رلههای حفاظت ولتاژ و فرکانس MiCOM P9xx اشنایدر
MiCOM P9xx خانوادهای از رلههای دیجیتال حفاظت و مدیریت ولتاژ و فرکانس Schneider Electric برای شبکههای قدرت است. این خانواده برای پایش وضعیت ولتاژ، فرکانس و پارامترهای مرتبط با پایداری شبکه طراحی شده و در سیستمهای حفاظت، کنترل و اتوماسیون پست کاربرد دارد. Schneider Electric خانواده فعلی MiCOM P9xx را شامل مدلهای P921، P922، P923 و P925 معرفی میکند.
شاخه P921 / P922 / P923 این خانواده سطوح متفاوتی از حفاظت را پوشش میدهد. P921 بیشتر بر حفاظت ولتاژی تمرکز دارد. P922 علاوه بر حفاظت ولتاژ، حفاظت فرکانسی و توابع مرتبط با مؤلفههای توالی را اضافه میکند. P923 نیز قابلیت Rate of Change of Frequency یا ROCOF با ANSI 81R را به این ساختار اضافه میکند.
حفاظت ولتاژ و عدم تعادل شبکه
هر سه مدل P921، P922 و P923 حفاظت Under/Overvoltage با ANSI 27/59 و حفاظت Residual/Zero-Sequence Overvoltage با ANSI 59N را در اختیار سیستم قرار میدهند. به همین دلیل، این رلهها برای پایش ولتاژ باسبار و تشخیص شرایط خارج از محدوده مناسب هستند.
در P922 و P923 قابلیتهای بیشتری مانند Positive Sequence Undervoltage با ANSI 27D، Negative Sequence Overvoltage با ANSI 47 و Voltage Transformer Supervision با ANSI 60/VTS در دسترس است. این ساختار امکان بررسی دقیقتر عدم تعادل و وضعیت مدارهای اندازهگیری ولتاژ را فراهم میکند.
حفاظت فرکانس و پایداری سیستم
مدلهای P922 و P923 حفاظت Under/Over Frequency با ANSI 81U/O را پشتیبانی میکنند. در نتیجه میتوان از آنها در طرحهای Load Shedding، نظارت بر انحراف فرکانس و حفاظت شبکه در برابر شرایط غیرعادی فرکانسی استفاده کرد.
P923 یک مرحله جلوتر میرود و تابع 81R را برای اندازهگیری نرخ تغییر فرکانس ارائه میدهد. این قابلیت در شرایطی که سرعت تغییر فرکانس برای تصمیم حفاظتی اهمیت دارد، امکان واکنش مناسبتری فراهم میکند.
اندازهگیری، منطق و کنترل
خانواده P92x علاوه بر حفاظت، قابلیتهای کنترلی و مانیتورینگ را نیز در اختیار بهرهبردار قرار میدهد. اندازهگیری True RMS ولتاژهای Phase-to-Phase، Phase-to-Neutral و Residual Voltage از قابلیتهای این پلتفرم است.
همچنین Boolean Logic، ورودی و خروجیهای قابل برنامهریزی، نظارت بر وضعیت Circuit Breaker، لچکردن خروجیها و Blocking Logic در معماری رله پیشبینی شدهاند. P922 و P923 دو Setting Group مستقل و قابلیتهای گستردهتری برای نظارت بر Circuit Breaker دارند.
ارتباط با سیستم کنترل و نرمافزار مهندسی
برای اتصال به سیستمهای کنترل، رلههای P921، P922 و P923 به RS485 در پشت دستگاه مجهز هستند. بسته به Configuration سفارش، ارتباط از طریق Modbus RTU یا IEC 60870-5-103 انجام میشود.
در قسمت جلوی دستگاه نیز رابط RS232 برای اتصال محلی به کامپیوتر و کار با MiCOM S1 Studio وجود دارد. این ساختار امکان تنظیم، Commissioning و دسترسی مهندسی محلی به رله را فراهم میکند.
ساختار مکانیکی و HMI
مدلهای P921، P922 و P923 از یک 4U Draw-out Metal Case استفاده میکنند. نصب بهصورت Flush Mount داخل پنل یا Switchboard و همچنین Rack Mount امکانپذیر است.
