MiCOM P9xx - Schneider Electric België
publicité
P R OT E C T I O N MiCOM P9xx Protections de tension et de fréquence Les équipements de protection de tension et de fréquence MiCOM P9xx offrent un fonctionnement parfaitement fiable des réseaux électriques à travers une solution totalement intégrée. En raison de leur polyvalence et de l’association des fonctions de protection avec des fonctions d’automatisme, de contrôle-commande et de mesure, ces équipements représentent une solution optimale et innovante pour assurer la stabilité du réseau et pour réduire la maintenance. Les techniques employées, conçues pour fonctionner dans des conditions anormales non–linéaire et sous oscillations, éliminent le risque d’un fonctionnement intempestif. Jusqu’à 30 contacts de sortie permettent aux équipements de la gamme P94x de s’adapter aussi bien aux domaines de la gestion d’énergie qu’à la commutation de charges multiples. Des fonctions de rétablissement intégrées assurent rapidement la reconnexion des charges déconnectées après le redressement du réseau pour réduire le temps durant lequel les utilisateurs restent déconnectés. Avantages produit • Amélioration de la qualité de l'énergie grâce à la préservation de la stabilité du réseau • Minimiser les perturbations en utilisant les capacités de rétablissement automatique • Solutions économiques pour correspondre aux exigences de multiples applications • Mesures de fréquence de haute précision (< 0,01Hz) AREVA T&D L’opérateur peut choisir le protocole de communication de l'équipement ce qui facilite son intégration dans un réseau de contrôle-commande nouveau ou existant. APPLICATION Les équipements MiCOM P9xx sont adaptés à toutes les applications nécessitant une protection de tension et de fréquence offrant des schémas de charge et de délestage pour assurer la stabilité du réseau. Les éléments de protection de tension perfectionnés détectent les conditions de déséquilibres et les défauts qui peuvent endommager les moteurs, les générateurs et les autres équipements sensibles à la variation de tension. L’intégration des différents éléments de protection de fréquence garantit la meilleure réponse à toutes les éventualités. Des schémas conventionnels utilisant les éléments de mini/maxi de fréquence peuvent être utilisés mais en cas de variation rapide de fréquence, ils peuvent être complétés, par des éléments de variation de fréquence. Six niveaux de protection étant disponibles, des schémas de délestage à niveaux multiples peuvent être créés assurant ainsi une perturbation minimale des abonnés. GLOBAL FUNCTIONS Les fonctions suivantes sont généralement disponibles sur tous les modèles : > > > > Protection de minimum et maximum de tension Mesures Schémas logiques programmables Fonctions de communications avec un choix de protocoles standards D'autres fonctions de protection, de contrôlecommande et d’enregistrement sont ajoutées aux fonctions génériques ci-dessus selon les modèles d'équipements. Une récapitulation des fonctions disponibles figure dans le tableau ci-dessous. PRÉSENTATION DES FONCTIONS ANSI 27 59 59N 47 27D 81U/O 81R 81RF 81RAV 81AB 86 FONCTION Protection à minimum de tension Fonction de protection à maximum de tension Protection à maximum de tension résiduelle (Déplacement du point neutre) Protection de maximum de tension inverse Minimum de tension directe Minimum/Maximum de fréquence Dérivée de fréquence Dérivée de fréquence supervisée en fréquence Dérivée de fréquence moyenne Rétablissement de charge automatique basé sur la fréquence Bloc. par mini de tension réglable par l’utilisateur Cycles des valeurs moyennes réglables,df/dt uniquement pour le calcul de f et de df/dt Protect° contre le fonction. anormal du générateur Schémas logiques programmables (basé sur des équations logiques ET) Schémas logiques programmables (basé sur des portes logiques graphiques) Maintien des contacts de sortie Nombre de groupes de