'

MiCOM P54x Series цифровые дифференциальные токовые реле Июль 2006 РЗА.

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0


Слайд 1

MiCOM P54x Series цифровые дифференциальные токовые реле Июль 2006 РЗА


Слайд 2

MiCOM P54x Series Продольная дифференциальная токовая защита


Слайд 3

MiCOM Protection P340 Generator Protection Relays P430/P440 Distance Protection Relays P540 Line Differential and Unit Protection P940 Frequency Protection Relays P240 Universal Motor Protection Relay P840 Autoreclose Relays P740 Busbar Protection Relays P630 Transformer Protection Relays P140 Feeder Management Relays


Слайд 4

P540 защитные функции


Слайд 5

P541 для линейных или трансформаторных фидеров 40TE / 8” P542 для линейных или трансформаторных фидеров с ТАПВ, (60TE / 12”) P543 для линий с дистанционной защитой ОАПВ и ТАПВ, (60TE / 12”) P544 для линий, подключенных через 2 выключателя с дистанционной защитой, (60TE /12”) P540 Current Differential Relays- доступные модели (non GPS-synch.)


Слайд 6

P540 Current Differential Relays - для классического применения и применения в синхронизированных цифровых сетях P545 для линий с дистанционной защитой ОАПВ и ТАПВ, , (80TE / 19”) P546 для линий, подключенных через 2 выключателя с дистанционной защитой, (80TE /19”) # GPS synchronised mode described later


Слайд 7

Дифферециальный принцип End A Линия связи End B Relay A IA + IB = 0 Healthy IA + IB ? 0 (= IF) Fault Relay B


Слайд 8

Трехконцевая линия C I A I B I F I IA + IB + IC = 0 Healthy IA + IB + IC ? 0 (= IF faulty) Relay B End C End A


Слайд 9

Current Differential - особенности Не нужен вход напряжения Подходит для 3-х концевых линий Определяет повреждение через переходное сопротивление Не реагирует на качания Одно и то же время срабатывания Проста в установке


Слайд 10

Полностью цифровое устройство Пакеты данных 0 I I I I I I 0 I 0 . . . . . 0 I 0 I I I I I I 0 A/D ?P Цифровой интерфейс End A End B


Слайд 11

Main Features of P540 Relay дифференциальный элемент Использование стандартного коммуникационного канала 56 or 64 kbits/s Также работает по выделенной оптоволоконной паре Пофазное исполнение Компенсация емкостного тока 2 и 3 концевые линии Измерение и компенсация времени задержки сигнала в канале проверка достоверности данных в канале Передача команд прямого и разрешающего телеотключения 8 пользовательских команд для свободного использования


Слайд 12

Прямое соединение OPGW


Слайд 13

Подключение через мультиплексор 850nm оптосоединитель P593 interface unit ISDN X.21 electrical Multiplexer G.703 or V.35 electrical P591/2 interface unit


Слайд 14

Multiplexed Optical Link 34 Mbit/s Multiplexer Multiplexer 64k bits/s Earth wire optical fibre Telephone Telecontrol Teleprotection End A End B


Слайд 15

Multiplexed Microwave Link 64k bits/s PCM Multiplexer PCM Multiplexer Telephone Telecontrol Teleprotection End A End B


Слайд 16

Прямое подключение к мультиплексору 850nm оптосоединитель Multiplexer Прямое безинтерфейсное соединение IEEE C37.94


Слайд 17

IEEE C37.94 –формат сообщения


Слайд 18

При выборе IEEE C37.94 в J реле уставка актуальна для основного и резервного каналов


Слайд 19

Оптический бюджет для прямого соединения 850nm Multi 1300nm Multi 1300nm Multi 1550nm Single Mode Mode Mode Mode мощность -19.8dBm -13dBm -13dBm -13dBm передатчика чувствительность -25.4dBm -40dBm -40dBm -40dBm приемника Optical Budget 5.6dB 27.0dB 27.0dB 27.0dB Миним. 2.6dB 24.0dB 24.0dB 24.0dB запас (3db)* удельное 2.6dB/km 0.8dB/km 0.4dB/km 0.3dB/km затухание Maкс 1 km 30km 60km 80km расстояние ближе дальше Key: * 3dB –необходимый запас чувствительности в расчете на старение кабеля


Слайд 20

Current Differential 16 bit АЦП Асинхронные выборки по 8 точек на период (12 samples/cycle in Disturbance Record) Определение вектора тока после обсчета одного цикла по ряду Фурье Proven best noise immunity in difficult applications adjacent to HVDC, switching noise, series compensation etc… Коррекция вектора по времени


Слайд 21

Измерение тока и фильтрация - 1 I = 2 N ? N - 1 n = 1 i exp j n t n ?


