Overvakningsutrustningar

SVENSKA KRAFTNÄT ENHET, VERKSAMHETSOMRÅDE NK, KontroHanläggning VÅR BETECKNING TR02-09-4 DATUM 2014-08-14 SAMRÅD AFS W TEKNISK RIKTLINJE UTGÅVA 5 FASTSTÄLLD TD Overvakningsutrustningar

Uppdateringar Utgåva Ändringsnot Datum B Första utgåvan 96-11-15 C Justerad 99-05-18 D Riktlinjen uppdaterad och omarbetad 09-01-29 5 Förtydliganden 2014-08-14 2/9

Innehåll 1 Allmänt... 4 1.1 Standarder och föreskrifter... 5 2 FUNKTIONSKRAV... 5 2.1 Allmänt... 5 2.2 Spänningsövervakning... 6 2.3 Jordfelsövervakning... 6 2.4 Batteriövervakning... 7 2.5 Spänningsbortfall av matningsgrupp... 7 3 Tekniska krav... 7 3.1 Allmänt... 7 3.2 Laddningsövervakning... 8 3.3 Jordfelsövervakning... 9 4 Utformning... 9 4.1 Allmänt... 9 3/9

1 Allmänt Riktlinjen gäller för övervakningsutrustning för stationsbatterier med tillhörande likriktare samt för övervakning av system på andra spänningsnivåer som matas via omvandlare. Riktlinjen gäller även för övriga batterier i tillämpliga delar. Dock kan utrustningen i det fallet vara av något enklare utförande med placering i likriktarfronten. Övervakningen utgörs av utrustning för att detektera överspänning, underspänning, jordfel, batterikretsavbrott och spänningsbortfall av matningsgrupp. 4/9

1.1 Standarder och föreskrifter Följande standarder och föreskrifter är tillämpliga för leveranser enligt kap 1. SS-EN 60146-1-1 Halvledarströmriktare - Allmänna fordringar och nätkommuteradeströmriktare Del 1-1: Grundläggande fordringar IEC-TS 61000-6-5 Electromagnetic compatibility (EMC) Part 6-5: Generic standards Immunity for power stations and substations environment. Krav enligt HV Substations ska tillämpas. SS-EN 60950 SS-EN 50178 SS-EN 60529 SS-EN 60439-1 Elektrisk utrustning för informationsbehandling - Säkerhet. Elektronikutrustning, inklusive kraftelektronik i elektriska startströmsinstallationer. Kapslingsklasser för elektrisk materiel (IP-beteckningar). Kopplingsutrustningar för högst 1000 V växelspänning eller 1500 V likspänning - Del 4: Fordringar på typprovade och delvis typprovade utrustningar. SS-EN 50272-2 Laddningsbara batterier och batterianläggningar -Säkerhet - Del 2: Stationära batterier. SS-EN 60255-5 SS 428 19 02 Reläer - Del 5: Isolationskoordination för mätande reläer och skyddsutrustning - Fordringar och provning Reläskyddssystem -Hjälplikspänning för matning 2 FUNKTIONSKRAV 2.1 Allmänt Övervakningar ska vara försedda med följande funktioner: > Övervakning av för låg och för hög spänning i två nivåer > Jordfelsdetektering > Batterikretsavbrott > Spänningsbortfall av matningsgrupp 5/9

Samtliga övervakningsfunktioner ska finnas för varje delsystem. Mätspänningen till övervakningens funktioner ska vara ansluten till battericentralen via säkringar och vid system som matas från omriktare i via säkring i underliggande central. Utgångsrelä ska automatiskt återgå då felet försvinner. Larm ska ges vid fel på övervakningsutrustningen. Övervakningsfunktionerna ska kunna provas på ett enkelt sätt. Utrustningen ska visa aktuell hålladdningsspänning. 2.2 Spänningsövervakning Spänningsövervakningen ska bland annat övervaka likriktaren därför måste övervakning vara separat och helt oberoende av likriktaren. För att uppnå optimal livslängd på batterierna bör spänningen på batterierna inte avvika mer än ± 1 % För att kontrollera att denna tolerans innehålls och att systemets spänningsnivå är god installeras spänningsövervakning av batterispänningen. Om likriktaren är utrustad med temperaturkompensering gäller ± 2 %. Spänningsövervakningen ska omfatta både underspänning och överspänning i två steg. Underspänning första steg ska övervaka att spänningen inte avviker mer en 1 % från hålladdningsspänningen. Det andra steget övervakar Extremt låg batterispänning och är till för att ge driftcentral larm om att batteriet inom kort är urladdat vilket medför att ansluten kontrollanläggning inte kommer att fungera Överspänning under längre tid än någon sekund uppkommer endast vid fel på likriktaren. Tiden till att hela likströmssystemet når denna höga spänning är någon till några minuter. Överspänningens första steg ska lösa ut likriktaren efter några sekunder, detta så att ansluten utrustning inte utsätts för skadliga överspänningar. Steg 2 används för närvarande inte. För system som matas med omriktare används enbart ett steg för övervakning av över och underspänning. Genom fördröjning av signalen från underspänningsövervakningen kan obefogade signaler vid flertalet störningar undvikas. Fördröjningen ska vara inställbar. 2.3 Jordfelsövervakning Likströmssystemet ska drivas högohmigt jordat, så att enkla jordfel ej orsakar bortkoppling i systemet. Jordfelsövervakningen ska utföras så högohmigt som möjligt i avsikt att förhindra felfunktioner hos effektsnåla reläer i samband med jordfel. Vid jordfel får strömmen inte bli så hög att något relä drar obefogat. Lämplig funktions- 6/9

