Yhdistetty ylivirta- ja maasulkurele Ostajan opas
Julkaistu: 07.06.2005 Tila: päivitetty Versio: B/5.6.2006 Pidätämme itsellämme oikeudet muutoksiin Ominaisuudet Kolmivaiheinen vakio- tai käänteisaikatoimintainen alempi ylivirtaporras Kolmivaiheinen hetkellis- tai vakioaikatoimintainen ylempi ylivirtaporras Herkkä vakioaika- tai käänteisaikatoimintainen alempi maasulkuporras Hetkellis- tai vakioaikatoimintainen ylempi maasulkuporras Sisäänrakennettu katkaisijavikasuoja Kaksi ohjauskosketinta ja neljä hälytyskosketinta Lähtörelematriisin avulla suojaportaiden havahtumis- tai laukaisusignaalit voidaan ohjata halutulle lähtöreleelle Asetteluarvojen, mitattujen arvojen ja tallennettujen vikavirta-arvojen paikallinen näyttö Asetteluarvojen lukeminen ja kirjoitus joko paikallisen näytön ja painikkeiden avulla tai sarjaväylän kautta ylemmän tason järjestelmästä Itsevalvontajärjestelmä valvoo jatkuvasti elektroniikan ja mikroprosessorin toimintaa Sovellusalue Yhdistetty ylivirta- ja maasulkurele on tarkoitettu käytettäväksi säteittäisten suoraan maadoitettujen, vastuksen kautta tai impedanssin kautta maadoitettujen verkkojen selektiiviseen oikosulku- ja maasulkusuojaukseen. Suojarele sisältää ylivirtasuojan ja maasulkusuojan sekä joustavat laukaisu- ja hälytystoiminnot. Ylivirta- ja maasulkurelettä voidaan käyttää myös muissa yksi-, kaksi- tai kolmivaiheista ylivirtasuojaa ja herkkää maasulkusuojaa vaativissa sovelluksissa. Yhdistetty ylivirta- ja maasulkurele sisältää katkaisijavikasuojan. Yhdistetty ylivirta- ja maasulkurele SPAJ 142 C on osa ABB:n monipuolista sähkönjakeluautomaatioratkaisua. Rakenne Yhdistetty ylivirta- ja maasulkurele on toisiorele, joka liitetään suojattavan kohteen virtamuuntajiin. Kolmivaiheinen ylivirtasuoja ja maasulkusuoja mittaavat jatkuvasti suojattavan kohteen vaihevirtoja ja nollavirtaa. Havaitessaan vian rele havahtuu, laukaisee katkaisijan, antaa hälytyksen, tallentaa vikavirta-arvoja jne. sovelluksen vaatimusten ja relekonfiguraation mukaisesti. Kun vaihevirta ylittää alemmalle portaalle I> asetellun havahtumisarvon, ylivirtasuoja havahtuu ja antaa havahtumissignaalin asetellun havahtumisajan kuluttua loppuun. Kun aseteltu toiminta-aika vakioaikatoiminnassa tai laskettu toiminta-aika käänteisaikatoiminnassa on kulunut loppuun, ylivirtasuoja laukaisee. Vastaavasti ylempi ylivirtaporras I>> havahtuu, kun aseteltu havahtumisvirta ylittyy, ja antaa havahtumissignaalin asetellun havahtumisajan (~40 ms) kuluttua loppuun. Kun aseteltu toiminta-aika on kulunut loppuun, ylivirtasuoja laukaisee. Kun maasulkuvirta ylittää maasulkusuojan herkälle alemmalle portaalle I 0 > asetellun havahtumisarvon, porras havahtuu ja antaa havahtumissignaalin asetellun havahtumisajan kuluttua loppuun. Kun aseteltu toimintaaika vakioaikatoiminnassa tai laskettu toiminta-aika käänteisaikatoiminnassa on kulunut loppuun, maasulkusuoja laukaisee. Vastaavasti ylempi maasulkusuojaporras I 0 >> havahtuu, kun aseteltu havahtumisvirta ylittyy, ja antaa havahtumissignaalin asetellun havahtumisajan (~50 ms) kuluttua loppuun. Kun aseteltu toiminta-aika on kulunut loppuun, maasulkusuoja