DGSZV-EP DIGITÁLIS GALVANIKUS SZAKASZVÉDELEM
A DGSZV-EP típusú digitális galvanikus szakaszvédelem a PROTECTA kft. EuroProt márkanevű készülékcsaládjának tagja. Ez az ismertető a készüléktípus specifikus adatait tartalmazza. Az EuroProt készülékcsalád általános és közös jellemzői az EuroProt rendszerismertetőben találhatók. Ennek megfelelően a készülék teljes körű megismeréséhez mind a jelen ismertető, mind a rendszerismertető tanulmányozása javasolt.
Alkalmazási terület A DGSZV-EP típusjelű digitális galvanikus szakaszvédelem a villamosenergia-rendszer termelő, átvivő és elosztó létesítményeiben a nagy- vagy középfeszültségű távvezetékek vagy kábelek gyors és szelektív fázis- vagy földzárlatvédelmére alkalmazható. Alapvetően három típusváltozata lehetséges: • •
hatásosan földelt csillagpontú hálózatokra alkalmas háromfázisú kivitel, középfeszültségű kompenzált, vagy szigetelt csillagpontú hálózatok fáziszárlatai
•
elleni védelemül szolgáló kétfázisú készülék, középfeszültségű hosszan földelt, vagy földzárlati áramnöveléssel ellátott kompenzált hálózatok fázis- és földzárlatai elleni védelme.
A védelem egyfázisú, háromvezetékes galvanikus összeköttetést igényel a két végponti készülék között., Ennek épségét folyamatosan figyeli, hiba esetén jelzést ad, és paraméterrel beállítható módon reteszel, vagy kioldást ad.
.
Főbb jellemzők A DGSZV-EP digitális galvanikus szakaszvédelem a PROTECTA kft EuroProt elnevezésű, több mikroprocesszoros intelligencia együttműködésére alkalmas készülékcsaládjához tartozik. A védelem tartalmaz egy állítható alapérzékenységű fékezett karakterisztikájú differenciál mérőelemet (∆I), két fázisban érzékelő túláram-idő védelmet (I>(t) és I>>(t)), négy alap és két járulékosan felhasználható (T1, T2) időrelét. A galvanikus szakaszvédelmek fokozatai, áram-reléi, függetlenül élesíthetők. A differenciálvédelem, az áram és feszültség-relék paraméterei, késleltetést adó időrelék függetlenül állíthatók. A két végponti készülék között a védelem működéséhez szükséges egyfázisú, háromvezetékes galvanikus összeköttetés hossza réz vezeték esetén legfeljebb 10 km, keresztmetszete legalább 1,5 mm2. A készülék háromfázisú alaptípusa beköthető két fázis, illetve két fázis + Io-ra is. A kioldás feszültség-csökkenési feltételhez köthető. A fáziskiválasztást feszültség-csökkenési feltétel adhatja, de ez nem feltétlenül szükséges. A két töréspontú karakterisztika tetszőlegesen állítható, fékezését a kétoldali áram abszolút értékének átlaga végzi.
I I
d 100 %
be
400
I1 saját oldali védelem árama I2 ellentétes oldali védelem árama
f3=200% f3=500% 300 BELSŐ ZÁRLAT
I I 1 + 2 I I 1, n 2, n I = 100 % s 2
f1=200% 200
f3=1000% f2=50% f2=20%
100 f1=50%
KÜLSŐ ZÁRLAT
50 20
Is f1=20% 100
200
300
400
500
600
A szakaszvédelem kioldási karakterisztikái
A differenciálvédelem működési ideje kb. 35 ms. Szoftver jellemzők: • beépített önellenőrző funkciók, • digitális eseménynapló 50 esemény tárolására, és eseménysorrend-rögzítő 1 ms felbontással maximálisan 300 esemény számára, • analóg eseménynapló zárlati áram- és feszültség-adatokkal, • mátrixban járulékosan felhasználható két időrelé (T1 és T2), • mátrixsorok (relé-funkciók) öntartásra állíthatók. Hardver jellemzők: • digitális felépítésű, önálló A/D átalakítóval és különálló fő processzorral, • 8 optikai csatolós bemenet, • 16 kimenő érintkező, • érintkezők fajtája (munka, nyugalmi) minden érintkezőre rendeléskor választható, Kommunikáció: • 2x16 karakteres LCD kijelzőjén a védelem beállítható, üzenetek megjeleníthetők, eseményrögzítő kiolvasható, • külső PC-n üzembe helyezést és hitelesítést megkönnyítő ON-LINE képernyő, • külső kommunikációs csatlakozás, beállíthatóan RS 232 vagy fénykábeles, • IEC 870 protokoll szerinti telemechanikai kártya beépíthető, • beállítási paraméterek elmenthetők, az elmentettek visszatölthetők, • valós idejű órakezelés akkumulátoros RAM segítségével, (szinkronozható fénykábeles csatlakozón át külső PC-ről, telemechanikán vagy a digitális optikai csatolós bemeneten keresztül),
