REG 100-serienGeneratorskydd

~

1 MDBO2004-SVSida 1

ASS Network Controi& Protection

{SE 946723)

Allmänt .REG 100-serien av numeriska generator-skyddspaket innehåller funktioner somger möjlighet att bygga subuppdeladeskyddssystem. Olika funktioner kan an-vändas i det subsystem som användarenföredrar eller, då så önskas, inkluderas ibåda subsystemen.

.Skyddsfunktioner i REG 150:-Differentialström

-Nollpunktspänning-1/0 gränssnitt-Undermagnetisering option-Bakeffekt option-Rotorjordfel option-Termisk överlast option-Övermagnetisering/

överspänning ochöver/underfrekvens option

.Skyddsfunktioner i REG 110:

-Underimpedans-Oönskat brytartillslag

-Nollpunktspänning-Nollföljdström-Överspänning-Underspänning-Undermagnetisering option-Bakeffekt option-Rotorjordfel option-Minusföljdström option-Termisk överlast option

.Skyddsfunktioner i REQ100:-Överström

-Underspänning-Nollpunktspänning-Nollföljdström-Överspänning-Undermagnetisering option-Bakeffekt option-Rotorjordfel option-Minusföljdström option-Termisk överlast option

" Den strukturerade uppbyggnaden med

fristående enheter ger maximal tillförlit-

lighet.Kontinuerlig självövervakning av såvälmjuk som hårdvara

.Liten storlek och kompletta monterings-enheter medför att skydden är mycketlämpliga för att förbättra befintliga skydds-

system.Inställningar, driftvärden och utlösnings-värden baseras på generatorns märkdata

.REG 1 DO-serien ingår i PYRAMID vilketinnebär möjlighet att kommunicera serielltmed skyddet från SCS eller SMS

koppling även med ett fel i skyddskretsarna.Huruvida redundans ska användas på övrigatyper av skyddsfunktioner som skyddar motonormala driftförhållanden är upp till använ-daren att avgöra.

Kravet på ytterst hög pålitlighet som ställs påen generators skyddssystem medför att sub-uppdelade system ofta används. Redundantaskydd bör användas på funktioner som skyd-dar mot elektriska fel såsom kortslutningar ochjordfel för att uppfylla kravet på säker felbort-

Användning

Oktober 1994Rätt till ändringar utan föregåendemeddelande förbehålles

ABB Network Contral& Protection

REG 100-serien

Generatorskydd

"

Användning (forts.) spänningssättas. Orsaken till detta kan varafelaktiga manövrar eller fel i tillslagskretsarna.

Överspänningsfunktionen skyddar mot prob-lem medspänningsregleringen och bör där-med matas från annan säkringsgrupp ändenna.REG 150 är ämnat som primärskyddspaket förgeneratorer.. Det har som kortslutningsskyddett högimpedans strömdifferentialskydd.Detta ger ett mycket känsligt skydd vid kort-

slutningar..

För att få redundans vid jordfel ingår även härsom standard ett 95% statorjordfelskyddmätande nollpunktspänning. REG 150 har en1/0 ingång där generatorns vakter kan kop-plas in och ge utlösning och indikering viaREG 150.. Ingången kan också användas föratt ge ett enkelt kontaktbaserat brytar-felsskydd för generatorbrytaren då bådeaggregat- och generatorbrytare finns. Dåendast aggregatbrytare finns bör ett ström-mätande brytarfelskydd användas då kon-sekvenserna aven obehörig funktion blirmycket stora.

Optionerna som finns inkluderas i REG 100eller REG 110 för ena subsystemet samt iREG 150 för andra subsystemet enligt debehov ~om,tö\el!gge.r. V!ss~op.tioner typ bak.effekt, faltbortfallsamt rotorjordfej och överlast-optiOnerna kan användas i alla paket vilketmöjliggör att dessa funktioner enkelt kan dub-. å .. ..bleras p- stora generatorer.Övriga optioner kan endast .anvan?as .~ ettsubsystem. Detta gåiler mmusföljdstroms-funktionen i REG 110, REG 100 samt över-magnetisering, över/underfrekvensfunktioneni REG 150.

REG 100-serien består av enh~ter som lämparsig för uppbyggnad av subuppdelade genera-torskyddssystem. Genom att inkludera öns-kade paket med lämp.liga optioner kan lämpligtskyddssystem hittas för alla applikationer.Enheterna är byggda för att de enkelt skakunna användas vid modernisering av gamlastationer. Den fysiska uppbyggnaden i färdigaleveransenheter med litet byggdjup ger enkelinstallation i befintliga relätavlor. Provdon förenkel sekundärprovning samt nya funktionersom driftvärden och utlösningsvärden plusinställningen i digitala värden, gör instaliatro-nen och idrifttagningen mycket enkel och tids-besparande.