Слайд 22

Измерение тока и фильтрация - 2 I = 2 s N I = 2 c N I ? = I + I N-1 n=1 sin ??t.i n n ? i i 2 2 o N + + N-1 n=1 ? cos ??t.i n n s j c


Слайд 23

Формат пакета данных Start flag Address Data Frame check End flag Status and commands Current vectors Timing data


Слайд 24

Формат пакета данных 24 Bytes Total Стартовый флаг (01111110) для синхронизации сообщения Алрес реле Метка времени для вычисления времени прохождения сигнала Информация о статусе и передаваемых командах 3 фазных вектора тока Дополнительное торможение (2 гармоника для P541/P542, рижим защиты участка ошиновки P544/P546) CRC Финишный флаг (01111110) для синхронизации сообщения


Слайд 25

Конечное время прохождения сигнала Ток на ПС В Ток принятый от ПС А задержка Relay A Relay B


Слайд 26

Компенсация времени прохождения сигнала Синхронные выборки в обоих реле Прямое сравнение выборок Синхронизация между реле посредством GPS – что случится при отсутствии GPS? Асинхронные выборки Непрерывное измерение расхождения времени Программная подгонка векторов P545 and P546 only Все модели, P541-P546


Слайд 27

Время прохождения сигнала измерения - 1 tA1 Пакет данных Relay B Relay A Current vectors tA1 tA2 tA3 tA4 tA5 tB1 tB2 tB3 tB4 tB5 tp1


Слайд 28

Время прохождения сигнала измерения - 2 Измеренное время выборки tB3 = (tA - tp2) * * Время задержки tp1 = tp2 = 1/2 (tA - tA1) - td * Пакет данных tB1 tB2 tB3 tB4 tB5 tA1 tA2 tA3 tA4 tp1 tA5 Current vectors tA1 Current vectors tB3 tA1 td tp2


Слайд 29

Сравнение векторов тока I (tA4) ?? ? ????=?????t если I (tB3 ) = Is + j Ic * = I cos? + j I sin? то I (tA4) = I (tB3 ) . (cos ????+ j sin ???) = I cos (? + ? ?) + j I sin (??+????) *


Слайд 30

Дифференциальная характеристика I S1 Угол наклона k1 I клин Угол наклона k2 S2 сраб Торм ток bias A B C I = 1/2 ( I + I + I ) Диф ток I = I + I + I diff A B C


Слайд 31

Мгновенные изменения времени передачи (1) Неодинаковые времена приема/передачи приведут к неправильному сравнению векторов и неправильному вычислению диф. тока Большинство цифровых каналов пропускают сигналы разных направлений по одному и тому же пути Иногда кратковременно эти времена становятся разными Могут привести к ложному срабатыванию


Слайд 32

Мгновенные изменения времени передачи(2) Реле непрерывно измеряет время прохождения Любые изменения во времени передачи приводят к тому что реле поднимает уставку К1 до 200% для эффективного блокирования диф органа при токах до Is2 Изменения активны в течении установленного времени (мах 0,5 с) после которого уставка восстанавливается


Слайд 33

Мгновенные изменения времени передачи(3) Диф ток I = I + I + I diff A B C Торм ток bias A B C I = 1/2 ( I + I + I ) I S1 Bias k1 I клин Bias k2 S2 сраб Bias 200%


Слайд 34

Компенсация емкостного тока IchL IchR IR IL VL VR ZL В устройствах ДЗЛ необходимо устанавливать ток срабатывания выше тока заряда линии Р543-546 вычитает емкостный ток из измеренного тока Польза: увеличение чувствительности при КЗ через переходное сопротивление


Слайд 35

Типовые емкостные токи кабеля/ВЛ Underground cables Overhead lines Line Volts 11kV 400kV 30 1.2 A/km 1 0.3 A/km


Слайд 36

P541/ P542 – защита трансформатора


Слайд 37

Коррекция группы соединения 87 Yy0 0 Yd11 +30 Dy1 (-30 ) Yy0, Yd1, Yd5, Yy6, Yd7, Yd11, Ydy0 …… etc. 0°, -30°, -150°, 180°, +150°, +30°, 0° …. etc. 87


Слайд 38

Бросок тока-теория m ? + Постановка под напряжение m ? - m ? 2 Рабочий режим V ? m I V m I ?