پنل جلویی دارای LCD نورپسزمینه با ساختار 2×16 کاراکتر، LEDهای ثابت و قابل برنامهریزی و کلیدهای ناوبری است. این ساختار دسترسی مستقیم به تنظیمات، اندازهگیریها و وضعیت عملکرد رله را فراهم میکند.
کاربردهای صنعتی محصول
پایش ولتاژ باسبار
یکی از کاربردهای اصلی MiCOM P9xx نظارت بر ولتاژ شبکه و باسبار است. توابع ANSI 27 و 59 امکان تشخیص افت یا افزایش غیرمجاز ولتاژ را فراهم میکنند.
رله میتواند بر اساس Configuration ترانسهای ولتاژ، مقادیر Phase-to-Neutral یا Phase-to-Phase را پردازش کند. بنابراین انتخاب Configuration صحیح VT بخش مهمی از مهندسی این رله محسوب میشود.
حفاظت Residual و Neutral Displacement
تابع 59N برای پایش Residual Voltage یا Zero-Sequence Voltage در دسترس است. رله بسته به نحوه اتصال VT میتواند این مقدار را مستقیماً اندازهگیری کند یا از ولتاژهای فاز محاسبه کند.
این قابلیت برای طرحهایی که تشخیص جابهجایی نقطه خنثی یا رفتار ولتاژ توالی صفر اهمیت دارد، کاربرد دارد.
حفاظت فرکانس
P922 و P923 برای طرحهایی مناسب هستند که علاوه بر ولتاژ، فرکانس شبکه نیز باید تحت نظارت باشد. تابع 81U/O میتواند شرایط Underfrequency و Overfrequency را تشخیص دهد.
بنابراین این مدلها در سیستمهای حفاظتی مربوط به کنترل پایداری شبکه و طرحهای مبتنی بر تغییر فرکانس کاربرد بیشتری نسبت به P921 دارند.
Load Shedding بر اساس فرکانس
یکی از کاربردهای مهم حفاظت فرکانسی، اجرای مراحل Load Shedding است. در این ساختار میتوان خروج بار را بر اساس رسیدن فرکانس به Thresholdهای مشخص سازماندهی کرد.
P923 علاوه بر مقدار مطلق فرکانس، نرخ تغییر فرکانس را نیز با تابع 81R بررسی میکند. این قابلیت در طرحهایی که سرعت افت یا افزایش فرکانس نیز معیار تصمیمگیری است اهمیت بیشتری دارد.
تشخیص عدم تعادل ولتاژ
P922 و P923 از توابع Positive Sequence Undervoltage و Negative Sequence Overvoltage پشتیبانی میکنند. بنابراین میتوان از آنها برای تشخیص شرایط نامتقارن ولتاژی و برخی اختلالات مرتبط با توالی فاز استفاده کرد.
علاوه بر این، VT Supervision در این مدلها کمک میکند خطای مدار اندازهگیری ولتاژ با یک اختلال واقعی شبکه اشتباه گرفته نشود.
سیستمهای حفاظت و کنترل پست
RS485 و پروتکلهای Modbus RTU یا IEC 60870-5-103 امکان اتصال P9xx به سیستمهای Substation Control و SCADA را فراهم میکنند.
از سوی دیگر، رابط محلی RS232 برای تنظیم و Commissioning با MiCOM S1 Studio در نظر گرفته شده است. بنابراین رله میتواند هم بهصورت محلی و هم در ساختار کنترل مرکزی مورد بهرهبرداری قرار گیرد.
انتخاب بین P921، P922 و P923
انتخاب مدل باید بر اساس فلسفه حفاظت پروژه انجام شود:
- P921: برای کاربردهای متمرکز بر حفاظت ولتاژی
- P922: برای حفاظت ترکیبی ولتاژ و فرکانس
- P923: برای حفاظت ولتاژ و فرکانس همراه با Rate of Change of Frequency
در نتیجه، استفاده از نام عمومی P9xx بهتنهایی برای تعیین Function Set کافی نیست و Model دقیق باید در مرحله انتخاب یا سفارش مشخص شود.
