رله حفاظت ترانسفورماتور ABB RET615؛ حفاظت دیفرانسیل و کنترل یکپارچه ترانسفورماتور
رله حفاظتی ABB RET615 یک رله تخصصی حفاظت و کنترل ترانسفورماتور از خانواده Relion 615 است. این مدل برای حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت دو سیمپیچ، ترانسفورماتورهای Unit و Step-up و همچنین بلوکهای ژنراتور–ترانسفورماتور بهکار میرود. نسخه فنی مبنای این صفحه Product Version 5.0 FP1 است.
هسته اصلی حفاظت RET615 را حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور 87T تشکیل میدهد. این تابع برای تشخیص سریع خطاهای داخلی مانند اتصال کوتاه فاز به فاز، برخی خطاهای بین دور سیمپیچ و Flashover بوشینگ طراحی شده است. الگوریتم دیفرانسیل از Stabilization چندشیبه، مهار هارمونیک دوم و منطق Waveform-based Blocking استفاده میکند تا هنگام Energization ترانسفورماتور پایداری مناسبی داشته باشد.
حفاظت Restricted Earth Fault
RET615 علاوه بر حفاظت دیفرانسیل، حفاظت Restricted Earth Fault یا REF را نیز برای تشخیص حساس خطاهای زمین داخل محدوده ترانسفورماتور ارائه میکند. بسته به Standard Configuration، دو ساختار قابل استفاده هستند:
- Low-Impedance REF – 87NL
- High-Impedance REF – 87NH
در نسخه Low-Impedance، حفاظت بهصورت عددی Stabilized اجرا میشود. در نتیجه، استفاده از Stabilizing Resistor و Varistor که در ساختار High-Impedance مطرح است، لازم نیست. همچنین نسبت CT نول میتواند با CTهای فاز متفاوت باشد.
حفاظتهای پشتیبان و حرارتی
RET615 فقط یک رله دیفرانسیل نیست. مجموعه حفاظت آن شامل حفاظت اضافهجریان چندمرحلهای برای دو سمت ترانسفورماتور، خطای زمین، جریان توالی منفی، اضافهبار حرارتی و Circuit Breaker Failure نیز میشود.
در Configurationهای دارای ورودی ولتاژ، حفاظتهای Undervoltage، Overvoltage و Residual Overvoltage نیز در دسترس هستند. بنابراین انتخاب Configuration باید بر اساس فلسفه حفاظت ترانسفورماتور، نحوه زمینکردن نقطه نول و نیاز به اندازهگیری ولتاژ انجام شود.
هشت Standard Configuration برای معماریهای مختلف حفاظت
ABB مدل RET615 را با هشت Standard Configuration از A تا H تعریف کرده است. تفاوت اصلی آنها به محل REF، نوع Low/High-Impedance و وجود یا عدم وجود حفاظت و اندازهگیری ولتاژ مربوط میشود.
این ساختار اجازه میدهد رله برای ترانسفورماتورهایی با نول زمینشده در سمت HV یا LV انتخاب شود. همچنین برخی Configurationها برای شبکه دارای Neutral Earthing Resistor یا Earthing Transformer مناسب هستند.
اندازهگیری، ثبت رخداد و تحلیل خطا
RET615 جریانهای سهفاز سمت HV و LV را اندازهگیری میکند. همچنین بسته به Configuration، اندازهگیری ولتاژ، Residual Voltage، مؤلفههای متقارن، توان اکتیو و راکتیو، ضریب توان و انرژی در دسترس است.
برای تحلیل رخدادهای شبکه، رله دارای Disturbance Recorder با حداکثر 12 کانال آنالوگ و 64 کانال باینری است. Event Log ظرفیت 1024 رخداد Timestamped دارد و دستگاه میتواند اطلاعات 128 Fault Record اخیر را نیز در حافظه غیرفرار نگهداری کند.
RTD/mA و پایش وضعیت ترانسفورماتور
ماژول اختیاری RTD/mA امکان ورود پارامترهای فرایندی و حرارتی را فراهم میکند. در Configurationهای A تا D، ماژول مربوطه تا 6 ورودی RTD و 2 ورودی mA دارد. در Configurationهای E تا H، گزینه RTD/mA شامل 2 ورودی RTD و یک ورودی mA است.
از این ورودیها میتوان برای اندازهگیری دمای روغن، دمای محیط و Position مربوط به On-Load Tap Changer استفاده کرد. بنابراین اطلاعات حرارتی و وضعیت Tap Changer میتوانند در منطق حفاظت، Alarm یا Monitoring وارد شوند.
IEC 61850 و یکپارچهسازی اتوماسیون پست
RET615 بر معماری ارتباطی IEC 61850 بنا شده و از IEC 61850 Edition 2 پشتیبانی میکند. قابلیت GOOSE امکان تبادل سریع Binary و Analog Data را میان تجهیزات حفاظتی فراهم میکند.
در Variantهای مرتبط، IEC 61850-9-2 LE برای Process Bus و Sampled Values نیز در دسترس است. افزون بر این، پروتکلهای Modbus، DNP3 و IEC 60870-5-103 پشتیبانی میشوند. اتصال Profibus DPV1 نیز با استفاده از مبدل SPA-ZC 302 امکانپذیر است.