REG 100 och REG 110 innehåller basskydds-funktioner för en generator. Skillnaden mellanskydden är att skyddet mot kortslutningar ären öv~.rströmsfunktion i REG 100 medan det iREG 110 är en underimpedansfunktion. Somskydd mot jordfel ingår ett 95% statorjord-felsskydd mätande nollpunktsspänningensamt ett högkänsligt strömmätande skydd sombehövs främst vid skenkppplade gen~ratorer,med generatorbrytare..

För blockkopplade generatorer kan noi.l-strömsskydd~t användas som lagerströms-skydd, En speciell 0,5 mA variant med extremtI~gbörda (20IA,W) finns för dennaapp.likatfon,

grammeras att ta Självhållmng vid qver-strömssta.rto'Påså~ätt erhå\ls ett påfrttigtkortslliltmngsskyEfd även närc1

REG 1 DO-serien

Generatorskydd

ABB Network Controi& Protection

1 MDBO2004-SVSida 3

-RLSC 100 är master i MMK-systemet. Denidentifierar installerade enheter och upprättarett cykliskt anrop till alla enheter. Skulle någonenhet få ett internfel så att processorn ej kansvara på anropet kommer MMK-enheten attlarma för detta fel.

Om en start och/eller utlösning inträffar inomen mätenhet. rapporterar enheten en status-förändring under det cykliska anropet.RLSC 100 uppdaterar då automatiskt deninformation som påverkas av händelsen ochöverför den till RTIA-enheten.

RTIA-enheten är fastsatt på framsidan avRLSC 100. Den används för att ställa in skyd-det samt avläsa parameterinställningar. driftoch utlösningsvärden. Se Fig. 1.

Fig. 1 MMK-enhet RTtA

Vaj av funktionstil1stånd och parametrar görsmed hjälp av ett fåtal tangenter på fronten avATIA samt den MMK-mjukvara som ligger iALSC 100-enheten. Man stegar sig fram i ettmenyträd och trädets olika delar visas medhjälptext på displayens 2 x 16 tecken.

För att göra en instäl1ning i skyddet måste try-ckknappen "store" (lagra) tryckas in. Dennaknapp är försänkt och sitter nedanför dosan.Detta försäkrar att inte instäl1ningen förändrasoavsiktligt.

Inställningar, driftvärden och utlösningsvärdenbaseras på de instäl1da basvärdena på strömoch spänning, normalt generatorns märkdata.

TilläggsfunktiQner:

-RLPB 100 med bakeffekt och undermagneti-seringsfunktion (REG 100/110/150)

-RLZD 100 med rotorjordfelsskydd(AEG 100/110/150)

-AUB 100 med minusföljdströmskydd(AEG 100/110)

-ALVA 100 med termisk överlastfunktion(AEG 100/110/150)

-ALOF 100 med övermagnetiseringispänningoch över/underfrekvensfunktion (AEG 150)

Plats finns för fem mätenheter i respektiveskydd. Dubblering av mätkort för ökad pålit-lighet är möjlig.

Lysdioder på fronten av respektive matenhetindikerar:

-i drift

-i provtillstånd

-start av funktion

-utlöst funktion

Varje mätkort är optimerat vad gäller hård- ochmjukvara för att utföra skyddsfunktionerna påmätenheten. Basenheterna mäter relevantaanaloga storheter på moderkortets buss.Ingångssignalerna passerar analoga filter ochomvandlas därefter till likspänningar i effektiv-värdesomvandtare. En multiplexer kopplar sig-nalerna i sekvens till mikroprocessorn däranalog/digitalomvandling och jämförelse medinställda värden sker. Alla inställningsparamet-rar ligger lagrade i ett EEPAOM på mätkortet.

Självövervakning utförs kontinuerligt ochbestår av:

-"Watch-dog" funktionen i processorn

-Cyklisk test av minnen och register

-Kontroll av ND-omvandlaren

-Checksummatest av instållningsvärden

Mätprincipen och övervakningssystemet ioptionsenheterna följer i princip grund-enheternas. Skillnader finns dock beroende påskyddsfunktionernas krav.