Слайд 39

Example MV Application: Teed Feeder Protection F I Differential protection can be IDMT or DT delayed to discriminate with tapped feed protection: Fused spurs Tee-off transformer in-zone Ring main units (RMU) End A End B


Слайд 40

Example HV/EHV Application: Stub Bus Protection P544 and P546 have two sets of differential CT inputs When disconnector open, diff. protection is provided for the stub bus only No current vectors transmitted to remote end No diff. intertrip Bus A Bus B Open disconnector


Слайд 41

Additional Communications ФУНКЦИИ канала Все терминалы поддерживают двух- и трехрелейную схему Возможность измерения тока на удаленном конце и фиксация его в осциллограмме Статистика ошибок канала связи Прямое телеотключение- может быть использовано для ускорения дистанционной защиты Разрешающее телеускорение


Слайд 42

Direct Intertrip DTT=1 Data Message Relay A Relay B + - + - Transformer Protection


Слайд 43

Permissive Intertrip Busbar Relay F + - Example shows interlocked overcurrent protection Feeder fault seen within busbar zone Remote end trip after set delay for PIT & current > Is1 Relay A Relay B + - PIT=1 Data Message


Слайд 44

8 Programmable Intertrip/Control Commands, End - End 8 Commands from PSL end A - PSL end B Distance and DEF aided channel schemes Breaker fail backtrip to upstream CB Force remote end A/R for successful local A/R SCADA for remote end substation A B 52 52 Single or dual fibre optic comms. 850nm 1300nm 1550nm or MUX 8 + PIT 8 + PIT PSL PSL


Слайд 45

Z3 Z3 Z1 Z1 Z2 Z2 Tx Rx Tx Rx Send Logic : Z1 Trip Logic : Rx + Z2 Z3 Z2 Z1 1 T2 T3 Trip T2 & Z3 Z2 Z1 1 T2 T3 Trip T2 & 100 0 100 0 Best to Keep PSL Simple: схема работы ДЗ с разрешающим сигналом (1)


Слайд 46

Race between relay at D picking up and signal send from relay at C resetting, following opening of breaker at C If signal send from C resets before relay D operates then aided tripping will not occur To prevent this a 100ms delay on drop off of the signal send is used in the PSL A 21 C B D A C B D Send Fault Fault 21 21 21 Rx + Z2 Rx + Z2 PSL Implications: Permissive Underreach Scheme (2)


Слайд 47

PSL Implications: P540 Distance Schemes Better security is offered by a distance scheme if permissive signals are routed separately from the current differential ie. - 87L channel failure for one line should not jeopardise the backup 21 scheme При наличии параллельных линий рекомендуется для разрешающих сигналов использовать канал соседней линии A C B D 21 21 87 87


Слайд 48

Назначение уникальных адресов реле Для предотвращения неправильного роутинга сигналов мультиплексором Range of addresses for 2 terminal applications 1A, 1B; 2A, 2B; _ _ _ _ _ 20A, 20B Range of addresses for 3 terminal applications 1A, 1B, 1C; 2A, 2B, 2C; _ _ _ _ _20A, 20B, 20C


Слайд 49

Communications Path for Two Ended Application Tx Rx End A Rx Tx End B CH1


Слайд 50

Communications Path for Three Ended Application P540 CH1 CH2 Tx Rx Rx Tx Rx Tx Rx Tx Tx Rx End B End C End A P540 CH1 CH2 P540 CH2 CH1 Tx Rx Note: Full line protection is provided even should one communications path fail E.g. For A-B channel fail, C still offers line protection and will intertrip to A and B in the event of a fault


Слайд 51

CH1 CH2 Both channels are active - relays automatically select the correct message should one channel fail “Hot Standby” Dual Redundant Communication Channels Option


Слайд 52

Dual Redundant Communications Relay A Relay B Multiplexer


Слайд 53

Use of Mixed Comms. Options in Suffix J CH1 and CH2 can now be selected to operate with different optical drivers, one 850nm, plus a direct fibre connection: CORTEC codes H to R:


Слайд 54

Дублированное соединение Relay A Relay B мультиплексор Direct Fibre MUX Используются оба канала CH1 and CH2...


