Комплексна релейна защита, автоматика и телемеханика
на извод средно напрежение
тип RFI 421


Описание и функции
Технически данни
Схеми на свързване
Опционални възможности





Описание и функции

Общо описание

RFI 421 e комплексна релейна защита, автоматика и телемеханика за електропроводи и кабелни линии средно напрежение с едностранно и двустранно захранване. Устройството може да се използва и като резервна релейна защита и телемеханика на силови трансформатори, както и като и за токова защита за двигател.

RFI 421 може да използва в режим на самостоятелна работа или като елемент от система (SCADA-system). Системата е на йерархичен принцип. Обменът на информация между елементите й (локалните контролери и операторската станция) се осъществява по промишлена локална мрежа по протокол IEC 60870-5.

Диалогът с устройството се извършва посредством операторски пулт (разположен на лицевия панел на устройството) или от PC чрез сервизната програма MMI - Man Machine Interface.

RFI 421 е с вграден регистратор на информация за осцилографен анализ на възникнали аварийни събития.

RFI 421 може да работи съвместно с устройството Блок за сигнализация и блокировки (RDP 101).

В зависимост от предназначението и функциите си устройството се изпълнява в два варианта на аналоговите веходове:
Вариант с 4 токови входа (4I) за присъединяване на трите фазни тока Ia, Ib, Ic и тока на нулева последователност 3Io. Възможно е подаване към защитата на само трите фазни тока, а 3Io да се получава по изчислителен път
Вариант с 4токови и 1 напреженов вход (4I+1U) съответно за присъединяване на трите фазни тока и тока на НП (Ia, Ib, Ic, 3Io) и напрежението на нулева последователност 3Uo.

Функции в част РЗА

МТЗ - Максималнотокова защита (ANSI 50, 51)

 

МТЗ с независимо от големината на тока времезакъснение
Двуфазна или трифазна МТЗ
Непосочна МТЗ
Възможност за ускоряване или не от АПВ (преди или след АПВ)
Възможност за ускоряване или не от ръчно или телемеханично включване (РТВ)
Токови релета
Тип фазни или междуфазни
Ток на заработване (0,10 ... 40,00)In
Точност 3 %
Коефициент на възвръщане 0,95
Собствено време < 30 ms
Времерелета
Времезакъснение 0,00 ... 10,00 s
Времезакъснение при ускоряване от АПВ 0,00 ... 10,00 s
Времезакъснение при ускоряване от РТВ 0,00 ... 10,00 s
Точност ±0,5 % и не по-малко от 10 ms

MTO - Максималнотокова отсечка (ANSI 50, 51)

 

TO с независимо от големината на тока времезакъснение
Двуфазна или трифазна ТО
Непосочна ТО
Възможност за избор на извода – неселективна ТО за въздушен извод или неселективна ТО за кабелен извод или селективна ТО
Възможност за ускоряване от АПВ (преди или след АПВ)
Възможност за ускоряване от РТВ
Токови релета
тип фазни или междуфазни
ток на заработване (0,10 ... 40,00)In
Точност 3 %
Коефициент на възвръщане 0,95
Собствено време < 30 ms
Времереле
Настройка 0,00 ... 10,00 s
Точност ±0,5 % и не по-малко от 10 ms

ТЗЗ - Токова земна защита (ANSI 50N, 51N, 67N)

 

Едно- или дву- или тристъпална токова защита на нулева последователност (НП)
Непосочна ТЗЗ при вариант 4I или посочна при вариант 3I+1U или 4I+1U
Възможност за въвеждане/извеждане на всяко стъпало
Възможност за избор всяко стъпало по отделно да се ускорява или не от АПВ (преди или след АПВ)
Възможност за избор всяко стъпало по отделно да се ускорява или не от РТВ.
Tокови релета на НП
Настройка стъпало 1 (0,02 ... 20,00)Iоn
Настройка стъпало 2 (0,02 ... 20,00)Iоn
Настройка стъпало 3 (0,02 ... 20,00)Iоn
Коефициент на възвръщане 0,95
Точност ± 3 %
Собствено време до 30 ms
Времерелета:
Настройка стъпало 1 0,00 ... 10,00 s
Настройка стъпало 2 0,00 ... 10,00 s
Настройка стъпало 3 0,00 ... 10,00 s
Точност ± 0,5 % и не по-малко от 10 ms

ТЗЗХ - Токова защита със зависима характеристика (ANSI 51)

 

ТЗЗХ със зависимо от големината на тока времезакъснение
Непосочна ТЗЗХ
Възможност за работа с една от десетте времезависими (Inverse Time) характеристики:
Съгласно IEC: Inverse time, Very Inverse, Extremely Inverse, Long Inverse, RI Inverse
Съгласно ANSI: Long Inverse, Moderately Inverse, Very Inverse,
Extremely Inverse, Isquared T
Токови релета
Тип фазни/междуфазни
Ток на заработване (0,10 ... 5,00)In
Коефициент за времето
на заработване 0,05 ... 5 s

