Relion řada 620. Chránění a ovládání transformátoru RET620 Popis a technická data výrobku

Transkript

1 Relion řada 620 Chránění a ovládání transformátoru Popis a technická data výrobku

2 Obsah 1. Popis Standardní konfigurace Ochranné funkce Aplikace Řešení podporovaná firmou ABB Ovládací funkce Měřicí funkce Kvalita energie Poruchový zapisovač Záznam změnových stavů (událostí) Zaznamenaná data Funkce monitorování provozních podmínek Funkce kontroly vypínacího obvodu Funkce samočinné kontroly Funkce kontroly poruchy pojistek (jištění) Kontrola proudového obvodu Přístup k ovládání Vstupy a výstupy Staniční komunikace Technická data Jednotka místního ovládání HMI Metody montáže Skříň IED a zásuvný blok IED Volba IED a data pro objednávku Příslušenství a data pro objednávku Nástroje Kybernetická bezpečnost Výkresy zapojení Certifikáty Reference Funkce, kódy a symboly Historie revize dokumentu Odmítnutí odpovědnosti Informace uvedené v tomto dokumentu mohou být změněny bez předběžného oznámení a tyto informace nelze považovat za závazky ze strany firmy ABB. ABB nepřebírá žádnou odpovědnost za případné chyby, které se mohou objevit v tomto dokumentu. Autorské právo (Copyright) 2016 ABB. Všechna práva jsou vyhrazena. Ochranné známky ABB a Relion jsou zaregistrované chráněné názvy skupiny firem ABB Group. Všechny ostatní značky nebo názvy výrobků zmíněné v tomto dokumentu mohou být chráněné obchodní známky (názvy), nebo registrované obchodní značky příslušných držitelů práv k těmto názvům, známkám nebo značkám. 2 ABB

3 Vydáno: Revize: B 1. Popis je specifické IED transformátoru určené pro chránění, ovládání, měření a monitorování dvouvinuťových výkonových transformátorů, odbočkových a blokových transformátorů i výkonových výrobních bloků generátor - transformátor v systémech energetických společností i v energetických systémech průmyslových podniků. je jedním z výrobků produktové skupiny firmy ABB Relion určené pro chránění a ovládání a zároveň je i součástí produktové řady 620. Charakteristickými vlastnostmi IED řady 620 je jejich funkční rozšiřitelnost a výsuvné řešení. Výrobky řady 620 byly navrženy tak, aby plně využily potenciál standardu IEC pro komunikaci a vzájemnou součinnost zařízení pro automatizaci rozvoden. IED řady 620 podporují řadu komunikačních protokolů včetně IEC s podporou Edition 2, process bus podle IEC LE, IEC , Modbus a DNP3. Komunikační protokol Profibus DPV1 je podporován při použití převodníku SPA-ZC Standardní konfigurace IED řady 620 jsou k dispozici ve standardních konfiguracích, které je možné použít jako příklady inženýringu řady 620 s různými funkčními bloky. U standardních konfigurací se nepředpokládá, že budou použity jako skutečné aplikace koncového uživatele. Koncoví uživatelé si vždy musí prostřednictvím konfiguračního nástroje vytvořit vlastní aplikační konfigurace. Standardní konfiguraci je však možné použít jako výchozí bod pro její modifikaci podle požadavků aplikace. je k dispozici v jedné standardní konfiguraci. Standardní konfiguraci signálů je možné upravit prostřednictvím grafické signálové matice (Signal Matrix), nebo grafickou aplikační funkcí nástroje PCM600 (Protection and Control IED Manager). Kromě toho aplikační konfigurační funkce nástroje PCM600 podporuje i tvorbu vícevrstvých logických funkcí, které využívají různé logické prvky včetně časových členů a klopných obvodů. Kombinací ochranných funkcí a funkčních logických bloků je možné konfiguraci IED přizpůsobit uživatelsky specifickým aplikačním požadavkům. ABB 3

4 U kv P 0.00 kw Q 0.00 kvar IL2 0 A ESC A Clear Chránění a ovládání transformátoru Uo U L1 U L2 U L3 Verze 2.0 FP1 TIED PRO CHRÁNĚNÍ A OVLÁDÁNÍ TRANSFORMÁTORU CHRÁNĚNÍ MÍSTNÍ JEDNOTKA HMI JE TAKÉ K DISPOZICI 3 3I (HV) Io (HV) 2 Hlavní vypnutí Relé s přídržnou funkcí 94/86 2 3I< 37 I2> 46 3I>/Io>BF 51BF/51NBF 3Ith>T 49T Io> 51N-1 3I>>> 50P/51P Io>> 51N-2 I O R L - 16 program. tlačítko na LHMI - Poruchový zapisovač a zapisovač poruch - Záznam událostí a zaznamenaná data - Modul rychlých výstupů (volitelné vybavení) - Tlačítko Místně/Dálkově na jednotce LHMI - Funkce samočinné kontroly - Časová synchronizace: IEEE-1588, SNTP, IRIG-B - Řízení práv uživatele - Web HMI AND OR Uo Io (HV) U I> 51P-1 3I2f> 68 3I>> 67-2 P>/Q> 32R/32O 3I>> 51P-2 diolo> 87NL 2 Io> 67N-1 2 P< 32U CVPSOF SOFT/21/50 Io>> 67N-2 3I> 67-1 Io (HV) 3I (HV) U L1 U L2 U L3 Io Io (LV) Io MONITOROVÁNÍ A KONTROLA PROVOZNÍCH PODMÍNEK FUSEF 60 MCS 3I MCS 3I 2 OPTS OPTM 3 CBCM CBCM 2 TCS TCM MCS 3I MCS 3I MCS 3I, I2 MCS 3I, I2 Io KOMUNIKACE Protokoly: IEC /-9-2LE Modbus IEC DNP3 Rozhraní: Ethernet: TX (RJ-45), FX (LC) Sériová komunikace: Optická sériová komunikace (ST), RS-485, RS-232/485 Redundantní protokoly: HSR PRP RSTP OVLÁDÁNÍ A INDIKACE 1) MĚŘENÍ Io (LV) 3dI>T 87T 3I< 37 diohi> 87NH I2> 46 diohi> 87NH 3I>>> 50P/51P Io Objekt Ovládání 2) Indikace 3) CB 3 - DC 4 4 ES 3 3 1) Zkontrolujte dostupnost binárních vstupů/výstupů v technické dokumentaci 2) Funkce ovládání a indikace primárního objektu 3) Funkce stavové indikace primárního objektu - HV: I, U, Io, Uo - LV: I, Io - P, Q, E, pf, f - Kontrola limitní hodnoty - Profil zátěže - Funkce kvality energie - RTD/mA měření - Symetrické složky Typy analogových rozhraní 1) Transformátor proudu 8 3I (LV) 3I>/Io>BF 51BF/51NBF Io> 51N-1 Transformátor napětí 6 1) Vstupy konvenčních transformátorů proudu Io>> 51N-2 3I> 51P-1 3I>> 51P-2 diolo> 87NL U 12 SYNC 25 TPOSM 84M 6 RTD 2 ma U 12b 18 MAP12 MAP12 2 U/f> U< U2> 47O- U1< 47U+ U L1 U L2 U L3 Io 3 3I (HV) OSTATNÍ FUNKCE ARC 50L/50NL COLTC 90V U 12b U L1 U L2 U L3 Uo 3 Uo> 59G 3 3U> 59 3 f>/f<, df/dt 81 6 UFLS/R 81LSH POZNÁMKY 2 Hlavní vypnutí Relé s přídržnou funkcí 94/86 Volitelná funkce 3 Počet funkcí Vypočtená hodnota Io/Uo OR Alternativní funkce jsou definovány při objednávce GUID-BFA69E71-CDBB-4333-A91F-001F2A8A1E6B V2 CS Obrázek 1. Přehled funkcí standardní konfigurace se vstupy pro konvenční přístrojové transformátory 4 ABB