laukaisee. Sekä ylivirtasuojan alemmalle portaalle että maasulkusuojan herkälle alemmalle portaalle voidaan määritellä vakioaika- tai käänteisaikatoiminta. Käänteisaikatoiminnassa on valittavissa kuusi aika/virtakäyrästöä. Neljä käyrästöistä on standardien BS 142 ja IEC 255 mukaisia ja nimeltään Normal inverse, Very inverse, Extremely inverse ja Long-time inverse. Muut kaksi käänteisaikakäyrästöä RI ja RXIDG noudattavat ABB:n standardeja. Lähtörelematriisin konfiguroinnilla ylivirtaja maasulkusuojan havahtumisista saadaan kosketintiedot. Havahtumissignaaleja voidaan käyttää saman suojauskohteen muiden suojareleiden lukitussignaaleina sekä hälytyssignaaleina. Releessä on yksi ulkoinen ohjaustulo, jota ohjataan ulkoisella jännitteellä. Ohjaustulon käyttötapa valitaan relemoduulissa olevan kytkimen avulla. Ohjaustuloa voidaan käyttää yhden tai useamman suojaportaan lukitsemiseen, itsepitotilanteessa lähtöreleen palauttamiseen tai pää- tai tausta-asettelujen valitsemiseen. 3
Tiedonsiirto Releen takapaneelissa on sarjaportti. Rele voidaan liittää kuituoptiseen SPA-väylään väyläliitäntämoduulin SPA-ZC 17 tai SPA- ZC 21 välityksellä. Väyläliitäntämoduuli SPA-ZC 21 saa apuenergiansa isäntäreleeltä, kun taas väyläliitäntämoduulissa SPA-ZC 17 on sisäänrakennettu tehoyksikkö, jota voidaan syöttää ulkoisesta teholähteestä. Rele kommunikoi ylemmän tason tiedonkeruu- ja ohjausjärjestelmien kanssa SPA-väylän kautta. Itsevalvonta Releessä on tehokas itsevalvonta- ja vianmääritysjärjestelmä, joka lisää releen käyttövarmuutta ja järjestelmän luotettavuutta. Itsevalvontajärjestelmä valvoo jatkuvasti releen laitteistoa ja ohjelmistoa. Järjestelmä valvoo myös syöttöjännitemoduulin toimintaa ja sen tuottamia jännitteitä. Kun järjestelmä havaitsee pysyvän sisäisen vian, tästä ilmoittava IRF-toimintamerkki releen etupaneelissa syttyy. Samanaikaisesti itsevalvontajärjestelmän lähtörele toimii ja vikailmoitus välitetään ylemmän tason järjestelmään sarjaväylän kautta. Lisäksi useimmissa vikatapauksissa suojarelemoduulin näytöllä näkyy vikakoodi. Vikakoodi ilmoittaa havaitun vian tyypin. Syöttöjännite Releen syöttöjännite saadaan sisäisestä pistoyksikkötyyppisestä teholähdemoduulista. Saatavilla on kaksi teholähdemoduuliversiota: SPTU 240R1 syöttöjännitealueelle 80 265 V AC/DC ja SPTU 48R1 syöttöjännitealueelle 18 80 V DC. Teholähdemoduuli muodostaa suojareleen ja I/O-moduulin vaatimat sisäiset jännitteet. Tekniset tiedot Taulukko 1: Mittaustulot, ylivirtasuoja Liittimet 1-3, 4-6, 7-9 1-2, 4-5, 7-8 Nimellisvirta I n 1 A 5 A Terminen virtakestoisuus jatkuva 4 A 20 A 10 s ajan 25 A 100 A 1 s ajan 100 A 500 A Dynaaminen Puolijakson arvo 250 A 1250 A virtakestoisuus Tuloimpedanssi < 100 mω <20 mω Nimellistaajuus f n, tilauksen mukaan 50 Hz tai 60 Hz Taulukko 2: Mittaustulot, maasulkusuoja Liittimet 25-28 25-27 Nimellisvirta I n 0,2 A 1 A Terminen virtakestoisuus jatkuva 1,5 A 4 A 10 s ajan 7 A 25 A 1 s ajan 40 A 100 A Dynaaminen Puolijakson arvo 100 A 250 A virtakestoisuus Tuloimpedanssi < 750 mω < 100 mω Nimellistaajuus f n, tilauksen mukaan 50 Hz tai 60 Hz Taulukko 3: Kosketinlähdöt Kosketintyyppi Laukaisu Hälytys Liittimet 65-66, 74-75 70-71-72, 68-69, 77-78, 80-81 Nimellisjännite 250 V AC/DC Jatkuva virtakestoisuus 5 A 5 A Kytkentä- ja kuormitusvirta 0,5 s 30 A 10 A Kytkentä- ja kuormitusvirta 3 s 15 A 8 A 4
