Ostajan opas
Julkaistu: 13.06.2005 Tila: päivitetty Versio: B/5.6.2006 Pidätämme itsellämme oikeudet muutoksiin Ominaisuudet Monitoimisuojarele katkaisijaohjattujen ja kontaktoriohjattujen vaihtovirtamoottoreiden suojaukseen Rele soveltuu myös johtolähtöjen ja muuntajien suojaukseen Kolmivaiheinen terminen ylikuormitussuoja Hetkellis- tai vakioaikatoimintainen ylempi ylivirtaporras Käänteisaikatoimintainen verkon epäsymmetria- ja vaihekatkossuoja Nopeatoiminen vaihejärjestyksen valvoja Vakioaikatoimintainen herkkä maasulkusuoja Vakioaikatoimintainen alivirtasuoja Valittavissa useita moottorin käynnistyksen valvontatapoja Laitteiston ja ohjelmiston jatkuva itsevalvonta Virta-alue täyttää ExE Luokan 1 moottorikäyttöjen vaatimukset Tehokas itsevalvonta- ja vianmääritysjärjestelmä Liitäntä, joka mahdollistaa releen ja sähköasematason tiedonkeruu- ja valvontajärjestelmän välisen tiedonsiirron kuituoptisen väylän kautta Tehokas ohjelmistotuki mm. releen parametrointia, mittausarvojen ja rekisteröityjen arvojen sekä tapahtumien lukemista ja lukemien tallennusta varten Osa SPACOM-tuoteperhettä ja ABB:n sähkönjakeluautomaatiojärjestelmää CE-merkintä EMC-direktiivin mukaan Sovellusalue Numeerinen moottorinsuojarele on virtaa mittaava monitoimisuojarele vaihtovirtamoottoreiden suojaukseen. Relettä käytetään pääasiassa suurten ja keskikokoisten kolmivaiheisten moottoreiden suojaukseen kontaktori- tai katkaisijaohjatuissa moottorikäytöissä. Moottorinsuojareleestä on kaksi versiota, joista toisessa on sulkeutuva ja toisessa avautuva laukaisukosketin. Relettä voidaan käyttää myös muiden kohteiden kuten muuntajien ja johtojen suojana, kun vaatimuksena on yksi-, kaksi- tai kolmevaiheinen ylivirtasuojaus ja/tai ylikuormitussuoja ja suuntaamaton maasulkusuoja. Rakenne Rele mittaa jatkuvasti suojattavan kohteen kolmea vaihevirtaa sekä nollavirtaa. Vian ilmetessä rele havahtuu. Jos vika kestää releen aseteltua tai laskettua toiminta-aikaa kauemmin, rele toimii. Moottorinsuojarele sisältää monitoimirelemoduulin SPCJ 4D34, tulo/lähtömoduulin ja syöttöjännitemoduulin koon 100 relekotelossa. Monitoimirelemoduulissa on seitsemän yksikköä: kolmivaiheinen ylivirtasuoja, terminen ylikuormitussuoja, käynnistyksenvalvonta, vaihe-epäsymmetriasuoja, vaihejärjestyksen valvoja, alivirtasuoja ja suuntaamaton maasulkusuoja. Ylivirtasuoja sisältää alemman portaan Is ja ylemmän portaan I>>. Ylempi porras toimii oikosulkusuojana. Alempaa porrasta voidaan käyttää käynnistyksen valvojana tai ylivirtasuojana. Terminen suoja valvoo suojattavan kohteen termistä kuormitusta eri kuormitusolosuhteissa. Suoja antaa termisen esihälytyksen ja termisen laukaisun sekä estää kohteen uudelleenkäynnistyksen