ТЗЗЗХ - Токова земна защита със зависима характеристика (ANSI 51N, 67N)

 

ТЗЗЗХ със зависимо от големината на тока времезакъснение
Непосочна ТЗЗЗХ при вариант 4I или посочна при вариант 3I+1U
Със зависимо от големината на тока времезакъснение и възможност за работа с една от следните десет времезависими (Inverse Time) характеристики:
Съгласно IEC: Inverse time, Very Inverse, Extremely Inverse, Long Inverse, RI Inverse
Съгласно ANSI: Long Inverse, Moderately Inverse, Very Inverse,
Extremely Inverse, Isquared T
Настройка на токовото реле (0,4 ... 5,00)In
Коефициент за времето на заработване 0,05 ... 5 s

ЗНСТ – Защита от несиметрия по ток (ANSI 46)

 

Защита за двигател с независимо от тока време на заработване;
Контролира максималната разлика между ефективните стойности на трите фазни тока;
Заработва освен при несиметрия в захранващото напрежение и при вътрешни междунавивкови к.с. и при двуфазни к.с., близки до неутралата.
Настройка на небаланса 10 ... 50 %
Времереле
Обхват на настройка 1 ... 10 s
Точност ±0,5 % и не по-малко от 10 ms

ЗП – Защита от претоварване (ANSI 49)

 

Използва термичен модел на двигателя, който се базира на времеконстантите му на нагряване и охлаждане по експоненциален закон;
Контролира температурното състояние на двигателя чрез относителнаата температура, свързана по определен закон с квадрата на тока на двигателя;
При претоварване защитата заработва със закъснение, което зависи от предшестващия режим и степента на претоварването;
С две стъпала - за сигнализация и за изключване.
Адаптивно термично реле
Брой 1
Стъпало на заработване за сигнализация 60 ... 100 %
Стъпало за изключване 80 ... 130 %
Точност на определяне на температурното състояние до 5%
Термична времеконстанта 2 ... 99 min

ЗОП – Защита от обратна последователност (ANSI 46

 

Контролира превишаването на тока на обратна последователност
Подава изключвателен импулс или сигнализира за повредата след изтичане на настроеното време
Токово реле
Ток на заработване: (0,10 ... 20,00).In
Точност 3 %
Коефициент на възвръщане 0,95
Собствено време < 30 ms
Времереле
Обхват на настройка 0 ... 10 s
Точност ±0,5 % и не по-малко от 10 ms

MЗЗ - Мощностна земна защита (ANSI 50Ns, 67Ns)

 

Защитата може да се използва при вариант на устройството 3I+1U и 4I+1U
МЗЗ за активна или реактивна мощност
Посочна (заработва само при положителни стойности на мощността на НП) или непосочна (заработва по абсолютна стойност на мощността на НП)
Възможност за извеждане на защитата при много малки напрежения на НП
Мощностно реле на НП
тип за активна мощност (с ъгъл на м.ч. 180° или 0°) или капацитивна мощност
(с ъгъл на м.ч. +90° или -90°)
мощност на заработване (0,005 ... 1).Son
Времереле
Обхват на настройка 0 ... 10 s
Точност ±0,5 % и не по-малко от 10 ms

ЗК - Земна контрола

 

Защитата може да се използва при вариант на устройството 3I+1U или
Възможност за извеждане на защитата при много малки напрежения на НП
Напреженово реле на НП
Настройка (0,05 ... 1,40).Uon
Точност 3 %
Коефициент на възвръщане 1,05
Собствено време < 30 ms
Времереле
Обхват на настройка 0 ... 10 s
Точност ±0,5 % и не по-малко от 10 ms

АПВ - Автоматично повторно включване (ANSI 79

 

Трифазно АПВ
До шесткратно АПВ
Пускане на АПВ:
от несъответствие между състоянието на прекъсвача и ключа за управление на прекъсвача или
от подали изключвателен импулс релейни защити (вътрешни и/или външни)

Функция “Ресурс на прекъсвача”

 

Визуализира текущата стойност на ресурса на прекъсвача за всяка фаза
Сигнализира при превишаване на предварително зададена
граничната стойност на ресурса
Възможност за задаване / редактиране на различни криви на изключване на прекъсвача, както и редактиране на текущата стойност на ресурса за всяка фаза

Всяка една от функциите в част РЗА може да бъде въведена или изведена от действие.


