Störningsskrivare SVENSKA KRAFTNÄT TEKNISK RIKTLINJE. TEKNISK RIKTLINJE TR utgåva AS, Skyddssystem och nätdata DATUM

Transkript

1 SVENSKA KRAFTNÄT ENHET, VERKSAMHETSOMRÅDE AS, Skyddssystem och nätdata VAR BETECKNING TR DATUM SAMRÄD AF, NIC TEKNISK RIKTLINJE UTGÅVA 6 FASTSTÄLLD Störningsskrivare

2 Uppdateringar Utgåva Ändringsnot Datum D Ny dokumentmall Helt omarbetad Omarbetad version med ändringar i samtliga kapitel 2/13

3 Innehåll 1 Allmänt Funktionskrav Allmänt Analoga kanaler Binära kanaler Inställning Start av störningsskrivaren Statiskt minne Registreringstid Signaler som ska registreras för en fristående störningsskrivare Störningsskrivare som ingår i IED innehållande reläskyddsfunktioner Ledningsskydd Samlingsskeneskydd Reaktorskydd Transformatorskydd Shuntkondensatorskydd Sektioneringsskydd Signaler från annan part som ska registreras Handhavande Anslutning till Svenska kraftnäts WAN Kommunikation Tekniska krav Tidsynkronisering Hjälpspänning In- och utgångar Analoga kanaler Binära kanaler Inställningar Utformning Allmänt Larmhantering /13

4 1 Allmänt Störningsskrivare är en utrustning vars syfte är att registrera vad som händer i ett kraftsystem i samband med störningar. Den registrerade informationen används för att kunna verifiera felets karaktär och följa upp att förväntade händelser inom kontrollanläggningen har inträffat. Informationen kan även användas för att lokalisera felens läge utmed ledningar. En fristående störningsskrivare för stationen installeras normalt i sådan omfattning att varje ledning, transformator, reaktor eller shuntkondensator kan övervakas, oavsett om de ägs av Svenska Kraftnät eller tillhör någon annan ägare i stationen. En störningsskrivarplan upprättas av Svenska Kraftnät för varje station där det bl.a. framgår vilken information som ska registreras och vad som ska starta registreringen. Denna riktlinje beskriver i första hand krav för fristående störningsskrivare men omfattar till viss del även störningsskrivare som ingår i IED, Intelligent Electronic Device, innehållande reläskyddsfunktioner. 2 Funktionskrav 2.1 Allmänt I samband med en störning ska störningsskrivaren starta en registrering av dess analoga och binära signaler. Registreringen ska märkas med tidpunkt för störningen och lagras i störningsskrivaren. De lagrade störningsfilerna ska sparas enligt den senaste standarden för IEEE C COMTRADE och ska både automatiskt och manuellt kunna överföras till Svenska kraftnäts funktion för störningsanalys. Överföringen ska ske via FTP, SFTP eller SCP för krypterad och säker hantering av användarnamn och lösenord. För alla fristående störningsskrivare ska det i mjukvaran för STINA, insamlingssystem för störningsdata, finnas adaptrar som gör det möjligt att automatiskt inhämta störningsfiler över Svenska kraftnäts WAN. Om denna funktion saknas måste sådan adapter tas fram för att störningsskrivaren ska bli godkänd. Det åligger tillverkaren att lämna ut nödvändig information som krävs för att programägaren av STINA ska kunna ta fram en adapter för den aktuella fristående störningsskrivaren. 4/13