silloin, jos käynnistysyritys epäonnistuisi suojattavan kohteen kuumuuden takia. Käynnistyksen valvonta voidaan toteuttaa eri tavoin. Se voi perustua käynnistysajan mittaukseen, käynnistyksen aikaisen termisen kuormituksen mittaukseen tai ulkoisen nopeuskytkimen käyttöön. Vaihe-epäsymmetriasuoja suojaa esimerkiksi moottoreita verkon epäsymmetriatilanteiden aiheuttamilta kuormituksilta. Suoja on käänteisaikatoimintainen. Suojan toiminta-aika täydellisessä epäsymmetriatilanteessa eli yhden vaiheen katkoksessa on 1 s. Vaihejärjestyksen valvonnan oletusarvoinen toiminta-aika on 0,6 s. Alivirtasuojaa käytetään esimerkiksi uppopumppu- ja kuljetinsovelluksissa moottoreiden suojaamiseen äkillisissä kuormankatoamistilanteissa. Suoja on vakioaikatoimintainen. 3
Tiedonsiirto Releen takapaneelissa on sarjaportti. Rele voidaan liittää kuituoptiseen SPA-väylään väyläliitäntämoduulin SPA-ZC 21 tai SPA-ZC 17 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. Apujännite Releen syöttöjännite saadaan sisäisestä pistoyksikkötyyppisestä teholähdemoduulista. Teholähdeversioita on neljä: SPTU 240R2 ja SPTU 240R3 jännitealueelle 80 265 V AC/DC ja SPTU 48R2 ja SPTU 48R3 jännitealueelle 18 80 V DC. Teholähdemoduuli muodostaa suojareleen ja I/O-moduulin vaatimat sisäiset jännitteet. Teholähdemoduulit sisältävät myös releen lähdöt. Tyyppien SPTU 240R2 ja SPTU 48R2 moduuleissa on sulkeutuva laukaisukosketin ja tyypin SPTU 240R3 ja SPTU 48R3 moduuleissa avautuva laukaisukosketin. Tekniset tiedot Taulukko 1: Mittaustulot Liittimet 1-4, 4-6, 7-9, 25-27 1-2, 4-5, 7-8, 25-26 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 Vaihevirran mittausalue 0 63 x I n Nollavirran mittausalue 0 210 % I n Nimellistaajuus f n, tilauksen mukaan 50 Hz tai 60 Hz Taulukko 2: Kosketinlähdöt Kosketintyyppi Sulkeutuva laukaisukosketin Avautuva laukaisukosketin Hälytyskosketin Liittimet 65-66, 74-75 65-66 70-71-72, 68-69, 77-78, 80-81 Nimellisjännite 250 V AC/DC Terminen virtakestoisuus Katkaisukyky tasavirralla, kun ohjaus/hälytyspiirin aikavakio L/R 40 ms ohjausjännitteillä Jatkuva 5 A 5 A 5 A virtakestoisuus Kytkentä- ja 30 A 10 A 10 A kuormitusvirta 0,5 s Kytkentä- ja kuormitusvirta 3 s 15 A 8 A 8 A 220 V DC 1 A 0.15 A 0.15 A 110 V DC 3 A 0.25 A 0.25 A 48 V DC 5 A 1 A 1 A 4
Tekniset tiedot (jatkoa) Taulukko 3: Ohjaustulo, tiedonsiirto ja teholähde Ulkoinen Liittimet 10-11 ohjaustulo Ohjausjännite 18 265 V DC tai 80 265 V AC Tehonkulutus, kun tulo on aktiivinen 2 20 ma Tiedonsiirto Siirtotapa Kuituoptinen sarjaväylä Merkkien koodaus ASCII Valittavat siirtonopeudet 300, 1200, 2400, 4800 tai 9600 Bd Kuituoptinen muovikuitukaapeleille SPA-ZC 21 BB väyläliitäntämoduuli; lasikuitukaapeleille SPA-ZC 21 MM apuenergia