MiCOM P543/P544/P545/P546

1 MiCOM P543/P544/P545/P546 Cyfrowe Zabezpieczenia Różnicowo-Prądowe Linii Rysunek 1: MiCOM w obudowie 80TE Korzyści dla klienta: Wysoce selektywna ochrona odcinka linii kablowej lub napowietrznej SN / WN / NN Możliwość ochrony linii o dwóch lub trzech końcach oraz odcinków linia - transformator Niezależny monitoring dwóch kanałów komunikacyjnych Szereg funkcji rezerwowych pracujących w trybie gorącej rezerwy lub równolegle Możliwość przesyłania sygnałów binarnych łączem zabezpieczeniowym Przekaźniki MiCOM P543/4/5/6 oferują bardzo szybkie zabezpieczenie różnicowo-prądowe. Przeznaczone są do zastosowania zarówno w aplikacjach linii napowietrznych, jak i kablowych o dwóch lub trzech końcach. Komunikacja pomiędzy urządzeniami realizowana jest poprzez bezpośrednie łącze światłowodowe lub cyfrowe połączenie multipleksowe. Podstawowym zabezpieczeniem jest funkcja różnicowo-prądowa. Pozwala ona na efektywne wykrywanie i eliminację zwarć doziemnych i wysokooporowych. W celu poprawy selektywności działania każde z urządzeń może być opcjonalnie wyposażone w zabezpieczenie odległościowe, a dla zwiększenia niezawodności udostępniony jest szereg funkcji pomocniczych. Podstawowa aplikacja to ochrona linii wysokich napięć o dwóch końcach. Jednak zróżnicowane modele pozwalają na skuteczną ochronę również linii napowietrznych z odczepami, czy odcinków linia-transformator. Modele P544 i P546 dedykowane są do pracy w układzie 1 ½ wyłącznika lub w układzie pierścieniowym z dwoma zestawami przekładników prądowych na każdym końcu linii z możliwością ustawienia różnych wartości przekładni. Modele P545 i P546 zapewniają dodatkową funkcjonalność wejść i wyjść cyfrowych.

2 Kod ANSI ZABEZPIECZENIA P543 P544 P545 P546 87L Człon różnicowo-prądowy Linie napowietrzne / kablowe o 2 lub 3 końcach Ochrona transformatora w strefie Możliwość zastosowania w sieciach SDH/SONET (przy użyciu P594) 21 Odległościowe pełnoschematowe kołowa i poligonalna - liczba stref 5 1) 5 1) 5 1) 5 1) Eliminacja skutków przejściowych impulsów na przekładnikach pomiarowych 1) 1) 1) 1) Blokowanie funkcji odległościowej przy dużym obciążeniu 1) 1) 1) 1) 85 Uwspółbieżnienie, PUTT, POTT, blokowanie, Intertrip i logika słabego źródła 1) 1) 1) 1) 50/27 Załączenie na zwarcie 1) 1) 1) 1) 68 Kołysanie mocy 1) 1) 1) 1) 78 Detekcja utraty synchronizmu 1) 1) 1) 1) Synchronizacja czasu poprzez IRIG-B 50/51/67 Nadprądowe bezkierunkowe / kierunkowe fazowe 4 4 4 4 50N/67N Nadprądowe bezkierunkowe / kierunkowe ziemnozwarciowe 4 4 4 4 46 Nadprądowe składowej przeciwnej 4 4 4 4 46BC Detekcja zerwania przewodu 49 Przeciążeniowe (model cieplny) 27 Podnapięciowe 2 2 2 2 59 Nadnapięciowe 2 2 2 2 59N Nadnapięciowe składowej zerowej 2 2 2 2 Nadnapięciowe kompensowane 2 2 2 2 81U Podczęstotliwościowe 4 4 4 4 81O Nadczęstotliwościowe 2 2 2 2 81R Prędkość zmian częstotliwości df/dt 4 4 4 4 50BF Lokalna rezerwa wyłącznikowa ( 2 stopnie ) 79 Czterokrotny SPZ 1- lub 3-fazowy SPZ - liczba kontrolowanych wyłączników 1 1 lub 2 1 1 lub 2 25 Kontrola synchronizmu 74TCS Kontrola ciągłości obwodu wyłączenia VTS Kontrola napięciowych obwodów pomiarowych CTS Kontrola prądowych obwodów pomiarowych FL Lokalizator miejsca zwarcia Liczba grup nastaw 4 4 4 4 Telezabezpieczenie InterMiCOM 64 Programowalne schematy logiczne PSL Diagnostyka wyłącznika REJESTRACJA Rejestracja wyłączeń 15 15 15 15 Rejestracja zdarzeń 512 512 512 512 Rejestracja zakłóceń - liczba próbek na cykl 48 48 48 48 SPRZĘT Wejścia cyfrowe optoizolowane 16 16 24 24 Wyjścia przekaźnikowe 14 14 32 32 Opcjonalne wyjścia "mocne" 4 4 8 8 Rozmiar Obudowy 60TE 60TE 84TE 84TE 1) - dotyczy opcji "z zabezpieczeniem odległościowym"