5 Tabulka 1. Podporované funkce Funkce Ochranné funkce IEC A (TP a TN) Třífázová nesměrová nadproudová ochrana, stupeň s nižším nastavením PHLPTOC1 1 HV PHLPTOC2 1 LV Třífázová nesměrová nadproudová ochrana, stupeň s vyšším nastavením PHHPTOC1 1 HV PHHPTOC2 1 LV Třífázová nesměrová nadproudová ochrana, mžikový stupeň PHIPTOC1 1 HV PHIPTOC2 1 LV Třífázová směrová nadproudová ochrana, stupeň s nižším nastavením DPHLPDOC 1 HV Třífázová směrová nadproudová ochrana, stupeň s vyšším nastavením DPHHPDOC 1 HV Nesměrová zemní ochrana, stupeň s nižším nastavením EFLPTOC1 1 HV1) EFLPTOC2 1 LV1) Nesměrová zemní ochrana, stupeň s vyšším nastavením EFHPTOC1 1 HV1) EFHPTOC2 1 LV1) Směrová zemní ochrana, stupeň s nižším nastavením DEFLPDEF 2 HV1) Směrová zemní ochrana, stupeň s vyšším nastavením DEFHPDEF 1 HV1) Nadproudová ochrana vyhodnocující zpětnou složku proudu NSPTOC1 1 HV NSPTOC2 1 LV Přepěťová ochrana vyhodnocující nulovou složku ROVPTOV 3 HV Třífázová podpěťová ochrana PHPTUV 4 HV Třífázová přepěťová ochrana PHPTOV 3 HV Podpěťová ochrana vyhodnocující souslednou složku PSPTUV 2 HV Přepěťová ochrana vyhodnocující zpětnou složku NSPTOV 2 HV Frekvenční ochrana FRPFRQ 3 HV Ochrana proti přesycení OEPVPH 2 HV Třífázová ochrana proti tepelnému přetížení, dvě časové konstanty T2PTTR 1 HV Ztráta fáze (podproudová funkce) PHPTUC1 1 HV PHPTUC2 1 LV Stabilizovaná a mžiková diferenciální ochrana transformátorů s dvěma vinutími TR2PTDF 1 Číslicová stabilizovaná nízkoimpedanční zemní ochrana s vymezenou zónou LREFPNDF1 1 HV LREFPNDF2 1 LV Vysokoimpedanční zemní ochrana s vymezenou zónou působení HREFPDIF1 1 HV HREFPDIF2 1 LV ABB 5

6 Tabulka 1. Podporované funkce, pokračování Funkce IEC A (TP a TN) Ochrana při selhání vypínače CCBRBRF1 1 HV CCBRBRF2 CCBRBRF3 1 LV 1 HV Třífázová funkce detekce zapínacího proudu INRPHAR 1 HV Hlavní vypnutí TRPPTRC 4 Záblesková ochrana ARCSARC (3) 2) Funkce odpínání a obnovy zátěže LSHDPFRQ 6 HV Víceúčelová ochrana MAPGAPC 18 Funkce zapnutí do poruchy (SOF) CVPSOF 1 HV Ochrana vyhodnocující pokles výkonu DUPPDPR 2 HV Zpětná wattová ochrana / Směrová ochrana vyhodnocující překročení výkonu DOPPDPR 3 HV Ovládací funkce Ovládání vypínače CBXCBR1 1 HV CBXCBR2 CBXCBR3 1 LV 1 HV Ovládání odpojovače DCXSWI1 1 HV DCXSWI2 DCXSWI3 DCXSWI4 1 HV 1 LV 1 LV Ovládání uzemňovače ESXSWI1 1 HV ESXSWI2 ESXSWI3 1 LV 1 HV Indikace polohy odpojovače DCSXSWI1 1 HV DCSXSWI2 DCSXSWI3 DCSXSWI4 1 HV 1 LV 1 LV Indikace polohy uzemňovače ESSXSWI1 1 HV ESSXSWI2 ESSXSWI3 1 LV 1 HV Funkce kontroly synchronního a napěťového stavu (Synchrocheck, Energizing check) SECRSYN 1 HV Indikace polohy přepínače odboček TPOSYLTC 1 Funkce ovládání přepínače odboček s regulátorem napětí OLATCC (1) LV Monitorování a kontrola provozních podmínek 6 ABB

7 Tabulka 1. Podporované funkce, pokračování Funkce IEC A (TP a TN) Monitorování provozních podmínek vypínače SSCBR1 1 HV SSCBR2 SSCBR3 1 LV 1 HV Funkce kontroly vypínacího obvodu TCSSCBR1 1 HV TCSSCBR2 1 LV Kontrola proudového obvodu CCSPVC1 1 HV CCSPVC2 1 LV Rozšířená funkce kontroly proudového obvodu pro transformátory CTSRCTF 1 Funkce kontroly poruchy pojistek (jištění) SEQSPVC 1 HV Čítač doby běhu strojů a zařízení MDSOPT 2 Měřicí funkce Měření třífázového proudu CMMXU1 1 HV CMMXU2 1 LV Měření složek proudu CSMSQI1 1 HV CSMSQI2 1 LV Měření nulové složky proudu RESCMMXU1 1 HV RESCMMXU2 1 LV Měření třífázového napětí VMMXU 1 HV Měření jednofázového napětí VAMMXU2 1 LV VAMMXU3 1 HV Měření nulové složky napětí RESVMMXU 1 HV Měření složek napětí VSMSQI 1 HV Měření třífázového výkonu a energie PEMMXU 1 HV Záznam profilu zátěže LDPRLRC 1 HV Měření frekvence FMMXU 1 HV Funkce monitorování kvality energie Celkové zkreslení odebíraného proudu CMHAI 1 HV Celkové harmonické zkreslení napětí VMHAI 1 HV Změny napětí PHQVVR 1 HV Nesymetrie napětí VSQVUB 1 HV Ostatní funkce Časový člen minimální délky impulsu (2 členy) TPGAPC 4 Časový člen minimální délky impulsu (2 členy, rozlišení v sekundách) TPSGAPC 2 Časový člen minimální délky impulsu (2 členy, rozlišení v minutách) TPMGAPC 2 Impulsní časový člen (8 členů) PTGAPC 2 ABB 7