isäntäreleeltä Kuituoptinen muovikuitukaapeleille SPA-ZC 17BB väyläliitäntämoduuli, jossa lasikuitukaapeleille SPA-ZC 17MM sisäänrakennettu teholähde Syöttöjännite Teholähde- ja I/O-moduulit SPTU 240R2/-R3 80...265 V AC/DC ja jännitealueet SPTU 48R2/-R3 18 80 V DC Tehonkulutus lepotilassa ~4 W toiminnassa ~6 W Taulukko 4: Moottorinsuojarelemoduuli SPCJ 4D34 Terminen ylikuormitussuoja Terminen esihälytystaso θ a 50 100 % θ t (θ t = terminen laukaisutaso) Käynnistyksen valvonta Ylempi ylivirtaporras Moottorin uudelleenkäynnistyksen estotaso θ i 20 80 % θ t Lämpenemätaso apujännitteen palautuessa 70 % θ t, eli moottorin kuuma tila Käynnistysvirta I s 1,0 10,0 I n Käynnistysaika t s 0,3 80,0 s Kaksi toimintaperiaatetta vakioaika (I & t) terminen kuormitus (I 2 t) Havahtumisvirta I>> 0,5 20,0 I n tai, ääretön Toiminta-aika t>> 0,04 30,0 s Maasulkusuoja Havahtumisvirta I 0 > 1,0 100 % I n Toiminta-aika t 0 > 0,05 30,0 s Nimelliskuormitusvirta I θ 0,50 1,50 I n Termisen suojan käyrästön p painokerroin 20 100 % Turvallinen jumiaika t 6x 2,0 120 s Jäähtymisaikakerroin k c, moottorin ollessa pysähtyneenä 1 64 τ h (τ h = kuumenemisaikavakio) Vaihe-epäsymmetriasuoja/ vaihejärjestyksen valvonta Havahtumisvirta ΔI Toiminta-aika t Δ, alimmalla mahdollisella asettelulla, eli 10 % Ominaistoiminta-alue Toiminta-aika, kun vaihe-epäsymmetria 100 % (vaihekatkos) Toiminta-aika vaihejärjestyksen ollessa väärä 10 40 % I L (I L = Kuormitusvirta) 20 120 s Käänteisaika 1 s 600 ms Alivirtasuoja Havahtumisvirta I< 30 80 % I q Laukaisun estotaso <12 % I q Toiminta-aika t< 2 600 s Kumulatiivinen käynnistysaikalaskuri Kumulatiivisen käynnistysaikalaskurin uudelleenkäynnistyksen estotaso tsi Käynnistysaikalaskurin alaslaskentanopeus Δ t s /Δt 5 500 s 2 250 s/h 5
Tekniset tiedot (jatkoa) Taulukko 5: Koestus ja standardit Koestusjännitteet Eristysjännitekoe (IEC 60255-5) 2,0 kv, 50 Hz, 1 min Syöksyjännitekoe (IEC 60255-5) Eristysvastusmittaus (IEC 60255-5) Häiriökoestus Suurtaajuisen (1 MHz) pulssin sieto (IEC 60255-22-1), yhteismuotoinen Mekaaninen koestus Suurtaajuisen (1 MHz) pulssin sieto (IEC 60255-22-1), eromuotoinen Nopean transienttipulssin sieto (IEC 60255-22-4, luokka III ja IEC 61000-4-4, taso 4), tehonsyöttö Nopean transienttipulssin sieto (IEC 60255-22-4, luokka III ja IEC 61000-4-4, taso 4), muut tulot Sähköstaattinen purkaus (IEC 60255-22-2 ja IEC 61000-4-2, luokka III), ilmapurkaus Sähköstaattinen purkaus (IEC 60255-22-2 ja IEC 61000-4-2, luokka III), kosketuspurkaus Maanjäristyskoe (ANSI/IEEE C37.98-1987: operating basis earth-quake test) Maanjäristyskoe (ANSI/IEEE C37.98-1987: safe shut down earth-quake test) Tärinäkoe 5 kv, 1,2/50 μs, 0,5 J >100 MΩ, 500 V DC 2,5 kv 1,0 