5 2.2 Analoga kanaler Fristående störningsskrivare ska bestyckas med ingångskort för mätning av både analog spänning och ström. Omsättningen för anslutna mättransformatorer ska vara individuellt inställbar för respektive ingång. För fristående störningsskrivare där det finns möjlighet att anpassa analoga ingångar, ska det göras på sådant sätt att spänningsingångar presenteras först i COMTRADE-filerna. Vardera enskild signal ska kunna namnges med objektstillhörighet. 2.3 Binära kanaler För fristående störningsskrivare ska binära kanaler valfritt kunna vara kopplade som slutande eller brytande. (arbetsströmkopplade eller viloströmskopplade) 2.4 Inställning För fristående störningsskrivare ska följande uppgifter kunna ställas in och vid behov ändras av användaren: > Enhetens namn och kanalernas individuella objektstillhörighet. > Antalet registrerande kanaler, analoga och binära, som ska medfölja vid leverans > Möjlighet att inaktivera visning av analoga och binära reservkanaler vid registrering. > Registreringstider > Typ av tidssynkronisering och justering för tidsförskjutning. 2.5 Start av störningsskrivaren En fristående störningsskrivare ska kunna startas på följande sätt: > Manuell start med tillhörande programvara för utrustningen via ansluten servicedator och via fjärruppkoppling över WAN från störningsanalys. > Manuell start lokalt via tryckknapp på eller i störningsskrivaren. > Extern start via binär ingång eller via GOOSE-telegram enligt IEC över stationsbuss > Start vid lägesförändring på valfria binära kanaler > Start vid överskriden inställd nivå eller derivata på analoga kanaler. 2.6 Statiskt minne När störningsskrivarens minne blir fullt ska den äldsta registreringen raderas och ge plats för nästa. Vid bortfall av hjälpspänning för störningsskrivaren ska varken inställningar eller registreringar påverkas. Minnet i störningsskrivaren ska vara 5/13

6 tillräckligt stort för att kunna lagra 50 störningar med 10 sekunders inspelning i maximal samplingsfrekvens per objekt. 2.7 Registreringstid Störningsskrivaren ska kunna registrera samtliga kanaler under en inställbar tid före start vilket benämns Tpre i figur 1 nedan. Det innebär att kontinuerlig avkänning måste ske av samtliga kanaler som ska registreras. Registreringen ska sedan fortgå under en inställbar tid, benämnd Tpost i figur 1. Registreringens totala längd ska vara Tpre + startimpulsens varaktighet + Tpost, men begränsad till den inställbara tiden Tmax, enligt figur 1. När störningsskrivaren erhåller startimpuls ska starttidpunkten tidsmärkas med både datum och tid. Figur 1: De olika tidsbegreppen under en registrering 2.8 Signaler som ska registreras för en fristående störningsskrivare Fristående störningsskrivare ska vara aktiverade och konfigurerade med analoga och binära kanaler. I de fall det är möjligt att namnge de analoga och binära kanalerna ska det göras med objektets littera och med vilken mättransformator som används. När en fristående störningsskrivare krävs ska följande registreras. Vid avvikelser ska de godkännas av Svenska kraftnät: Analoga signaler: > De tre fasspänningarna på två av ledningarna > De tre fasströmmarna för seriekompenserade ledningar eller då ledningen helt eller delvis består av kabel > Nollföljdsströmmar ska registreras för samtliga objekt. För samtliga objekt i tvåbrytarställverk ska även den totala nollföljdsströmmen 3I0 för A-IT i tillägg till den totala 3I0 från båda strömtransformatorerna registreras separat. 6/13

