Relion řada 620. Chránění a ovládání motoru REM620 Popis a technická data výrobku

Transkript

1 Relion řada 620 Chránění a ovládání motoru 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 REM630 je komplexní IED určené pro chránění, ovládání, měření a monitorování středně velkých i velkých synchronních i asynchronních motorů vyžadujících rovněž diferenciální ochranu provozovaných ve vysokonapěťových 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 302. 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 ve dvou standardních alternativních konfiguracích: konfigurace A s konvenčními převodníky proudu a napětí (PTP, PTN) a konfigurace B s proudovými a napěťovými senzory. Standardní konfiguraci 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. 2. Standardní konfigurace IED řady 620 jsou k dispozici ve standardních konfiguracích, které je možné použít jako příklady inženýringu řady 620 s ABB 3

4 U kv P 0.00 kw Q 0.00 kvar IL2 0 A ESC A Clear Chránění a ovládání motoru Uo U L1 U L2 U L3 Verze 2.0 FP1 IED PRO CHRÁNĚNÍ A OVLÁDÁNÍ MOTORU Vstupy konvenčních přístrojových transformátorů CHRÁNĚNÍ MÍSTNÍ JEDNOTKA HMI JE TAKÉ K DISPOZICI 3 3I 4 Hlavní vypnutí Relé s přídržnou funkcí 94/86 2 3I< 37 2 I2>M 46M Is2t n< 49, 66, 48, 51LR I2>> 46R 3Ith>M 49M 3I>>> 50P/51P 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 3I b 3 3I>/Io>BF 51BF/51NBF 2 3I>> 51P-2 3 P>/Q> 32R/32O 3dl>M/G 87M/G 2 Ist> 51LR P< 32U X< 40 3I(U)> 51V Q>, 3U< 32Q, 27 3I> 51P-1 diohi> 87NH 3I> I Io Io U L1 U L2 U L3 MONITOROVÁNÍ A KONTROLA PROVOZNÍCH PODMÍNEK FUSEF 60 2 OPTS OPTM 3 CBCM CBCM 2 TCS TCM MCS 3I MCS 3I 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 Io U I>> 67-2 Io>>> 50N/51N CVPSOF SOFT/21/50 Io> 51N-1 Io>> 51N-2 OVLÁDÁNÍ A INDIKACE 1) 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 MĚŘENÍ - I, U, Io, Uo, P, Q, E, pf, f - Kontrola limitní hodnoty - Profil zátěže - Funkce kvality energie - RTD/mA měření - Symetrické složky Typy analogových rozhraní 1) Transformátor proudu 7 Uo Io> 67N-1 Io>> 67N-2 U L1 U L2 U L3 SYNC 25 ESTART ESTART Transformátor napětí 5 1) Vstupy konvenčních transformátorů proudu U U< 27 3 Uo> 59G 2 2 U2> 47O- U1< 47U+ U L1 U L2 U L3 3 3U> 59 3 U<RT 27RT 6 f>/f<, df/dt 81 3 Io 3I OSTATNÍ FUNKCE ARC 50L/50NL U 12 M 12 RTD 4 ma 3I b U_A< 27_A 18 MAP MAP U_A> 59_A Io>R 64R 3dIHi>M 87MH POZNÁMKY Volitelná funkce 3 Počet funkcí Vypočtená hodnota Io/Uo OR Alternativní funkce jsou definovány při objednávce GUID-A641F A-447F-9112-E61DF258CA8C V2 CS Obrázek 1. Přehled funkcí standardní konfigurace se vstupy pro konvenční přístrojové transformátory 4 ABB