Слайд 55

Be Careful in Triangulated Schemes with Mixed Comms Channels... P540 CH1 CH2 Tx Rx Rx Tx Rx Tx Rx Tx Tx Rx End B End C End A P540 CH1 CH2 P540 CH2 CH1 Tx Rx End C has 850nm CH1, and 1300nm CH2 End A has 850nm CH2, and 1300nm CH1 CH1 and CH2 can not be inverted by settings RELAY A AND RELAY C WILL NOT BE THE SAME CORTEC 850nm 1300nm 1300nm


Слайд 56

87L Current Differential Zone 1 / 2 Distance Zone 3 Distance * Zone 3 Distance * Directional / Non-Directional Overcurrent and Earth Fault (* Zone 3 can be set forward directional if required) Dual Main Protection - 87L Differential, 21 Distance, Plus Backup


Слайд 57

Использование дистанционного элемента Возможна работа параллельно с ДЗЛ как вторая защита Использование как резервной в случае потери канала Для цели дальнего резервирования Для смешанных линий запрещать АПВ в случае обнаружения повреждения на кабельном участке трассы


Слайд 58

P543/P544: Distance Protection Three Quadrilateral Zones R X Z2 Z1 Z3 Directional Line Power swing blocking band (Zone 3 can be set forward directional if required)


Слайд 59

Quadrilateral Characteristic For load avoidance, and better ground fault resistive coverage on short lines jX Z Z R R R Load L 1 F Ph/G


Слайд 60

Generating a Quadrilateral Zone 1 Impedance Characteristic via Four Phase Comparators IZ A1 = V - IZ B1 = INR A3 = -IZ B3 = V + IR A2 = V - IR B2 = -IZ ? IR -IR A4 = -IZ B4 = VPOL Trip criterion :- 180° < ?A - ? B < 0°


Слайд 61

Phase Comparator Principle A B B A B Lags A Restrain condition B Leads A Operate condition A A B B


Слайд 62

Fault incidence CVT error Faulted phase voltage 16% Synchronous polarising Polarising voltage (Before squaring and 90 phase shift) 16% Cross Polarising Level Deals with CVT Transients and Close-up Faults


Слайд 63

Preventing Zone - 1 Overreach Quadrilateral Characteristic R E A I A A B R F E B Prefault power flow I B I F jX B R F R A X Tilt Down


Слайд 64

Preventing Underreach Quadrilateral Characteristic R E A I A A B E B Prefault power flow I B jX B R F R A X R F Tilt Up


Слайд 65

Neutral Current Polarisation of Quadrilateral Reach-Line E A Z SA Z LA Z LB Z SB E B I A I R R F PH E fault R Prefault load flow


Слайд 66

Sequence Diagram for Resistive Ground Fault E A E B Z S1A Z L1A Z L1B Z S1B I 1A I 1B I 2A I 2B I 0A I 0B Z S2A Z L2A Z L2B Z S2B Z S0A Z L0A Z L0B Z S0B Z 0A Z 0B Z 0A ? Z 0B ? I 0A I 0B = = I F in which case I NA = I F I F 3 3R F


Слайд 67

Negating Under/Overreach Effects of Infeed During a single phase to ground fault the Neutral current is approximately in phase with the fault arc current The reactance line of the Earth Quad Elements is polarised from Neutral Current Under and overreach effects are minimised dynamically


Слайд 68

Backup Overcurrent Protection 51P/51N/67 Four stages of directional/non-directional phase overcurrent protection I>1 and I>2 IDMT or definite time I>3 and I>4 definite time (t=0, instantaneous) Four stages of directional/non-directional earthfault protection IN>1 and IN>2 IDMT or definite time IN>3 and IN>4 definite time (t=0, instantaneous) Directional decision polarised from VN or V , allowing use of open delta VTs I> and IN> elements can be enabled permanently, or on channel failure Useful for enabling as Switch on to Fault protection