8 Tabulka 1. Podporované funkce, pokračování Funkce IEC A (TP a TN) Časové zpoždění návratu (8 členů) TOFGAPC 4 Časové zpoždění náběhu (8 členů) TONGAPC 4 Klopný obvod (8 členů) SRGAPC 4 Přesun signálu (8 členů) MVGAPC 4 Přesun celého čísla MVI4GAPC 4 Měřítko analogové hodnoty SCA4GAPC 4 Standardní body řízení (16 členů) SPCGAPC 3 Standardní body dálkového řízení SPCRGAPC 1 Standardní body místního řízení SPCLGAPC 1 Standardní čítače (nahoru/dolů) UDFCNT 12 Programovatelná tlačítka (16 tlačítek) FKEYGGIO 1 Záznamové funkce Poruchový zapisovač RDRE 1 Zapisovač poruch FLTRFRC 1 Zapisovač sekvence událostí (změnových stavů) SER 1 1, 2,... = Počet obsažených funkcí. Číslo reprezentuje počet identických funkčních bloků dostupných ve standardní konfiguraci. () = volitelné HV = funkční blok je v aplikaci použit na VVN straně (strana velmi vysokého napětí). LV = funkční blok je v aplikaci použit na VN straně (strana vysokého napětí). 1) Funkce využívá vypočtenou hodnotu, je-li použita vysokoimpedanční zemní ochrana s vymezenou zónou 2) Io se získává výpočtem z fázových proudů 3. Ochranné funkce je vybavena třífázovou diferenciální ochranou transformátoru s mžikovým stupněm a se stabilizovaným stupněm, který má pracovní charakteristiku rozdělenou na více částí s různými sklony (úhly) přímek charakteristiky. Tato ochrana zajišťuje rychlé a selektivní chránění při mezifázových zkratech, při mezizávitových poruchách a chrání i při přeskocích na průchodkách. Stabilita ochrany při zapnutí transformátoru je kromě blokování druhou harmonickou složkou zajištěna také moderním blokovacím algoritmem vyhodnocení tvaru a průběhu zapínacího proudu. Funkce blokování ochrany pátou harmonickou složkou zajišťuje dobrou stabilitu ochrany i při mírném přesycení výkonových transformátorů. Zemní ochrana s vymezenou zónou působení REF (Restricted Earth Fault) doplňuje celý systém diferenciálního chránění tak, že jsou detekovány i jednofázové zemní poruchy v blízkosti nulového zemnicího bodu transformátoru. Pro chránění vinutí transformátoru je možné zvolit buď ochranu s klasickou vysokoimpedanční logikou, nebo ochranu s číslicovou nízkoimpedanční logikou. Pokud je v aplikaci použita nízkoimpedanční REF ochrana, není nutné použít stabilizační odpory ani varistory (napěťově závislé odpory) a další výhodou je skutečnost, že transformační převod transformátoru proudu (CT) v nulovém bodu transformátoru může mít jiný převod, než mají fázové transformátory proudu. Díky blokovému (objektově orientovanému) charakteru a absolutní selektivitě REF ochrany není nutné tuto funkci začleňovat do logiky časového stupňování jiných logik chránění, a proto je možné ochranou zajistit rychlé vypnutí poruchy. IED také obsahuje ochrannou funkci proti tepelnému přetížení, která monitoruje tepelné namáhání vinutí transformátoru a brání rychlému stárnutí izolace vinutí. U záložních zkratových ochran, nadproudových fázových ochran, ochran vyhodnocujících zpětnou složku proudu i u zemních záložních ochran je k dispozici více samostatných funkčních stupňů pro obě strany výkonového transformátoru. K dispozici je také přepěťová zemní ochrana, která pracuje na bázi měřené nebo vypočtené hodnoty nulové složky napětí. IED je také vybaveno třífázovou přepěťovou ochranou, třífázovou podpěťovou ochranou a přepěťovou ochranou, která vyhodnocuje nulovou složku napětí. IED také nabízí ochranu při selhání vypínače a směrové ochrany vyhodnocující překročení a pokles výkonu. 8 ABB

9 Jestliže je zařízení rozšířeno o doplňkové HW a SW vybavení, je možné také připojit tři kanály detekce záblesku s čočkovými bodovými senzory, které u vnitřní rozvodny s ocelově krytými rozvaděči umožňují realizovat zábleskovou ochranu prostorů vypínače, přípojnic a kabelů. Rozhraní pro senzory zábleskové ochrany je k dispozici na volitelném komunikačním modulu. Rychlé vypnutí touto ochranou zvyšuje bezpečnost obsluhujícího personálu, a pokud dojde k obloukovému zkratu, limituje škody na zařízení rozvodny. Jako volitelný modul vstupů a výstupů může být použit modul s rychlými binárními výstupy (HSO), což dále sníží celkový čas působení typicky o ms v porovnání s běžnými výkonovými výstupy. 4. Aplikace IED bylo navrženo jako hlavní ochrana pro dvouvinuťové výkonové transformátory a bloky generátor - transformátor. IED může rovněž obsahovat regulátor napětí jako volitelnou funkci. lze použít v konfiguracích s jednoduchou i s dvojitou přípojnicí, v konfiguracích s jedním nebo s dvěma vypínači i v konfiguracích s vysokým počtem spínacích zařízení. IED podporuje značný počet jak ručně ovládaných, tak i motorem ovládaných odpojovačů a uzemňovačů a je schopné řídit provoz rozsáhlých konfigurací. Počet ovladatelných zařízení je závislý na počtu nepoužitých, tj. neobsazených binárních vstupů a binárních výstupů, které nejsou využity pro jiné potřeby aplikace. Počet dostupných vstupů / výstupů (I/O) lze zvýšit použitím rozšiřujících modulů RIO600 Remote I/O zařízení. IED nabízí rozsáhlé možnosti pro přizpůsobení konfigurací aplikačním požadavkům. PCM600 (Protection and Control IED Manager) je nástroj vhodný pro všechny výrobky produktové skupiny Relion a obsahuje všechny potřebné programy / nástroje pro konfiguraci zařízení včetně nastavení funkčnosti, parametrů, rozhraní ovládání HMI a komunikace. poskytuje současně jak funkce pro chránění a ovládání tak i funkci regulátoru napětí. Funkce regulace napětí je určena pro automatickou i ruční regulaci napětí výkonových transformátorů, které jsou vybaveny motory ovládanými přepínači odboček pod zatížením. Automatickou regulaci napětí je možné použít v aplikacích jak pro samostatný transformátor tak i pro až čtyři paralelně pracující transformátory. Je možné zvolit jak ochranu s klasickou vysokoimpedanční logikou s připojenými rezistory tak i ochranu s číslicovou vysokoimpedanční logikou. IED řady 620, která jsou objednána se zábleskovou ochranou, je možné vybavit volitelnou I/O kartou s rychlými výstupy, čímž dochází k dalšímu vylepšení zábleskové ochrany a minimalizaci dopadů obloukového zkratu. 3I HV 3U Uo Tovární konf. + Opce A ANSI IEC U L/50NL SYNC ARC 50P/51P 3I>>> 51P/51N 3I/Io Io HV Io LV 67/67N 84M 87T 90V 3I /Io TPOSM 3dI>T COLTC MAP MAP RTD Strana 32R/32O P>/Q> VVN 49T 3Ith>T 87NH diohi> U12b 87NL diolo> 3I LV Strana VN 87NH 87NL diohi> diolo> GUID-A758C BCBD77B75 V2 CS Obrázek 2. Chránění VVN/VN nebo VN/VN transformátoru s nízkoimpedanční zemní ochranou na obou stranách transformátoru ABB 9