5 U kv P 0.00 kw Q 0.00 kvar IL2 0 A ESC A Clear Chránění a ovládání motoru Verze 2.0 FP1 IED PRO CHRÁNĚNÍ A OVLÁDÁNÍ MOTORU Vstupy senzorů CHRÁNĚNÍ MÍSTNÍ JEDNOTKA HMI JE TAKÉ K DISPOZICI 3 3I U L1 U L2 U L3 4 Hlavní vypnutí Relé s přídržnou funkcí 94/ I< I>> 51P I2>M 46M Is2t n< 49, 66, 48, 51LR 3I>/Io>BF 51BF/51NBF P>/Q> 32R/32O 2 I2>> 46R 3Ith>M 49M Ist> 51LR P< 32U X< 40 3I(U)> 51V Q>, 3U< 32Q, 27 3I>>> 50P/51P 3I> 51P-1 3I> I Io Io U L1 U L2 U L3 FUSEF 60 2 OPTS OPTM I O MONITOROVÁNÍ A KONTROLA PROVOZNÍCH PODMÍNEK 3 CBCM CBCM 2 TCS TCM R L MCS 3I MCS 3I - 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 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 2 3I>> CVPSOF 67-2 SOFT/21/50 OVLÁDÁNÍ A INDIKACE 1) MĚŘENÍ Objekt Ovládání 2) Indikace 3) - I, U, Io, Uo, P, Q, E, pf, f - Kontrola limitní hodnoty CB Profil zátěže - Funkce kvality energie DC RTD/mA měření Io>>> Io> Io>> ES Symetrické složky 50N/51N 51N-1 51N-2 1) Zkontrolujte dostupnost binárních vstupů/výstupů v technické dokumentaci Typy analogových rozhraní 1) 2) Funkce ovládání a indikace primárního objektu Io 3) Funkce stavové indikace primárního objektu Proudový senzor 3 Napěťový senzor 3 Io> 67N-1 Io>> 67N-2 Transformátor proudu 1 4 Uo 3U< 27 3 Uo> 59G 2 2 U2> 47O- U1< 47U+ U L1 U L2 U L3 ESTART ESTART 1) Vstupy kombinovaných senzorů s konvenčním vstupem Io 3 3U> 59 3 U<RT 27RT 6 f>/f<, df/dt 81 3 Io 3I OSTATNÍ FUNKCE ARC 50L/50NL M 12 RTD 4 ma 18 MAP MAP Io>R 64R POZNÁMKY Volitelná funkce 3 Počet funkcí Vypočtená hodnota Io/Uo OR Alternativní funkce jsou definovány při objednávce GUID-30D775E2-78F B91F-4D3EADF8D313 V1 CS Obrázek 2. Přehled funkcí standardní konfigurace se vstupy pro senzory ABB 5

6 Tabulka 1. Podporované funkce Funkce IEC A (TP a TN) B (Senzory) Ochranné funkce Třífázová nesměrová nadproudová ochrana, stupeň s nižším nastavením Třífázová nesměrová nadproudová ochrana, stupeň s vyšším nastavením PHLPTOC 1 1 PHHPTOC 2 2 Třífázová nesměrová nadproudová ochrana, mžikový stupeň PHIPTOC 1 1 Třífázová směrová nadproudová ochrana, stupeň s nižším nastavením DPHLPDOC 1 1 Třífázová směrová nadproudová ochrana, stupeň s vyšším nastavením DPHHPDOC 2 2 Třífázová napěťově závislá nadproudová ochrana PHPVOC 2 2 Nesměrová zemní ochrana, stupeň s nižším nastavením EFLPTOC 1 1)2) 1 2) Nesměrová zemní ochrana, stupeň s vyšším nastavením EFHPTOC 1 1)2) 1 2) Nesměrová zemní ochrana, mžikový stupeň EFIPTOC1 1 1)2) 1 2) Směrová zemní ochrana, stupeň s nižším nastavením DEFLPDEF 1 1)2) 1 2)3) Směrová zemní ochrana, stupeň s vyšším nastavením DEFHPDEF 1 1)2) 1 2)3) Přepěťová ochrana vyhodnocující nulovou složku ROVPTOV 3 3 3) Třífázová podpěťová ochrana PHPTUV 4 4 Jednofázová podpěťová ochrana, sekundární strana PHAPTUV 1 Třífázová přepěťová ochrana PHPTOV 3 3 Jednofázová přepěťová ochrana, sekundární strana PHAPTOV 1 Podpěťová ochrana vyhodnocující souslednou složku PSPTUV 2 2 Přepěťová ochrana vyhodnocující zpětnou složku NSPTOV 2 2 Frekvenční ochrana FRPFRQ 6 6 Nadproudová ochrana strojů vyhodnocující zpětnou složku proudu MNSPTOC 2 2 Funkce kontroly ztráty zátěže LOFLPTUC 2 2 Ochrana proti zablokování motoru zátěží ('jam protection') JAMPTOC 1 1 Funkce kontroly rozběhu motoru STTPMSU 1 1 Ochrana proti opačnému sledu fází PREVPTOC 1 1 Ochrana proti tepelnému přetížení motorů MPTTR 1 1 Stabilizovaná a mžiková diferenciální ochrana strojů MPDIF 1 Vysokoimpedanční diferenciální ochrana nebo diferenciální ochrana měřící proudovou souměrnost strojů MHZPDIF 1 Vysokoimpedanční zemní ochrana s vymezenou zónou působení HREFPDIF 1 Ochrana při selhání vypínače CCBRBRF 3 3 Hlavní vypnutí TRPPTRC 4 4 Záblesková ochrana ARCSARC (3) 4) (3) 4) Víceúčelová ochrana MAPGAPC Funkce zapnutí do poruchy (SOF) CVPSOF ABB