3 FUNKCJE ZABEZPIECZENIOWE Różnicowe (ANSI-87P) Charakterystyka zabezpieczenia różnicowego ma jeden punkt przegięcia jak pokazano na rysunku 2, aby zapewnić stabilizację dla zwarć zewnętrznych. Pierwszy odcinek, z którego jest zbudowana charakterystyka zapewnia odpowiednią czułość dla niewielkich zwarć. Współczynnik nachylenia K1 dostosowany jest do zakresu regulacji napięcia na transformatorze. Kiedy poziom zakłócenia wzrasta, to kąt nachylenia charakterystyki K2 zmienia się, co pozwala na kompensację zjawisk wynikających z wystąpienia nasycenia przekładników prądowych. W momencie wygenerowania przez moduł zabezpieczenia różnicowoprądowego sygnału wyłączenia, sygnał ten jest wysyłany nie tylko do wyłącznika, z którym współpracuje przekaźnik ale także do przekaźnika znajdującego się na drugim końcu zabezpieczanego odcinka. Taki algorytm zapewnia pewne wyłączenie zabezpieczanego odcinka. Prąd różnicowy Idiff Działanie Ia Ic Ib Współczynnik hamowania k2 Korekcja przekładni przekładników prądowych W przypadku, gdy przekładnie prądowe na obu końcach zabezpieczanego odcinka są różne to MiCOM zapewnia korekcję nastaw poprzez wprowadzenie odpowiednich współczynników korekcji. Kompensacja fazy Funkcja kompensacji fazy pozwala na zastosowanie MiCOM P543/5 do układów, w których w strefie działania zabezpieczenia znajduje się transformator. Oprogramowanie zapewnia wymaganą kompensację z możliwością skorygowania układu połączeń przekładników prądowych uwzględniając przy tym warunki uziemienia punktu gwiazdowego transformatora. W przypadku zastosowania MiCOM do transformatora o układzie połączeń Dy, stabilność pracy członu różnicowego zabezpieczenia uzyskuje się poprzez odfiltrowanie składowej zerowej prądów, które są obecne w stanie normalnej pracy po stronie uzwojenia połączonego w gwiazdę transformatora. Aplikacje dla linii o 2 lub 3 końcach Wszytskie modele MiCOM umożliwiają ich adaptację w układach zabezpieczeniowych dla linii o 2 lub 3 koncach jak pokazano na rysunkach 3 i 4 Współczynnik hamowania k1 I S1 Brak działania Kanał 1 Kanał 2 (opcja) I S2 Prąd hamowania Ibias Rysunek 3: Układ zabezpieczeń dla linii o dwóch końcach Idiff = Ia + Ib + Ic Ibias = 0.5 ( Ia + Ib + Ic ) Przekaźnik działa gdy: (1)dla Ibias Is2 Idiff > k1 Ibias + IS1 (2)dla Ibias Is2 Idiff > k2 Ibias - (k2 - k1) IS2 + IS1 Rysunek 2: Charakterystyka stabilizacji dla układów linii o dwóch lub trzech końcach Rysunek 4: Układ zabezpieczeń dla linii o trzech końcach P543 P545 Rysunek 5: Układ linia - transformator MiCOM P543 / P545: Zabezpieczenia odcinkowe dla układu linia - transformator

4 Układ "1,5 wyłącznikowy" MiCOM P544 oraz P546 posiadają 2 zestawy przekładników prądowych. W celu utrzymania stabilności działania, w urządzeniach na obu końcach linii można edytować różne wartości przekła dni prądowej. Mierzony będzie wówczas właściwy prąd zwarciowy w układzie szyna-szyna w jednym końcu linii. Niedopasowanie charakterystyk (punkt przegięcia) przekładników prądowych może być zatem tolerowane, a ryzyko znalezienia najlepiej dopasowanych punktów tych charakterystyk oograniczone zostaje do minimum. Dodatkowo, w przypadku uszkodzenia wyłącznika, przekaźniki są w stanie zidentyfikować konkretny uszkodzony wyłącznik. Rx Tx Rysunek 7: Połączenie bezpośrednie Rx Tx Szyna A Rx Tx IEEE C37.94 MUX Rx Tx Rx Tx Rx Tx Łącze multipleksera Inne urządzenia telekom. Rysunek 8: Połączenie bezpośrednie zgodne z IEEE C37.94 Szyna B Rysunek 6: Układ dla 2 wyłączników Linia powinna być odłączona (odłącznik liniowy otwarty), gdy szyna jest pod napięciem. W takim przypadku przekaźnik zapewnia poprawną ochronę dla strefy martwej. Układy połączeń W celu realizacji zabezpieczenia róznicowego wymagana jest transmisja wektorów prądów pomiędzy wszystkimi podłączonymi przekaźnikami. Zwykle stosowane jest bezpośrednie połączenie pomiędzy urządzeniami z wykorzystaniem łącza światłowodowego (rys.7). Stabilnym rozwiązaniem jest także połączenie przekaźników poprzez kompatybilny z normą IEEE C37.94TM multiplekser (MUX - rys.8). Alternatywnym rozwiązaniem jest także wykorzystanie interfejsów MiCOM P59x lub MiCOM P-2M-L (rys.9 i 10), za pomocą których sygnał optyczny konwertowany jest do elektrycznego, a ten poprzez multiplekser MUX wykorzystywany jest w sieciach opartych o technologię PDH lub SDH. Przewagą tego typu połączeń krzyżowych jest maksymalna prędkość przesyłu danych przy zachowaniu funkcjonalności łącza optycznego (eliminacja zakłóceń i ewentualnych problemów związanych z upływnością izolacji. Rx Tx światłowód Rx Tx P59x łącze elektr. Inne urządzenia telekom. Rysunek 9: Rx Tx MUX Rx Tx Połączenie za pomocą interfejsu P59x światłowód Rx Tx P-2M-L łącze elektr. MUX Rx Tx Łącze multipleksera Łącze multipleksera Inne urządzenia telekom. Rysunek 10: Połączenie za pomocą interfejsu P2-M-L