réglages Port de comm. avant (EIA(RS)232 9-broches) Port de comm. arrière (EIA(RS)485 / K-Bus) Protocoles pris en charge par le port de communication arrière Communication par fibre optique (uniquement CEI60870-5-103) Synchronisation horaire IRIG-B Enreg. d'événements, de défauts et de perturb. Nombres d’entrées logiques (à optocoupleur)* Nombre des contacts * P921 3 3 3 P922S 3 3 3 P923 3 3 3 P941 2 2 - P943 2 2 - - 2 2 6 - 2 2 6 6 - 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 - Oui - Oui df/dt Oui Oui Oui Oui 2 2 4 4 - 4 - - - - Oui Oui Oui Oui Oui 1 2 2 Oui Oui Oui Oui Oui Oui Courier, Modbus (RTU), CEI60870-5-103 DNP3 (Niveau 2) 2 Oui 5 Oui 5 4 8 8 Oui Oui 4 4 Oui Oui Oui Oui Courier, Modbus (RTU), CEI60870-5-103, DNP3 (Niveau 2) Option Option Option Oui 8 min., 16 max. 7 min., 15 max. Option Oui 16 min., 32 max. 14 min., 30 max. * Le nombre maxi d'entrées logiques/de contacts de sortie dépend de la configuration des entrées/sorties logiques. Par exemple, avec le nombre maximal d'entrées logiques, seul le nombre minimal de contacts de sortie est disponible. 2>3 FONCTIONS DE PROTECTION PRINCIPALES Les fonctions de protection principales sont autonomes et peuvent être activées ou désactivées individuellement pour satisfaire une application particulière. Chaque fonction de protection est disponible dans chacun des groupes de réglage et peut être utilisée individuellement. Un déclenchement triphasé avec indication de phase en défaut est assuré pour toutes les fonctions de protection. Cet élément est particulièrement utile pour la détection des défauts à la terre dans les réseaux à neutre isolé ou impédant, sans avoir à installer de coûteux tores homopolaires. Cet élément est insensible aux tensions de 3ème harmonique. > Maximum de tension inverse [47] PROTECTION DE TENSION Deux niveaux de protection de maximum de tension inverse sont disponibles dans les relais P922 et P923. Le premier seuil dispose d’une caractéristique à temps inverse et à temps constant. Les autres seuils sont configurés uniquement avec des temps constants. > Protection de Mini/Maxi de Tension [27/59] > Minimum de tension directe [27D] Au moins deux niveaux de protection de minimum et de maximum de tension sont disponibles dans la gamme P9xx. Ils peuvent être configurés à partir des tensions simples (phase-neutre) ou des tensions composées (phase-phase) avec une logique de détection paramétrable (mode ET ou mode OU). Le premier seuil dispose d’une caractéristique à temps inverse et à temps constant. Les autres seuils sont configurés uniquement avec des temps constants. Deux niveaux de protection de minimum de tension directe sont disponibles dans les relais P922 et P923. Le premier seuil dispose d’une caractéristique à temps inverse et à temps constant. Les autres seuils sont configurés uniquement avec des temps constants. > Maximum de tension Résiduelle [59N] Chaque élément (direct ou inverse) peut être utilisé pour la détection des déséquilibres de la tension. Ces éléments sont souvent utilisés dans les applications de moteur où un tel déséquilibre pourra engendrer une surchauffe et rapidement endommager les appareils. Trois niveaux de protection de maximum de tension résiduelle (déplacement du neutre) sont disponibles dans la gamme d'équipements P92x. Selon la configuration des TP dans l'équipement, la protection va fonctionner à partir de la tension homopolaire calculée en interne ou à partir de la tension résiduelle directement mesurée. Comme pour les autres éléments de tension, le premier seuil dispose de caractéristiques à temps inverse et à temps constant. Les autres seuils sont configurés uniquement avec des temps constants. DIAGRAMME FONCTIONNEL Port de comm. à distance Communication locale Enregistrements de défauts Enregistrements d'événements Mesures X Autocontrôle 81O 81R 81 RAV 27 59N 81U 81RF 81AB 59 47 27D U Entrées/Sorties logiques Toujours disponible Fonction du modèle