7 Tabulka 1. Podporované funkce, pokračování Funkce IEC A (TP a TN) B (Senzory) Směrová ochrana vyhodnocující jalový výkon a podpětí DQPTUV (2) (2) Ochrana vyhodnocující pokles výkonu DUPPDPR (2) (2) Zpětná wattová ochrana / Směrová ochrana vyhodnocující překročení výkonu DOPPDPR (3) (3) Třífázová ochrana proti podbuzení UEXPDIS (2) (2) Ochrana pro překlenutí poruchy při krátkodobém poklesu napětí LVRTPTUV (3) (3) Zemní ochrana rotoru MREFPTOC 1 1 Ovládací funkce Ovládání vypínače CBXCBR 3 3 Ovládání odpojovače DCXSWI 4 4 Ovládání uzemňovače ESXSWI 3 3 Indikace polohy odpojovače DCSXSWI 4 4 Indikace polohy uzemňovače ESSXSWI 3 3 Funkce nouzového rozběhu motoru ESMGAPC 1 1 Funkce kontroly synchronního a napěťového stavu (Synchrocheck, Energizing check) SECRSYN 1 (1) 5) Monitorování a kontrola provozních podmínek Monitorování provozních podmínek vypínače SSCBR 3 3 Funkce kontroly vypínacího obvodu TCSSCBR 2 2 Kontrola proudového obvodu CCSPVC 1 1 Funkce kontroly poruchy pojistek (jištění) SEQSPVC 1 1 Čítač doby běhu strojů a zařízení MDSOPT 2 2 Měřicí funkce Měření třífázového proudu CMMXU 2 1 Měření složek proudu CSMSQI 2 1 Měření nulové složky proudu RESCMMXU 1 1 Měření třífázového napětí VMMXU 1 1 Měření jednofázového napětí VAMMXU 1 (1) 5) Měření nulové složky napětí RESVMMXU 1 Měření složek napětí VSMSQI 1 1 Měření třífázového výkonu a energie PEMMXU 1 1 Záznam profilu zátěže LDPRLRC 1 1 Měření frekvence FMMXU 1 1 Funkce monitorování kvality energie Celkové zkreslení odebíraného proudu CMHAI 1 1 Celkové harmonické zkreslení napětí VMHAI 1 1 Změny napětí PHQVVR 1 1 Nesymetrie napětí VSQVUB 1 1 ABB 7