5 Aplikacje dla długich linii Kompensacja pojemnościowego prądu ładowania pozwala na nastawienie przekaźnika zgodnie z wymaganiami wykrywania zwarć z uwzględnieniem prądów ładowania. Kompensacja napięciowa Przekaźnik wylicza składową zgodną napięcia urządzenia po drugiej stronie linii na podstawie pomiaru składowej zgodnej prądu i napięcia własnego oraz impedancji i susceptancji linii. Funkcja ta może być wykorzystana na długich liniach, na których zamontowano napięciowy przekładnik Ferrantiego w warunkach, gdy wyłącznik po drugiej stronie linii zostanie otwarty. Zmiana konfiguracji pracy Wszystkie modele przekaźników P543/4/5/6 pozwalają na pracę w układzie linii o 2 lub 3 końcach. W przypadku pracy linii o 2 koncach, układ ten może być w prosty sposób zaadaptowany do układu o 3 końcach dzięki zastosowanej kompensacji prądowej dla różnych wartości przekładni przekładników prądowych (1A lub 5A). Dzięki temu użytkownik uzyskuje możliwość łatwej modernizacji topologii sieci. Zabezpieczenie różnicowe synchronizowane GPS W sieciach pierścieniowych SDH/SONET (rys.11) wykorzystujących technologię self-healing, nie może być wykorzystany tradycyjny pomiar opóźnienia propagacji (technika "ping-pong") oparty na założeniu równych czasów dla ścieżek nadawania i odbioru. Praktyczne pomiary wykazują, że różnica czasu pomiędzy sygnałami: wysyłanym pomiędzy bezpośrednimi multiplekserami (ścieżka B-C) i odczytanym z pozostałych urządzeń w sieci (ścieżka C-D-E-F- -A-B) wynosi ok. 5 ms. Różnica ta wynika z wnoszonych opóźnień w poszczególnych węzłach (0,5 ms na węzeł) oraz dla linii (1,8 ms na każde 100 km). MUX A MUX F MUX B MUX E MUX C MUX D Interfejs komunikacyjny Ażeby zapewnić kompatybilność z szerokim zakresem komunikacyjnych urządzeń i mediów, serii MiCOM, przekaźniki zaprojektowano do prac z sygnałowymi kanałami w paśmie podstawowej 56/64 kbps kodowej modulacji (PCM). Utworzony zapis prądów pomiarowych, który stosowany jest w algorytmie zabezpieczenia różnicowego przekazywany jest za pośrednictwem protokołu komunikacyjnego HDLC (high level data link control) poprzez łacza światłowodowe lub multipleksowe. Możliwe jest utworzenie kilkunastu rodzajów połączeń pozwalających na pracę trzem przekaźnikom połączonym ze sobą, lub dwóm przekaźnikom z podwójną redundancją komunikacyjną (gorąca rezerwa). Dla połączeń światłowodowych przewidziano następujące opcje: 850nm wielomodowy, (MM) do MUX - do 1km 1300nm jednomodowy,(sm) - do 100km 1300nm wielomodowy (MM) - do 50km 1550nm jednomodowy.(sm) - do 130km Nadzór komunikacyjny Każde aktywny zabezpieczeniowy kanał komunikacyjny jest niezależnie monitorowany, oraz przeprowadzane i zapisywane są odpowiednie analizy statystyczne błędów transmisji w linii zgodnie z zaleceniami normy ITU-T G.821. Jeżeli zastosowano aplikację z trzema końcami chronionego obiektu lub zastosowano podwójną redundancję komunikacyjną, zabezpieczenia pracują normalnie nawet jeśli jeden z kanałów komunikacyjnych uległ uszkodzeniu. W takich przypadkach wykorzystuje się oba dostępne interfejsy komunikacyjne CH1 i CH2. Alternatywnie można zastosować rezerwowe zabezpieczenia odległościowe i nadprądowe (zwykle jako stale aktywne zabezpieczenia pracujące równolegle lub aktywowane tymczasowo w przypadku stwierdzenia uszkodzenia łącza zabezpieczeniowego). Rysunek 11: Typowa sieć SDH/SONET Jeśli takie zmniejszenie czułości działania nie jest akceptowalne, oferuje specjalne wejście optyczne wspołpracujące z zegarem GPS. W celu ujednolicenia spodziewanych różnic czasowych, na każdym końcu linii instalowany jest moduł MiCOM P594. Pozwala to na pomiar przez przekaźniki rzeczywistego opóźnienia propagacji w każdym kierunku. Opatentowana metoda pozwala na ciągłość pracy zabezpieczenia różnicowego również w przypadkach zaniku sygnału GPS.

6 ZABEZPIECZENIA REZERWOWE Zabezpieczenie odległościowe (21) - opcja Możliwych do nastawienia jest pięć niezależnych stref. Urządzenie wykrywa zwartą fazę (fazy) i decyduje, w której strefie doszło do zakłócenia. Bezpieczne działanie zabezpieczenia zapewnia decyzja kierunkowa. Dostępna jest zarówno charakterystyka poligonalna, jak i kołowa dla zwarć fazowych i doziemnych. str.4 str.p wsteczna str.3 bez offsetu str.2 str.p str.1 Rysunek 12: Charakterystyka kołowa MHO str.3 offset do tyłu Kierunek "do przodu" Charakterystyki poligonalne zapewniają zwiększoną odporność na zwarcia łukowe. str.3 Charakterystyka blokowania stref (rys.14) przy dużym obciążeniu systemu pozwala na zabezpieczenie przed niepożądanym wyłączeniem w przypadku pojawienia się wielkich obciążeń. Funkcje zabezpieczenia odległościowego Zintegrowane schematy działania pozwalają na wyłączenie fazowe lub trójfazowe: Podstawowy schemat wyłączenia (bez kanału sygnalizacyjnego) Logika przyspieszenia wyłączenia po załączeniu na zwarcie (ręczne lub poprzez SPZ) Telezabezpieczenie pomiędzy dwoma urządzeniami może być realizowana standardowo za pomocą wejść/wyjść binarnych lub poprzez InterMicom 64. Funkcja wspiera bezpośrednie wyłączenie (direct intertripping), wyłączenia zezwalające (PUR / POR), a także kontrolę otwartego wyłącznika, echo oraz słabej strefy. Blokowanie kołysania mocy Micom P543/4/5/6 rozpoznaje kołysania mocy na podstawie analizy nakładanych na siebie mierzonych pofazowych wartości prądów. Technika ta nie wymaga nastawiania stref impedancyjnych czy zwłok czasowych dla zakłóceń wykrytych podczas niepełnego cyklu kołysania mocy. Wypadnięcie z synchronizmu (55) W przypadku ryzyka pracy asynchronicznej w sieciach transmisyjnych, możliwe jest wydzielenia pracy wyspowej zabezpieczanego obiektu dzięki funkcji kontrolującej warunki pracy synchronicznej. str.p (do przodu) str.2 str.1 str.p wsteczna Kierunek "do przodu" str.4 Rysunek 13: Charakterystyka poligonalna Działanie Blokowanie Blokowanie Działanie Rysunek 14: Obciążeniowe ograniczenie stref