SLP Voyants LED Équipement de protection de tension et de fréquence P9xx (Description des Codes ANSI. Se reporter à la présentation des fonctions) > Variation de fréquence [81R] FONCTIONNEMENTS EN CHARGE ET EN DÉLESTAGE Les équipements P9xx offrent un grand nombre d’éléments de protection basés sur la fréquence. La combinaison de ces éléments génère la meilleure réponse aux différentes éventualités de déséquilibres de charge. En cas de baisse de fréquence, un délestage peut être nécessaire, tandis qu’une augmentation de la fréquence implique une réduction de la puissance fournie. Les éléments de fréquence de la gamme P9xx peuvent être programmés pour les deux conditions. Chaque élément de protection est doté de six niveaux indépendants. En combinaison avec ses fonctionnalités logiques, l'équipement peut être programmé pour assurer une exploitation efficace et sûre du réseau électrique. > Minimum/Maximum de fréquence [81U/O] Fréquence Une protection temporisée de minimun et de maximum de fréquence constitue la forme fondamentale de la protection de fréquence. Cette protection est disponible sur tous les équipements P94x ainsi que sur les équipements P922 et P923. Lorsque la fréquence mesurée franchit le seuil programmé, l’élément de protection va générer un signal de démarrage. Après l’expiration d'une temporisation réglable, un signal de déclenchement est généré. Fréquence supervisée Pente réelle du temps ∆t ∆F f ∆t Une protection de variation de fréquence temporisée est adaptée aux perturbations graves lorsqu'un délestage par à coup n’est pas suffisant. Cet élément peut être utilisé pour accélérer le délestage dans une telle condition du réseau. Il peut également compléter le système de commande de l'alternateur pour réduire la puissance lorsque la fréquence dépasse la valeur nominale très rapidement. Cette fonction est disponible dans l'équipement P923 et dans toute la gamme P94x. > Protection de variation de fréquence surveillée en fréquence [81RF] Pour cet élément, la protection de variation de fréquence est surveillée par un élément de fréquence indépendant. Ceci permet à l'équipement de répondre plus rapidement aux conditions graves du système et d’accélérer le processus de récupération en effectuant plus de délestage que dans le cas d'une dégradation lente à la même fréquence. Cet élément est disponible uniquement sur la gamme P94x. > Protection de variation de fréquence moyenne surveillée en fréquence [81RAV] Cet élément offre un mécanisme pour mesurer la variation de fréquence sur un intervalle de temps réglable. Ceci permet d’effectuer une décision de déclenchement plus sûre en surveillant la tendance de variation de fréquence. Ceci est particulièrement utile durant les perturbations transitoires du réseau (pompage par exemple) où les mesures instantanées peuvent provoquer une décision erronée. Cet élément démarre une temporisation lorsque le système dépasse le seuil de démarrage réglé par l’utilisateur. A la fin de cette temporisation, une deuxième mesure de fréquence est effectuée. Un calcul de la variation de fréquence moyenne est effectué. Cette valeur est ensuite comparée avec le seuil réglé pour arriver à la décision de déclenchement. Cet élément est disponible uniquement sur la gamme P94x. Temps Diagramme de la protection de variation de fréquence moyenne 4>5 Les équipements P94x offrent jusqu’à six niveaux de rétablissement de charge automatique. Ce processus peut démarrer uniquement lorsque la fréquence du réseau s'est rétablie à une valeur au-dessus de la fréquence de rétablissement de charge, suite à une opération de délestage effectuée par un ou plusieurs des éléments de protection associés à ce seuil. Les petites variations de fréquence sont ignorées au moyen d’un temporisateur cumulatif pendant le temps de rétablissement de charge. Ce temporisateur cumulatif est interrompu si la fréquence du réseau tombe entre la valeur de la fréquence de