7 För sparkopplade transformatorer ska även strömmen registreras i den jordade nollpunkten NIT. > Om fasströmmar och/eller NIT saknas i båda reaktorskyddens störningsskrivare ska dessa inkluderas i den fristående störningsskrivaren. Binära signaler: > Utlösningspulser för sub 1 och sub 2 ifrån UM-kretsen. > Tillmanöverpulser för sub 1 och sub 2 ifrån TM-kretsen. > Mottagen och sänd accelerationssignal för sub 1 och sub 2 > Mottagen och sänd fjärrutlösningssignal för sub 1 och sub 2. > Mottagen och sänd PFK signal för sub 1 och sub Störningsskrivare som ingår i IED innehållande reläskyddsfunktioner Störningsskrivarna ska vara aktiverade och konfigurerade med analoga och binära kanaler. I de fall det är möjligt att namnge de analoga och binära kanalerna ska det göras med objektets littera och med vilken mättransformator som används. Generellt för alla IED innehållande reläskyddsfunktioner gäller att alla ström och spänningsingångar som används till reläskyddsfunktioner ska registreras fasvis samt som summaström 3I0 i COMTRADE-registreringarna. Startsignal, utlösning och blockeringssignal från alla skyddsfunktioner och steg ska registreras. Följande avsnitt beskriver vad som dessutom ska inkluderas specifikt för varje reläskyddsfunktion Ledningsskydd Analoga ingångar: > Eventuella beräknade värden såsom fasvisa differentialströmmar och biasströmmen. Binära ingångar: > Start och utlösningsinformation för distansskyddets zoner Z1, Z2 och Z3 och beskedet utlöst säkring (fuse failure block). > Startinformation från fasvalet (faserna L1,L2,L3,N) och start framåt (ZS Forward) och start bakåt (ZS Reverse) på distansskyddet. > Start och utlösningsinformation för 4-stegs jordfelsskyddets steg JS1, JS2, JS23 och JS3. I de fall riktvillkor inte inkluderas i dessa signaler ska registring av JSr ske separat. > Övertonsblockering så som 2:a tonsblockering ska registreras. 7/13

8 > Utlösningsinformation ZS-SOTF utl, JS3-Rt3u utl, samt Uo utl läggs in på separata kanaler. > Start och utlösningsinformation på ingående BFS. > RSK sänd och RSK mottagen samt RSK i drift läggs in på separata kanaler. > SÅI-i drift, SÅI-start, SÅI-pågår, SÅI TM A-S, SÅI TM B-S, SÅI block, SÅI ej redo samt brytarläge Till och Från för både A och B-brytaren ska läggas in på separata kanaler. > FUT-Mottagning, FUT-Sändning samt FUT idrift för respektive subsystem läggs in på separata kanaler. > För längsdifferentialskydd ska fasvis indikering av utlösning, LDS block och LDS kommunikationsfel registreras på separata kanaler. Statusindikeringar av kommunikationen ska också läggas in på separata kanaler i den mån det är möjligt Samlingsskeneskydd Analoga ingångar: > Beräknade värden såsom fasvisa differentialströmmar och biasström. Binära ingångar: > Fasvis indikering av samlingsskeneskyddets utlösning. Om differentialskyddet har olika funktionssteg så ska samtliga steg registreras fasvis. > Blockeringar som aktiverats i skyddet ska kunna registreras fasvis och för eventuella olika steg. > Start och utlösningsinformation på ingående BFS Reaktorskydd Störningsskrivaren ska startas vid manuell manöver av reaktorn och vid reläskyddsstart. Analoga ingångar: > Beräknade värden såsom fasvisa differentialströmmar och biasströmmar ska registreras. > Den fasspänning som används för att styra brytarsynkroniseringsdonet ska läggas in på separat kanal. > 3I0 som används till JDS, JS3, NIS2 läggs in på separata kanaler. Binära ingångar: > Ska registrera de olika stegens (JDS, JS3, ISM1, ISM2, NIS2) starter och utlösningar > Andratonsblockeringar av jordströmsskydd. 8/13