8 Tabulka 1. Podporované funkce, pokračování Funkce IEC A (TP a TN) B (Senzory) Ostatní funkce Časový člen minimální délky impulsu (2 členy) TPGAPC 4 4 Časový člen minimální délky impulsu (2 členy, rozlišení v sekundách) TPSGAPC 2 2 Časový člen minimální délky impulsu (2 členy, rozlišení v minutách) TPMGAPC 2 2 Impulsní časový člen (8 členů) PTGAPC 2 2 Časové zpoždění návratu (8 členů) TOFGAPC 4 4 Časové zpoždění náběhu (8 členů) TONGAPC 4 4 Klopný obvod (8 členů) SRGAPC 4 4 Přesun signálu (8 členů) MVGAPC 4 4 Přesun celého čísla MVI4GAPC 4 4 Měřítko analogové hodnoty SCA4GAPC 4 4 Standardní body řízení (16 členů) SPCGAPC 3 3 Standardní body dálkového řízení SPCRGAPC 1 1 Standardní body místního řízení SPCLGAPC 1 1 Standardní čítače (nahoru/dolů) UDFCNT Programovatelná tlačítka (16 tlačítek) FKEYGGIO 1 1 Záznamové funkce Poruchový zapisovač RDRE 1 1 Zapisovač poruch FLTRFRC 1 1 Zapisovač sekvence událostí (změnových stavů) SER 1 1 1, 2,... = Počet obsažených funkcí. Číslo reprezentuje počet identických funkčních bloků dostupných ve standardní konfiguraci. () = volitelné 1) Funkce využívá vypočtenou hodnotu, je-li použita vysokoimpedanční zemní ochrana s vymezenou zónou 2) Funkce využívá vypočtenou hodnotu, je-li použita rotorová zemní ochrana 3) Uo se získává výpočtem z fázových napětí 4) Io se získává výpočtem z fázových proudů 5) K dispozici pouze s IEC LE 8 ABB

9 3. Ochranné funkce nabízí množství různých funkcí, které mohou být využity v aplikacích pro asynchronní nebo synchronní motory. Základní konfigurace IED nabízí kompletní funkčnost potřebnou pro ošetření rozběhu i normálního chodu motoru včetně chránění a likvidace poruch v provozně abnormálních situacích. Mezi hlavní funkce IED patří nadproudová a zkratová ochrana, ochrana proti tepelnému přetížení, funkce kontroly doby rozběhu motoru, ochrana při zablokovaném rotoru i ochrana proti příliš častému rozběhu (startu) motoru. IED je také vybaveno nesměrovou zemní ochranou, ochranou proti nesymetrickému zatížení (funkce vyhodnocující zpětnou složku proudu) a záložní nadproudovou ochranou. IED kromě toho nabízí ochranu proti zablokování běžícího motoru, funkci kontroly ztráty zátěže a ochranu proti opačnému sledu fází. Základní konfigurace nabízí navíc směrovou zemní ochranu, třífázovou podpěťovou ochranu, přepěťovou ochranu vyhodnocující zpětnou složku napětí a podpěťovou ochranu vyhodnocující souslednou složku napětí. Konfigurace rovněž obsahuje frekvenční chránění včetně nadfrekvenční a podfrekvenční ochrany i ochranu, která vyhodnocuje rychlost změny frekvence. V případě klasické CT & VT varianty obsahuje základní konfigurace i diferenciální ochranu. V základní konfiguraci je k dispozici stabilizovaný a mžikový stupeň diferenciální ochrany využívající měření fázových proudů na straně svorek motoru a měření fázových proudů v uzlu motoru. Základní konfigurace rovněž obsahuje vysokoimpedanční diferenciální ochranu nebo diferenciální ochranu měřící proudovou souměrnost stroje. K dispozici je rovněž zemní ochrana s vymezenou zónou působení. nabízí volitelný balíček ochranných funkcí pro chránění synchronních motorů, který obsahuje třífázovou směrovou ochranu vyhodnocující překročení nebo pokles výkonu a ochranu proti podbuzení. Funkce zemní ochrany rotoru je k dispozici již v základní konfiguraci. Volitelný balíček ochran pro synchronní motory rovněž obsahuje funkce vyžadované pro chránění připojovacího místa malých zdrojů k distribuční síti, jako je ochrana pro překlenutí podpětí nebo směrová jalového výkonu a podpětí. RTD/mA měření může být použito pro monitorování stavu motoru a pro generování alarmu v případě překročení nastavených mezí. U některých motorových pohonů, které mají speciální význam, musí být k dispozici možnost překlenout signál působení ochrany proti tepelnému přetížení motoru a provést nouzový rozběh (start) horkého motoru. nabízí funkci vynuceného rozběhu (startu) motoru, která umožňuje nouzový rozběh / start horkého motoru. Jestliže je zařízení rozšířeno o doplňkové HW a SW vybavení, je možné také připojit tři kanály detekce záblesku, 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 představuje hlavní ochranné zařizení středních a velkých asynchronních i synchronních motorů v průmyslu i v těch případech, kdy je vyžadována diferenciální ochrana. IED je obvykle použito s VN motory ovládanými vypínači nebo stykači a s velkými, případně středně velkými NN motory ovládanými stykači pro rozličné typy pohonů. Ty zahrnují jak asynchronní tak i synchronní motorové pohony provozované trvale či přerušovaně s proměnlivou zátěží. 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 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. IED je zcela přizpůsobeno i pro chránění motoru proti zemní poruše. Při použití součtových transformátorů proudu, které jsou instalovány na kabelech, je možné implementovat citlivou a spolehlivou zemní ochranu. Zemní ochranu je také možné realizovat s fázovými transformátory proudu, které jsou zapojeny do Holmgreenovy skupiny (sumarizace fázových proudů). IED řady 620, která jsou objednána se zábleskovou ochranou, je možné vybavit volitelnou I/O kartou s rychlými výstupy působícími během jedné milisekundy, čímž dochází k dalšímu vylepšení zábleskové ochrany a minimalizaci dopadů obloukového zkratu. ABB 9