rétablissement de charge et la fréquence de délestage (zone de maintien). Fréquence RÉTABLISSEMENT DE CHARGE bande 1 Fréquence normale Temps fn bande 2 bande 3 bande 4 bande 1 bande 2 bande 3 PROTECTION CONTRE LE FONCTIONNEMENT ANORMAL DE L'ALTERNATEUR [81AB] Cet élément est inclus dans les équipements P94x afin de protéger les aubes de turbine contre les détériorations potentielles dues au fonctionnement prolongé d’alternateurs dans des conditions de mini/maxi de fréquence. Jusque quatre bandes de fréquence peuvent être programmées, chacune disposant d’une temporisation intégratrice pour enregistrer le temps passé dans la bande. Le temps de chaque bande est enregistré dans une mémoire non-volatile, cela garantit qu’en cas de perte de l’alimentation auxiliaire du relais, le temps enregistré n’est pas perdu. Lorsque le temps dans une bande dépasse le seuil programmé, une alarme peut être émise pour déclencher une investigation et une opération de maintenance. bande 4 Profils du temporisateur des bandes ÉLÉMENT DE BLOCAGE ET TECHNIQUE DE MESURE DES VALEURS MOYENNES En plus des éléments de minimum/maximum de tension, une fonction de blocage à minimum de tension programmable est fournie. Ce blocage empêche le fonctionnement de tous les éléments basés sur la fréquence. De même, si la fréquence du réseau sort de la plage d’asservissement de l'équipement, tous les éléments basés sur la fréquence seront bloqués (à l’exception des fonctions mini/maxi de fréquence [81U/O]). Afin de stabiliser le calcul de la fréquence et de la variation de fréquence dans des conditions d’oscillations, les équipements P94x offrent la possibilité de sélectionner un nombre de cycles sur lesquels la valeur moyenne des mesures sera calculée. Cette technique utilise une fenêtre “glissante” assurant que pour chaque cycle, deux nouvelles mesures sont disponibles pour les éléments de la protection. Une fonction similaire est fournie dans l'équipement P923 pour le calcul de la variation de fréquence uniquement. Fréquence du réseau Fréquence de rétablissement Bande de maintien Fréquence de délestage Fonctionnement de l'équipement Elément de minimum de fréquence Temps de maintien Décl. Etat 0 (OFF) Complète Etat 0 (OFF) Temps inférieur au réglage de la temporisation de maintien Complète Temps de rétablissement Etat 0 (OFF) Etat 1 Niveau X_Début (ON) de rétablissemnt Etat 0 (OFF) Etat 1 (ON) Niveau X_Fin de rétablissemnt Etat 0 (OFF) Démarrage de l'élément de minimum de fréquence Dégradation partielle Poursuite du rétablissement Temporisation de fréquence du réseau fréquence du réseau Temporisation de Redémarrage de la établissement terminée Rétablissement rétablissement suspendue tempo. de rétablissement de charge Niveau X Démarrage rétablissement fréquence du réseau Démarrage temporisation de rétablissement Déclenchement par minimum de fréquence Délestage Niveau X Temps Diagramme de rétablissement de charge Protection contre le fonctionnement anormal du générateur CONTRÔLE-COMMANDE MESURES ET ANALYSE POST DÉFAUT > Schémas logiques programmables Les équipements P92x utilisent des équations logiques simples (ET) assurant une souplesse de configuration. Chaque équation possède deux temporisateurs associés afin de contrôler les temps de démarrage et d'arrêt de la logique. Cette logique est indépendante des dispositifs de programmation des entrées logique, de contacts de sortie et des LEDs, et elle s'ajoute aux dispositifs de blocage dédiés. L’éditeur de schémas logiques programmables (PSL) des équipements P94x est un outil performant offrant à l’utilisateur un niveau élevé de souplesse. Ce support graphique, compatible avec WINDOWS, permet via MiCOM S1 de programmer les schémas de délestage les plus complexes. Les opérateurs logiques incluent les opérateurs OU, ET et la plupart des opérateurs classiques, avec la possibilité d'inverser les états et de réinjecter les sorties. Le système est optimisé (pilotage