nivå på jordfelsövervakningen är beroende av likströmssystemets utbredning och spänningsnivå. Jordfelsövervakning ska ske på både plus och minussidan med angivande av aktuellt värde i kohm. Denna funktion ska fungera i både separerade och sammankopplade system. Detta ska utföras på sådant sätt att båda övervakningarna ska vara i funktion vid separerade system men vid sammankopplade ska endast en av de två övervakningsutrustningarna vara i funktion. Anordning för att mäta isolationsmotståndet till jord ska finnas. 2.4 Batteriövervakning Det finns alltid risk för avbrott i ett batteri även om sannolikheten är liten. Varje batterisystem ska förses med övervakning för att detektera fullständigt avbrott i batteriet. 2.5 Spänningsbortfall av matningsgrupp Varje enskild säkringsgrupp som matar utlösningskedja eller del av utlösningskedja ska förses med övervakning som signalerar för spänningsbortfall. Övervakning av smältsäkringar kan t ex bestå av signalreläer som ger signal då de faller. Används dvärgbrytare kan deras signalkontakter användas. I sådana fall måste även spänningen på närmast överliggande säkringsnivå övervakas eftersom dvärgbrytarens signalkontakt endast ger signal då dvärgbrytaren löst, men inte signalerar då spänningen försvinner. Många moderna reläskydd har övervakning för bortfall av matningsspänningen till skyddet. Det kan vara ett komplement, men det rekommenderas inte att låta denna övervakning ersätta säkringsövervakningen. 3 Tekniska krav 3.1 Allmänt Övervakningsutrustningarna ska tåla kontinuerlig inkoppling upp till 120 % av nominell spänning och får inte ta skada av omvänd polaritet. Mätspänning och hjälpspänning ska normalt vara gemensamma. Om egenförbrukningen överstiger 50 ma bör dessa uppdelas så att effektkrävande delar matas från separat hjälpspänning som är annan än den som övervakas. Utrustningen ska: > Känna spänningens medelvärde. Pulsationsspänning (rippelspänning) med toppvärdet ± 5 % av nominell spänning får ej ge funktion 7/9

> Om den monteras i separat kapsling ska den ha minst kapslingsklass IP 20 enligt SS-EN 605 29 > Kunna övervaka följande nominella spänningar: 24, 48, 110 och 220 V. Larm ska kunna fördröjas enligt nedan: Överspänning Underspänning Jordfel Batterikretsfel 0 10 s 0 30 min 0 10 s momentan 3.2 Laddningsövervakning Övervakningsutrustning för spänning ska uppfylla krav enligt nedan. Funktionsvärdet hos respektive spänning ska utan svårighet kunna ställas in enligt nedanstående tabell och inställningen ska kunna ske med en upplösning av 0,1 % av funktionsvärdet eller bättre. Nominell spänning Inställningsområde Ung. procenttal av nominell spänning 24 V 24,2 27,4 V 101 114 % 48 V 48,3 54,2 V 101 113 % 110 V 103,1 122,4 V 94 111 % 220 V 206,3 244,8 V 94 111 % Larminställningsnivåer för 110 V med 54 celler Larm Nivå Förklaring Hållspänning över U> 2,25 V/cell = 121,5 V Utlösningsnivå likriktare Hållspänning under U< 2,21 V/cell = 119,3 V Larmnivå onormal spänning Överspänning U>> 2,32 V/cell = 125,3 V Används ej 8/9

Underspänning U<< 1,91 V/cell = 103,1 V Mycket låg batterispänning Funktionsvärdet får avvika från inställningsvärdet med högst ± 0,5 % vid omgivningstemperatur från 0 o C till + 40 o C. (Mät klass 0.5). Om hjälpspänning krävs för övervakningsutrustningen, måste denna noggrannhet innehållas även vid hjälpspänningsvariationer. Maximalt tillåten hysteres är 0,2 % vid omgivningstemperatur från 0 o C till + 40 o C. 3.3 Jordfelsövervakning Högsta avvikelse från inställt funktionsvärde för jordfel är ± 15 % samt 5 % hysteres. Dessa värden ska innehållas vid 102 110 % av nominell spänning. Spänningssänkning ned till 85 % av nominell spänning får inte ge obehörig funktion. Funktionsvärdet för jordfel ska vara inställbart inom 1 kω till 1 MΩ. Installationsvärdet ska vara definierat. Anordning för uppmätning av isolationsmotstånd kan antingen vara integrerad med jordfelsövervakning eller separat monterad. På omkopplaren för isolationsmätning ställs samma krav på brytförmåga som på övriga signalkontakter. Omkopplaren ska kunna överföra låg mätström vid låg mätspänning med bibehållen låg och stabil kontaktresistans. 4 Utformning 4.1 Allmänt Övervakningsutrustningen ska vara anpassad för montage i 19 rack. Då mätvärde går utanför gränsvärde ska väl synlig lysdiod eller dylikt tändas utan tidsfördröjning och lysa så länge överskridandet består. All text som visas i teckenrutan ska vara på svenska och texter ska på ett enkelt sätt kunna ändras till en vedertagen informationstext. 9/9