10 REF620 Tovární konf. Io 3U ANSI 25 47O-/59 IEC SYNC U2>/3U> Uo 47U+/27 49F U1</3U< 3Ith>F 3I 50L/50NL 50P/51P ARC 3I>>> 51BF/51NBF 3I>/Io>BF 67/67N 3I /Io 81 f>/f<,df/dt 81LSH UFLS/R 3I 3I 3I 3U Uo Io Io Io RTD RTD 3I 3I RTD REF620 Tovární konf. Tovární konf. Tovární konf. Tovární konf. ANSI IEC ANSI IEC ANSI IEC ANSI IEC 47O-/59 U2>/3U> 47O-/59 U2>/3U> 47O-/59 U2>/3U> 47O-/59 U2>/3U> 47U+/27 U1</3U< 47U+/27 U1</3U< 47U+/27 U1</3U< 47U+/27 U1</3U< 49,66,48,51LR Is2t n< 50L/50NL ARC 49,66,48,51LR Is2t n< 49,66,48,51LR Is2t n< 49M 3Ith>M 59G Uo> 49M 3Ith>M 49M 3Ith>M 50L/50NL ARC 81 f>/f<,df/dt 50L/50NL ARC 50L/50NL ARC 50P/51P 3I>>> 50P/51P 3I>>> 50P/51P 3I>>> 51LR Ist> 51LR Ist> 51LR Ist> 51P/51N 3I/Io 51P/51N 3I/Io 51P/51N 3I/Io 81 f>/f<,df/dt 81 f>/f<,df/dt 81 f>/f<,df/dt 87M 3dI>M 87M 3dI>M ESTART ESTART ESTART ESTART ESTART ESTART MAP MAP MAP MAP MAP MAP OPTM OPTS OPTM OPTS OPTM OPTS GUID-6F C4D6-4BBB-B046-18FDDED4346A V2 CS Obrázek 3. Jednoúčelová rozvodna s motorovými vývody s různým způsobem rozběhu motorů 10 ABB

11 3U Uo Tovární konf. ANSI IEC 3I Io 47O-/59 47U+/27 49,66,48,51LR 49M 50L/50NL 50P/51P 51LR 51P/51N 81 87M ESTART MAP OPTM U2>/3U> U1</3U< Is2t n< 3Ith>M ARC 3I>>> Ist> 3I/Io f>/f<,df/dt 3dI>M ESTART MAP OPTS RTD 3I GUID-012EABD8-57B0-496C-B5C3-B726B0DAF97D V2 CS Obrázek 4. Způsob přímého rozběhu, motor je přímo připojen na VN rozváděč 3U Uo 3I Io Tovární konf. ANSI 47O-/59 47U+/27 49,66,48,51LR 49M 50L/50NL 50P/51P 51LR 51P/51N 81 87M ESTART MAP OPTM IEC U2>/3U> U1</3U< Is2t n< 3Ith>M ARC 3I>>> Ist> 3I/Io f>/f<,df/dt 3dI>M ESTART MAP OPTS RTD 3I GUID-96593CE9-3E6D-46F5-AE9E-619C73CFBB39 V2 CS Obrázek 5. Motor rozbíhaný přes reaktor, který snižuje rozběhový proud a tím napomáhá udržovat nízké zatížení VN sítě ABB 11