7 Zabezpieczenie nadpradowe fazowe (50/51P) We wszystkich modelach serii dostępna jest rezerwowa trójfazowa funkcja nadprądowa fazowa Zabezpieczenie nadprądowe składa się z 4 stopni. Każdy stopień może być skonfigurowany jako bezkierunkowy i uzależniony od jakości łacza. Wszystkie stopnie posiadają swój własny czas opóźnienia z charakterystykami niezależnymi. Dwa pierwsze stopnie posiadają dodatkowo nastawę jednej z 9 charakterystyk zależnych IDMT, zgodnie z normami IEC i IEEE. Trójfazowe kierunkowe elementy są wewnętrznie polaryzowane przez kwadraturowe napięcia międzyfazowe, które pozwalają na podjęcie prawidłowej decyzji o kierunku do napięcia 0,5V. Synchroniczny polaryzujący sygnał jest zapamiętany i dostępny dla kryterium kierunkowego do 3,2 s. Pozwala to po zaniku napięć międzyfazowych na prawidłowe działanie funkcji w przypadku bliskich zwarć trójfazowych. Zabezpieczenie ziemnozwarciowe (50N,51N) Zabezpieczenie ziemnozwarciowe działa w oparciu o składową zerową obliczoną z prądów fazowych. Kierunkowość zabezpieczenia ziemnozwarciowego jest określana w oparciu o składową zerową lub składową przeciwną napięcia. Wszystkie cztery stopnie zabezpieczenia mają podobne własności dotyczące konfiguracji kierunkowości, opóźnień czasowych i charakterystyk jak zabezpieczenia nadprądowe fazowe. Przeciążenie - model cieplny (49) Zabezpieczenie przeciążeniowe oparte jest na modelu cieplnym. Funkcja przeznaczona jest o ochrony linii napowietrznych lub kablowych, transformatorów, odcinków szynowych od skutków przeciążeń prądowych. Zabezpieczenie może być skonfigurowane na sygnalizację (alarm) oraz / lub na wyłączenie. Funkcja wykorzystuje jedną lub dwie charakterystyki cieplne czasowe. Dla aplikacji z dużym transformatorem mocy druga charakterystyka (stała czasowa 2 ) odnosi się do nagrzewania i chłodzenia oleju. Na wyświetlaczu przekaźnika dostępny jest bieżący pomiar obciążenia cieplnego chronionego obiektu. W przypadku braku zasilania przekaźnika stan obciążenia cieplnego jest zapamiętany w podtrzymywanej bateryjne pamięci. Zabezpieczenie od asymetrii, utraty fazy i zasilania jednofazowego (46) Dostępne są cztery progi nastaw oparte o śledzenie wartości prądów składowej przeciwnej. Pierwsze 2 z charakterystyką niezależną lub zależną, pozostałe wyłącznie z charakterystyką niezależną. Wszystkie stopnie można ustawić jako kierunkowe. Detekcja zerwania przewodu (46BC) Zabezpieczenie reagujące na zerwanie przewodu fazowego w linii napowietrznej, które powoduje groźny dla odbiorców efekt asymetrii zasilania. Wydaje się istotne stosowanie tej funkcji dla linii napowietrznych prowadzonych w ośrodkach miejskich lub w bliskim sąsiedztwie. Istotą funkcji jest porównanie stosunku składowej przeciwnej do zgodnej prądu. Funkcja jest niezależna od wielkości obciążenia chronionego obiektu. Pobudzenie tego zabezpieczenia następuje również podczas uszkodzenia bieguna wyłącznika, przepalenia bezpiecznika w pomiarowym obwodzie prądowym albo podczas jednofazowego wyłączenia. Może stanowić także kontrolę obwodów wtórnych przekładników prądowych. W przypadku powyższego zjawiska zaleca się dla funkcji od zerwanego przewodu, gdy decydujemy się skierować ją na wyłączenie, odstrojenie czasowe tak, by dać pierwszeństwo działania innym podstawowym funkcjom zabezpieczeniowym ( od asymetrii oraz ziemnozwarciowe ). Zabezpieczenie podnapięciowe / nadnapięciowe (27/59) W zabezpieczeniach tych zrealizowano 2 niezależne stopnie z czasem zwłoki DT. Jeden ze stopni konfigurowany również ze zwłoką opartą na charakterystyce zależnej. Zabezpieczenie nadnapięciowe składowej zerowej (59N) Funkcja ta jest używana do rozpoznawania zwarć doziemnych w sieciach izolowanych lub kompensowanych. Składowa zerowa napięcia Uo wyliczana jest z 3 napięć fazowych. W zabezpieczeniu zrealizowano 2 niezależne stopnie z czasem zwłoki DT. Zabezpieczenie częstotliwościowe (81) Dostępne są 4 niezależne progi nastaw kryterium podczęstotliwościowego oraz 2 progi nadczęstotliwościowego, każdy z charakterystyką czasową niezależną DT. Zmiana częstotliwości w czasie (81R) Dostępne są 4 niezależne progi nastaw każdy z charakterystyką czasową niezależną DT. Lokalna rezerwa wyłącznikowa (50BF) Lokalna rezerwa może być wykorzystywana do wyłączania wyłączników położonych bliżej źródła zasilania lub pobudzania rezerwowej cewki wyłączającej wyłącznika w przypadku jego awarii. Automatyka LRW może być również pobudzana z innych urządzeń zewnętrznych. Zrealizowana jest jako dwustopniowa. SPZ z kontrolą synchronizmu (79/25) Modele P544 i P546 pozwalają na sterowanie dwoma wyłącznikami w układzie wiodący-śledzący Do nastawienia są max. 4 cykle SPZ. Modele P543 i P545 realizują załączenie we współpracy z jednym wyłącznikiem. MiCOM P543-P546: Możliwość uwspółbieżnienia zabezpieczeń odległościowych poprzez łącze światłowodowe