Слайд 69

Backup Overcurrent Protection 51P/51N/67 IDMT Curves IEC Curves Current (Multiples of Is) 0.1 1 10 100 1000 1 100 10 Operating Time (s) IEEE Curves 0.1 1 10 100 1 10 100 Current (Multiples of Is) Operating Time (s) IEC SI IEC VI IEC EI IEC LTS US MI US VI US EI US I US SI


Слайд 70

УРОВ 2 уставки по времени Быстрый возврат (15ms) Запуск извне Backtrip Retrip Trip From other device BF INIT


Слайд 71

Возврат УРОВ


Слайд 72

Overload Protection (1) Overcurrent protection designed for fault conditions Thermal replica provides better protection for overload Current based Flexible characteristics Single or dual time constant Reset facility Non-volatile Current Time


Слайд 73

Overload Protection (2): Dual ? Characteristic for Transformers 10000 1000 100 10 1 2 3 4 5 6 Trip time (s) Current (multiple of thermal setting) Single characteristic: ? = 120 mins Dual characteristic Single characteristic: ? = 5 mins


Слайд 74

Broken Conductor Protection (1) Majority of system faults are a result of short circuits Easily detectable Possibility of open circuit faults exist Difficult to detect with conventional protection


Слайд 75

Broken Conductor Detection (2) Existing detection methods; Combination of under/overcurrent logic Negative phase sequence overcurrent Consider suitability for all load conditions P54* uses a ratio technique: I2 / I1 is high for open circuit fault condition Benefit: Load conditions have minimal effect


Слайд 76

VT Supervision (1) Alarms Event record Blocking Adaptive setting If and 2f logic 3f on load logic 3f on energisation logic MCB digital input A B C VTS Alarms Event record Blocking Adaptive setting


Слайд 77

VTS alarm VTS block LCD Event records Loss of all 3 phase voltages under load P540 & Voltage collapse I VT Supervision (2)


Слайд 78

VTS alarm VTS block LCD Event records Loss of all 3 phase voltages upon line energisation P540 & No Voltage VTS I>Inhibit VT Supervision (3)


Слайд 79

Alternative Setting Groups: Use for Switched / Alternate Feeding Setting selection inputs SCADA or PLC 2 3 1 4 Four groups available


Слайд 80

Up to four reclose shots: First high speed shot can be single pole Three delayed AR shots Selection of elements to initiate or block AR Check synchronism function allows: Live line/live bus in synchronism AR Live line/dead bus AR Dead line/live bus AR Safety checking prior to manual CB close authorisation Integrated Autorecloser with Check Synchronism (Example: P543)


Слайд 81

16% 3.8? 16km 10miles Fault Locator: (P543 - P546) With Mutual Current Compensation


Слайд 82

Bay Monitoring CB state/discrepancy monitoring CB condition monitoring: Number of Trip operations Sum of broken current; Ix (1.0 <= x <= 2.0) CB operating time CB operations during period Condition based maintenance


Слайд 83

Remote Communications Digital Control Systems Courier Modbus IEC 60870-5-103 DNP3.0 UCA2.0


Слайд 84

MiCOM P540 Series Summary Per phase basis comparison Differential gives high sensitivity and phase selectivity More integration, less panel space, less interwiring, lower installation cost Comprehensive backup protection, AR etc … No need for panel mounted instruments NO and NC contacts along with graphical PSL allow interlocking schemes etc to be configured Self monitoring removes the need for extensive periodic injection testing Condition monitoring of CB bay aids maintenance scheduling


Слайд 85

P540 Main Protection Unit Protection Relays Models P543-P546 cover both single and three pole tripping applications P541, P542 and P547 cover three pole trip applications only P545 and P546 may also be used in conventional non-SDH applications to boost digital I/O offered, needing no GPS P543 to P546 extra I/O supports 16 timers in PSL Main Protection 21/21G 67/67N 50/51(N) A/R 1.5 CB I/O P541 Current Differential 8/7 P542 Current Differential 16/14 P543 Current Differential 16/14 P544 Current Differential 16/14 P545 Current Differential 24/32 P546 Current Differential 24/32 P547 Phase Comparison 10/10


Слайд 86


×

HTML:





Ссылка: