Ostajan opas
Julkaistu: 07.06.2005 Tila: Päivitetty Versio: B/30.05.2006 Pidätämme itsellämme oikeudet muutoksiin Ominaisuudet Herkkä erovirtasuojaporras nopeaan selektiiviseen maasulkusuojaukseen Vakioaika- tai käänteisaikatoimintainen herkkä nollavirtaporras maasulun varasuojaukseen Lähtöreletoiminnot vapaasti konfiguroitavissa Releen toiminnot joustavasti muunneltavissa erityyppisiin sovelluksiin Asetteluarvojen, mitattujen arvojen ja tallennettujen vikavirta-arvojen paikallinen numeerinen näyttö Kaksisuuntainen tiedonsiirto releen ja ylemmän tason järjestelmien välillä sarjaväylän kautta Täysin numeerinen toteutus takaa asettelujen tarkkuuden ja toimintojen vakauden Hyvä sähköisten häiriöiden sietokyky ja kestävän alumiinikotelon kotelointiluokka IP54 Laitteiston ja ohjelmiston jatkuva itsevalvonta ja sisäisten vikojen diagnostiikka Tehokas ohjelmistotuki parametrien asettelua, lukemista, kopiointia ja tallentamista varten Osa SPACOM-tuoteperhettä ja ABB:n sähkönjakeluautomaatiojärjestelmää CE-merkintä EMC-direktiivin mukaan Sovellusalue Yhdistetty erovirta- ja nollavirtarele SPAJ 115 C on tarkoitettu tehogeneraattoreiden, moottoreiden ja muuntajien maasulkusuojaukseen. Releessä on kaksi mittauspiiriä: erovirran mittauspiiri ja nollavirran mittauspiiri. Rakenne Yhdistetty erovirta- ja nollavirtarele SPAJ 115 C on toisiorele, joka mittaa kahta virtasignaalia: erovirtaa ΔI 0 ja nollavirtaa I 0. Kun havaitaan maasulku, rele toimii, hälyttää ja laukaisee katkaisijan releen konfiguroinnin mukaisesti. Erovirta muodostetaan releen ulkopuolisella kytkennällä esimerkiksi kuvan Lohkokaavio mukaisesti. Varsinainen maasulkusuoja on nollavirtaa mittaava erovirtaporras ΔI 0, joka toimii välittömästi, kun erovirta ylittää erovirtaportaalle asetellun havahtumisarvon. Erovirtaporras toimii ainoastaan maasulun esiintyessä suojausalueen sisällä. Suojausalue muodostuu tähtipiste- ja vaihevirtamuuntajien väliin jäävästä alueesta. Erovirtaportaan toiminta suojausalueen ulkopuolisissa vioissa estetään vakavointivastuksella, joka kytketään sarjaan releen sovitusmuuntajan kanssa, katso luku Lohkokaavio. Erovirtaportaan toiminta ainoastaan suojausalueen sisäisissä vioissa perustuu siihen, että muuntajan impedanssi pienenee, kun muuntaja kyllästyy. Täysin kyllästyneen muuntajan magnetointipiirin reaktanssi on nolla ja impedanssi muodostuu tällöin pelkästään käämin resistanssista. Erovirtapiiriin asennetun vakavointivastuksen vaikutuksesta kyllästymättömän muuntajan toisiovirta kulkee kyllästyneen muuntajan toisiopiirin kautta. Erovirtasuojauksen havahtumisarvo asetellaan niin korkeaksi, ettei suojaus toimi suojausalueen ulkopuolisten vikojen erovirtapiiriin aiheuttamilla virroilla. Kun maasulku tapahtuu suojausalueella, molemmat muuntajat pyrkivät syöttämään virtaa erovirtapiiriin ja porras toimii. Jotta toisiopiirin resistanssi saadaan pysymään mahdollisimman pienenä, virtojen summauspiste kannattaa sijoittaa niin lähelle virtamuuntajia kuin mahdollista. 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. 3
Kun itsevalvontajärjestelmä 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 240S1 syöttöjännitealueelle 80 265 V AC/DC ja SPTU 48S1 syöttöjännitealueelle 18 80 V DC. Teholähdemoduuli muodostaa suojareleen ja I/O-moduulin vaatimat sisäiset jännitteet. Tekniset tiedot Taulukko 1: Mittaustulot Liittimet 25-27, 37-39 25-26, 37-38 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: Kosketinlähdöt Kosketintyyppi Laukaisu Hälytys Liittimet 65-66, 68-69 70-71-72, 77-78, 80-81 Nimellisjännite 250 V AC/DC Terminen virtakestoisuus Jatkuva virtakestoisuus 5 A 5 A Kytkentä- ja 30 A 10 A kuormitusvirta 0,5 s Kytkentä- ja 15 A 8 A kuormitusvirta 3 s Katkaisukyky 