رله ABB RET620؛ حفاظت، کنترل و مدیریت جامع ترانسفورماتورهای دو سیمپیچه
رله حفاظتی ABB RET620 یک رله تخصصی Transformer Protection and Control از خانواده Relion 620 Series است. این تجهیز برای حفاظت، کنترل، اندازهگیری و پایش ترانسفورماتورهای قدرت دو سیمپیچه طراحی شده است. همچنین میتوان از آن برای Step-up Transformer و بلوکهای Generator-Transformer در شبکههای توزیع صنعتی و Utility استفاده کرد.
نسخه فنی 2.0 FP1 این مدل از معماری مقیاسپذیر سری 620 و ساختار Plug-in/Withdrawable Unit بهره میبرد. بنابراین مهندس حفاظت میتواند عملکرد رله را بر اساس آرایش واقعی ترانسفورماتور، CT/VT، تجهیزات کلیدزنی و نیازهای اتوماسیون پست مهندسی کند.
حفاظت اصلی ترانسفورماتور
هسته اصلی حفاظت RET620، تابع Stabilized and Instantaneous Transformer Differential Protection با ANSI 87T است. این حفاظت جریانهای دو سمت ترانسفورماتور را مقایسه میکند و برای تشخیص خطاهای داخلی سیمپیچ، اتصال کوتاه بین فازها و خطاهای Interturn مناسب است.
در ترانسفورماتورهای مجهز به On-load Tap Changer، اطلاعات Tap Position نیز میتواند در حفاظت دیفرانسیل بهکار رود. در نتیجه، اثر تغییر نسبت تبدیل ناشی از جابهجایی Tap بهتر جبران میشود.
RET620 حفاظت Restricted Earth Fault را نیز برای سمت HV و LV در اختیار مهندس قرار میدهد. ساختار رله از هر دو روش زیر پشتیبانی میکند:
- Low-impedance REF با ANSI 87NL
- High-impedance REF با ANSI 87NH
این ترکیب، تشخیص خطاهای زمین داخل محدوده حفاظتی ترانسفورماتور را تکمیل میکند.
حفاظتهای پشتیبان و شبکه
RET620 تنها یک رله دیفرانسیل نیست. ABB مجموعه گستردهای از توابع پشتیبان را در معماری آن قرار داده است. مهمترین قابلیتها شامل موارد زیر هستند:
- اضافهجریان غیردایرکشنال 51P و 50P/51P
- اضافهجریان Directional با ANSI 67
- Earth Fault با 51N و 67N
- Negative-sequence Overcurrent با ANSI 46
- Undervoltage با ANSI 27
- Overvoltage با ANSI 59
- Residual Overvoltage با ANSI 59G
- حفاظت فرکانسی و df/dt با ANSI 81
- Overexcitation یا U/f با ANSI 24
- Thermal Overload با ANSI 49
- Loss of Phase/Undercurrent با ANSI 37
- Circuit Breaker Failure با 51BF/51NBF
- Inrush Detection با ANSI 68
- Underpower و Reverse/Directional Overpower با خانواده ANSI 32
- Load Shedding and Restoration با ANSI 81LSH
همچنین Arc Protection با ANSI 50L/50NL بهصورت قابلیت وابسته به گزینه سفارش در دسترس است. بنابراین وجود آن باید با Order Code واقعی رله تطبیق داده شود.
کنترل بریکر، سکسیونر و تجهیزات اولیه
RET620 علاوه بر حفاظت، قابلیتهای Bay Control را نیز یکپارچه میکند. ساختار عملکردی مدل شامل سه بلوک کنترل Circuit Breaker، چهار بلوک کنترل Disconnector و سه بلوک کنترل Earthing Switch است.
تابع Synchronism and Energizing Check با ANSI 25 نیز در دسترس است. در نتیجه، رله میتواند در طرحهایی که صحت شرایط وصل اهمیت دارد، بخشی از منطق کنترلی پست را بر عهده بگیرد.
این معماری برای پروژههایی مناسب است که هدف، کاهش تعداد تجهیزات مجزا و تجمیع Protection، Control، Measurement و Supervision در یک IED است.
کنترل Tap Changer و تنظیم ولتاژ
RET620 قابلیت نمایش موقعیت Tap Changer با تابع TPOSYLTC را دارد. علاوه بر این، Automatic Voltage Regulator یا AVR با تابع OLATCC و ANSI 90V بهصورت قابلیت قابل انتخاب در معماری محصول وجود دارد.
این قابلیت برای ترانسفورماتورهای مجهز به Motor-driven OLTC کاربرد دارد. RET620 در این حالت میتواند فرآیند Raise/Lower Tap و تنظیم ولتاژ سمت بار را در منطق کنترل ترانسفورماتور ادغام کند.
بنابراین، وجود AVR نباید برای هر Order Code از RET620 بهصورت قطعی فرض شود. انتخاب سختافزار و نرمافزار باید پیش از سفارش بررسی شود.
اندازهگیری و پایش وضعیت
Configuration A دارای 8 کانال جریان و 6 کانال ولتاژ آنالوگ است. ورودیهای جریان امکان اتصال ثانویه CT با مقادیر نامی 1 A یا 5 A را فراهم میکنند و ورودیهای ولتاژ محدوده نامی 60 تا 210 V AC دارند.
RET620 علاوه بر جریان و ولتاژ، قابلیت اندازهگیری توان، انرژی، فرکانس، مؤلفههای متقارن و پارامترهای Power Quality را نیز در اختیار سیستم قرار میدهد.