Функции в част Телемеханика

Телеизмерване (ТИ)на аналогови величини

  Получава, обработва и архивира информация за моментни и интегрални стойности на аналоговите величини
Изчислява на всяка секунда средните ефективни стойности на измерените величини и изпраща данните по локална мрежа
Изпраща данни за регистрираните максимални стойности на следените величини по заявка от ОС
При отпадане на връзката между ОС и RFI 421S непредадената информация се запазва в енергонезависима памет до възстановяване на връзката

Телеуправление (ТУ)

  Възможност за телеуправление на прекъсвач и разединители (шинни, линейни, земен нож)
Получава, обработва и предава за изпълнение приетите от ОС (или Диспечерския пункт) телекоманди
Следи и контролира изпълнението на командите за телевключване и телеизключване
Възможност за подаване на телекоманди от бутони на устройството

Телесигннализация (TС)

RFI 421S получава, обработва и архивира следната информация:
промяна в положението на двупозиционните съоръжения
предупредителна и аварийна сигнализация от защитите
предупредителна сигнализация за преминаване на гранични стойности
сигнализация от външни за устройството защити и автоматика
аварийна сигнализация при неизпълнена команда, подаване на неразрешени команди и др.



Регистър на аварийна информация

  До 2000 записа;
Регистриране на астрономическото време на събитието (година, месец, ден, час, минута, секунда, секунда/100);
Всеки запис съдържа информация за вида на събитието и числена информация, характеризираща процеса
Възможност за съхраняване на до 4 характеризиращи параметъра за всяко регистрирано събитие


Регистратор на аварийни процеси

  Всяко регистрирано събитие може да бъде снабдено с допълнителен пакет с осцилографна информация (сканираните с максимална честота моментни стойности на всички аналогови входове, изходи и състояния на защитите) за зададен времеви интервал, започващ малко преди събитието - с предистория и продължаващ известно време - същинско регистриране
Поддържа буфер с няколко регистрирани събития с осцилографна информация


Man Machine Interface - MMI

 

Сервизната програма MMI за потребителски интерфейс работи върху РС платформа под управление на операционна система WINDOWS (Windows 98/NT/2000/XP). Компютърът се свързва с устройството по RS232 по един от двата начина: чрез оптоглава (безконтактно), която с магнит се позиционира върху специалното поле за нея или чрез специализиран кабел за връзка с РС.
Сервизната програмата MMI служи основно за:
Дистанционен контрол на основните измервателни възможности на устройството - аналогови и цифрови входове;
Дистанционно преглеждане и/или задаване на настройки;
Създаване и поддържане на няколко набора от настройки и конфигурации, които могат да се съхраняват във файлове и да се зареждат в устройството;
Получаване, визуализиране и съхраняване регистрираните в устройството събития, включително такива с осцилографна информация. Програмата дава възможност още за анализиране на събитията и сортирането им по различни признаци;
Отпечатване на принтер на заредените в програмата конфигурация, настройки и събития (от файл или от устройство);
Възможност за работа с програмата, както със свързано към компютъра устройство, така и без свързано устройство (off-line).

Изтегли програмата и инструкцията за работа с нея

 

Технически данни

Захранване

 

Номинално напрежение Un

24/48/110/220 V DC/AC

Работен интервал

-20 % ... +20 %

Допустимо прекъсване на захранващото напрежение

Съгл. IEC 60255-11:
0,1 s / 100 % при 220 V;
0,02 s / 100 % при 24 V

Консумация на устройството

6 W при 220 V DC

Аналогови входни величини

 

Честота на аналоговите сигнали

 

- номинална стойност fn

50 Hz (опция 60 Hz)

- работен интервал

46...52 Hz

Варианти на изпълнение на аналоговите входове:

  • 4 бр. токови входа
  • 4 бр. токови входа и 1 бр. напреженов вход
 

Токови входове

4 бр. токови входа

Номинална стойност (In)

5 А / 1 А

Ток на термична устойчивост
(съгл. IEC 60255-6, IEC 60255-3

Трайно - 10.In,
за 1 s – 100.In
за 10 ms - 250.I

Интервал на точна работа

(0,1 ... 40).In

Консумация във входните вериги:

 

- при In=5 А

0,05 VA

- при In=1 А

0,03 VA

   

Напреженов вход

 

Номинална стойност Un

100 V

Обхват на точна работа

(0,01...1,3).Un

Консумация при Un

до 0,1 VA

Продължително претоварване

2,5.Un

   

Цифрови входове

5 бр.