12 3U Uo 3I Io Tovární konf. ANSI 47O-/59 47U+/27 49,66,48,51LR 49M 50L/50NL 50P/51P 51LR 51P/51N 81 ESTART MAP OPTM IEC U2>/3U> U1</3U< Is2t n< 3Ith>M ARC 3I>>> Ist> 3I/Io f>/f<,df/dt ESTART MAP OPTS RTD GUID-D4876FE7-FC25-4F7E-BCF2-C6C3508BBF96 V2 CS Obrázek 6. Rozběh motoru pomocí frekvenčního měniče, který usnadňuje řízení pohonu a optimalizuje spotřebu energie 3U 3I Io 3I Tovární konf. ANSI 47U+/27 48,66,51LR 49M 50P/51P 51BF/51NBF 51LR 51N-1/51N-2 51P MH ESTART IEC U1</3U< Is2t n< 3Ith>M 3I>>> 3I>/Io>BF Ist> Io>/Io>> 3I> FUSEF 3dIHi>M ESTART RTD GUID DDF A55E-CD D V1 CS Obrázek 7. Motor chráněný diferenciální ochranou měřící proudovou souměrnost stroje 12 ABB

13 3U 3I Io Tovární konf. + Opce S ANSI IEC 32R/32O P>/Q> 37 3I< 40 X< 46 I2> 46R I2>> 47O-/59 U2>/3U> 47U+/27 U1</3U< 48,66,51LR Is2t n< 49M 3Ith>M 50P/51P 3I>>> 51BF/51NBF 3I>/Io>BF 51P-1/51P-2 3I>>/3I> 51LR Ist> 67N-1/67N-2 Io> /Io>> 87M/87G 3dI>M/G SM 3I RTD GUID D5A-4EC V1 CS Obrázek 8. Větší synchronní VN motor chráněný diferenciální ochranou a rozbíhaný přes autotransformátor 3U 3I Tovární konf. + Opce S ANSI IEC 32R/32O P>/Q> 37 3I< 40 X< 46 I2> 46R I2>> 47O-/59 U2>/3U> 47U+/27 U1</3U< 48,66,51LR Is2t n< 49M 3Ith>M 50P/51P 3I>>> 51BF/51NBF 3I>/Io>BF 51P-1/51P-2 3I>>/3I> 51LR Ist> 64R Io>R 67N-1/67N-2 Io> /Io>> 87M/87G 3dI>M/G EXC. AVR SM 3I RTD REK510 U fn Io GUID-6C1876EF-3CD3-461F-8FD4-3796D7B4EF48 V1 CS Obrázek 9. pro větší synchronní VN motory chráněné diferenciální ochranou a zemní ochranou rotoru ABB 13

14 Io 3I 3U REF620 Tovární konf. ANSI 47O-/59 47U+/27 50L/50NL 50P/51P 51BF/51NBF 67 IEC U2>/3U> U1</3U< ARC 3I>>> 3I>/Io>BF 3I 3I 3I 3U 3U Io Io RTD RTD Tovární konf. Tovární konf. ANSI IEC ANSI IEC 32R/32O P>/Q> 32R/32O P>/Q> 37 3I< 37 3I< 46R I2>> 46R I2>> 47O-/59 U2>/3U> 47O-/59 U2>/3U> 47U+/27 U1</3U< 47U+/27 U1</3U< 49,66,48,51LR Is2t n< 49,66,48,51LR Is2t n< 49M 3Ith>M 49M 3Ith>M 50L/50NL ARC 50L/50NL ARC 50P/51P 3I>>> 50P/51P 3I>>> 51LR Ist> 51LR Ist> 51P/51N 3I/Io 51P/51N 3I/Io ESTART ESTART ESTART ESTART GUID-B157FE8C-7ACF-44AF-82F1-7D65108FCA9E V1 CS Obrázek 10. Chránění proti zkratu a přetížení motorů s použitím senzorové varianty 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 14 ABB

15 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 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 15

16 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 11. 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, 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. Standardní konfigurace A má implementovanou funkci kontroly synchronního stavu (Synchrocheck), která ověřuje, zda hodnoty napětí, fázového úhlu i frekvence na obou stranách vypnutého vypínače splňují podmínky definované pro bezpečné 16 ABB

