funktionsvärde Vid 4 ggr funktionsvärde <35 ms <25 ms De tre riktade stegen ska kunna konstanttidsfördröjas. Stegen ska ha följande inställningsområde: Strömskala: 0,1 25 upplösning: 0.01 Tidsskala: 0 2 upplösning: 10 ms Återgångsförhållandet för strömmätning ska vara större än 0,9. 5/7

6 3.3 Oriktat inverttidssteg Inverttidskarakteristik: Kurvans startvärde, Ia inställbart: 5,8 1,35 ln 80 till 200 A primärt Minsta funktionsström ska vara inställbar 4 (normal inställning 120 A) Kortaste funktionstid inställbar 1 2 s (normal inställning 1,2 s) Andratonsstabilisering, inställbar Återgångstid % av uppmätt ström över hela funktionsområdet 60 ms Återgångsförhållande > 0,9 Inverttidsfunktionen ska gälla inom området 30. Inom detta område tillåts funktionstiden avvika från den matematiska funktionen med 4 % 2,5 % 30. För mellanliggande värden ska gälla en noggrannhet som linjärt interpoleras ur extremvärdena. Undertidsfunktion: Tid som undertid ska vara aktiverad Fördröjning vid undertidsutlösning 0-5 s 0,1-0,5 s 4 Utformning 4.1 Allmänt Jordströmsskydd inkluderas normalt i en IED som innehåller flera skyddsfunktioner. IED ska vara tidssynkroniserad via tidstelegram och ge larm vid utebliven tidsynkronisering. IED ska vara försedd med separata kommunikationsportar för anslutning till stationsbuss respektive anslutning till SWAN. 6/7

7 4.2 Händelsehantering och indikeringar Händelser och indikeringar från skydd till signalutrustning sker normalt via stationsbuss. I stationer utan stationsbuss ska det finnas utgångskontakter för anslutning till händelseskrivare. 4.3 Larmhantering Signaler från skydd till signalutrustning sker normalt via stationsbuss, men i stationer utan stationsbuss via utgångskontakter. Alla signaler ska dessutom ge reservlarm. För reservlarm ska skyddet ha egna kontakter för respektive larmgrupp som genereras i terminalen. Dessa ska även indikeras på skyddets front. IED ska ge larm för såväl bortfall av matningsspänning som internt reläfel (IRF) och andra mjukvarubaserade övervakningsfunktioner och detta via såväl ordinarie system som reservlarm. 4.4 Störningsskrivare Störningsskrivare ska ingå i respektive IED. Start av central störningsskrivare ska normalt ske via Goosekommunikation, men i anläggningar utan stationsbuss via utgångskontakt. 4.5 Provning Provning av ingående skyddsfunktioner ska kunna göras på ett säkert och entydigt sätt. Alla mätvärden samt binära in- och ut- funktioner som är vitala för skyddets funktion ska anslutas via provdon av fabrikat ABB, RTXP24. Samtliga kontakter i provdonet ska vara tydligt märkta med funktion. Instoppat provhandtag ska blockera samtliga skyddsfunktioner, start av central störningsskrivare samt händelser vid provning. 4.6 Utlösningar Utlösning från skyddet ska ske via en fri kontakt, vara trefasig och gå via utlösningskombinationer. Förutom att aktivera utlösningsmagneter ska de även användas för att aktivera brytarfelsskydd. 5 Bilaga Inverttidfunktion för jordströmsskydd 7/7

8 8 Startvärde Normalt inst. värde. Ia 1,5 * Ia 4 * Ia Inverttidfunktion för jordströmsskydd, Ia = 80 A ln Tid (t) s to=1,2 s Inställningsområde lägsta funkt. värde Ström (I) A TEKNISK RIKTLINJE TR utg 4 Bilaga 1 Sida 1 av 1