Захранващо напрежение на цифров вход

 

- номинална стойност

24/48/110/220 V DC/AC
(виж схемата на външните връзки)

- работен интервал

176 ... 342 V DC
(88 ... 171 V DC)

Консумация

до 0,7 W (при 220 V)

Цифрови изходи

5 бр.(4 бр. Свободно конфигурируеми +1 бр. за Ready)

Електромеханични релета с н.о./н.з. контакти

8 А max
250 V AC / DC max
2 000 VA
< 10 ms собствено време

Конструкция

 

Външна част

Еднокорпусна кутия

Преден монтаж - на табло

 

Габаритни размери

185 mm x 282,5 mm x 73,5 mm

Маса

< 2,5 kg

Степен на защита

IP 52

Заден монтаж - за вграждане

 

Габаритни размери

185 x 245 x 71 mm

Маса

2 kg

Степен на защита

IP 52

Комуникация

 

RS485

38,4 kbit/s max
IEC60870-5

RS232 current loop / optical head

9,6 kbit/s

Електрически изпитвания

 

Електрическа якост

IEC 60255-5, клас 3

– високоволтово изпитване

2,5 kV; 50 Hz; 1 min

– изпитване на импулсно напрежение

5 kV; 1,2 / 50 ms; 0,5 J

– изолационно съпротивление

>100 MW ; 500 V DC

Електромагнитна съвместимост (ЕМС)

 

ЕМС – устойчивост на смущения

 

Електростатичен разряд

IEC 60255-22-2; EN 61000-4-2 клас 4

– въздушен разряд

15 kV; 150 pF; Ri = 330 W

– контактен разряд

8 kV; 150 pF; Ri = 330 W

Радиочестотни електромагнитни смущения

IEC 60255-22-3; EN 61000-4-3, клас 3

– амплитудно модулирани

от 80 MHz до 1000 MHz,
10 V/m, 80% AM, 1 kHz

– импулсно модулирани

900 MHz, 10 V/m, 200 Hz

Бързи преходни процеси

IEC 60255-22-4; EN 61000-4-4 клас 4

– захранващи линии

4 kV; 5/50 ns; 5 kHz

– входни / изходни линии

2 kV; 5/50 ns; 5 kHz

Смущения от пренапрежения

IEC 60255-22-5; EN 61000-4-5, клас 3

– синфазни

2 kV; 1.2/50 ms (8/20 ms)

– диференциалн

1 kV; 1.2/50 ms (8/20 ms)

Кондуктивни радиочестотни смущения

IEC 60255-22-6; EN 61000-4-6, клас 3
10 V; 150 kHz…80 MHz;
80% АМ; 1кH

Външни променливи магнитни полета

EN 61000-4-8, клас 4
30 A/m продължително
300 A/m за 3 s; 50 Hz

Високочестотни смущения

IEC 60255-22-1, EN 61000-4-12, клас 3

– несиметрични

2,5 kV; 75 ns;
100 kHz и 1 МHz; 2s;

– симетрични

1kV; 75 ns;
100 kHz и 1 МHz; 2s

ЕМС – излъчване

 

Смущаващо напрежение на изводите

IEC CISPR 22 клас А

Смущаваща мощност

IEC CISPR 22 клас А

Механични изпитвания

 

По време на експлоатация

 

Вибрации

IEC 60255-21-1; IEC 60068-2-6
10…60 Hz:
амплитуда 0,075 mm;
60…75 Hz: 1g; 1 oct/min;1 час

Удари

IEC 60255-21-2; IEC 60068-2-27
5g; продълж. 11 m

Сеизмични влияния

IEC 60255-21-3, клас 1

По време на транспорт (в стандартна опаковка)

 

Вибрации

IEC 60255-21-1; IEC 60068-2-6
5 … 8 Hz: амплитуда 7,5 mm;
8 … 75 Hz: 2g; 1 oct/min;1час

Удари

IEC 60255-21-2; IEC 60068-2-27
15g; продълж. 18 m

Условия на околната среда

 

Температура на околната среда :

IEC 60068-2-1; IEC 60068-2-2

– при транспорт и съхранение

-40 ... +70 ° C

– при експлоатация

-5 ... +55 ° C

Относителна влажност на въздуха

IEC 60068-2-3: 95% при 40 ° C



Схема на свързване

Габаритните и присъединителни размери на RFI 421S са дадени на фиг. 1, а схемата на външните връзки – на фиг. 2.


Опционални възможности

Опционално устройството може да работи съвместно с блок за сигнализация и блокировки тип RDP101. Информацията между двете устройства се предава по сериен канал. Функциите, които изпълнява RDP101 са:
  Визуализиране на мнемосхема - реализирана е светодиодна индикация на еднолинейната схема на присъединението (извод, силов трансформатор, двигател и др.) с прилежащите му първични съоръжения;
Електрически блокировки - чрез следене на положението на съоръженията се реализират всички необходими електрически блокировки при манипулации със различните съоръжения;
Управление - функцията позволява телеуправление и телесигнализация на всички съоръжения на присъединението.
RDP 101 предава към защитата състоянието на всички свои цифрови входове и изходи. Получената информация се визуализира и архивира в Операторска станция.