9 > Utlösningsinformation NIS2-Rt3u utl, Uo utl, Kylautomatik utl, Gasvakt utl. och Tempvakt utl. läggs in på separata kanaler. Vakternas information ska ingå i minst en IED för reaktorn. > UM och TM ska registreras fasvis för varje brytarpol och på båda brytarna i minst en IED för reaktorn. > Start och utlösningsinformation på ingående BFS ska registreras på separata kanaler. > Om brytarsynkroniseringsdon används för en reaktor ska till- och frånmanöver registreras fasvis för respektive brytare som använder synkroniseringsdonet. Störningsregistrering ska skapas i minst en IED, vilket antingen kan vara en fristående enhet eller brytarsynkroniseringsdonet om det uppfyller samma kriterier. > Extremspänningsautomatik Idrift ska registreras. > Inkopplingsförbud, TM-block och stopp av kylautomatiken ska registreras på separata kanaler Transformatorskydd Störningsskrivaren ska startas vid manuell manöver av transformatorn och vid reläskyddsstart. Analoga ingångar: > Beräknade värden såsom fasvis differentialström och biasströmmen ska registreras. > 3Io som används till JDS, JS3, NIS2 läggs in på separata kanaler. Binära ingångar: > Ska registrera de olika skyddsskyddsfunktionerna DS, JDS, JS3, JS400, ZSo, NIS och eventuellt flertalet funktionssteg och ska omfatta både start och utlösning. > Uo utl, Gasvakt utl, Temp-vakt utlösning läggs in på separata kanaler i minst en av IED för transformatorn. > Utlöst säkring fuse fail ska registreras på separat kanal i de fall någon av transformatorns skyddsfunktioner använder mätspänning. > Start och utlösningsinformation på ingående BFS ska registreras på separata kanaler. > Om brytarsynkroniseringsdon används för en transformator ska till- och frånmanöver registreras fasvis för respektive brytare som använder synkroniseringsdonet. Störningsregistrering ska skapas i minst en IED, vilket antingen kan vara en fristående enhet eller brytarsynkroniseringsdonet om det uppfyller samma kriterier. 9/13

10 > Inkopplingsförbud ska läggas in på separat kanal Shuntkondensatorskydd. Analoga ingångar: > Den fasspänning som används för att styra brytarsynkroniseringsdonet ska läggas in på separat kanal. > 3Io som används till JS3 och obalansströmmen ska registreras på separata kanaler. Binära ingångar: > Ska registrera skyddsfunktionerna ISM1-2, JS3, Iob, Ith och dess olika funktionssteg vilket omfattar både start och utlösning på separata kanaler. > Utlösningsinformation JS3-Rt3u utl, Uo utl ska registreras på separata kanaler. > Start och utlösningsinformation på ingående BFS. > Fasvis registrering av till- och frånslag ska ingå i minst en IED. > Extremspänningsautomatik Idrift ska registreras. > Inkopplingsförbud och temporärt inkopplingsförbud ska läggas in på separat kanal Sektioneringsskydd. Analoga ingångar: > 3Io som används till JS3 läggs in på separat kanal. Binära ingångar: > Ska registrera start och utlösning för JS3. > Utlösningsinformation JS3-Rt3u utl samt Uo utl ska registreras. > Start och utlösningsinformation på ingående BFS Signaler från annan part som ska registreras I stationer där det finns transformatorer eller ledningar som är direkt anslutna till stamnätet och ägs av annan part ska Svenska kraftnät erhålla följande information för registrering: Analoga signaler > Nollföljdsström (3I0) för transformatorer och ledningar. > För tvåbrytarställverk ska även nollföljdsström för A-brytaren registreras separat. > För sparkopplade transformatorer ska såväl NIT och 3I0 på anslutande sida registreras. 10/13

