رله حفاظتی ABB REJ603؛ حفاظت Self-Powered برای شبکههای توزیع ثانویه
ABB REJ603 یک رله عددی حفاظت فیدر از خانواده Relion و سری 605 است. این مدل برای حفاظت فیدرها و ترانسفورماتورهای توزیع در شبکههای توزیع ثانویه طراحی شده است.
>data-start=”188″ data-end=”446″>معماری اصلی آن بر پایه تغذیه از ترانسفورماتور جریان یا -end=”435″>CT-Powered / Self-Powered قرار دارد.
ata-end=”802″>این ساختار، REJ603 را برای تجهیزاتی مانند Ring Main Unit (RMU)، سوییچگیرهای توزیع ثانویه و پستهایی مناسب میکند که تغذیه کمکی در آنها وجود ندارد یا قابلیت اتکای آن تضمینشده نیست. مدل بررسیشده REJ603 Product Version 3.0 است و صفحه حاضر در سطح Model تهیه شده است؛ بنابراین مشخصات وابسته به Order Code بهصورت گزینههای قابل انتخاب تفکیک میشوند.
حفاظت اضافهجریان و اتصال کوتاه
REJ603 سه مرحله حفاظت اضافهجریان غیرجهتدار در اختیار سیستم حفاظت قرار میدهد:
- 3I> / ANSI 51 برای مرحله Low-set
- 3I>> / ANSI 50-1 برای مرحله High-set
- 3I>>> / ANSI 50-2 برای مرحله Very High-set
مرحله Low-set از مشخصههای زمانی Definite Time (DT) و IDMT پشتیبانی میکند. برای هماهنگی حفاظتی، منحنیهای IEC شامل Normal Inverse، Very Inverse، Extremely Inverse و Long-time Inverse در دسترس هستند.
علاوه بر این، منحنیهای ANSI C37.112 و مشخصههای ویژه RI، HR Fuse و FR Fuse نیز قابل استفادهاند. در نتیجه، مهندس حفاظت میتواند REJ603 را با ساختار حفاظتی شبکه و تجهیزات بالادست یا پاییندست هماهنگ کند.
حفاظت خطای زمین
رله دو مرحله حفاظت Earth Fault ارائه میکند:
- I0> / ANSI 51N
- I0>> / ANSI 50N
REJ603 میتواند جریان باقیمانده را از جریانهای فاز محاسبه کند. همچنین امکان استفاده از Core Balance Current Transformer یا CBCT خارجی وجود دارد.
استفاده از CBCT در کاربردهایی که حساسیت بالاتری برای تشخیص خطای زمین نیاز دارند اهمیت بیشتری پیدا میکند. محدوده تنظیم Low-set در اندازهگیری خارجی از 0.01 × In آغاز میشود، در حالی که در اندازهگیری داخلی حد پایین 0.1 × In است.
حفاظت ترانسفورماتور و تشخیص Inrush
تابع 3I2f> / ANSI 68 جریان هجومی مغناطیسکننده ترانسفورماتور را تشخیص میدهد. این قابلیت احتمال عملکرد ناخواسته حفاظت اضافهجریان هنگام برقدار کردن ترانسفورماتور را کاهش میدهد.
REJ603 همچنین تابع 3Ith> / ANSI 49 را برای حفاظت حرارتی سهفاز ارائه میکند. این تابع در حفاظت فیدر، کابل و ترانسفورماتور توزیع قابل استفاده است.
ترکیب حفاظت اضافهجریان، خطای زمین، Thermal Overload و Inrush Detection باعث میشود REJ603 در بسیاری از فیدرهای توزیع و ترانسفورماتورهای توزیع، مجموعه حفاظتی متمرکزی ایجاد کند.
عملکرد Self-Powered و Switch-On-to-Fault
REJ603 در حالت اصلی انرژی موردنیاز خود را از CTها دریافت میکند. حداقل جریان لازم برای تغذیه رله در حالت سهفاز 0.07 × In و در حالت تکفاز 0.18 × In اعلام شده است.
بنابراین مفهوم Self-Powered به معنی استقلال کامل از شرایط جریان اولیه نیست. جریان CT باید از حد Energizing رله عبور کند تا دستگاه از مسیر CT فعال شود.
ABB برای وضعیت Switch-On-to-Fault (SOTF) نیز عملکرد سریع در نظر گرفته است. در حداقل Pickup و حداقل زمان تنظیمشده، حداقل زمان Trip در حالت روشنشدن روی خطا 80 ms است.
اندازهگیری و تحلیل رخداد
رله حفاظتی ABB REJ603 بهطور پیوسته جریان سه فاز، جریان زمین و Thermal Level را اندازهگیری میکند. مقادیر اندازهگیریشده از طریق Local HMI قابل مشاهدهاند.
Event Log حافظه غیرفرار برای 250 رخداد دارد. Time Stamp رخدادها دارای Resolution برابر 1 ms است. بنابراین اپراتور میتواند ترتیب عملکرد حفاظتها، وضعیت I/O و کدهای خطای داخلی رله را پس از حادثه بررسی کند.
Disturbance Recorder نیز تا 4 کانال آنالوگ و 8 کانال باینری را ثبت میکند. فایلهای ثبتشده در قالب COMTRADE ذخیره میشوند و از طریق USB جلوی دستگاه برای تحلیل بعدی قابل دریافت هستند.
HMI، تست و Self-Supervision
Local HMI شامل LCD، کلیدهای Navigation و LEDهای وضعیت است. یک نشانگر الکترومکانیکی Hand-reset نیز برای نمایش Trip فاز و Earth Fault وجود دارد. این نشانگر حتی پس از حذف جریان CT، وضعیت عملکرد حفاظتی را حفظ میکند.