10 3I HV Tovární konf. + Opce A ANSI IEC 25 50L/50NL 50P/51P 51P/51N 84M 87T 90V MAP SYNC ARC 3I>>> 3I/Io TPOSM 3dI>T COLTC MAP Io HV RTD U12/U12b Strana VVN 49T 87NH 87NL 3Ith>T diohi> diolo> 3I LV 3U Uo GUID-510B91B4-88A8-4A C38683DC2A92 V2 CS Obrázek 3. Chránění VVN/VN transformátoru se zemní ochranou s vymezenou zónou působení na primární straně transformátoru 5. Řešení podporovaná firmou ABB IED firmy ABB řady 620 pro chránění a ovládání spolu s řídicí jednotkou pro automatizaci rozvodny COM600 vytvářejí skutečné řešení v souladu se standardem IEC 61850, které je určeno pro spolehlivou distribuci elektrické energie v systémech energetických i průmyslových společností. Pro usnadnění a zefektivnění systémového inženýringu využívají zařízení ABB sady sjednocujících programů (connectivity packages). Sady sjednocujících programů (connectivity packages) obsahují kompilace SW programů, IED specifické informace včetně vzorových jednopólových schémat a komplexní datový model IED. Datový model rovněž zahrnuje seznamy parametrů a událostí (změnových stavů). Prostřednictvím nástroje PCM600 (Protection and Control IED Manager) a příslušných sad sjednocujících programů je možné IED snadno konfigurovat a tato IED integrovat do řídicí jednotky pro automatizaci rozvodny COM600 nebo do systému ovládání a řízení sítě MicroSCADA Pro. Výrobky řady 620 nabízí podporu IEC Edice 2 včetně horizontálního přenosu binárních a analogových zpráv GOOSE. Kromě toho je podporována i procesní sběrnice s vysíláním vzorkovaných hodnot analogových fázových proudů a napětí a přijímáním vzorkovaných hodnot napětí. Při porovnání s tradičním modelem, kdy jsou signály zařízení propojeny vodiči, nabízí komunikace 'peer-to-peer' (komunikace mezi funkčními jednotkami stejné vrstvy), realizovaná prostřednictvím spínané Ethernetové sítě LAN, moderní a víceúčelovou platformu chránění energetického systému. Mezi významné a typické vlastnosti tohoto konceptu chránění, který umožňuje skutečnou a plnou implementaci standardu pro automatizaci rozvoden IEC 61850, patří rychlá a na bázi SW programů pracující komunikace, trvalá kontrola integrity systému ochran i komunikačního systému a značná flexibilita při změně konfigurace a při modernizaci systému. Výrobky této řady jsou schopné optimálně využít součinnosti poskytované standardem IEC Edice 2. Na úrovni rozvodny poskytuje COM600 vyšší funkčnost na této úrovni využitím kompletních dat z IED na úrovni pole. COM600 zajišťuje rozhraní ovládání HMI, které pracuje na bázi webového prohlížeče, a přizpůsobivý grafický displej určený pro vizualizaci jednopólových mimických schémat i konceptu řešení jednotlivých polí rozvodny. Webové rozhraní HMI COM600 také poskytuje přehled o celé rozvodně, včetně IED specifických jednopólových schémat, a zajišťuje snadný přístup k informacím. Webové rozhraní HMI umožňuje také dálkový přístup k zařízení rozvodny a k vlastnímu procesu, a tím zvyšuje i bezpečnost obsluhy. COM600 je kromě toho možné použít jako místní datové úložiště pro technickou dokumentaci rozvodny a také pro uložení dat sítě, která jsou získána a přenesena z IED. Shromážděná data sítě umožňují provést rozsáhlou analýzu poruch v síti a zpracovat příslušné záznamy. Při těchto analýzách jsou použita historická data i záznamy změnových stavů (událostí) zpracované zařízením COM600. Tato historická data je možné použít pro přesné monitorování chování procesu a hodnoty těchto historických dat lze použít pro výpočty odezvy zařízení v reálném čase. Kombinování časově definovaných dat 10 ABB

11 procesních měření a změnových stavů (událostí) získaných během provozu a údržby umožní uživateli získat informace o dynamice procesu. Zařízení COM600 je také možné použít ve funkci komunikační brány (Gateway), která zajišťuje nepřerušované spojení mezi IED na úrovni rozvodny a systémy na úrovni ovládání a řízení sítě MicroSCADA Pro, nebo systémy řízení procesů 800xA. Tabulka 2. Řešení podporovaná firmou ABB Výrobek Řídicí jednotka pro automatizaci rozvodny COM600 Verze 4.0 SP1 nebo verze vyšší 4.1 nebo verze vyšší (Edice 2) MicroSCADA Pro SYS FP2 nebo verze vyšší 9.4 nebo verze vyšší (Edice 2) Systém 800xA 5.1 nebo verze vyšší ABB MicroSCADA Pro/ Systém 800xA Energetická společnost: IEC Průmysl: OPC COM600 Web HMI COM600 Web HMI Ethernetový přepínač PCM600 Ethernetový přepínač PCM600 Horizontální komunikace analogových a binárních GOOSE signálů IEC Horizontální komunikace analogových a binárních GOOSE signálů IEC GUID-4D002AA0-E35D-4D3F-A157-01F1A3044DDB V2 CS Obrázek 4. Příklad energetického systému firmy ABB, v kterém jsou použita IED produktové skupiny Relion, řídicí jednotka pro automatizaci rozvodny COM600 a systém MicroSCADA Pro / systém 800xA 6. Ovládací funkce integruje funkce určené pro ovládání vypínačů, odpojovačů a uzemňovačů prostřednictvím jednotky HMI na čelním panelu nebo prostřednictvím povelů dálkového řízení. IED obsahuje tři bloky pro ovládání vypínače. Kromě bloku pro ovládání vypínače je IED vybaveno čtyřmi bloky řízení, které jsou určeny pro ovládání odpojovače nebo podvozku vypínače s motorovým pohonem. IED také nabízí tři bloky řízení, které jsou určeny pro ovládání uzemňovače s motorovým pohonem. IED kromě těchto funkcí obsahuje čtyři doplňkové bloky pro indikaci polohy odpojovače a tři bloky pro indikaci polohy uzemňovače, ABB 11