11 Binära signaler > Utlösningspuls sub1 och sub2 (UM1, UM2). > Tillmanöverpuls sub1 och sub2 (TM1 och TM2) för ledningar och TM1 för övriga objekt. I första hand ska Svenska kraftnäts fristående störningsskrivare kompletteras med signaler från annan parts objekt. Vid platsbrist eller i de fall det saknas en fristående störningsskrivare ska en ny störningsskrivare installeras som registrerar signalerna ovan. Enheten ska ägas av Svenska kraftnät och vara ansluten till Svenska kraftnäts WAN. Det kan i tillämpliga fall vara godkänt att samla in störningsregistreringar i Svenska kraftnäts fackkontrollenhet om sådan finns, detta sker endast efter godkännande av Svenska kraftnät Handhavande Inställningar av ändringsbara parametrar i störningsskrivaren ska ske från nätverksanslutet programmeringsverktyg lokalt i stationen. Det ska även finnas program som hämtar och läser COMTRADE filer lokalt i stationen. Full installation av tillhörande programvaror ska vara installerade i stationens servicedator, testade och fungerande Anslutning till Svenska kraftnäts WAN Fristående störningsskrivare ska alltid vara ansluten mot Svenska Kraftnäts WAN nätverk för automatisk och manuell fjärråtkomst av störningsregistreringar Kommunikation Störningsskrivaren ska vara utförd med nätverksport för fjärråtkomst och i tillämpliga fall med nätverksport för anslutning av stationsbuss. Då flera nätverksportar finns får ingen bryggning eller routing förekomma mellan dessa. 3 Tekniska krav 3.1 Tidsynkronisering Störningsskrivare ansluten till stationsbuss ska kunna ta emot tidsynkronisering UTC via SNTP eller NTP för en noggrannhet på ±1 ms. Om inte störningsskrivaren ansluts till stationsbuss ska annan tidsynkronisering användas som ger samma noggrannhet. Störningsskrivaren ska vara inställd på lokal tid och ska hantera tidsförskjutning vid ändring till och från sommar och vintertid. 11/13

12 3.2 Hjälpspänning Störningsskrivaren ska kunna beställas med matningsdon för 110 V eller 220 V DC. Normalt ska binära ingångar vara utförda för samma spänningsnivå som matningsdonet. 3.3 In- och utgångar Analoga kanaler Strömregistrering: Märkström, Ir Överlastbarhet, kontinuerlig Överlastbarhet, 1 s Samplingsfrekvens för fristående störningsskrivare Samplingsfrekvens för störningsskrivare som ingår i reläskydd 1 A eller 5 A 2,4 * Ir 100 * Ir 2 khz eller högre 1 khz eller högre Mätnoggrannhet ±0,5 % Spänningsregistrering: Märkspänning Mätområde Samplingsfrekvens för fristående störningsskrivare Samplingsfrekvens för störningsskrivare som ingår i reläskydd 110 V V 2 khz eller högre 1 khz eller högre Mätnoggrannhet ±0,5 % Binära kanaler Upplösning 1 ms 3.4 Inställningar Registreringstid för fel, Tpre 0,1 3 s 12/13

13 Registreringstid efter fel, Tpost Max registreringstid, Tmax 0,1 3 s 0,5 10 s 4 Utformning 4.1 Allmänt Störningsskrivaren ska vara utförd för montage i skåp med 19-tum svängbar ram. Om fristående störningsskrivare installeras, placeras denna i eget skåp där även utrustning för PMU eller fristående fellokalisator kan placeras. Samtliga anslutningar ska vara på störningsskrivarens baksida, förutom anslutning av programmeringsverktyg, som är tillåtet att finnas på fronten. Anslutningar av analoga och binära signaler ska vara utförda med skruvplintar. Start av störningsskrivare utförs med kontaktfunktion i reläskydd, eller med mjukvarubaserad start om störningsskrivaren kan hantera stationsbuss IEC Sker start via IEC ska en terminal i Sub 1 och en terminal i Sub 2 skicka meddelandet för varje objekt. Vid provning ska denna start blockeras. För matning av störningsskrivaren och för att hämta indikeringar och starter i kontrollanläggningen används en egen avsäkrad likspänningsgrupp benämnd, SSK+/ Larmhantering Felsignaler förutom IRF från störningsskrivare till signalutrustning överförs normalt via stationsbuss, men i äldre stationer via utgångskontakter. Alla signaler ska dessutom ge reservlarm. En eller flera potentialfria reläkontakter ska finnas för att ge signal. I TR Bilaga 1 finns en lista på vilka signaler störningsskrivaren ska larma för. Signalen Störningsskrivare som grupperas till litet larm ska larma för följande: > Bortfall av matningsspänning (kontaktutgång ska vara sluten när utrustningen är spänningslös). > Fel som påverkar funktionen, hårdvarufel och systemfel 13/13