رله حفاظتی P43x اشنایدر برای حفاظت و کنترل خطوط قدرت
Easergy MiCOM P43x خانوادهای از رلههای دیجیتال حفاظت دیستانس و کنترل از Schneider Electric است. این خانواده در سری MiCOM Px30 قرار میگیرد و برای حفاظت انتخابی خطوط هوایی و کابلها در شبکههای فشار متوسط، فشار قوی و فوقفشار کاربرد دارد. خانواده P43x شامل مدلهای P433، P435، P437 و P439 است.
هسته اصلی عملکرد P43x بر حفاظت دیستانس ANSI 21/21N متمرکز است. این رلهها علاوه بر حفاظت فاصلهای، مجموعه گستردهای از توابع مکمل برای تشخیص اتصال کوتاه، خطای زمین، اضافهبار حرارتی، خطای بریکر، نوسان توان و شرایط غیرعادی ولتاژ و فرکانس دارند. در نتیجه، مهندس حفاظت میتواند طرح حفاظت اصلی و پشتیبان خط را در یک پلتفرم یکپارچه پیادهسازی کند.
ساختار حفاظتی و توابع اصلی
تمام مدلهای P433، P435، P437 و P439 تابع Distance Protection با کد 21/21N را ارائه میکنند. همچنین توابع Check Synchronising، Negative Sequence Overcurrent، Broken Conductor، Thermal Overload، Switch-on-to-Fault، Phase/Earth Overcurrent، Stub Bus Protection و Circuit Breaker Failure در این خانواده وجود دارند.
توابع Power Swing Blocking، Out-of-Step Tripping، Auto-Reclose، Under/Over Frequency، Rate of Change of Frequency و Channel Aided Scheme Logic نیز امکان پیادهسازی طرحهای پیشرفته حفاظت خطوط را فراهم میکنند. با این حال، دسترسی به برخی توابع مانند Voltage Controlled Directional Reactive Power، Transient Ground Fault Detection، Wattmetric Earth Fault، Neutral Admittance و Mutual Compensation به مدل انتخابشده بستگی دارد.
کنترل بی و منطق قابل برنامهریزی
P43x فقط یک رله حفاظت دیستانس نیست. برخی اعضای این خانواده امکانات Bay Control and Monitoring را نیز در اختیار کاربر قرار میدهند. در جدول انتخاب Schneider Electric، مدلهای P433 و P435 قابلیت کنترل و مانیتورینگ بی همراه Interlocking دارند و P439 از Graphical Mimic پشتیبانی میکند.
پلتفرم Px30 همچنین از Fully Programmable Scheme Logic استفاده میکند. بنابراین، منطقهای حفاظتی، اینترلاکها و سیگنالهای کنترلی را میتوان متناسب با فلسفه حفاظت پروژه پیکربندی کرد. چهار گروه تنظیم نیز امکان تعریف چند وضعیت بهرهبرداری مختلف را فراهم میکنند.
ثبت رخداد و تحلیل خطا
معماری سری Px30 امکان ثبت Fault، Event و Disturbance را فراهم میکند. دادههای رخداد و شکل موج خطا برای تحلیل عملکرد سیستم حفاظتی، بررسی تریپ و عیبیابی پس از حادثه کاربرد دارند. نرمافزار Easergy Studio نیز برای تنظیم، پیکربندی، دریافت اطلاعات و تحلیل رکوردهای رله استفاده میشود.
ارتباط با SCADA و سیستم اتوماسیون پست
خانواده Px30 مجموعه متنوعی از ارتباطات سریال و Ethernet را پشتیبانی میکند. بسته به پیکربندی سختافزاری، پروتکلهایی مانند Courier، Modbus، DNP3، IEC 60870-5-103، IEC 60870-5-101، IEC 60870-5-104 و IEC 61850 قابل استفاده هستند. ارتباط سریال میتواند از طریق EIA(RS)485 یا فیبر و Ethernet از طریق RJ45 یا فیبر برقرار شود.
این قابلیتها اتصال رله به SCADA، سیستم کنترل پست و معماریهای مبتنی بر IEC 61850 را امکانپذیر میکنند. نوع پورت و پروتکل نهایی باید هنگام انتخاب Configuration دقیق هر رله مشخص شود.
