رله حفاظتی MiCOM P12x؛ حفاظت اضافهجریان و خطای زمین برای شبکههای توزیع
خانواده Schneider Electric MiCOM P12x از رلههای حفاظتی عددی برای حفاظت اضافهجریان، خطای زمین، نظارت و کنترل تجهیزات شبکه قدرت تشکیل شده است. در سری MiCOM 20، مدلهای P122، P123 و P127 سطوح متفاوتی از حفاظت را برای فیدر، ورودی شبکه، ترانسفورماتور و در کاربردهای پیشرفتهتر ژنراتور پوشش میدهند.
ساختار حفاظتی سری P12x
هسته حفاظتی P122، P123 و P127 بر اندازهگیری جریان فاز و جریان خطای زمین استوار است. هر سه مدل از حفاظت اضافهجریان سهفاز 50/51، حفاظت خطای زمین 50N/51N، اضافهبار حرارتی 49، حفاظت شکست کلید 50BF، مؤلفه منفی جریان 46 و تشخیص هادی قطعشده 46BC پشتیبانی میکنند. حفاظت Restricted Earth Fault با امپدانس بالا 64N نیز در این گروه وجود دارد.
با این حال، سطح عملکرد هر مدل یکسان نیست. P122 برای حفاظت اضافهجریان و خطای زمین با ساختار سادهتر مناسب است. P123 قابلیتهای بیشتری مانند Autoreclose چهارمرحلهای 79 و Switch-on-to-Fault را اضافه میکند. در مقابل، P127 مدل چندمنظورهتر این گروه است و امکانات حفاظتی مبتنی بر ولتاژ، فرکانس، توان و جهت خطا را نیز در اختیار مهندس حفاظت قرار میدهد.
قابلیتهای پیشرفته P127
MiCOM P127 علاوه بر حفاظتهای جریانی، قابلیتهایی مانند حفاظت اضافهجریان جهتی فاز 67P، خطای زمین جهتی 67N، Wattmetric Earth Fault با 32N/67W، کمبود و افزایش ولتاژ 27/59، ولتاژ باقیمانده 59N و حفاظت اضافهجریان کنترلشده با ولتاژ 51V را ارائه میکند.
همچنین توابع 81U/O برای کمبود و افزایش فرکانس و 81R برای Rate of Change of Frequency در P127 در دسترس هستند. این مجموعه باعث میشود P127 در شبکههای حلقوی، ورودیهای موازی، طرحهای انتقال منبع و برخی کاربردهای ژنراتوری مناسبتر باشد.
اندازهگیری، ثبت رخداد و منطق کنترلی
رلههای P122، P123 و P127 علاوه بر حفاظت، امکانات مانیتورینگ و ثبت اطلاعات شبکه را نیز فراهم میکنند. سیستم میتواند 250 رخداد و 25 رکورد خطا را در حافظه غیرفرار نگهداری کند. همچنین تا پنج فایل Disturbance Record قابل ذخیره است و دادههای اغتشاش با فرمت COMTRADE برای تحلیل پس از خطا در دسترس قرار میگیرند.
منطق داخلی دستگاه نیز امکان تعریف حداکثر هشت Boolean Logic Equation مستقل را فراهم میکند. هر معادله میتواند از گیتهای AND، OR و NOT و حداکثر 16 پارامتر استفاده کند. در نتیجه، مهندس حفاظت میتواند بخشی از اینترلاکها، سیگنالهای Trip، Alarm و منطق عملکرد را متناسب با طرح حفاظت تنظیم کند.
ارتباط با سیستم کنترل و SCADA
ارتباط اصلی این سری از طریق RS485 انجام میشود و پروتکلهای Modbus RTU و IEC 60870-5-103 پشتیبانی میشوند. همچنین یک رابط سریال در پنل جلو برای تنظیم، خواندن اطلاعات و ارتباط با نرمافزار MiCOM S1 Studio وجود دارد.
در P127 امکان استفاده از دومین پورت RS485 ایزوله نیز وجود دارد. علاوه بر این، P127 میتواند بهصورت اختیاری سیگنال IRIG-B را برای همزمانسازی زمانی از GPS دریافت کند.