Működési elv A DGSZV-EP készülék mikroprocesszorokkal vezérelt rendszer, így funkciói, illetve azok variációi alapvetően a szoftveren alapulnak. A készülékbe 87C196 jelű 16 bites mikrokontroller van beépítve. A program EPROM memóriába van beégetve, a kijelző szövegeit ugyancsak EPROM tárolja. A beállítások tárolását EEPROM végzi. Az eseményeket akkumulátoros RAM raktározza. Az ember-gép kapcsolatot az előlapon elhelyezett hat-nyomógombos fólia-tasztatúra, a fölötte lévő kétsoros, soronként 16 karakteres LCD kijelző, a hét jelző LED és a két SW nyomógomb adják. Természetesen külső PC-vel és megfelelő kezelőprogrammal a készüléket könnyebben és gyorsabban lehet kezelni. Az analóg áram- és feszültségbemenetek induktív közbenső mérőváltókon és analóg aluláteresztő szűrőkön keresztül jutnak a multiplexerre, majd a mintavételezőre, ahol mindegyik áramot és feszültséget 0,5 ms-ként mintavételezünk. A 16 bites A/D átalakító jelei nagysebességű soros buszon át a CAN kontroller segítségével jutnak a központi egységbe. A központi processzor párhuzamos buszon keresztül tart kapcsolatokat az optikai csatolós bemenetekkel, és a relé-hajtásokkal. A védelemben, mindhárom fázisban kétlépcsős túláramrelé van kiépítve. Mindegyik fokozat késletetése függetlenül állítható. A két túláram-fokozat effektív középértéket mérő reléket tartalmaz. A két fokozat és késleltetése függetlenül állítható. A szakaszvédelmi fokozat három fázisáram, vagy két fázisáram és a zérus sorrendű áram súlyozott összegezéséből (2x, 3x, 1x) adódó egyfázisú áramot (lásd az alábbi ábrát) hasonlítja össze a vezeték vagy kábel túloldali azonos mennyiségével, és ennek alapján ítéli meg, hogy a zárlat belső-e, azaz ki kell oldani, vagy külső-e, azaz reteszelni kell. 10 egymás utáni pillanatértéket hasonlít, majd egy periódussal későbbi ablakban újra, és ha egymás után kétszer a kiértékelés differenciát mutat, a védelem kiold. A kétoldali egyfázisú áram vektoriális különbsége adja a kioldó Id jelet, és ezek abszolút értékeiből képezett átlag a fékezőjelet. Mivel a közbenső áramváltók és az összeköttetést adó segédkábel miatt a telítődési jelenségek várhatóan már kisebb áramoknál bekövetkeznek, ezért az f3 töréspontot ennek megfelelően a differenciál-védelmeknél szokásosnál kisebb értékre kell beállítani (ld. az ábrákat). A segédkábel-összeköttetés egyik ágán a saját árammal arányos áram, a másikon a túloldali, a középsőn a kettő összege (Id) folyik.
IR
1 ∆I>
IS,3I0 3 IT saját oldal
közös (Id) másik oldal
másik oldali védelem
A szakaszvédelmi fokozat elvi kapcsolása
A segédkábelt üzemi áramtartományban egy nagyon érzékeny differenciál relé ellenőrzi. A reteszelés (és az esetleg beállított biztonsági kioldás), valamint a jelzés késleltetve van, a hiba megszűntekor ejtéskésleltetés érvényesül. A kioldás feszültségcsökkenési feltételhez köthető, ekkor a fokozat csak jelzést ad. A készülék szakaszvédelme, ha a feszültségfeltétel élesített, minden, a feszültségváltó köri kisautomata leoldásával járó meghibásodással reteszelhető. A galvanikus szakaszvédelembe közbenső áramváltók vannak beépítve. A keverő áramváltók áttételétől függően- mind az 5 A-es, mind az 1 A-es névleges áramoknál - 20 mA és 40 mA között változik a segédkábelen folyó áram. A segédkábel-összeköttetés egyik ágán a saját árammal arányos áram folyik, a másikon a túloldalival arányos, a középsőn Id, a kettő összege. Terhelő áram esetén, vagy külső zárlatnál ezen az ágon kétszeres (összeg-) áram folyik. Ez egy gyors és egyszerű ellenőrzési lehetőséget eredményez.