12 které jsou použitelné u odpojovačů a uzemňovačů ovládaných pouze ručně. Pro každé použité řízené a ovladatelné primární zařízení musí být v IED k dispozici dva fyzické binární vstupy a dva fyzické binární výstupy. Počet použitých binárních vstupů a binárních výstupů je závislý na zvolené HW konfiguraci IED. V případě, že pro zvolenou HW konfiguraci není počet dostupných binárních vstupů nebo binárních výstupů dostatečný, lze použít moduly RIO600 pro rozšíření použitelných vstupů a výstupů. Binární vstupy a výstupy externího I/O modulu je možné použít pro binární signály, které jsou u dané aplikace časově méně kritické. Tato integrace umožňuje uvolnit některé původně funkčně vyhrazené binární vstupy a výstupy IED. U binárních výstupů, které jsou zvoleny pro ovládání primárního zařízení, musí být pečlivě ověřena vhodnost jejich použití. Jedná se například o kontrolu spínací schopnosti, zatížitelnosti i rozpínací schopnosti kontaktu / výstupu. Pokud není možné požadavky kladené na ovládací obvod primárního zařízení splnit, je nutné zvážit použití externích pomocných relé. Grafický LCD displej jednotky HMI zobrazuje jednopólové schéma (SLD) s indikací poloh příslušného primárního zařízení. Blokovací logiky požadované v příslušné aplikaci jsou konfigurovány prostřednictvím signálové matice (Signal Matrix), nebo aplikační konfigurační funkcí v programu PCM600. Implementovaná funkce kontroly synchronního stavu (Synchrocheck) ověřuje, zda hodnoty napětí, fázového úhlu i frekvence na obou stranách vypnutého vypínače splňují podmínky definované pro bezpečné spínání dvou sítí. Tato funkčnost je k dispozici jako volitelné vybavení řízení napětí na straně zátěže výkonového transformátoru. Zařízení na základě měřených hodnot vysílá ovládací povely na přepínač odboček, a tím umožňuje realizovat volitelnou automatickou regulaci napětí. 7. Měřicí funkce IED trvale měří fázové proudy a nulový proud (nulovou složku proudu). IED také měří fázová napětí a nulovou složku napětí. IED kromě toho počítá symetrické složky proudu a napětí, hodnoty systémové frekvence, činného i jalového výkonu, účiníku, činné i jalové energie, stejně jako hodnoty odběru (spotřeby) proudu a výkonu za uživatelem volitelné a přednastavené časové intervaly. Vypočtené hodnoty jsou získány také z ochranných funkcí a funkcí monitorování provozních podmínek. IED prostřednictvím RTD vstupů nebo 'ma' vstupů může měřit analogové signály, jako jsou například hodnota teploty, hodnota tlaku i poloha přepínače odboček. Kromě RTD modulu, který je součástí kombinace základního HW vybavení, je do IED také možné přidat další volitelný RTD/mA modul. Měřené hodnoty jsou dostupné místně prostřednictvím uživatelského rozhraní na čelním panelu nebo dálkově prostřednictvím komunikačního rozhraní IED. Místní i dálkový přístup k těmto hodnotám je také umožněn prostřednictvím uživatelského rozhraní, které pracuje na bázi internetového prohlížeče. IED je vybaveno zapisovačem profilu zátěže. Funkce záznamu profilu zátěže ukládá historická data zátěže snímaná v pravidelných časových intervalech (intervaly odběru / spotřeby). Záznamy jsou vytvořeny ve formátu COMTRADE. 8. Kvalita energie V EN standardech je kvalita energie definována prostřednictvím charakteristických vlastností napájecího napětí. Přechodové stavy, krátkodobé i dlouhodobé změny a nesymetrie napětí i zkreslení průběhu napětí jsou charakteristickými jevy v popisu kvality energie. Funkce monitorování zkreslení jsou použity pro monitorování celkového zkreslení odebíraného proudu a celkového harmonického zkreslení napětí. Monitorování kvality energie je základní služba, kterou může energetická společnost nabídnout a zajistit svým průmyslovým a nejdůležitějším zákazníkům. Monitorovací systém může poskytnout informace o systémových poruchách a jejich možných příčinách. Může také detekovat problémové podmínky v celém systému již předtím, než dojde k stížnostem ze strany zákazníka, k chybné funkci zařízení nebo dokonce k poškození nebo poruše zařízení. Problémy s kvalitou energie nejsou omezeny pouze na stranu systému energetické společnosti. Většina problémů s kvalitou energie je ve skutečnosti lokalizována v zařízení na straně zákazníka. Z toho plyne, že monitorování kvality energie není pouze efektivní nástroj strategie služeb pro zákazníka, ale jedná se také o možnost ochrany pověsti energetické společnosti z hlediska zajištění kvality energie a poskytovaných služeb. IED disponuje následujícími funkcemi monitorování kvality energie. Změny napětí Nesymetrie napětí Harmonické složky proudu Harmonické složky napětí Funkce nesymetrie napětí a změny napětí jsou použity pro měření krátkodobých změn napětí a pro monitorování podmínek nesymetrie napětí v přenosových energetických sítích i v distribučních sítích. Funkce harmonických složek napětí a proudu poskytují metody pro monitorování kvality energie prostřednictvím měření zkreslení průběhu proudového signálu i zkreslení průběhu napěťového signálu. Funkce poskytuje krátkodobé 3 sekundové průměrné hodnoty i hodnoty dlouhodobého odběru energie z pohledu celkového zkreslení odběru energie (TDD = Total Demand Distortion) a celkového harmonického zkreslení (THD = Total Harmonic Distortion). 12 ABB

13 9. Poruchový zapisovač IED je vybaveno poruchovým zapisovačem s 12 kanály analogových signálů a 64 kanály binárních signálů. Analogové kanály je možné nastavit buď pro záznam průběhů, nebo pro záznam trendů měřených proudů a měřeného napětí. Analogové kanály lze nastavit tak, že spouštějí funkci záznamu v okamžiku, kdy měřená hodnota klesne pod nastavenou hodnotu, případně překročí nastavenou hodnotu. Kanály binárních signálů je možné nastavit tak, že záznam spouštějí náběžnou hranou, sestupnou hranou nebo oběma hranami binárního signálu. Standardně jsou binární kanály nastaveny na záznam externích nebo interních signálů IED, například pro záznam popudových nebo vypínacích signálů jednotlivých stupňů ochranných funkcí nebo pro záznam externích blokovacích, případně ovládacích signálů. Záznam je možné spustit binárními signály, jako jsou například popudové nebo vypínací signály ochranných funkcí, případně externí ovládací signály implementované prostřednictvím binárních vstupů. Zaznamenané informace jsou uloženy v energeticky nezávislé paměti a tyto informace je možné načíst a použít při následné analýze poruchy. hodnoty signálu) a režimu Peak-to-peak (měření mezivrcholové hodnoty signálu). Měřené hodnoty jsou v záznamu poruchy uloženy v okamžiku popudu ochranné funkce. Kromě toho je samostatně zaznamenávána hodnota maximálního odběru (spotřeby) s časovou značkou. Tyto záznamy jsou uloženy v energeticky nezávislé paměti. 12. Funkce monitorování provozních podmínek Funkce určená pro monitorování provozních podmínek nepřetržitě monitoruje stav a pracovní podmínky vypínače. Toto monitorování zahrnuje kontrolu času potřebného pro natažení pružiny vypínače, kontrolu tlaku plynu SF6, monitorování přestavných časů vypínače a monitorování doby neaktivního stavu vypínače. Monitorovací funkce poskytují historická data o provozu vypínače, která je možné použít pro plánování preventivní údržby vypínače. IED kromě toho obsahuje i čítač doby běhu, který je určen pro monitorování počtu hodin provozu chráněného zařízení a tím umožňuje plánování preventivní údržby zařízení. 10. Záznam změnových stavů (událostí) Aby bylo možné provádět sběr informací o sekvencích změnových stavů / událostí je IED vybaveno energeticky nezávislou pamětí s kapacitou pro uložení až 1024 změnových stavů (událostí) včetně příslušných časových značek. Tato data jsou v energeticky nezávislé paměti uchována i v případě, že dojde k dočasné ztrátě pomocného napájení IED. Záznam událostí umožňuje detailní analýzy stavů před poruchou i po poruše, při zkratech a poruchách na vývodu. Zvýšená schopnost IED zpracovávat data a zvýšená kapacita pro ukládání těchto dat i dat změnových stavů (událostí) jsou předpokladem podpory stále rostoucích nároků a požadavků na poskytované informace v konfiguracích současných i budoucích sítí. Informace o sekvencích změnových stavů / událostí jsou dostupné místně prostřednictvím uživatelského rozhraní na čelním panelu nebo dálkově prostřednictvím komunikačního rozhraní IED. Místní nebo dálkový přístup k těmto informacím je také umožněn prostřednictvím uživatelského rozhraní, které pracuje na bázi internetového prohlížeče. 11. Zaznamenaná data IED disponuje kapacitou pro uložení záznamů 128 posledních poruchových událostí. Tyto záznamy uživateli umožňují analyzovat události v energetickém systému. Každý záznam obsahuje hodnoty proudů a napětí, hodnoty úhlů, časové značky a další informace. Záznam poruchy je možné spustit popudovým signálem nebo vypínacím signálem bloku ochranné funkce, případně oběma uvedenými signály. K dispozici jsou různé režimy měření, včetně režimu DFT (číslicově vypočtené základní složky signálu), režimu RMS (měření efektivní 13. Funkce kontroly vypínacího obvodu Funkce kontroly vypínacího obvodu trvale monitoruje kontinuitu a funkčnost vypínacího obvodu. Funkce indikuje rozpojený monitorovaný obvod v obou polohách vypínače (zapnutý i vypnutý stav vypínače). Funkce současně detekuje i ztrátu ovládacího napětí vypínače. 14. Funkce samočinné kontroly Integrovaný systém samočinné kontroly nepřetržitě monitoruje stav HW vybavení i činnost SW vybavení IED. Jakákoli porucha nebo detekovaná chybná funkce je jako výstraha indikována operátorovi. Aby se zabránilo chybnému vypnutí, jsou v případě detekce trvalé poruchy IED blokovány ochranné funkce. 15. Funkce kontroly poruchy pojistek (jištění) Funkce kontroly poruchy pojistek (jištění) detekuje poruchy v úseku mezi obvodem měření napětí a IED. Poruchy jsou detekovány buď algoritmem, který pracuje na bázi vyhodnocení zpětné složky napětí, nebo algoritmem, který pracuje na bázi vyhodnocení rozdílu napětí a rozdílu proudu. V případě detekce poruchy je funkcí kontroly poruchy pojistek (jištění) aktivována výstraha (alarm) a proti nežádoucímu vypnutí jsou touto funkcí blokovány napěťově závislé ochranné funkce. 16. Kontrola proudového obvodu Funkce kontroly proudového obvodu je použita pro detekci poruch a chyb v sekundárních obvodech transformátorů proudu. Při detekci poruchy je funkcí kontroly proudového obvodu aktivována výstražná LED dioda (alarm) a proti nežádoucímu vypnutí jsou funkcí blokovány určité ochranné ABB 13