événementiel) pour assurer que le fonctionnement de la protection ne soit pas retardé par le fonctionnement des schémas logiques programmables. Les schémas logiques programmables assurent plusieurs fonctions de contrôle et de supervision comme la surveillance du circuit de déclenchement, le basculement automatique et les schémas de verrouillage du jeu de barres. Les schémas logiques programmables des équipements P94x sont utilisés pour programmer les fonctions des entrées logiques, les contacts de sortie et les LEDs. > Entrées de commandes L’état (0/1) de 32 entrées de commande peut être changé manuellement ou à distance pour exécuter des fonctions de contrôle-commande définies par l’utilisateur dans le schéma logique programmable des P94x. > Maintien des contacts de sortie [86] Chaque relais de sortie peut être programmé individuellement pour être maintenu. Une fois le signal maintenu, la remise à zéro du contact de sortie pourra se faire en local ou à distance ou bien via les schémas logiques programmables pour les équipements P94x. Outre la possibilité de maintenir les contacts de sortie, chaque contact sur les équipements P94x peut être conditionné individuellement par une temporisation programmable pour créer une impulsion, une temporisation de montée et de descente ou une temporisation de verrouillage. Éditeur des schémas logiques programmables (MiCOM S1) 6>7 Les équipements P9xx sont capables de mesurer et d’enregistrer un grand nombre de paramètres. Tous les enregistrements d’événements, de défauts et de perturbographie sont horodatés avec une précision de 1ms par une horloge interne à temps réel. Un port IRIGB en option est disponible sur les équipements P94x pour maintenir la précision de l’horloge en temps réel. Une pile au lithium surveillée, facilement remplaçable, permet l’alimentation de secours de l’horloge en temps réel ainsi que la sauvegarde des enregistrements des données en cas de panne de l’alimentation auxiliaire. > Mesures du réseau électrique Les mesures fournies dépendent de l’application et du modèle d'équipement. Elles peuvent être visualisées en valeurs primaires ou secondaires, elles sont également accessibles en local ou à distance. Les mesures incluent : • • • • Tensions simples/composées (Valeurs efficaces vraies) Tensions symétriques Angles des phases Fréquence réseau > Statistiques sur les seuils Sur les équipements P94x et pour chacun des six seuils, le nombre de démarrages et de déclenchements de la protection générés par chaque élément peut être visualisé. De plus, la date et l’heure de chaque changement de réglage sont enregistrées pour une meilleure tracabilité. > Enregistrement des événements Les équipements P922 et P923 peuvent enregistrer jusqu’à 75 événements. Ces événements peuvent être visualisés en local et à distance par l'intermédiaire des ports de communication en utilisant MiCOM S1. Les équipements P94x peuvent enregistrer jusqu’à 250 événements. Ces événements peuvent être visualisés sur l’écran LCD du relais ou peuvent être rapatriés via les ports de communication. > Enregistrement des défauts INTERFACES UTILISATEUR Les 5 derniers défauts sont enregistrés par les équipements (à l’exception du P921), avec indication de : L'échange d'information se fait via le panneau de commande local, l'interface PC ou via l'interface de communication arrière. • • • • Date et heure Élément de protection ayant fonctionné Groupe de réglage actif Tensions de défaut, fréquence, etc... > Enregistrements de perturbographie Tous les équipements P9xx (à l’exception du P921) sont dotés d’un dispositif de saisie de signal interne avec un point de déclenchement programmable par l’utilisateur. D’une durée de 2,5 secondes chacun, 5 enregistrements de perturbographie peuvent être enregistrés par les équipements P922 et P923 au rythme de 32 échantillons par cycle. Les équipements P94x utilisent un algorithme de compression pour augmenter le nombre