سیستم Self-Supervision بهطور پیوسته سختافزار و نرمافزار رله را کنترل میکند. در صورت تشخیص خطای دائمی داخلی، حفاظتها Block میشوند تا از عملکرد اشتباه دستگاه جلوگیری شود.
علاوه بر این، Test Mode امکان آزمایش توابع حفاظت، HMI و خروجیهای باینری را فراهم میکند. USB جلوی رله میتواند برای تأمین توان هنگام تست نیز استفاده شود.
ورودی و خروجیهای حفاظتی
REJ603 چهار ورودی جریان آنالوگ دارد:
- سه ورودی برای جریان فاز
- یک ورودی برای جریان زمین
- نسخه ورودی جریان 1 A یا 5 A، بسته به Order Code
یک Binary Input اختیاری نیز برای Remote Trip یا Protection Blocking قابل سفارش است.
برای فرمان قطع، رله یک خروجی Capacitor Discharge با مشخصات 24 V DC، 100 mJ و Pulse Duration برابر 50 ms دارد. این خروجی برای کلیدهایی با Sensitive Trip Coil در نظر گرفته شده است.
دو خروجی Bi-stable نیز برای سیگنالهایی مانند Protection Start، Protection Trip و Remote Trip در دسترس هستند.
پروژههای Retrofit
REJ603 در پروژههایی که امکان ایجاد یا توسعه منبع تغذیه کمکی محدود است، گزینه قابل بررسی برای Retrofit حفاظت فیدر محسوب میشود. طراحی Compact، Flush Mounting و قابلیت کار با CTهای متعارف، فرایند یکپارچهسازی آن با برخی تابلوهای موجود را سادهتر میکند.
با این حال، نسبت CT، جریان ثانویه 1 A یا 5 A، Trip Coil کلید، نوع سیمبندی Earth Fault و وجود یا عدم وجود Remote Trip باید پیش از جایگزینی مهندسی بررسی شوند.
کاربردهای صنعتی محصول
فیدرهای شبکه توزیع ثانویه
یکی از کاربردهای اصلی REJ603 حفاظت انتخابی فیدر در شبکه توزیع ثانویه است. سه مرحله Overcurrent و دو مرحله Earth Fault امکان ایجاد هماهنگی زمانی میان فیدرهای مختلف شبکه را فراهم میکنند.
وجود منحنیهای IEC، ANSI و Special Curve نیز انعطاف بیشتری برای هماهنگی با رلهها، فیوزها و سایر تجهیزات حفاظتی ایجاد میکند.
Ring Main Unit یا RMU
ساختار Self-Powered این رله برای RMUهایی مناسب است که منبع DC یا تغذیه کمکی دائمی در اختیار ندارند. REJ603 انرژی موردنیاز عملکرد خود را از CT دریافت میکند و خروجی کمانرژی آن میتواند Sensitive Trip Coil کلید را تحریک کند.
به همین دلیل، REJ603 انتخاب قابل بررسی برای فیدرهای Circuit Breaker در شبکههای Ring Distribution است.
پستهای توزیع بدون اپراتور
در پستهای Remote یا Unmanned، ایجاد یک سیستم DC مستقل ممکن است از نظر هزینه و نگهداری مطلوب نباشد. استفاده از رله CT-Powered میتواند معماری حفاظت را در چنین کاربردهایی سادهتر کند.
با این حال، جریان اولیه باید از Energizing Level رله عبور کند. بنابراین مهندس حفاظت باید نسبت CT، حداقل جریان خطا و الزامات عملکرد حفاظتی را پیش از انتخاب بررسی کند.
حفاظت ترانسفورماتور توزیع
REJ603 میتواند حفاظت اضافهجریان و Earth Fault ترانسفورماتور توزیع را بر عهده بگیرد. تابع Transformer Inrush Detection نیز مانع از تفسیر جریان هجومی اولیه بهعنوان خطای واقعی میشود.
علاوه بر این، تابع ANSI 49 یک Thermal Image برای حفاظت حرارتی ایجاد میکند. این مجموعه، استفاده از REJ603 را در بسیاری از فیدرهای ترانسفورماتور توزیع عملی میکند.
حفاظت Sensitive Earth Fault با CBCT
در شبکهای که جریان خطای زمین پایین است، اندازهگیری Residual Current داخلی ممکن است حساسیت موردنیاز پروژه را تأمین نکند. در این شرایط، میتوان یک CBCT خارجی را به ورودی جریان زمین REJ603 متصل کرد.
حد پایین تنظیم I0> در این آرایش 0.01 × In است. در نتیجه، طراح میتواند حفاظت حساستری نسبت به روش محاسبه داخلی Residual Current ایجاد کند.
کاربردهایی که نیاز به ارتباطات شبکه دارند
REJ603 V3.0 یک رله حفاظتی متمرکز بر حفاظت پایه توزیع است. در Ordering Configuration این مدل، Communication بهصورت None تعریف شده است.
پورت USB جلوی دستگاه برای Service، تست و انتقال اطلاعات ثبتشده استفاده میشود و نباید آن را با Ethernet یا پروتکلهای SCADA مانند Modbus TCP، IEC 61850 یا IEC 60870-5-103 یکسان دانست.
اگر پروژه به ارتباطات Substation Automation، Remote Monitoring گسترده یا IEC 61850 نیاز دارد، باید مدل رله بر اساس این الزام از ابتدا انتخاب شود.