Man Maskin Kommunikation (MMK)MM K-systemet är så långt det är möjligt skiltfrån mätsystemet. Det innehåller följandehuvuddelar:

-ALSC 100 MM K-enhet

-ATIA MMK-terminal

-Stjärnstrukturerad seriell buss

-Mjukvara i ALSC 100 samt i mätenheterna

1 MDBO2004-SVSida 4

REG 1 CC-serien

GeneratorskyddABB Network Controi& Protection

Konstruktion (forts.) Utlösning från de olika skyddsfunktionernaprogrammeras att " aktivera någon eller några

av de fyra utlösningsreläerna. En mjukvaru-utlösningsmatris med fyra utgångar erhållsdärmed" De fyra utlösningskanalerna kan pårespektive kort ges en viss impulslängd via en

tidinställning.För seriell kommunikation via SMS eller SCSfodras aBf-enhet RTDC 100 (option) samt

nödvändig mjukvara.

SignaleringTill varje mätfunktion hör ett signalrelä. Dettakan programmeras att aktiveras vid funktion-ens start eller utlösning med hjälp av

"dipswitchar" på signalreläkortet typRLK1100.Se fig. 2. Speciella signalreläer finns för rotor-jordfel- och minusströmfunktionens larmnivåsamt för att signalera vid internfel.

överström momentant får lösa generatorn kop-plas in efter 20 s spänrungslöshet i alla faser.

En normal underspänningsfunktion som lösergeneratorn som sista reserv ingår också.Denna funktion friges från en ingång somaktiveras från t ex hjälpkontakt på stängd bry-tare.

Z< Underimpedansfunktionen har två impe-dans-och tidsteg. Impedanssteg 1 ställs nor-malt för att "se genom" blocktransformatornoch med tidfördröjrung som ger selektivitet.Det lågt ställda impedanssteg 2, som inte "sergenom" blocktransformatorn kan vara momen-tant eller ges en mycket kort tidfördröjning.Skyddet kan via en inställnJng väljas att mätahuvudspänning eller fasspänning.

U> Överspänningsfunktir;>nen har en momen-tan nivå samt en fördröjd ruvå. Funktionen kanväljas att mäta huvud spänningar eller fasspän-

rungar.IN Nolfföljdströmfunktionen har en speciell0,5 mA variant för användning som lager-strömskydd. Tidkrets för överbryggning avtransienta avbrott i lagerströmmen finnsendast i basenheten RLOB 100.

P

1 MDBO2004-SVSida 5

-Re< Rotorjordfelsskyddet baseras på injiceringav växelspänrting mot jord på den frisvävandefältkretsen. Injektionsdelen monteras separatoch levereras i GKB låda eller på apparatplåtför montering inne i magnetiseringsskåpet.

Inse> Minusföljdströmfunktionen har två nivåer.En larmnivå med konstanttidfördröjning och ettutlösningssteg som är inverttidfördröjt. Ett spe-ciellt tidsteg t2 kan användas att klippa invert-tidkurvan vid lång tid för minusföljdströmmarnära inställd nivå.

8> Termiska överlastfunktionen baseras påmätning av 12t och är försedd med termisktminne. Uppvärmning och avsvalningstidkon-stanterna är fritt inställbara.

Skyddets funktionskarateristik är enligt:

e =es x (1-e-t/'t)

där

e = temperaturstegring efter tid tes= slutgiltig temperatur vid t = 00't = inställd termisk tidkonstant

Ulf> Övermagnetiseringsfunktionen är förseddmed inverttidkarakteristik enligt IEEE-stan-darden för att tillåta maximalt utnyttjande avtransformatorns kapacitet. Funktionen kan väl-jas att mäta endast överspänning alternativtmäta magnetiseringen dvs U/f.

f~ Frekvensfunktionen har fyra frekvensstegsom valfritt kan ställas för över- eller under-frekvensmätning. Funktionen kan användas töratt koppla om till "ö-drift" och/eller lösa gene-ratorn vid icke acceptabla frekvenser.

Tekniska data Allmänna data

Mårkström Ir

Basström Ib

Mårkström

jordströmsdellNr

Märkspånning Ur

Basspånning Ub

Märkspånningnollpunktsdel UNrBasvårde för

nollpunktsspånningUNbMårkfrekvens

Hjälpspånning

1,2eller5A

(0,4-1,1) x Ir< 60 mYA< 120 mYA< 300 mYA

Strömkrets för bakef-fekt och undermagneti-seringsfunktion (fas R)

Ir = 1 A

Ir=2AIr=5A

Jordströmkretsen vidmärkström INn

INr ~ 2 mAINr = 0,5 mA

Fasspänningskretsar,per fas vid märkspän-

ning (110 V)

Nollpunktspännings-krets, vid märkspån-

ning (240 V)