Műszaki adatok Névleges szekunder áram, In Névleges feszültség (vonali), Un Névleges frekvencia Terhelhetőség, feszültségváltó körök, termikus, tartós áramváltó körök, termikus, tartós 1s Terhelhetőség, dinamikus Digitális áramrelék pontossága (50 % In felett) Digitális késleltetések pontossága, 10 ms-os 1 s-os Áramrelék ejtőviszonya Kimenő érintkezők száma Érintkezők fajtája (munkaáramú/nyugalmi áramú):
Kimenő érintkezők villamos adatai: névleges kapcsolási feszültség tartós terhelőáram bekapcsolási áram egyenáramú megszakító képesség 220 V-nál, tiszta konduktív terhelésnél L/R = 40 ms-os terhelésnél opcióként, L/R = 40 ms-os terhelésnél opcióként, L/R = 40 ms-os terhelésnél Működtető egyenfeszültség (ugyanazon tápegység) Üzemi hőmérséklet Szigetelési szilárdság (IEC 255) Zavarvédettség (IEC 255) Elektrosztatikus kisülés (ESD) Ismétlődő gyors tranziens (BURST)
1A vagy 5 A, 100 V vagy 200 V 50 Hz vagy 60 Hz 2xUn/√3 4xIn 100xIn (ha In = 1 A) 50xIn (ha In = 5 A) 100xIn ±2 % ± 3 ms ± 12 ms 95 % 12 db printrelé rendeléskor választható, gyárilag 1 db nyugalmi áramú, 11 db munkaáramú 250 V 8A 16 A 0,25 A 0,14 A 2A 4A 220 V vagy 110 V feszültségtűrés 88...310 V 0° ...50° C 2 kV, 50 Hz 5 kV, 1,2/50 µs 2,5 kV, 1 MHz 8 kV (IEC 801-2) 2 kV (IEC 801-4)
Beállítási tartományok Alapérzékenység (Id>f1*Ibe)[f1] 2. szakasz fékezése (Id>f2*Is)[f2] 3. szakasz fékezése (Id>2Is-f3*Ibe)[f3] Feszültség feltétel [U>/Un] A fokozat tercier névleges árama a saját oldalon (Ibe[saját]névl.) A fokozat tercier névleges árama az ellentétes oldalon, (Ibe[ellen]névl.) Kábelhiba jelzés késleltetése Kis áram-beállítású túláram fokozat, I> / In[AV]
10...200 %, lépcső: 2 % 40...80 %, lépcső: 2 % 50...2000 %, lépcső: 10 % 20...100 %, lépcső: 5 % 0,2 A fix 0,2 A fix 0...64000 ms, lépcső 10 ms 50...2500 %, lépcső: 5 %
Nagy áram-beállítású túláram fokozat, I>> / In[AV] Áramváltók primer névleges árama, In[AV] Külső kommunikáció módja Kommunikáció átviteli sebessége Fénykábel üzemmódja Napi automatikus önellenőrzés időpontjának beállítási tartománya Automatikus önellenőrzés tiltása
50...2500 %, lépcső: 5 % 50...2500 A, lépcső: 25 A RS 232 vagy fénykábel 150...19200 Baud (2x lépcső) sugaras vagy hurok 0...23 óra 59 perc (egy perces lépcsőkkel) beállítás 60 percre
Kivitel, méret Az EuroProt készülék mindig rack-szerelésű. Egyik kiviteli formája közvetlenül beépíthető egy szabványos 19"-os szekrénybe. A másik kiviteli formája relétáblára (panelre) szerelhető kiállókihajtható forma. A 19"-os szekrénybe beépíthető és a relétáblára szerelhető süllyesztett kivitel befoglaló méretei: Szélesség 483 mm
Magasság 132,5 mm
Mélység 201 mm
A relétáblára szerelhető kiálló-kihajtható kivitel befoglaló méretei: Szélesség 490 mm
Magasság (sorkapcsokkal) 250 mm
Mélység 250 mm
A készülék súlya: 8 kg.
Opciók A készülék opcionálisan szállítható • digitális zavaríróval (l. a külön leírást), • irányítástechnikai csatlakozással (l. az EuroProt rendszerismertetőt), • 8 db többlet optikai csatolós bemenettel a PROTLOG rendszer működési egyenleteihez, • 4 A megszakító képességű kimenő relékkel.
Megrendeléshez szükséges adatok • A védelem típusa [DGSZV-EP], • A védelem doboztípusa [19"-os szekrénybe szerelhető, vagy relétáblára szerelhető, • Névleges áram [1 A, 5 A], • Névleges feszültség [100 V, 200 V],
• Kimenő érintkezők típusa [munka, nyugalmi; ha eltérés igényelt a műszaki adatokban megadottaktól], • Opciós igények.