14 funkce. Funkce kontroly proudového obvodu počítá sumární hodnotu fázových proudů z jader transformátorů proudu určených pro ochrany a tuto hodnotu porovnává s referenční hodnotou jednoho proudu, která je měřena jedním součtovým transformátorem proudu, nebo s hodnotou odvozenou z fázových proudů jiné sady jader transformátorů proudu. 17. Přístup k ovládání Aby bylo IED chráněno proti neautorizovanému použití a současně byla zachována integrita informací, je IED vybaveno systémem ověření a potvrzení funkčního oprávnění ve čtyřech úrovních. Systém pracuje na bázi správcem programovatelných individuálních hesel pro úroveň zobrazení / čtení dat, úroveň operátora, úroveň systémového inženýra a úroveň správce systému. Oprávnění pro přístup k ovládání platí pro uživatelské rozhraní na čelním panelu, pro uživatelské rozhraní, které pracuje na bázi internetového prohlížeče i pro práci s nástrojem PCM Vstupy a výstupy IED je vybaveno šesti vstupy pro fázové proudy, dvěma vstupy pro nulové proudy, třemi vstupy pro fázová napětí, jedním vstupem pro měření nulové složky napětí, jedním vstupem funkce Synchrocheck pro sdružené napětí a jedním vstupem on-line funkce automatického regulátoru napětí přepínání odboček pro sdružené napětí. Základní konfigurace IED kromě vstupů pro měření proudů a napětí obsahuje 8 binárních vstupů a 13 binárních výstupů. Základní konfigurace kromě toho nabízí dva RTD vstupy a jeden 'ma' vstup. Vstupy pro fázové proudy i vstupy pro nulové proudy mají jmenovitou hodnotu 1 / 5 A. To znamená, že k vstupům je možné připojit buď 1 A nebo 5 A sekundární obvody transformátorů proudu. Vstupy pro měření tří fázových napětí a nulové složky napětí mají rozsah, který pokrývá hodnoty jmenovitých napětí v rozpětí V. K těmto vstupům je možné připojit jak sdružená, tak i fázová napětí. Základní konfigurace IED jako volitelné doplňkové vybavení obsahuje jednu prázdnou pozici (slot), na kterou je možné osadit jeden z následujících volitelných modulů. Jako první volba je k dispozici modul doplňkových binárních vstupů a výstupů, kterým je do IED přidáno osm binárních vstupů a čtyři binární výstupy. Tato volba je speciálně určená pro aplikace, kde je IED připojeno k několika ovladatelným objektům. Jako druhá volba je k dispozici modul doplňkových RTD/mA vstupů, kterým je zvýšen počet vstupů IED o šest RTD vstupů a dva 'ma' vstupy tehdy, pokud mají být v aplikaci měřeny signály z čidel, jako jsou například čidla měření teplot, tlaků, hladin atd. Jako třetí volba je k dispozici karta s rychlými výstupy, která obsahuje osm binárních vstupů a tři rychlé výstupy. Při srovnání rychlých výstupů s tradičními mechanickými výstupními relé mají tyto výstupy kratší dobu aktivace a v časově velmi kritických aplikacích, jako jsou například zábleskové ochrany, zkracují celkový čas působení ochrany o ms. Rychlé výstupy jsou volně konfigurovatelné a nejsou tedy v aplikacích omezeny pouze na použití u zábleskových ochran. Jmenovité hodnoty proudových a napěťových vstupů jsou seřiditelné parametry IED. Nastavením parametrů IED jsou kromě toho také definovány prahové úrovně binárních vstupů v rozsahu V ss. Všechny binární vstupy a výstupní kontakty jsou volně konfigurovatelné pomocí nástroje Signal Matrix (Signálová matice) nebo Application Configuration (aplikační konfigurační nástroj) programu PCM600. Podrobnější informace o vstupech a výstupech jsou uvedeny v tabulce s přehledem vstupů / výstupů a na svorkovnicových výkresech. Pokud nejsou počtem vlastních vstupů a výstupů IED pokryty všechny předpokládané účely a funkce, může být počet použitelných vstupů a výstupů IED zvýšen připojením externího vstupního nebo výstupního modulu, jako například RIO600. V tomto případě jsou externí vstupy a výstupy připojeny k IED prostřednictvím IEC GOOSE signálů, kterými je dosaženo rychlých reakčních časů při přenosu informací mezi IED a zařízením RIO600. Připojení binárních vstupů a výstupů mezi IED a jednotkami RIO600 je možné konfigurovat v nástroji PCM600 a poté použít v konfiguraci IED. Tabulka 3. Přehled vstupů / výstupů Tovární konf. Číslo (pozice) objednacího kódu Analogové kanály Binární kanály CT (proudy) VT (napětí) BI (vstupy) BO (výstupy) RTD ma A AA AA PO + 13 SO 2 1 AB 8 4 PO + 9 SO 8 3 AC 16 4 PO + 9 SO + 3 HSO 2 1 NN 8 4 PO + 9 SO ABB