Tekniset tiedot (jatkoa) Taulukko 3: Kosketinlähdöt (jatkoa) Katkaisukyky tasavirralla, kun ohjaus/ hälytyspiirin aikavakio L/ R 40 ms ohjausjännitteillä 220 V DC 1 A 0,15 A 110 V DC 3 A 0,25 A 48 V DC 5 A 1 A Taulukko 4: Ohjaustulo, tiedonsiirto ja teholähde Ulkoinen ohjaustulo Liittimet 10-11 Ohjausjännite 18 265 V DC tai 80 265 V AC Virrankulutus tulon ollessa aktiivinen 2 20 ma Tiedonsiirto Siirtotapa Kuituoptinen sarjaväylä Merkkien koodaus ASCII Valittavat siirtonopeudet 4800 tai 9600 Bd Väyläliitäntämoduuli; muovikuitukaapeleille SPA-ZC 21 BB apuenergia lasikuitukaapeleille SPA-ZC 21 MM isäntäreleeltä Väyläliitäntämoduuli; muovikuitukaapeleille SPA-ZC 17 BB apuenergia lasikuitukaapeleille SPA-ZC 17 MM isäntäreleeltä tai ulkoisesta teholähteestä Syöttöjännite Teholähde ja I/O-moduulit, nimellisjännitteet ja SPTU 240R1 110/120/230/240 V AC, 110/125/220 V DC, 80 265 V AC/DC toiminta-alue SPTU 48R1 24/48/60 V DC, 18 80 V DC Tehonkulutus lepotilassa ~4 W toiminnassa ~6 W Taulukko 5: Relemoduuli SPCJ 4D29, ylivirtasuoja Ominaisuudet Porras I> Porras I>> Havahtumisvirta vakioaikatoiminnassa 0,5 5,0 I n 0,5 40,0 I n ja käänteisaikatoiminnassa 0,5 2,5 I n Havahtumisaika, tyypillisesti 50 ms 40 ms Toiminta-aika vakioaikatoiminnassa 0,05 300 s 0,04 300 s Aika/virtakäyrästöt käänteisaikatoiminnassa Extremely inverse Very inverse Normal inverse Long-time inverse RI RXIDG Aikakerroin k 0,05 1,0 Palautumisaika, tyypillisesti 40 ms 40 ms Pyörtöaika < 30 ms Palautumissuhde, tyypillinen 0,96 Toiminta-ajan tarkkuus vakioaikatoiminnassa ±2 % asetteluarvosta tai ±25 ms Tarkkuusluokkaindeksi E käänteisaikatoiminnassa 5 Toimintatarkkuus ±3 % asetteluarvosta ±3 % asetteluarvosta 5
Tekniset tiedot (jatkoa) Taulukko 6: Relemoduuli SPCJ 4D29, maasulkusuoja Ominaisuudet Porras I 0 > Porras I 0 >> Havahtumisvirta 0,1 0,8 I n 0,1 10,0 I n ja Havahtumisaika, tyypillisesti 60 ms 40 ms Toiminta-aika vakioaikatoiminnassa 0,05 300 s 0,05 300 s Aika/virtakäyrästöt käänteisaikatoiminnassa Extremely inverse Very inverse Normal inverse Long-time inverse RI RXIDG Aikakerroin k 0,05 1,0 Palautumisaika, tyypillisesti 40 ms 40 ms Pyörtöaika < 30 ms Palautumissuhde, tyypillinen 0,96 0,96 Toiminta-ajan tarkkuus vakioaikatoiminnassa ±2 % asetteluarvosta tai ±25 ms Tarkkuusluokkaindeksi E käänteisaikatoiminnassa 5 Toimintatarkkuus ±3 % asetteluarvosta ±3 % asetteluarvosta Taulukko 7: Koestus ja standardit Koestusjännitteet Eristysjännitekoe (IEC 60255-5) 2,0 kv, 50 Hz, 1 min Häiriökoestus Syöksyjännitekoe (IEC 60255-5) Eristysvastusmittaus (IEC 60255-5) Suurtaajuisen (1 MHz) pulssin sieto (IEC 60255-22-1), yhteismuotoinen Suurtaajuisen (1 MHz) pulssin sieto (IEC 60255-22-1), eromuotoinen 5 kv, 1,2/50 μs, 0,5 J >100 MΩ, 500 V DC 2,5 kv 1,0 kv Nopean transienttipulssin sieto (IEC 60255-22-4, 4 kv, 5/50 ns luokka III ja IEC 61000-4-4, taso 4), tehonsyöttö Nopean transienttipulssin sieto (IEC 60255-22-4, 2 kv, 5/50 ns luokka III ja IEC 61000-4-4, taso 4), muut tulot Sähköstaattinen purkaus (IEC 255-22-2 ja 8 kv IEC 61000-4-2, luokka III), ilmapurkaus Sähköstaattinen purkaus (IEC 255-22-2 ja 6 kv IEC 61000-4-2, luokka III), kosketuspurkaus Ympäristöolosuhteet Käyttölämpötila-alue -10...55 C Kuljetus- ja varastointilämpötila-alue -40...70 C (IEC 60068-2-8) Kosteus- ja lämpötilakestoisuus (IEC 60068-2-3) <95 %, 40 C, 96 h Kotelointiluokka uppoasennettuna IP 54 Paino ~3,5 kg 6