kv 4 kv, 5/50 ns 2 kv, 5/50 ns 8 kv 6 kv 0,5 5,25 g 0,5 7,5 g 2 13,2 Hz, ±1,0 mm 13,2 100 Hz, ±0,7 g 20 g, 1000 iskua/suunta Battelle-koe Iskukoe (IEC 60255-21-2) Korroosiokoe Ympäristöolosuhteet Käyttölämpötila-alue -10...55 C Kuljetus- ja varastointilämpötila-alue (IEC 60068-2-8) -40...70 C 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 SPA-ZC Uaux UUDELLEEN- KÄYNNISTYS- LUPA OHJAUS- TULO IRF (~) - (~) ESIHÄLYTYS LAUKAISU- HÄLYTYS 2 START ESIHÄLYTYS LAUKAISU- HÄLYTYS 1 LAUKAISU SARJA- LIITÄNTÄ- PORTTI 25 26 27 11 10 61 63 62 1 2 3 4 56 7 89 70 71 72 74 75 77 78 80 81 68 69 65 66 Rx Tx 5 A 1 A 5 A 1 A 5 A 1 A 5 A 1 A - U2 SPTU _ R2 F E D C B A 1 1 1 TRIP R 1 1 U3 SPTK 4E3 U1/SGB/7 U1/SGB/8 3 IRF q>q i U1/SGR2/1 U1/SGR2/2 U1/SGR2/3 U1/SGR1/1 U1/SGR1/2 U1/SGR1/3 U1/SGR1/4 U1/SGR1/5 U1/SGR1/6 U1/SGR1/7 U1/SGR2/4 U1/SGR2/5 U1/SGR2/6 U1/SGR2/7 U1/SGR2/8 ITSEPITO U1/SGR1/8 q>q a q>q t U1/SGB/1 U1/SGB/2 START JUMI 2 I s t s UUDELL. UUDELL. KÄYNNIST. KÄYNNIST. ESTO ESTO I S ts> U1/SGB/3 U2/SGB/4 ÐI Io> I< U2/SGB/5 ULK. LAUKAISU U1/SGB/6 RELEEN KUITTAUS I/O U1 SPCJ 4D34 SPAM150block Kuva 1 Lohkokaavio ja kytkentäesimerkki 7
Asennus ja mitat Uppoasennus 142 30 250 216 186 34 129 ±1 162 136 139 ±1 Panel cutout dim100 Kuva 2 Relekotelon uppoasennus (mitat millimetreinä) Puoliuppoasennus a b Raising frame 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 21,5 101,6 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 641 014-AA 3. Nimellistaajuus I n =5 A, f n = 50 Hz 4. Apujännite U aux = 110 V DC 5. Lisävarusteet - 6. Erityisvaatimukset - Tilausnumerot Moottorinsuojarele SPAM 150, jossa sulkeutuva laukaisukosketin, jossa avautuva laukaisukosketin Tilausnumeron kaksi viimeistä kirjainta määrittelevät releen nimellistaajuuden f n ja syöttöjännitteen U aux seuraavasti: RS 641 014-AA, CA, DA, FA RS 641 015-AB, CB, DB, FB AA ja AB: f n = 50 Hz ja U aux = 80 265 V AC/DC CA ja CB: f n = 50 Hz ja U aux = 18 80 V DC DA ja DB: f n = 60 Hz ja U aux = 80 265 V AC/DC FA ja FB: f n = 60 Hz ja U aux = 18 80 V DC Moottorinsuojarele SPAM 150 ja koestusadapteri RTXP 18, jossa sulkeutuva laukaisukosketin RS 641 214-AA, CA, DA, FA, jossa avautuva laukaisukosketin RS 641 215-AB, CB, DB, FB Tilausnumeron kaksi viimeistä kirjainta määrittelevät AA ja AB: f n = 50 Hz ja U aux = 80 265 V AC/DC releen nimellistaajuuden f n ja syöttöjännitteen U aux CA ja CB: f n = 50 Hz ja U aux = 18 80 V DC seuraavasti: DA ja DB: f n = 60 Hz ja U aux = 80 265 V AC/DC FA ja FB: f n = 60 Hz ja U aux = 18 80 V DC Viitteet Lisätietoja Käsikirja Moottorinsuojarele 1MRS 751938-MUM FI 9
ABB Oy Sähkönjakeluautomaatio PL 699 65101 Vaasa Puh.358 10 22 11 Fax 358 10 224 1094 www.abb.com/substationautomation