15 19. Staniční komunikace IED podporuje řadu komunikačních protokolů včetně IEC Edice 1 a Edice 2, IEC LE, IEC , Modbus a DNP3. Komunikační protokol Profibus DPV1 je podporován při použití převodníku SPA-ZC 302. Prostřednictvím těchto protokolů jsou k dispozici provozní informace a je umožněno ovládání. Některé komunikační funkce, jako například komunikace mezi IED na horizontální úrovni, jsou k dispozici pouze u komunikačního protokolu IEC Protokol IEC tvoří jádro IED, jelikož ochranné a ovládací aplikace jsou plně založeny na standardních modelech. Zařízení podporuje verze standardu Edice 2 a Edice 1. S podporou Edice 2 disponuje zařízení poslední verzí funkčního modelování aplikací pro moderní rozvodny. To rovněž zahrnuje plnou podporu funkčnosti standardního režimu zařízení s podporou různých aplikačních testů. Ovládací funkce mohou využívat nové spolehlivé a vyspělé způsoby zabezpečení ovládání rozvodny. Implementovaná komunikace IEC podporuje všechny monitorovací i ovládací funkce. Kromě toho je prostřednictvím IEC protokolu možné provádět nastavení parametrů i poruchových zápisů a tento protokol zajišťuje také přístup k záznamům poruch. Poruchové záznamy jsou k dispozici v souborech standardního formátu COMTRADE a jsou k dispozici pro zpracování jakoukoli Ethernetovou aplikací. Zařízení podporuje současný přenos (report) dat těchto událostí až na pět různých klientských rozhraní na staniční sběrnici. Zařízení umožňuje vzájemnou výměnu dat s jinými zařízeními pomocí protokolu IEC Zařízení umožňuje vysílání binárních a analogových signálů na jiná IED (tzv. horizontální komunikace) prostřednictvím zpráv GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) komunikačního profilu protokolu IEC Binární zprávy GOOSE lze například využít pro logiky ochranných funkcí a logiky blokovacích podmínek. Zařízení splňuje požadavky definované standardem IEC na kvalitu zpráv GOOSE při jejich použití pro potřeby vypínání v aplikacích distribučních rozvoden (čas přenosu dat mezi zařízeními <10 ms). Zařízení také prostřednictvím zpráv GOOSE podporuje vysílání i příjem analogových hodnot. Analogové zprávy GOOSE zajišťují přenos měřených analogových hodnot po staniční sběrnici, čímž umožňují např. přenos měřených hodnot mezi zařízeními v případě regulace paralelních transformátorů. Kromě toho je podporována i procesní sběrnice s vysíláním vzorkovaných hodnot analogových fázových proudů a napětí a přijímáním vzorkovaných hodnot napětí. Touto funkčností a Ethernetovou komunikací lze nahradit galvanické propojení vodiči mezi skříněmi. Měřené hodnoty jsou prostřednictvím protokolu IEC LE přenášeny jako vzorkované hodnoty. U předpokládané aplikace s použitím vzorkovaných hodnot jsou vzorky fázových napětí sdíleny s dalšími IED řady 620, která mají napěťové funkce a podporují protokol 9-2. IED řady 620 s aplikacemi na principu procesní sběrnice používají pro časovou synchronizaci s vysokou přesností protokol IEEE IED pro redundantní Ethernetovou komunikaci nabízí buď dvě optická, nebo dvě galvanická Ethernetová rozhraní. K dispozici je také třetí port s galvanickým Ethernetovým síťovým rozhraním. Třetí Ethernetové rozhraní zajišťuje, že v rámci pole rozvodny je možné k staniční sběrnici IEC připojit jakékoli Ethernetové zařízení, jako je například připojení vzdáleného modulu vstupů / výstupů (Remote I/O). Redundance Ethernetové sítě lze docílit použitím redundantního HSR protokolu (High-availability Seamless Redundance Protocol), nebo PRP protokolu (Parallel Redundancy Protocol), případně použitím self-healing kruhové komunikace ovládané řízenými přepínači a RSTP protokolem (Rapid Spanning Tree Protocol). Ethernetovou redundanci je možné aplikovat u Ethernetových protokolů IEC 61850, Modbus a DNP3. Standard IEC specifikuje redundanci sítě, která zlepšuje dostupnost systému staniční komunikace. Základem redundance sítě jsou dva komplementární protokoly definované ve standardu IEC : PRP a HSR protokoly. Oba protokoly jsou schopné řešit poruchu spojovací linky nebo poruchu přepínače příslušným přepnutím s nulovým časem. U obou protokolů má každý síťový uzel dva identické Ethernetové porty, z nichž každý je vyhrazen pro jedno síťové spojení. Protokoly pracují s předpokladem zdvojení všech přenášených informací a pokud dojde k poruše spojovací linky nebo k poruše přepínačů, zajišťují příslušné přepnutí s nulovým časem, čímž jsou splněny striktní požadavky systému automatizace rozvodny na komunikaci v reálném čase. U protokolu PRP je každý síťový uzel přiřazen ke dvěma nezávislým sítím, které pracují paralelně. Aby byla zajištěna jejich nezávislost na poruše, jsou tyto sítě zcela odděleny a mohou používat různé technologie. To znamená, že paralelně provozované sítě zajišťují obnovu spojení s nulovým časem, a aby se vyloučily možné poruchy, je aplikována trvalá kontrola redundance spojení. ABB 15

16 COM600 SCADA Ethernetový přepínač IEC PRP Ethernetový přepínač REF615 REF620 REM620 REF615 GUID-334D26B1-C3BD-47B6-BD9D A5E9D V1 CS Obrázek 5. Řešení s PRP protokolem (paralelní redundantní protokol) Protokol HSR aplikuje princip paralelního provozu PRP na jednoduchý komunikační kruh. Síťovým uzlem jsou s každou zprávou vyslány dva datové rámce, jeden rámec prostřednictvím každého portu. Oba datové rámce cirkulují po komunikačním kruhu, každý v opačném směru. Aby byl uskutečněn přenos na další komunikační uzel, jsou přijaté datové rámce předávány z jednoho portu na druhý port. Aby se vyloučil přenos dat ve smyčce, je v okamžiku, kdy zdrojový komunikační uzel přijme vyslaný datový rámec, příslušný datový rámec tímto uzlem odmítnut. Komunikační kruh HSR s IED řady 620 podporuje připojení až třiceti IED. Jestliže má být k síti připojeno více než třicet IED, doporučuje se komunikační síť rozdělit do několika kruhů a tím zajistit provoz aplikace v reálném čase. 16 ABB

17 COM600 SCADA Zařízení nepodporuje HSR Ethernetový přepínač Redundantní skříňka Redundantní skříňka Redundantní skříňka IEC HSR REF615 REF620 REM620 REF615 GUID D-7FC8-49F3-A4FE-FB4ABB V1 CS Obrázek 6. Řešení s HSR protokolem (protokol vysoce použitelného nepřerušitelného okruhu) Volba mezi HSR a PRP redundantními protokoly je závislá na požadované funkčnosti, nákladech / ceně a komplikovanosti aplikace. Řešení Ethernetového 'self-healing' kruhu umožňuje vytvářet cenově efektivní komunikační kruh ovládaný řízeným přepínačem a podporovaný RSTP protokolem (Rapid Spanning Tree Protocol). Řízeným přepínačem je ovládána konzistentnost smyčky, jsou jím směrována data a v případě poruchy komunikace je přepínačem upraven i tok dat. IED v kruhové topologii pracují jako neřízené přepínače určené pro datový provoz i pro přenos dat, které nesouvisejí s funkčností příslušných IED. Řešení Ethernetového komunikačního kruhu podporuje připojení až třiceti IED řady 620. Jestliže má být ke komunikačnímu kruhu připojeno více než třicet IED, doporučuje se síť rozdělit do několika kruhů. Řešení Ethernetového 'selfhealing' kruhu připouští a řeší poruchu v jednom bodu a tím zvyšuje spolehlivost komunikace. ABB 17