ساختار مکانیکی و نصب
P122، P123 و P127 از ساختار فلزی 4U Draw-out استفاده میکنند. هنگام بیرونکشیدن واحد فعال، ورودیهای CT بهصورت خودکار Short Circuit میشوند تا کار روی رله ایمنتر و تعویض واحد سادهتر شود.
P122 و P123 در بدنه 20TE با عرض 102.4 mm عرضه میشوند، در حالی که P127 بدنه 30TE با عرض 154.2 mm دارد. نصب Flush در تابلو و همچنین Rack Mount برای این مجموعه پیشبینی شده است.
کاربردهای صنعتی محصول
حفاظت فیدرهای خروجی
P122، P123 و P127 برای حفاظت فیدر در برابر اتصال کوتاه، اضافهجریان، اضافهبار و خطای زمین قابل استفاده هستند. در شبکههایی با نول Solidly Earthed یا Impedance Earthed، حفاظتهای غیرجهتی این خانواده بخش اصلی نیاز حفاظتی بسیاری از فیدرها را پوشش میدهند.
برای فیدرهایی که به حفاظت جهتدار نیاز دارند، P127 انتخاب پیشرفتهتری است. این مدل با 67P، 67N و 67W/32N امکان تشخیص جهت خطا را فراهم میکند و برای شبکههای حلقوی یا ساختارهایی با چند منبع اهمیت بیشتری دارد.
حفاظت Incomer و Bus Coupler
این سری برای حفاظت ورودی تابلو و Bus Coupler نیز کاربرد دارد. P122 و P123 حفاظتهای اصلی جریانی را انجام میدهند، در حالی که P127 برای ورودیهای پیچیدهتر امکانات بیشتری در اختیار طراح قرار میدهد.
برای مثال، در آرایش دو Incomer، شبکههای موازی، Ring Incomer و طرحهای Automatic Source Transfer، P127 میتواند از اطلاعات ولتاژ، فرکانس و جهت توان نیز استفاده کند.
حفاظت ترانسفورماتور
P122 و P123 میتوانند در فیدر یا Incomer ترانسفورماتور برای حفاظت اتصال کوتاه، اضافهبار و خطای زمین بهکار روند. همچنین حفاظت 64N High-Impedance REF برای افزایش حساسیت تشخیص خطاهای زمین در سیمپیچ ترانسفورماتور در این گروه وجود دارد.
در طرحهایی که اندازهگیری ولتاژ یا حفاظت جهتدار نیز لازم است، P127 امکانات بیشتری ارائه میدهد. برای فیدرهای طولانی نیز استفاده از حفاظت جهتدار زمین در صورت نیاز به Selectivity بهتر قابل بررسی است.
شبکههای حلقوی و چندمنبعی
P127 به دلیل برخورداری از حفاظتهای جهتدار، ولتاژ، فرکانس و توان برای شبکههایی مناسب است که جریان خطا میتواند از بیش از یک جهت تأمین شود. به همین دلیل، این مدل در Ring Network، Parallel Incomer و برخی طرحهای Coupling قابلیت بیشتری نسبت به P122 و P123 دارد.
کاربردهای ژنراتوری
P127 میتواند در برخی طرحهای حفاظت ژنراتور و واحد Generator-Transformer نیز استفاده شود. حفاظتهای 67، 32، 59N، 81U/O و سایر توابع ولتاژی و فرکانسی، امکان پیادهسازی حفاظتهای کمکی در سمت ژنراتور یا نقطه اتصال به شبکه را فراهم میکنند.
اتصال به SCADA و سیستم کنترل
پشتیبانی از Modbus RTU و IEC 60870-5-103 امکان اتصال P12x به سیستمهای Substation Control و SCADA را فراهم میکند. علاوه بر این، Event Record، Fault Record و Disturbance Record برای عیبیابی، تحلیل عملکرد حفاظت و بررسی رخدادهای شبکه قابل استفاده هستند.