0.5,2.5,25,125 mA110V

(0.7-1.1) X Ur funktion-

ernas utlösnings-kanaler tp1-tp4

VinkelkompenseringBakeffekt/undermag-netiseringskort 2xUr

Effektförbrukning

Hjälpspännings-matningnormal driftvid funktion

Fasströmkretsar, perfas vid märkström

Ir = 1 A

Ir=2AIr=5A

ÖverlastförmågaFassträmkrets,

kontinuerligt1 s

Jordströmkretsar

kontinuerligt1 s

Spånningskretsarkontinuerligt

Nollpunktspånnings-krets

kontinuerligt 2x UNr

18W

REG 100-serien

Generatorskydd

1 MDBO2004-5VSida 6

ABB Network Controi& Protection

Teknisk data (forts) 3Z< UnderimpedansfunktionStartfunktion Z

REG 1 DO-serien

Generatorskydd

ABB Network Controi

& Protection1 MDBO2004-SVSida 7

a = 450 -900

t1 = 0,2-10 s

ten1 =0,2-108ten2 = 0,2-108

Karakteristisk vinkel

Tidinställning:utlösningunderspännings-frigivningöverströmsfrigivning

I a utlösning utan

frigivningsigna"

OnoggrannhetFunktionstid

t2 =0,5-20 minta = 0-40 S

:t;5% av inställt värde

< 100 ms vid

2 x I a inställt

Trefasig överspänningsfunktion

Startfunktion. U>= (1,0-1,4) x Ub

Tidinställning t1 = 0,1-10 s

Momentanfunktion U»= (1,0-1..7) x Ubkan blockeras samt »>

Onoggrannhet :1:5% av inställt värde

Funktionstid < 70 ms vid 2 X Uinstållt

Ätergångstid 91 %

Överspånningsfunktionen kan programmeras attmäta fasspänningar och/eller huvudspänningar.

>85%>97%< 103%

UN Nollpunktspänningsfunktion (statorjordfel)Startfunktion UN = (0,04-0,25) X UNb

TidinstållningUtlösning steg 1 t1 = 0,1-10 sUtlösning steg 2 t2 = 0,1-10 s

Onoggrannhet :t5% av instållt vårde

Funktionstid < 100 ms vid2 x UN instållt

< 100 ms vid2 x UN instållt till nott

>90%

Atergångstid

AtergångsförhållanderaI>u<

Underspänmngs-blockering u < 0.3 X Ub

..Atergångstid

ÄtergångsförhållandeDåmpningsfaktor för

tredjetonspånning > 20

IN Nollföljdströmfunktion (statorjordfel,lagerström eller partfelsskydd)Startfunktion IN = (1-6) X INr

Tidinställning:utlösning t1 =O,1-10spulsförlängning td = 0,0-10 s

Onoggrannhet :!: 5% av inställt värde

Funktionstid < 60 ms vid 2 x IN inställt

Atergångstid < 80 ms från10 x IN inställt till noll

>90%Återgångsförhållande

'nBC MinusföljdströmfunktionStartfunktion

utlösning 12» = (.0;08-0,4) xlbsignal 12> = (0,06-0,3) xlb

Tidinställningutlösning, inverttid t = K / (12/lb)2

3 Id DIfferentialströmfunktion

Startfunktion Id = 5-50 mA

Seriemotstånd R = 2000 Q

Funktionsspänning UR = R X Id

Onoggrannhet :t5% av inställtvärde för Id:t5% för R

Funktionstid So. 30 ms vid I > 2 x Id

Återgångstid < 100 ms från2 x Id inställt till noll

Återgångsförhållande> 70%

utlösning.konstanttid(kan blockeras)signalavsvalningstidFunktionsområde

Onoggrannhet11> < Undermagnetiseringsfunktion

StartfunktionRiktad ström la=(O,1-1,O)xlb

Överströmsfrigivning I> = (1-1,5) X Ib

Underspännings- U< = (0,7-1,0) x Ub

frigivning

ta= 1-99.5 stc = a x K där a = 0-80

43 -72 Hz

:1:5% av inställt

startvärde:I: 10% av inställd

inverttid

>93%Ätergångsförhållande

där K = 5-40 S11 = 0.5-20 min

REG 100-serien

Generatorskydd

ABB Network Controi& Protection

1 MDBO2004-SVSida 8

Teknisk data (forts.) Ulf> ÖvermagnetiseringsfunktionStartlunktion U/I> = (1..0-1,5) x U~1r

U> = (1,0-1,5) x Ub

Onoggrannhet :1:5% av inställt värde

Frekvens I = 50, 60 Hz

Tidlördröjning:utlösning inverttid

Re < RotorjordfelsfunktionStartfunktion .