d’enregistrements. Concrètement, le nombre maximal peut aller jusqu’à 20 enregistrements de 10,5 secondes chacun. Toutes les voies (analogiques et numériques) peuvent être configurées. Les enregistrements de perturbographie peuvent être extraits du relais via les ports de communication, et être sauvegardés au format COMTRADE. Ces enregistrements peuvent être ensuite analysés en utilisant MiCOM S1 ou tout autre logiciel adéquat. > Communication locale Le port EIA(RS)232 en face avant a été conçu pour être utilisé avec MiCOM S1. Sa fonction principale est de programmer les réglages, configurer les schémas logiques programmables, d'extraire et visualiser les enregistrements, visualiser les mesures d’une manière dynamique et d’effectuer des fonctions de contrôlecommande. > Communication à distance Le port de communication arrière est basé sur les niveaux de tension de l'EIA(RS)485. Il est conçu pour une connexion permanente aux réseaux de contrôle et aux systèmes d’acquisition de données. Les protocoles énumérés ci-dessous peuvent être sélectionnés au moment de la commande de l'équipement : • • • • Courier / K-Bus Modbus CEI 60870-5-103 DNP3 > Enregistrements de fréquence > Protection par mot de passe En plus des dispositifs classiques d’enregistrements, l'équipement P923 dispose d'un enregistrement de perturbographie de fréquence d’une durée de 20 secondes. Cet enregistrement est mémorisé au rythme d’un échantillon par cycle. Il enregistre uniquement la fréquence mesurée. Pour empêcher les modifications non-autorisées de certains paramètres, les équipements disposent d’un mot de passe de protection. Il existe deux niveaux de protection par mot de passe sur les équipements P94x tandis que les P92x disposent d’un seul niveau de protection. Analyse d’enregistrement de perturbographie avec MiCOM S1 COMPATIBILITE ELECTOMAGNETIQUE 89/336/CEE : Conformité à la Directive de la commission européenne sur la compatibilité Électromagnétique SECURITE DU PRODUIT 73/23/CEE : Conformité à la Directive de la commission européenne sur les basses tensions. AUTRES CONFORMITÉS DES P94X C UL fi US Numéro du dossier : E202519 Date de l’émission originale : 05-10-2002 (Conforme aux exigences canadiennes et américaines) Numéro de Certificat : 105 édition 1 Date d'examen : 19-02-2003 EXPÉRIENCE D'AREVA PROTECTION DE FRÉQUENCE >> MFVU: Premier équipement de protection de fréquence numérique, lancement initial en 1986. Plus de 8500 équipements installés. >> KVFG/MX3VI: Premier équipement de protection numérique combinant les fonctions de tension et de fréquence. Plus de 3500 équipements installés depuis 1996. >> RFS3000: Premier équipement conçu par AREVA avec la fonction de variation de fréquence. Plus de 400 équipements installés depuis 1997. >> MiCOM P92x: Équip. de tension et de fréqu. numériques combinés Plus de 4000 équipements installés depuis 2000. >> MiCOM P94x: Conçus pour toutes les applications basées sur la AUTOMATION-L3-P9xx-BR-09.05-1170-FR - © AREVA 2005- Le nom AREVA, le logo AREVA et toute variante de ces derniers sont des marques déposées et marques de service d’AREVA. MiCOM est une marque déposée d’AREVA. Tout autre nom mentionné, enregistré ou non, reste la propriété de leur société respective. 389191982 RCS PARIS - Imprimé en France protection de fréquence. Plus de 600 équipements installés depuis 1999. AREVA T&D Centre de Contact International : http://www.areva-td.com/contactcentre/ Tel.: +44 (0) 1785 250 070 www.areva-td.com www.areva-td.com/protectionrelays Nous avons une politique de développement permanent. Par conséquent, la conception de nos produits risque de subir des modifications à tout moment. Bien que nous nous efforcions de tenir notre documentation à jour, cette brochure ne devra être considérée que comme guide et à des fins d’information seulement. Son contenu n’a pas titre d’offre de vente ou d’assistance technique sur l’application d’un produit mentionné.