8 Bezpośrednie wyłączenie za pomocą łącza komunikacyjnego ( DIT ) posiadają bardzo przydatne własności za pomocą których możliwe jest wysyłanie dodatkowych rozkazów do zabezpieczeń na wszystkich końcach linii za pomocą zabezpieczeniowego kanału komunikacyjnego. Użytkownik konfiguruje wejścia binarne, które mogą być powiązane na przykład z wysłaniem sygnału bezpośredniego wyłączenia za pomocą funkcji / komend typu Inertrip na drugi koniec linii. Kiedy skonfigurowane wejścia są pobudzane następuje modyfikacja telegramu komunikacyjnego. Jest to przypadek, gdy sygnał przychodzi z zewnątrz np. z zabezpieczeń firmowych transformatora. Po otrzymaniu tej wiadomości przekaźnik na drugim końcu linii będzie pobudzał skonfigurowane wyjście przekaźnikowe dla bezpośredniego wyłączenia. Jednocześnie otrzymanie wiadomości jest sygnalizowane w przekaźniku. Funkcje Intertrip można wykorzystać także do zdalnego blokowania funkcji zabezpieczeniowych (różnicowej, nadprądowych lub automatyki SPZ) oraz do przesyłania informacji o statusach łączników w przypadku stacji bezobsługowej. Do dyspozycji użytkownik ma osiem komend typu Intertrip na jeden kanał zabezpieczeniowy, które może przyporządkować do dowolnego przekaźnika wyjściowego, diody LED oraz wewnętrznych sygnałów wyjściowych. Zezwolenie na wyłączenie za pomocą łącza komunikacyjnego ( PIT ) posiadają bardzo przydatne własności za pomocą których możliwe jest wysłanie informacji o zezwoleniu na wyłączenie poprzez kanał zabezpieczeniowy na drugi koniec linii. Użytkownik konfiguruje wejścia binarne, które mogą być powiązane z wysłaniem zezwolenia na wyłączenie typu PIT. Kiedy skonfigurowane wejścia są pobudzane następuje modyfikacja telegramu komunikacyjnego. Jest to przypadek, gdy zwarcie jest poza strefą np. na szynach. Gdy przekaźnik otrzyma taką wiadomość na wejście binarne i dostarczona zostanie informacja o przekroczeniu nastawy zabezpieczenia różnicowego w jednej lub pozostałych fazach, przekaźnik na drugim końcu linii, wyśle rozkaz trójfazowego wyłączenia używając do tego celu skonfigurowanego przekaźnika oraz pobudzi sygnalizację na przekaźniku z powodem wyłączenie zdalne. KONTROLA WYŁĄCZNIKA Kontrola obwodu wyłącznika (74TCS) Kontrola obwodu wyłącznika, może być realizowana zarówno w stanie zamkniętym jak i otwartym ( logika PSL ). Sterowanie wyłącznikiem odbywa się poprzez programowalną logikę działania. Kontrola stanu położenia wyłącznika W przypadku wystąpienia nieprawidłowego położenia styków zwiernych i rozwiernych przekaźnika pomocniczego wyłącznika, pobudzana jest sygnalizacja ostrzegawcza. Kontrola zużycia wyłącznika Kontrola obejmuje: zliczanie ilości wyłączeń wyłącznika zliczanie sumy prądów lub kwadratów prądów wyłączonych I x, gdzie 1,0 x 2,0 kontrola czasu zadziałania wyłącznika kontrola liczby zadziałań wyłącznika w określonym przedziale czasu - + - + Rysunek 15: Przesłanie sygnału wyłączenia na drugi koniec linii ( DIT ) Rysunek 16: Przesłanie sygnału zezwolenia wyłączenia na drugi koniec linii ( PIT ) Kontrola sygnałów wejściowych Istnieje możliwość sterowania 32 wirtualnymi sygnałami wejściowymi, które stosowane są w logice PSL. Uaktywnienie danego sygnału ( stan wysoki lub niski ) można dokonać lokalnie z panelu przekaźnika lub zdalnie z systemu. DIAGNOSTYKA opto opto Zabezpieczenie transformatora Zabezpieczenie szyn - + - + Stała kontrola wewnętrznych obwodów w przekaźnikach zwiększa niezawodność układu podczas pracy. Wszystkie stany testów wewnętrznych zapisywane są w zdarzeniach i podtrzymywane za pomocą baterii litowej. Funkcje testu i monitoringu umożliwiają kontrolę stanów wielkości wejściowych oraz stanów wejść opto / wyjść przekaźnikowych, które skonfigurowane są w wewnętrzną logikę działania. Lokalny port testowy (25PIN) umożliwia wystawienie dowolnego sygnału funkcyjnego lub logicznego (DDB). Statusy funkcji można obserwować na panelu lub poprzez specjalny Blok Testowy. Lokalne sterowanie wyłącznikiem Do lokalnego sterowania wyłącznikiem w polu można przyporządkować klawisze typu HOTKEY znajdujące się pod wyświetlaczem LCD.