Lohkokaavio L1 L2 L3 0 - - I I 0 Rx Tx (~) - (~) U aux SPA-ZC_ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 63 25 27 28 ULKOINEN OHJAUS 11 10 62 61 IRF START 1 START 2 SIGNAL 1 SIGNAL 2 71 74 75 77 78 80 81 68 69 70 72 TRIP 65 66 Sarjaliitäntäportti 5 A 1 A 5 A 1 A 5 A 1 A 1 A 0.2 A ~ U2 - F E TS1 D SS1 C SS2 B SS3 A TS2 U3 1 1 1 1 ITSEPITO 1 SGB/6 SGB/7 R TRIP SGB/1 SGB/2 U1 IRF 3I> 3I>> SGR3/1 SGR3/2 SGR3/3 SGR3/4 SGR3/5 SGR3/6 SGR3/7 SGR3/8 SGR1/1 SGR1/3 SGR1/5 SGR1/7 T1 T3 SGR2/1 SGR2/3 SGR2/5 SGR2/7 SGR2/2 SGR2/4 SGR2/6 SGR2/8 SGR1/2 SGR1/4 SGR1/6 SGR1/8 T2 T4 SGB/3 Io> T5 T6 SGB/4 SGB/5 SGB/8 Io>> KAUKO- ASETTELUT KUITTAUS I/O T9 SGF/4 T7 0.1...1s T8 U1 SPAJ142C_Block Kuva 1 Lohkokaavio ja kytkentäesimerkki 7
Asennus ja mitat Uppoasennus 142 30 250 216 186 34 129 ±1 162 136 139 ±1 Paneelin aukotus Kuva 2 Relekotelon uppoasennus (mitat millimetreinä) dim100 Puoliuppoasennus a b Korotuskehys SPA-ZX 111 SPA-ZX 112 SPA-ZX 113 a 176 136 96 b 74 114 154 SFM100_1 Kuva 3 Relekotelon puoliuppoasennus (mitat millimetreinä) Asennus 19" kehikkoon ja kehykseen Asennuskehystä, korkeudeltaan 4U (~177 mm), suositellaan käytettäväksi, kun suojarele asennetaan 19" kehikkoon tai kehykseen. Asennuskehykseen SPA-ZX 104 mahtuu kolme relettä, asennuskehykseen SPA-ZX 105 kaksi relettä ja asennuskehykseen SPA-ZX 106 yksi rele. Pinta-asennus Pinta-asennuksessa käytetään tyypin SPA-ZX 110 relekoteloa. Pinta-asennukseen tarkoitettu relekotelo on varustettu etuliittimillä. SPA-ZX104 SPA-ZX105 SPA-ZX106 0,4 482,6 0 (19") SPA-ZX110 SPA-ZX115 10 158 115 ø6 263 312 292 101,6 21,5 7 0,4 177 0 (4U) 115 6 98 104_6_10 Kuva 4 Koteloiden ja kehysten asennus ja pinta-asennus (mitat millimetreinä) 8
Tilaus Määrittele tilauksen yhteydessä: Tilaustiedot Esimerkkitilaus 1. Tyyppimerkintä ja määrä, 5 kpl 2. Tilausnumero RS 611 008-AA 3. Nimellisarvot I n =5 A, f n =50 Hz 4. Syöttöjännite U aux =110 V DC 5. Lisävarusteet - 6. Erityisvaatimukset - Tilausnumerot Yhdistetty ylivirta- ja maasulkurele ilman koestusadapteria Yhdistetty ylivirta- ja maasulkurele ja koestusadapteri RTXP 18 Tilausnumeron kaksi viimeistä kirjainta määrittelevät releen nimellistaajuuden f n ja syöttöjännitteen U aux seuraavasti: RS 611 008-AA, CA, DA, FA RS 611 208-AA, CA, DA, FA AA: f n = 50 Hz ja U aux = 80 265 V AC/DC CA: f n = 50 Hz ja U aux = 18 80 V DC DA: f n = 60 Hz ja U aux = 80 265 V AC/DC FA: f n = 60 Hz ja U aux = 18 80 V DC Viitteet Lisätietoja User s manual and technical description Combined overcurrent and earth-fault relay 1MRS 750873-MUM EN 9
ABB Oy Sähkönjakeluautomaatio PL 699 65101 Vaasa Puh.358 10 22 11 Fax 358 10 224 1094 www.abb.com/substationautomation