220 V DC 1 A 0,15 A tasavirralla, kun ohjaus/ 110 V DC 3 A 0,25 A hälytyspiirin aikavakio L/ R 40 ms ohjausjännitteillä 48 V DC 5 A 1 A Taulukko 3: Ohjaustulo, tiedonsiirto ja teholähde Ulkoinen ohjaustulo Liittimet 10-11 Ohjausjännite 18 265 V DC tai 80 265 V AC Tehonkulutus tulon ollessa 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 17 BB väyläliitäntämoduuli, lasikuitukaapeleille SPA-ZC 17 MM jossa sisäänrakennettu teholähde Syöttöjännite Teholähde- ja I/Omoduulit SPTU 240S1 80...265 V AC/DC ja jännitealueet SPTU 48S1 18 80 V DC Tehonkulutus lepotilassa ~4 W toiminnassa ~6 W 4
Tekniset tiedot (jatkoa) Taulukko 4: Erovirta- ja nollavirtarelemoduuli SPCJ 2C30 Nollavirtaporras I 0 > Havahtumisvirta I 0 >, asettelualue 5 40 % I n Valittavissa olevat toimintakäyrästöt Vakioaikatoiminta Toiminta-aika t 0 > 0,1 100 s Käänteisaikatoiminta Standardien IEC 60255-4 ja BS 142 mukaiset käyrästöt Normal inverse Very inverse Extremely inverse Long-time inverse ±5 % ±3 % Aikakerroin k 0,05 1,00 Palautumisaika, tyypillisesti 60 ms Palautumissuhde, tyypillisesti 0,96 Toiminta-ajan tarkkuus ±2 % asetteluarvosta tai ±25 ms Toiminta-ajan tarkkuusluokka E käänteisaikatoiminnassa 5 Toimintatarkkuus ±3 % asetteluarvosta Erovirtaporras ΔI 0 > Erovirta ΔI 0 >, asettelualue 0,5 5 % I n Toiminta-aika, tyypillisesti 35 ms Palautumisaika, tyypillisesti 60 ms Palautumissuhde, tyypillisesti 0,97 Toiminta-ajan tarkkuus ±25 ms Toimintatarkkuus asettelualueella 0,5 1,5 % I n asetteluarvosta asettelualueella 1,5 5 % I n asetteluarvosta Taulukko 5: Koestus ja standardit Koestusjännitteet Eristysjännitekoe (IEC 60255-5) 2,0 kv, 50 Hz, 1 min Syöksyjännitekoe (IEC 60255-5) 5 kv, 1,2/50 μs, 0,5 J Eristysvastusmittaus (IEC 60255-5) >100 MΩ, 500 V DC Häiriökoestus Suurtaajuisen (1 MHz) pulssin sieto 2,5 kv (IEC 60255-22-1), yhteismuotoinen Suurtaajuisen (1 MHz) pulssin sieto 1,0 kv (IEC 60255-22-1), eromuotoinen Nopean transienttipulssin sieto 4 kv, 5/50 ns (IEC 60255-22-4, luokka III ja IEC 61000-4-4, taso 4), tehonsyöttö Nopean transienttipulssin sieto 2 kv, 5/50 ns (IEC 60255-22-4, luokka III ja IEC 61000-4-4, taso 4), muut tulot Sähköstaattinen purkaus 8 kv (IEC 60255-22-2 ja IEC 61000-4-2, luokka III), ilmapurkaus Sähköstaattinen purkaus 6 kv (IEC 60255-22-2 ja 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 <95 %, +40 C, 96 h (IEC 60068-2-3) Suhteellinen kosteus 93 95 %, +55 C, 6 jaksoa (IEC 60068-2-30) Kotelointiluokka uppoasennettuna IP 54 (IEC 60529) Paino 3 kg 5
Lohkokaavio L1 L2 L3 0 - I - I + 0 + Rx Tx Ru + - (~) (~) Uaux SPA-ZC_ 25 26 27 37 38 39 Rs 10 BS 11 61 62 IRF 70 71 72 HAVAHT.1 SIGNAALI1 LAUK.2 LAUK.1 + 77 78 80 81 68 69 65 66 SARJA- PORTTI 1A 5A 1A 5A @ _ E D C B A U3 SGR/1 + - U3 IRF SGR 1 1 1 1 2 4 7 5 8 6 DIo 35 ms TS1 4 5 SGB SS2 Io t>, TS2 SPAJ 115 U1 I/O U2 aj115blc Kuva 1 Lohkokaavio ja kytkentäesimerkki 6
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) 7
Tilaus Määrittele tilauksen yhteydessä: Tilaustiedot Esimerkkitilaus 1. Tyyppimerkintä ja määrä, 5 kpl 2. Tilausnumero RS 421 012-AA 3. Nimellisarvot I n =5 A, f n =50 Hz 4. Syöttöjännite U aux =110 V DC 5. Lisävarusteet - 6. Erityisvaatimukset - Tilausnumerot Yhdistetty erovirta- ja nollavirtarele ilman koestusadapteria Yhdistetty erovirta- ja nollavirtarele ja koestusadapteri RTXP 18 Tilausnumeron kaksi viimeistä kirjainta määrittelevät releen nimellistaajuuden f n ja syöttöjännitteen U aux seuraavasti: RS 421 012-AA, CA, DA, FA RS 421 212-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 Käsikirja Erovirta- ja nollavirtarele 1MRS751823-MUM FI 8
9
ABB Oy Sähkönjakeluautomaatio PL 699 65101 Vaasa Puh.+358 10 22 11 Fax +358 10 224 1094 www.abb.com/substationautomation