utlösning Re «= (0,5-10) kgsignat Re 97%Återgångsförhållande

300Vvs450Vvs

3i1F

110-120 eller220-240 V 50-60 Hz

Maximal magneti-

seringsspånningkontinuerligt10 s

Maximalt tillåtenhuvudspänning på vssidan i magnetiserings-kretsen

kontinuerligt10 s

Maximalt tillåtenkapacitans från pol tilljord

Hjålpspånningsmatning

injiceringslådaTillåten variation i

injiceringsspånning:effektiwårdefrekvens

:1:20%:l:3Hz

f~ Över- och underfrekvensfunktion

Antal steg 4

Märkfrekvensfr 50, 60 Hz

Startfunktion: f1-f4 = 45-65 Hz

Överfrekvensfunktiondå finställt> märk-frekvens fr

Onoggrannhet < 30 mHz

Tidinställningar t1-t4 = 0-99 s

Funktionstid < 100 msÅtergångstid < 100 ms

Återgångsförhål-landen:Överfrekvens funktion> 99,8%Underfrekvens funktion < 100,2%

Blockeringsnivå U < 0,5 x Ub

e > Termisk överlastfunktionStartfunktion Ith = 1,02 X Ib

Termisk' tid konstant 't + = 1-100 min

Avsvalningstid 't-=1-10x't+

Återgång 50-95%

Larm 50-100%

Onoggrannhet +2% av inställt värde

Scheman

BORRPLAN

420480

~~

--

-360 ---, 300-E--- 240 -;,.. ~

Fig. 3 Dimensionering och montering av GKB 855 injektionsenhet (7452 563-CA)

1 MDBO2004-SVSida 9

~ ~o ~p~f - -,-,-.

q~ '"

~

C!

~ ~~

"r- ..L-!-~-

~-L-

4650005

~.o g,gWl.o

Fig. 4 Dimensionering och montering av injektionsenhet på apparatplåt ttör installation i skåp (7452 324-E)

Beställning Ange:.Typ REG 100, REG 110 eller REG .150

.Antal

.BestållningsnummerRK 682 015-CA för REG 100RK 682 016-CA för REG 110RK 682 017 -CA för REG 150

.Mårkström Ir (1/2/5 A)

.Mårkjordström INr(0.5/2/5/25/125 mA)

.Hjälpspånningar: (48-60. 110-125 eller220-250 V Is)EL för matning likspånningsomriktareRL för ingångsreläer

.Notera: En sats med spånningsberoendemotstånd typ MXA kråvs för spånnings-begrånsning till differentialströmskyddet dåströmtransformatorerna har en måttnings-

spånningöver150 V vid sek. märkström 1 A.100 V vid sek. mårkström 2 A,60 V vid sek. mårkström 5 A.BeståJlningsnummer RK 795 101-BA (Appa-ratplåt med tre MXA för montering inne i

skåp).Optioner som ska ingå:

FörREG 100. REG 110och REG 150-Bakeffekt- och undermagnetiseringsenhet

RLPB 100Bestållningsnummer RK 682 006-BA

-Rotorjordfelsenhet RLZD 100Bestållningsnummer RK 682 008-BA

-Injektionsenhet RTTK för RLZD 100

Alt. 1:I låda typ GKB 855 utan vårmeelementEL = 110-120 V vs,Best. nr. RK 682 009-MEL = 220-240 V vs.Best. nr. RK 682 009-BA

Alt. 2:I låda typ GKB 855 med vårmeelementEL = 110-120 V vs,Best. nr. RK 682 009-CAEL = 220-240 V vs,Best. nr. RK 682 009-DA

Alt. 3:På apparatplåt, för installation i skåpEL = 110-120 V vs,Best. nr. RK 682 009-EAEL = 220-240 V vs,Best. nr. RK 682 009-FA

-OBI-enhet RTDC 100 för SMS/SCS:för plastfiber RK 943 001-CBför glasfiber RK 943 001-DB

För REG 100 och REG 110-Minusföljdströmenhet RLlB 100

Bestållningsnummer RK 682 007 -BA

-Lagerströmstransformator typ ILDD.Bestållningsnummer 4763 003Transformatorns innerdiameterTermisk överlastenhet RLVA 100Bestållningsnummer RK 682 021-BA

För REG 150-Overmagnetisering och frekvensenhet

RLOF100Bestållningsnummer RK 682 022-BA

Referenser 1 MDUO2004-SVManual REG 100/110/150

ABB Network Controi& Protection

REG 1 DO-serien

Generatorskydd

1 MDBO2004-SVSida 10