9 KONFIGURACJA I STEROWANIE Programowalna logika działania ( PSL ) Programowalna logika działania pozwala użytkownikowi modyfikować funkcje kontrolne i zabezpieczeniowe przekaźnika. Jest również pomocna przy konfigurowaniu wejść cyfrowych, wyjść przekaźnikowych i diod LED. Logika programowalna pozwala na wykorzystanie bramek logicznych oraz bloków czasowych. Bramki OR, AND i inne posiadają możliwość negowania sygnałów na wejściach i wyjściach. Dostępne są również bramki wielowejściowe. Można również tworzyć sprzężenia zwrotne. Komunikacja zdalna ( z tyłu ) W standardzie urządzenia dostępny jest port komunikacyjny w oparciu o standard EIA(RS)485 dwuprzewodowy umieszczony z tyłu przekaźnika. Do interfejsu szeregowego COM 1 można przypisać jeden z czterech protokołów komunikacyjnych. Każdy wymieniony poniżej protokół można zaimplementować w zabezpieczeniu: Courier / Kbus Modbus RTU IEC60870-5-103 ( VDEW ) DNP3.0 Dodatkowo przekaźnik MiCOM może być wyposażony w drugi port komunikacyjny, który można skonfigurować jako RS232, RS485 lub K-Bus. Protokół IEC 61850 udostępnia szybki transfer danych raportowanie, odczyt rejestracji oraz synchronizację czasu. Dodatkowo możliwy jest montaż karty redundantnego ethernetu w kilku opcjach (pierścień Self Healing, RSTP oraz promieniowy Dual Homing). Pozwala to na zwiększenie bezpieczeństwa transmisji danych w przypadku uszkodzenia jednego z pierścieni komunikacyjnych. posiada 128 wejść wirtualnych dedykowanych dla standardu GOOSE. REJESRACJA I ANALIZA ZAKŁÓCEŃ Rysunek 17: Konfiguracja logiki za pomocą Edytora PSL Niezależne grupy nastaw Nastawy są podzielone na dwie kategorie: kontrolno - zabezpieczeniowe i konfiguracyjne. Do zastosowania są 4 grupy nastaw. Pozwalają one uwzględniać różne warunki działania zabezpieczanego obiektu i adaptować do nich przekaźnik. Wszystkie nastawy są przechowywane w pamięci E2PROM. Ochrona danych hasłem Ochrona hasłem może być zastosowana niezależnie od dostępu do przekaźnika: poprzez klawiaturę na panelu przednim oraz przedni i tylni port komunikacyjny. Dostępne są dwa poziomy dostępu chronione hasłem. INTERFEJSY KOMUNIKACYJNE Zmiana parametrów lub pobieranie informacji dokonywane jest lokalnie poprzez panel przedni, interfejs PC z przodu, zdalnie poprzez główny port komunikacyjny KOM1 lub drugi zdalny port KOM2 z tyłu przekaźnika. Komunikacja lokalna ( z przodu ) Port komunikacyjny EIA(RS)232 Courier z przodu przeznaczony jest do współpracy z programem MiCOM S1 Studio, który głównie umożliwia konfigurację i nastawy przekaźnika. Ponadto istnieje możliwość pobierania zdarzeń, przebiegów zakłóceń oraz bieżących informacji pomiarowych z przekaźnika. Rejestrator zdarzeń W pamięci nieulotnej przekaźnika zapisywanych jest do 512 zdarzeń, które są dostępne bezpośrednio z wyświetlacza przekaźnika lub poprzez port komunikacyjny. Rejestrator wyłączeń Przekaźniki serii MiCOM mogą zarejestrować w pamięci nieulotnej 15 ostatnich zwarć. Wszystkie informacje o przyczynie zakłócenia ( pobudzone funkcje ) oraz zatrzask parametrów opisane są datą oraz znacznikiem czasu. Dostępne są bezpośrednio z wyświetlacza przekaźnika lub poprzez zdalną / lokalną komunikację. Rejestrator przebiegów zakłóceń Wbudowany rejestrator zakłóceń posiada 12 kanałów analogowych, 128 kanałów cyfrowych oraz kanał pomiaru czasu. Częstotliwość próbkowania wynosi 48 próbek / okres. Istnieje możliwość rejestracji i zachowania w pamięci nieulotnej przekaźnika do 50 przebiegów, z których każdy może trwać do 1s. Wszystkie kanały oraz sygnały pobudzające rejestrator mogą być konfigurowane przez użytkownika. Dane przebiegów dostępne są poprzez port komunikacyjny. Dzięki zapisowi w formacie COMTRADE, obróbka danych możliwa jest w pakiecie oprogramowania MiCOM S1 Studio (Edytor WaveWin).

10 WYMIARY MiCOM P543 i P544 (60TE) 12 otworów Ø 3.4 Montaż zatablicowy A - otwory technologiczne B - otwory montażowe Wszystkie wymiary w [mm] Dodatkowa osłona z przewodami

11 WYMIARY MiCOM P545 i P546 (80TE) 12 otworów Ø 3.4 Montaż zatablicowy A - otwory technologiczne B - otwory montażowe Wszystkie wymiary w [mm] Dodatkowa osłona z przewodami

12 PARAMETRY TECHNICZNE Zasilanie Napięcie pomocnicze 24 do 32 Vdc 48 do 110 Vdc i 40 do 100 Vac 110 do 250 Vdc i 100 do 240 Vac Zakres roboczy 19 do 65 Vdc 37 do 150 Vdc i 32 do 110 Vac 87 do 300 Vdc i 80 do 265 Vac Obciążenie znamionowe Stan czuwania: 11 W Dodatkowo przy pobudzonych wejściach/wyjściach binarnych: dla wejść: 0,09 W (24 do 54 V) 0,12 W (110/125 V) 0,19 W (220 V) na każde pobudzone wyjście przekaźnikowe: 0,13 W Czas aktywacji po zaniku napięcia < 11 s Dopuszczalna przerwa w zasilaniu Zgodnie z IEC 60255-11: 1979: 20 ms dla DC Zgodnie z IEC 61000-4-11: 1994: 20 ms dla AC Pobór mocy Obwody prądowe Faza <0.15 VA Ziemnozw. <0.2 VA Obwody napięciowe Faza <0.02 VA Podtrzymanie bateryjne Montaż na panelu przednim pod dolną klapką Typ 1/2 AA. 3,6 V, bateria litowa Wejścia binarne Wejścia logiczne mogą być pobudzane z napięcia wewnętrznego 48V lub ze źródła zewnętrznego. Napięcie zasilania wybierane z menu: (24/27V, 30/34V, 48/54V, 110/125V, 220/250V. Próg pobudzenia: standard 60%-80% lub 50%-70% Un Napięcie zadziałania 19 Vdc Max napięcie. 300 Vdc Czas aktywacji < 2 ms Wyjścia przekaźnikowe Zdolność łączeniowa załączanie 30A (3s) wyłączanie DC 50W rezyst. 62.5W ind. (L/R=50ms) AC 2500VA rezyst. AC 2500VA ind. (cosφ = 0.7) obciążenie trwałe 10A ciągle 30A przez 3 s 250A przez 30 ms Trwałość łączeniowa zestyki obciążone min. 10 000 zadziałań zestyki nieobciążone min. 100 000 zadziałań Cza reakcji < 5 ms Wyjścia przekaźnikowe silnoprądowe (opcja) Napięcie znamionowe: 250 V DC Prąd ciągły: 10 A Prąd krótkotrwały: 250 A przez 0.03 s 30 A przez 3 s Zdolność łączeniowa: 30 A Przerywanie prądu: przy 250 V DC i L/R = 40 ms 10 A przy 250 V DC obc. rezystanc. 30 A Wytrzymałość cieplna Wejścia prądowe 4.0 In przy pracy ciągłej 30 In przez 10s 100 In przez 1s Wejścia napięciowe 2,0 Un przy pracy ciągłej 2,6 Un przez 10 s Waga P543 P544/P545 P546 9,2 kg 11,5 kg 13,1 kg Warunki środowiskowe Temperatura Zgodnie z IEC 60255-6: 1988 dla pracy -25 C do +55 C dla składowania -25 C do +70 C Wilgotność Zgodnie z IEC 60068-2-3: 1969 56 dni przy wilgotności względnej 93% w temp. 40 C Testy zewnętrzne Wytrzymałość dielektryczna (50/60Hz) IEC 60255-5 2 kv między wszystkimi zaciskami a uziemieniem 2 kv między zaciskami niezależnych obwodów ANSI C37.90 1 kv między otwartymi zaciskami przekaźników przełącznych i watchdog 1.5 kv między normalnie otwartymi zaciskami przekaźników Wysokie napięcie impulsowe (1.2/50 μs) IEC 60255-5 5 kv między wszystkimi zaciskami a uziemieniem 0.5 kv między zaciskami niezależnych obwodów Zakłócenia na wysokie częstotliwości IEC 60255-22-1 klasa 3 2.5 kv między zaciskami niezależnych obwodów, 1 kv między zaciskami tego samego obwodu Szybkie zakłócenia przejściowe IEC 60255-22-4 4 kv napięcie pomocnicze, klasa 4 4 kv inne, klasa 4