برای شبکه Ethernet افزونههای ارتباطی میتوانند از PRP، HSR و RSTP پشتیبانی کنند. همچنین IEEE 1588 v2، SNTP و IRIG-B برای Time Synchronization در معماریهای مربوط قابل استفاده هستند.
کنترل تجهیزات Primary
RET615 امکان کنترل Circuit Breaker را از Local HMI یا سیستم کنترل Remote فراهم میکند. همچنین Function Blockهای لازم برای کنترل Disconnectors و Earthing Switch در معماری رله پیشبینی شدهاند.
در نسخه دارای Large Graphical Display، اپراتور میتواند Single-Line Diagram را روی صفحه HMI مشاهده کند. طراحی SLD و منطق Interlocking نیز از طریق PCM600 قابل پیکربندی است.
ساختار Plug-in و مهندسی با PCM600
ساختار Relion 615 بهصورت Compact و Withdrawable Plug-in Unit است. این معماری برای تست، سرویس و تعویض واحد رله در تابلوهای حفاظتی مناسب است.
مهندسی Application، Signal Matrix، منطق داخلی، GOOSE Communication و Graphical Display از طریق ABB PCM600 انجام میشود. در نتیجه، انتخاب صحیح Configuration و Hardware Variant پیش از سفارش اهمیت زیادی دارد.
کاربردهای صنعتی محصول
حفاظت اصلی ترانسفورماتورهای دو سیمپیچ
RET615 برای حفاظت اصلی Two-Winding Power Transformer طراحی شده است. حفاظت 87T خطاهای داخلی محدوده ترانسفورماتور را با سرعت بالا شناسایی میکند.
در کنار آن، حفاظت REF حساسیت بیشتری در برابر خطاهای زمین نزدیک Neutral Point ایجاد میکند. بنابراین RET615 میتواند ساختار Main Protection ترانسفورماتور را همراه با چندین حفاظت Backup در یک IED متمرکز کند.
ترانسفورماتورهای Unit و Step-up
این رله برای Unit Transformer و Step-up Transformer نیز کاربرد دارد. به همین دلیل، RET615 در شبکههای صنعتی و نیروگاهی که ترانسفورماتور بخشی از بلوک تولید یا توزیع است، قابل استفاده است.
در بلوکهای Generator-Transformer نیز دستگاه میتواند حفاظت اصلی ترانسفورماتور را بر عهده بگیرد. البته Coordination با حفاظت ژنراتور و سایر حفاظتهای بلوک باید در طراحی سیستم انجام شود.
شبکه با نول زمینشده سمت HV
برای ترانسفورماتوری که نقطه نول قابل حفاظت در سمت HV قرار دارد، Configurationهای A، C، E و G مطرح هستند.
انتخاب میان آنها به نوع REF و نیاز پروژه به Voltage Protection بستگی دارد. A و E از Low-Impedance REF استفاده میکنند، در حالی که C و G مبتنی بر High-Impedance REF هستند.
شبکه با نول زمینشده سمت LV
Configurationهای B، D، F و H برای کاربردهایی طراحی شدهاند که حفاظت REF در سمت LV قرار میگیرد.
این گروه همچنین برای برخی معماریهای دارای Neutral Earthing Resistor یا Earthing Transformer در محدوده حفاظت قابل استفاده است. نوع دقیق اتصال CT باید با فلسفه زمینکردن شبکه هماهنگ شود.
پروژههای نیازمند حفاظت ولتاژ
اگر پروژه علاوه بر جریان به Phase Voltage و Residual Voltage نیاز داشته باشد، Configurationهای E تا H مناسبتر هستند.
این Configurationها حفاظتهای 27، 59 و 59G و توابع اندازهگیری ولتاژ را در معماری RET615 وارد میکنند. در نتیجه، انتخاب آنها برای پروژههایی که Voltage Supervision بخشی از Protection Philosophy است منطقیتر خواهد بود.
پایش دما و Tap Changer
ورودیهای RTD/mA امکان اتصال سیگنالهایی مانند دمای روغن، دمای محیط یا Position مربوط به OLTC را فراهم میکنند.
این قابلیت در ترانسفورماتورهایی که Condition Monitoring حرارتی اهمیت دارد مفید است. با این حال، تعداد RTD و mA به Configuration و Hardware Option سفارششده بستگی دارد.
پستهای مبتنی بر IEC 61850
RET615 برای اتصال به سیستمهای Substation Automation مبتنی بر IEC 61850 مناسب است. GOOSE میتواند برای Interlocking یا تبادل سریع سیگنالهای حفاظتی میان IEDها استفاده شود.
در Variantهای دارای Process Bus، قابلیت IEC 61850-9-2 LE نیز وجود دارد. همچنین PRP و HSR امکان ایجاد شبکه Ethernet با Zero Switch-over Time را در توپولوژیهای مربوط فراهم میکنند.
تابلوهای فشار متوسط صنعتی
RET615 میتواند در Protection & Control Panel تابلوهای فشار متوسط مرتبط با ترانسفورماتور بهکار رود. علاوه بر حفاظت ترانس، دستگاه قابلیت کنترل Circuit Breaker و مانیتورینگ وضعیت آن را نیز دارد.
Arc Protection اختیاری نیز برای تشخیص قوس در بخشهایی مانند Circuit Breaker، Busbar و Cable Compartment قابل سفارش است.