18 Klient A Klient B Síť A Síť B Řízený Ethernetový přepínač s RSTP podporou Řízený Ethernetový přepínač s RSTP podporou GUID-AB81C355-EF5D AE0-01DC076E519C V4 CS Obrázek 7. Řešení s 'self-healing' Ethernetovým komunikačním kruhem Všechny komunikační konektory (s výjimkou konektoru komunikačního portu na čelním panelu IED) jsou integrovanou součástí volitelných komunikačních modulů. IED je možné do komunikačního systému, který pracuje na bázi Ethernetové komunikace, připojit přes RJ-45 konektor (100Base-TX) nebo optický LC konektor (100Base-FX). Je-li požadováno připojení k sériové sběrnici, lze použít 9 pólový RS-485 konektor se šroubovými svorkami. K dispozici je volitelné sériové komunikační rozhraní RS-232. Implementovaná komunikace Modbus podporuje režimy RTU, ASCII a TCP. IED kromě standardní funkčnosti komunikace Modbus také podporuje sběr a přenos dat změnových stavů s časovou značkou, změnu aktivní skupiny nastavení a načítání posledních záznamů poruch. Jestliže je použito spojení Modbus TCP, je možné k IED současně připojit až pět klientských rozhraní. Sériovou komunikaci Modbus i komunikaci Modbus TCP je možné použít paralelně. V případě požadavku je možné protokol IEC i protokoly Modbus provozovat současně. Implementovaná komunikace IEC podporuje dvě paralelní spojení sériovou sběrnicí s dvěma různými nadřazenými zařízeními (Master). IED kromě standardní a základní funkčnosti také podporuje změnu aktivní skupiny nastavení a načítání záznamů poruch ve formátu IEC Komunikaci IEC je možné použít současně s protokolem IEC Komunikace DNP3 podporuje jak sériový, tak i TCP režim spojení až s pěti nadřazenými zařízeními (Master). U komunikace je podporována změna aktivní skupiny nastavení i čtení poruchových záznamů. Sériovou komunikaci DNP i komunikaci DNP TCP lze použít paralelně. V případě požadavku je možné protokol IEC i protokoly DNP provozovat současně. IED řady 620 ve spojení s adaptérem protokolu Profibus SPA- ZC 302 podporuje také komunikaci Profibus DPV1. Pokud je požadována komunikace Profibus, musí být zařízení objednáno s volitelnou sériovou komunikací Modbus. Implementace protokolu Modbus zahrnuje i funkci emulace SPA protokolu. Tato funkčnost umožňuje připojení IED k převodníku SPA-ZC 302. Je-li pro sériovou komunikaci použita sběrnice RS-485, je podporováno dvouvodičové i čtyřvodičové zapojení sběrnice. Ukončení sběrnice i zvyšovací / snižovací odpory je možné konfigurovat pomocí můstků na komunikační kartě, takže není nutné používat externí odpory. IED podporuje následující metody časové synchronizace s rozlišením časové značky v rozsahu 1 ms: 18 ABB

19 Ethernetová časová synchronizace SNTP (Simple Network Time Protocol) Časová synchronizace se speciálním připojením IRIG-B (Inter-Range Instrumentation Group - časový kód formátu B) IED podporuje následující metodu časové synchronizace s vysokou přesností a s rozlišením časového značkování v rozsahu 4 μs, která je požadována speciálně v aplikacích procesní sběrnice. PTP (Precise Timing Protocol) / (IEEE 1588) v2 s výkonovým profilem (Power Profile) Podpora protokolu IEEE 1588 je k dispozici u všech variant IED, které jsou vybaveny redundantním Ethernetovým komunikačním modulem. Charakteristické vlastnosti protokolu IEEE 1588 v2 Běžné hodiny s algoritmem BMC (Best Master Clock) Transparentní hodiny pro topologii Ethernetového kruhu, pracující v režimu jednoho kroku (One-step clock) Výkonový profil protokolu 1588 v2 Příjem (slave): Přiřazení časové značky v prvním kroku / ve druhém kroku (1-step / 2-step) Vysílání (master): Přiřazení časové značky v prvním kroku (1- step) Mapování vrstvy / úrovně 2 (Layer 2 mapping) Výpočet zpoždění mezi zařízeními (Peer to peer delay) Provoz ve skupinovém režimu (Multicast operation) Požadovaná přesnost primárních systémových hodin (Grandmaster Clock) je +/- 1 μs. Jestliže primární systémové hodiny nejsou krátkodobě k dispozici, může IED pracovat jako zařízení hlavních hodin s algoritmem BMC. Podpora protokolu IEEE 1588 je k dispozici u všech variant IED, které jsou vybaveny redundantním Ethernetovým komunikačním modulem. Kromě výše uvedených metod je IED podporována časová synchronizace prostřednictvím sériových komunikačních protokolů Modbus, DNP3 a IEC Tabulka 4. Podporovaná komunikační rozhraní a podporované protokoly na úrovni rozvodny Rozhraní/Protokoly Ethernetové rozhraní Sériové rozhraní 100BASE-TX RJ BASE-FX LC RS-232/RS-485 Optické vlákno ST IEC IEC LE - - MODBUS RTU/ASCII - - MODBUS TCP/IP - - DNP3 (sériový přenos) - - DNP3 TCP/IP - - IEC = Podporovaná komunikace ABB 19

20 20. Technická data Tabulka 5. Rozměry Popis Šířka Rám 262,2 mm Skříň 246 mm Výška Rám 177 mm, 4U Skříň 160 mm Hloubka 201 mm Hmotnost Kompletní IED max. 5,5 kg Pouze zásuvná jednotka max. 3,0 kg Tabulka 6. Napájení Popis Typ 1 Typ 2 Jmenovité napětí U aux 100, 110, 120, 220, 240 V st, 50 a 60 Hz 24, 30, 48, 60 V ss 48, 60, 110, 125, 220, 250 V ss Maximální doba přerušení pomocného stejnosměrného napětí bez resetu IED 50 ms při jmenovitém napětí U n Odchylky napětí U aux % U n ( V st) % U n ( V ss) % U n (38, V ss) Prahová úroveň najetí zdroje 19,2 V ss (24 V ss 80%) Spotřeba pomocného napájecího napětí v klidovém stavu (P q )/v aktivovaném stavu Napětí ss <18,0 W (jmenovitá hodn. 1) )/<22,5 W (max. hodn. 2) ) Napětí st <19,0 W (jmenovitá hodn. 1) )/<23,0 W (max. hodn. 2) ) Napětí ss <18,5 W (jmenovitá hodn. 1) )/<22,5 W (max. hodn. 2) ) Zvlnění pomocného stejnosměrného napětí Typ pojistky Max. 15% stejnosměrné hodnoty (při frekvenci 100 Hz) T4A/250 V 1) Během měření spotřeby je zařízení napájeno jmenovitým pomocným napětím a žádný binární výstup není aktivován 2) Během měření spotřeby je zařízení napájeno jmenovitým pomocným napětím a nejméně polovina binárních výstupů je aktivována 20 ABB