13 Wyładowanie elektrostatyczne IEC 60255-22-2 15 kv klasa 4, w powietrzu do panelu czołowego i częsci metalowych 8 kv, klasa 3, w powietrzu do portów komunikacyjnych Impuls radiowy ANSI C37.90.2 35 V /m 25 MHz do 1000 MHz, 0 i 100% kwadratu modulowanej fali Wytrzymałość na udary ANSI C37.90.1 4 kv przejściowe, 2,5 kv oscylacyjne między zaciskami wyjściowymi, wejściowymi i obwodem zasilania Funkcje zabezpieczeniowe Zabezpieczenie różnicowe Pobudzenie Formuła ±10% Odpad 0,75xFormuła ±10% Charakterytyka zależna IDMT ±5% lub 40 ms Charakterytyka niezależna DT ±2% lub 20 ms Czas pobudzenia <30 ms Czas odwzbudzenia <60 ms Powtarzalność ±2.5% Charakterystyki: UK krzywe IEC 60255-3 1998 US krzywe IEEE C37.112 1996 Zabezpieczenie odległościowe Czas działania w odniesieniu do zasięgu sterf (w %) Kompatybilność elektromagnetyczna 89/336/EEC Zgodność z normami EN 50081-2 EN 50082-2 Znak bezpieczeństwa CE 73/23/EEC Wstrząsy i uderzenia IEC 60255-21-2 wytrzymałość na wstrząsy, klasa 2 wytrzymałość na uderzenia, klasa 1 Wytrzymałość sejsmiczna IEC 60255-21-3 klasa 2 Pomiary i rejestracja Typowo 1% lecz 0,5% w zakresie 0,2 do 2 In.Un Prąd 0,05 do 3 In ±1,0 % Napięcie 0,05 do 2 Un ±1.0 % Moc czynna 0,2 do 2 Un i 0,05 do 3 In ±5.0 % Moc bierna 0,2 do 2 Un i 0,05 do 3 In ±5.0 % Moc pozorna 0,2 do 2 Un i 0,05 do 3 In ±5.0 % Energia czynna 0,2 do 2 Un i 0,2 do 3 In ±5.0 % Energia bierna 0,2 do 2 Un i 0,2 do 3 In ±5.0 % Kąt 0 do 360 ±0,5 % Częstotliwość 45 do 65 Hz ±0,025 Hz IRIG-B i zegar czasu rzeczywistego Dopuszczalna odchyłka <±2 s/dzień Rejestrator zakłóceń Maks. czas rejestracji Liczba rekordów Moduł i fazy 50 s min 5 dla 10 s każdy max 50 dla 1 s każdy (8 rekordów po 3 s dla IEC 60870-5- 103) ±2 % długości linii Rejestrator zdarzeń i wyłączeń Rekordy zdarzeń podtrzymywane są bateryjnie i mogą być odczytane za pomocą oprogramowania MiCOM S1 Studio lub bezpośrednio z panelu przedniego. Liczba zdarzeń 512 z cechą czasu Liczba wyłączeń 15 Liczba rejestrów autotestu 10 Charakterystyka ±5% dla kąta charakter. ±10% w strefie Czas pobudzenia ±2% lub 20 ms Czułość Nastawa <5/In Ω (0,05In*5/(nast.*In)) ±5% Nastawa >5/In Ω 0,05In ±5% Zabezpieczenie nadprądowe fazowe i ziemnozwarciowe Pobudzenie ±5% Odpad 0,95 ±5% Charakterytyka zależna IDMT 1,05 x nastawa + ±5% Charakterytyka zależna - czas ±5% lub 40 ms Charakterytyka niezależna - czas ±2% lub 40 ms Czas pobudzenia <30 ms Powtarzalność ±5% Zabezpieczenie od asymetrii prądowej Pobudzenie ±5% Odpad 0,95 ±5% Charakterytyka niezależna - czas ±2% lub 60 ms Powtarzalność ±1% Zabezpieczenie podnapięciowe Pobudzenie ±2% Odpad 1,02 ±2% Charakterytyka niezależna - czas ±2% lub 40 ms Reset <75 ms Powtarzalność ±1%