17 spínání dvou sítí. Synchrocheck lze požít rovněž ve standardní konfiguraci B při použití procesní sběrnice 9-2. V porovnání se standardní konfigurací A je zde k dispozici méně fyzických napěťových vstupů, takže měření napětí z druhé strany vypínače je nutné realizovat pomocí procesní sběrnice 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 je také nabízeno s RTD/mA vstupy a prostřednictvím 12 RTD vstupů a čtyř 'ma' vstupů s převodníky může měřit až 16 analogových signálů, jako jsou například teploty statorového vinutí a teploty ložisek. 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). 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. 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 ABB 17

18 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 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. 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 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 je možné zvolit pro měření proudů a napětí buď konvenčními převodníky proudu a napětí (transformátory proudu a napětí), nebo proudovými a napěťovými senzory. Varianta IED s konvenčními převodníky (transformátory) je vybavena šesti vstupy pro fázové proudy, jedním vstupem pro nulový proud, třemi vstupy pro fázová napětí, jedním vstupem pro měření nulové složky napětí a jedním vstupem funkce Synchrocheck pro sdružené napětí. Základní konfigurace IED kromě vstupů pro měření proudů a napětí obsahuje 20 binárních vstupů a 14 binárních výstupů. Jako alternativu lze 18 ABB

19 volit základní konfiguraci, která kromě proudových a napěťových vstupů obsahuje 12 binárních vstupů a 10 binárních výstupů a rovněž šest vstupů RTD a dva 'ma' vstupy. 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. Volitelný citlivý vstup nulového proudu 0,2 / 1 A je obvykle použit v aplikacích, kde je požadována citlivá zemní ochrana a kde jsou k dispozici součtové transformátory 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. Varianta IED vybavená pro měření signálů proudových a napěťových senzorů má tři senzorové vstupy pro přímé připojení kombinovaných senzorů s konektory RJ-45. Oddělené proudové a napěťové senzory lze připojit pomocí adaptérů. Tyto adaptéry kromě toho umožňují použít také senzory s dvojitými BNC konektory. IED kromě toho obsahuje jeden konvenční vstup nulového proudu 0,2 / 1 A obvykle používaný v aplikacích, kde je požadována citlivá zemní ochrana a kde jsou k dispozici součtové transformátory proudu. Základní konfigurace IED kromě vstupů pro měření proudů a napětí obsahuje 16 binárních vstupů a 14 binárních výstupů. 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 obzvláště potřebná v případě připojení několika ovladatelných objektů k IED. Jako druhá volba je k dispozici modul doplňkových RTD/mA vstupů, kterým je zvýšen počet vstupů o šest RTD vstupů a dva 'ma' vstupy tehdy, pokud mají být v aplikaci měřeny signály z čidel chráněného motoru, 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. ABB 19

20 Tabulka 3. Přehled vstupů / výstupů Tovární konf. Číslo (pozice) objednacího kódu Analogové kanály Binární kanály CT (proudy) VT (napětí) Kombinova né senzory BI (vstupy) BO (výstupy) RTD ma A AA/AB AA PO + 10 SO 6 2 AB 12 4 PO + 6SO 12 4 AC 20 4 PO + 6 SO + 3 HSO 6 2 NN 12 4 PO + 6 SO 6 2 AC/AD AA PO + 14 SO AB 20 4 PO + 10 SO AC 28 4 PO + 10 SO + 3 HSO NN 20 4 PO + 10 SO B DA AA PO + 14 SO AB 16 4 PO + 10 SO AC 24 4 PO + 10 SO + 3 HSO NN 16 4 PO + 10 SO ABB

21 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 21

22 COM600 SCADA Ethernetový přepínač IEC PRP Ethernetový přepínač REF615 REF620 RET620 REF615 GUID-334D26B1-C3BD-47B6-BD9D A5E9D V1 CS Obrázek 12. 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. 22 ABB

23 COM600 SCADA Zařízení nepodporuje HSR Ethernetový přepínač Redundantní skříňka Redundantní skříňka Redundantní skříňka IEC HSR REF615 REF620 RET620 REF615 GUID D-7FC8-49F3-A4FE-FB4ABB V1 CS Obrázek 13. 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 23