تفاوت مدلهای خانواده P43x
P43x یک مدل سختافزاری ثابت نیست. Schneider Electric چهار مدل P433، P435، P437 و P439 را با ظرفیتهای متفاوت سختافزاری عرضه میکند. برای مثال، تعداد ورودیهای CT، ورودیهای دیجیتال، کنتاکتهای خروجی و اندازه Case میان این مدلها یکسان نیست. همچنین ساختار Auto-Reclose و بعضی توابع حفاظتی در سطح مدل تفاوت دارند.
بنابراین، انتخاب P43x باید بعد از مشخصشدن فلسفه حفاظت خط، تعداد ورودی و خروجی موردنیاز، نوع تریپ و Reclose، نیازهای کنترل بی، ارتباطات و محدودیت فضای تابلو انجام شود.
کاربردهای صنعتی محصول
حفاظت خطوط هوایی
یکی از کاربردهای اصلی P43x، حفاظت دیستانس خطوط هوایی است. تابع 21/21N همراه توابع اضافهجریان، خطای زمین، Power Swing Blocking و Channel Aided Scheme Logic امکان طراحی یک سیستم حفاظتی چندلایه را فراهم میکند.
این معماری برای شبکههایی مناسب است که Selectivity، تشخیص سریع خطا و هماهنگی دقیق میان رلههای دو سمت خط اهمیت بالایی دارد.
حفاظت کابلهای قدرت
P43x علاوه بر خطوط هوایی برای حفاظت کابلها نیز کاربرد دارد. Schneider Electric این خانواده را برای حفاظت انتخابی در برابر اتصال کوتاه، خطای زمین و اضافهبار در سیستمهای MV، HV و EHV معرفی میکند.
مهندس حفاظت باید تنظیمات Distance، Earth Fault و Backup Overcurrent را با مشخصات الکتریکی کابل و ساختار شبکه هماهنگ کند.
حفاظت در برابر Power Swing و شرایط خارج از سنکرون
توابع Power Swing Blocking 78 و Out-of-Step Tripping 68 در چهار مدل اصلی P43x وجود دارند. این قابلیتها در شبکههایی اهمیت دارند که نوسان توان میتواند وارد Characteristic حفاظتی Distance شود و عملکرد ناخواسته ایجاد کند.
حفاظت پشتیبان خط
P43x در کنار حفاظت Distance مجموعهای از توابع Backup مانند Phase Overcurrent، Earth Fault، Thermal Overload و Breaker Failure را ارائه میکند. بنابراین، طرح حفاظت میتواند عملکرد اصلی و برخی لایههای پشتیبان را در یک IED ترکیب کند.
کنترل و مانیتورینگ بی
در پروژههایی که کنترل کلیدها و Interlocking نیز بخشی از معماری IED است، انتخاب مدل اهمیت بیشتری پیدا میکند. P433 و P435 قابلیت Bay Control and Monitoring دارند. P439 نیز Graphical Mimic را برای نمایش و کنترل ساختار بی ارائه میکند.
اتصال به سیستم اتوماسیون پست
وجود IEC 61850 و سایر پروتکلهای صنعتی امکان Integration رله با سیستمهای کنترل، مانیتورینگ و SCADA را فراهم میکند. با این حال، نوع کارت ارتباطی، پورت و پروتکل باید در Configuration نهایی بررسی شود.
انتخاب مدل مناسب P43x
انتخاب میان P433، P435، P437 و P439 باید حداقل بر اساس موارد زیر انجام شود:
- تعداد CT و VT موردنیاز
- تعداد ورودی و خروجی دیجیتال
- تعداد High Break Contact
- نوع Auto-Reclose و طرح تریپ
- نیاز به Bay Control یا Graphical Mimic
- Functionهای حفاظتی موردنیاز
- اندازه Case و فضای قابلاستفاده در تابلو
- پروتکل و رابط ارتباطی موردنیاز
- ولتاژ تغذیه کمکی
به همین دلیل، صرف انتخاب عنوان «P43x» برای سفارش تجهیز کافی نیست و Configuration نهایی باید بر مبنای نیاز حفاظتی پروژه تعیین شود.