14 Zabezpieczenie nadnapięciowe Pobudzenie ±1% Odpad 0,98 ±2% Charakterytyka niezależna - czas ±2% lub 40 ms Czas odpadu <75 ms Powtarzalność ±1% Zabezpieczenie nadnapięciowe składowej zerowej Uo Pobudzenie ±5% Odpad 0,95 ±5% Charakterytyka niezależna - czas ±2% lub 20 ms Czas pobudzenia <50 ms Czas odpadu <35 ms Powtarzalność ±1% Zabezpieczenie podprądowe i LRW Pobudzenie ±10% lub 0,025 In Czas pobudzenia <12 ms Czas zwłoki ±2 ms lub 2% Czas odpadu <15 ms Uszkodzenie przewodu Pobudzenie ±2,5% Odpad 0,95 ±2,5% Czas zwłoki ±50 ms lub 2% Czas odpadu <25 ms Zabezpieczenie przeciążeniowe Alarm obliczony czas ±10% Wyłączenie obliczony czas ±10% Czas stygnięcia ±15% Powtarzalność ±5% Kontrola obwodów napięciowych Czas zwłoki ±20 ms lub 2% Kontrola obwodów prądowych Pobudzenie Io> ±5% Pobudzenie Uo< ±5% Odpad Io> 0,9 ±5% Odpad Uo< 1,05 ±5% lub 1 V Czas zwłoki ±20 ms lub 2% Logika programowalna PSL Czas zwłoki ±20 ms lub 2% InterMICOM 64 telezabezpieczenie optyczne Tabela pokazuje najmniejsze i największe czasy transferu. Czasy są mierzone od pobudzenia wejścia optycznego (bez filtracji) do standardowego wyjścia i zawiera testowy czas propagacji (2,7ms dla 64 kbit/s oraz 3,2ms dla 56 kbit/s). Konfiguracja Czas PIT (ms) Czas DIT (ms) IM64 dla 64 kbit/s 13-18 17-20 IM64 dla 56 kbit/s 15-20 19-22 Irozn. IM64 dla 64 kbit/s 22-24 23-25 Irozn. IM64 dla 56 kbit/s 24-26 25-27 Interfejsy komunikacyjne Przedni PC RS232, 9-pin żeński Protokół Courier; interfejs programu MiCOM S1 Studio Izolacja poziom ELV Maksymalna długość kabla: 15m Tylny pierwszy RS485, 2-przewodowy, skrętka ekranowana Protokół Courier, IEC60870-5-103, DNP3.0 Izolacja poziom SELV Maksymalna odległość: 1000m Tylny drugi (opcja) RS232, 9-pin żeński, gniazdo SK4 Izolacja poziom SELV Protokół Courier Optyczny interfejs do SCADA / DCS (opcja) Światłowód BFOC 2.5 (ST) 850nm Ethernet (opcja) 10BaseT/100BaseTX RJ45, skrętka ekranowana Protokół IEC61850 Maksymalna długość kabla: 100m 100BaseFX Światłowód BFOC 2.5 (ST) 1300nm, wielomodowy 50/125 m lub 62.5/125 m IRIG-B (opcja) Gniazdo BNC Izolacja poziom SELV Kabel koncentryczny 50Ω Automatyka SPZ Czas zwłoki ±20 ms lub 2%

15 SCHEMAT PODŁĄCZEŃ MiCOM P543 / P545 - obwody analogowe

16 SCHEMAT PODŁĄCZEŃ MiCOM P544 / P546 - obwody analogowe

17 SCHEMAT PODŁĄCZEŃ MiCOM - wersja 16 wejść / 14 wyjść

18 SCHEMAT PODŁĄCZEŃ MiCOM - wersja 16 wejść / 7 wyjść / 4 wyjść silnoprądowych

19 SCHEMAT PODŁĄCZEŃ MiCOM - wersja 24 wejścia / 32 wyjść

20 SCHEMAT PODŁĄCZEŃ MiCOM - wersja 24 wejść / 16 wyjść / 8 wyjść silnoprądowych

21 SCHEMAT PODŁĄCZEŃ Porty komunikacyjne

22 Badanie izolacji przy użyciu megaomomierza wysokonapięciowego (powyżej 250V) uszkadza elementy półprzewodnikowe zabezpieczenia, co może prowadzić do awarii, widocznej dopiero po kilku tygodniach od chwili przeprowadzenia badania. Nieprzygotowanych obwodów zabezpieczenia nie wolno testować przy użyciu miernika izolacji o napięciu wyższym niż 250V!!! Przygotowanie obwodów polega na połączeniu biegunów wejść binarnych, wejść zasilania oraz wyjść - zwłaszcza półprzewodnikowych (o charakterystyce "szybkiej" bądź mocnej ). Wewnątrz urządzenia między dowolnymi jego zaciskami, nie może się pojawić różnica potencjałów o wartości przekraczającej 250 V. W razie braku możliwości takiego przygotowania, wymagane jest odłączenie sprawdzanych obwodów zewnętrznych od zabezpieczenia na czas wykonywanych badań. Urządzenie jest obiektem testów wysokonapięciowych podczas procesu produkcji zgodnie z normami przedstawionymi w rozdziale opisującym dane techniczne. Takie badanie jest przeprowadzone tylko raz, z zachowaniem ściśle określonego, bardzo krótkiego czasu badania. Obwody komunikacji szeregowej (RS232 / RS485) nie podlegają testom napięciowym - nie wolno testować ich miernikiem izolacji!!! NOTATKI Schneider Electric Energy Poland Sp. z o.o. Zakład Automatyki i Systemów Elektroenergetycznych 58-160 Świebodzice, ul. Strzegomska 23/27 Tel. 74 854 84 10, Fax 74 854 86 98 ref.swiebodzice@schneider-electric.com www.schneider-electric.com www.schneider-energy.pl 2014 Schneider Electric Energy Poland Sp. z o.o. Logo Schneider Electric oraz nazwy pochodne są prawnie chronionymi znakami handlowymi i usługowymi firmy Schneider Electric. Pozostałe nazwy własne, zarejestrowane lub nie, są własnością odpowiadających im firm. Firma Schneider Electric Energy Poland Sp. z o.o. prowadzi politykę ciągłego rozwoju. W związku z tym prezentowane wyroby mogą ulegać zmianie. Pomimo ciągłego uaktualniania publikacji, niniejsza broszura jest jedynie informacją o wyrobach spółki. Jej treść nie jest ofertą sprzedaży, a przykłady zastosowań są podane jedynie w celu lepszego zrozumienia zasady działania wyrobu i nie należy ich traktować jako gotowych rozwiązań projektowych. 2014-08