توابع Condition Monitoring نیز برای نظارت بر Circuit Breaker، Trip Circuit، مدارهای جریان و Fuse Failure در معماری رله وجود دارند. ورودیهای RTD/mA نیز میتوانند برای سیگنالهایی مانند دمای ترانسفورماتور و موقعیت Tap Changer بهکار روند.
ارتباطات و اتوماسیون پست
RET620 برای ادغام در Substation Automation System طراحی شده است. بسته به ماژول و گزینه ارتباطی انتخابشده، خانواده ارتباطی آن شامل موارد زیر است:
- IEC 61850 Edition 2
- IEC 61850-8-1 و GOOSE
- IEC 61850-9-2 LE Process Bus
- IEC 60870-5-103
- Modbus
- DNP3
- Profibus DPV1 از طریق Converter مدل SPA-ZC 302
رله همچنین از معماریهای Redundancy مبتنی بر PRP و HSR پشتیبانی میکند. در کاربردهای Process Bus نیز IEEE 1588 v2 برای Time Synchronization قابل استفاده است.
ارتباط Ethernet میتواند بر اساس ماژول انتخابی از طریق 100Base-TX با RJ-45 یا 100Base-FX با کانکتور LC انجام شود. رابطهای سریال نیز بسته به ماژول ارتباطی قابل انتخاب هستند.
HMI، ثبت وقایع و مهندسی رله
پنل Local HMI دارای نمایشگر گرافیکی، LEDهای حفاظتی و 16 کلید Programmable است. همچنین 11 LED قابل برنامهریزی برای Alarm و Indication در اختیار کاربر قرار دارد.
RET620 از Disturbance Recorder، Fault Recorder، Sequence Event Recorder و Load Profile نیز پشتیبانی میکند. بنابراین مهندس بهرهبرداری میتواند اطلاعات قبل و بعد از خطا را برای تحلیل رخدادها در اختیار داشته باشد.
پیکربندی، Signal Matrix، تنظیم پارامترها و مهندسی IEC 61850 این مدل از طریق ABB PCM600 انجام میشود. Configuration پیشفرض تنها نقطه شروع مهندسی است و باید متناسب با Protection Philosophy و مدار واقعی پروژه بازطراحی یا تأیید شود.
پروژههای نوسازی و Retrofit
RET620 میتواند در پروژههای نوسازی سیستم حفاظت ترانسفورماتور نیز بررسی شود. با این حال، انتخاب آن برای Retrofit باید پس از تطبیق CT/VT، ولتاژ تغذیه، تعداد I/O، Trip Circuit، ابعاد نصب، پروتکل ارتباطی و Protection Philosophy انجام شود.
صرف یکسان بودن Functionهای ANSI برای جایگزینی دو رله کافی نیست.
کاربردهای صنعتی محصول
حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت دو سیمپیچه
کاربرد اصلی RET620 حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت دو سیمپیچه است. حفاظت 87T بهعنوان Main Protection عمل میکند و توابع Overcurrent، Earth Fault، Thermal و Voltage/Frequency لایههای پشتیبان را تشکیل میدهند.
این ساختار برای طرحهایی مناسب است که مهندس حفاظت به Selectivity بالا در برابر خطاهای داخلی و در عین حال Backup Protection مستقل نیاز دارد.
حفاظت سمت HV و LV ترانسفورماتور
RET620 توابع حفاظتی را برای هر دو سمت ترانسفورماتور در اختیار Configuration قرار میدهد. برای مثال، REF از نوع Low-impedance یا High-impedance میتواند برای سمت HV و LV تعریف شود.
همچنین توابع اضافهجریان و Earth Fault دو سمت بهصورت مجزا در معماری رله وجود دارند. بنابراین Coordination آنها میتواند متناسب با شبکه بالادست و پاییندست انجام شود.
ترانسفورماتورهای Step-up و Generator-Transformer Block
RET620 برای Step-up Transformer و بلوک Generator-Transformer نیز کاربرد دارد. در چنین پروژههایی، علاوه بر حفاظت دیفرانسیل، قابلیتهایی مانند Overexcitation، Reverse/Directional Power و Frequency Protection اهمیت بیشتری پیدا میکنند.
ABB این مدل را برای شبکههای Utility و توزیع صنعتی در نظر گرفته است.
ترانسفورماتورهای مجهز به OLTC
در صورت انتخاب قابلیت مربوطه، RET620 میتواند کنترل Tap Changer و Voltage Regulation را نیز انجام دهد.
این امکان برای پروژههایی ارزشمند است که هدف، یکپارچهسازی حفاظت ترانسفورماتور با Automatic/Manual OLTC Control است. ورودی mA یا Binary Input نیز میتواند در معماری مربوط به Tap Position استفاده شود.
پستهای مبتنی بر IEC 61850
RET620 برای Station Bus مبتنی بر IEC 61850 مناسب است. GOOSE Messaging امکان تبادل سریع Signal میان IEDها را فراهم میکند.
نسخه 2.0 FP1 همچنین از IEC 61850-9-2 LE و IEEE 1588 v2 پشتیبانی میکند. بنابراین در طراحیهای مناسب میتوان از Process Bus، Sampled Values و شبکه Ethernet Redundant استفاده کرد.
کنترل Bay و تجهیزات کلیدزنی
در پروژههایی که حفاظت ترانسفورماتور با Bay Control ترکیب میشود، RET620 میتواند فرمان و وضعیت Circuit Breaker، Disconnector و Earthing Switch را در یک IED مدیریت کند.
این ویژگی بهویژه در تابلوهای Medium Voltage، پستهای صنعتی و پروژههای اتوماسیون پست اهمیت دارد.
