IRU1 - Relais de surveillance de Tension

IRU1 - Relais de surveillance de Tension
U< U> ON
30
0
U< 00
0
x1
0
0
t 0
0
0
U<
x1
RESET
31% 50
0
2
4 U> 0
8
0
16
0
52%
4
8
16
32
0,1s
0
0,2
0
0,4 t 0
0,8
0
1,6
0
x20 x1
0,1s
0,2
0,4
0,8
1,6
x20
x2
x2
x1
U>
IRU1-U0
1.
Sommaire
2.
Application
3.
Caractéristiques et fonctions
4.
Conception
4.1
4.1.1
4.1.2
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.3
5.
6.
Principe de fonctionnement
6.2.1
6.2.2
6.2.3
6.2.4
6.2.5
6.3
6.3.1
6.3.2
2
Boîtier
8.1
8.2
8.3
9.
Boîtier individuel
Montage en rack
Bornes de connexions
Essais et Maintenance
10. Caractéristiques Techniques
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
Entrée mesure
Tension auxiliaire
Caractéristiques générales
Relais de sortie
Caractéristiques du système
Gammes de réglage et seuils
Encombrement
11. Formulaire de commande
Mode opératoire et réglages
6.1
6.2
7.
Connexions
Entrées de mesure tension
Relais de sortie
Faces avant
LED
Commutateurs DIP
Bouton poussoir RESET
Fiches codées
8.
Disposition des éléments opératoires
Réglage des paramètres à l’aide
des commutateurs DIP
Réglage de la valeur de réponse pour
la surveillance de surtension U>
Réglage de la valeur de réponse pour
la surveillance de baisse de tension U<
Réglage de la valeur de réponse pour
la surveillance de tension homopolaire
UE>
Réglage des temps de déclenchement
Indication des défauts
Remise à zéro
Remise à zéro par bouton poussoir
< RESET >
Remise à zéro automatique
Essais et Maintenance
TB IRU1 03.95 F
1.
Sommaire
L’usage de puissants microprocesseurs ouvre une ère
nouvelle pour les systèmes de protection de réseau.
Grâce à leurs capacités à traiter numériquement les
valeurs mesurées et à effectuer des opérations arithmétiques et logiques, les relais numériques de protection
sont supérieurs aux relais analogues traditionnels. En
plus, les relais numériques de protection offrent de
nombreux autres avantages comme par exemple: une
très faible consommation de puissance, facilité
d’adaptation, possibilité d’auto-surveillance, interprétation conviviale, sélection de la caractéristique de déclenchement etc.
La supériorité des relais numériques de protection par
rapport au système traditionnel est reflétée par les
relais MR et IR de la HIGH TECH LINE avec les caractéristiques suivantes:
• Intégration de multiples fonctions de protection dans
un boîtier compact.
• Grande précision de mesure grâce à un traitement
numérique des valeurs mesurées.
• Réglage numérique avec des gammes de réglage
extrêmement larges avec des seuils fins.
• Procédé de réglage facilité à l’aide de commutateurs DIP.
• Sûreté de fonctionnement grâce à une continuelle
auto-surveillance.
• Construction compacte grâce à la technique SMD.
Tous les relais de la gamme MR sont basés sur la
technique à microprocesseurs. Quelques relais de la
gamme IR sont proposés avec la technique analogique.
Les relais IR sont en principe très bons et appropriés
pour des fonctions de protection de base et offrent un
prix avantageux vis-à-vis des relais MR.
2.
Application
Le relais de surveillance de tension IRU1 protège généralement les systèmes de production d’énergie, les
équipements électriques ou les abonnés d’une hausse
ou d’une baisse de tension.
Il est entre autres utilisé pour:
• détecter une hausse ou une baisse de tension dans
les systèmes de production électrique et les réseaux
de distribution d’énergie.
• se protéger d’une hausse de tension dangereuse
dans le cas d’une défaillance du contrôleur de tension.
• protéger les moteurs d’une baisse de tension.
• protéger le stator d’un générateur contre les défauts
terre (seulement IRU1-E).
• contrôler un défaut terre dans les réseaux isolés ou
compensés (IRU1 E)
3.
Caractéristiques et fonctions
• Surveillance de tension avec un seuil à maximum ou
minimum de tension .
• Gammes de réglage de tension extrêmement larges
avec seuils fins.
• Réglage séparé, temporisation indépendante pour
chaque seuil.
• Surveillance de tension sur une phase pour la protection de défaut terre (IRU1-E).
• Détection sensible du défaut terre par désensibilisation à l’harmonique de rang 3.
• Caractéristique de déclenchement indépendante.
• Connexion possible d’un conducteur de phase ou
d’un conducteur extérieur tension.
• Large domaine de fonctionnement de la tension
auxiliaire (CA/CC).
Les relais MR trouvent leur utilité dans les fonctions
complexes de protection comme par exemple: la directionnalité de terre où un grand confort de manipulation, des analyses de défauts et des capacités de
communication sont exigés.
Tous les relais de la HIGH TECH LINE peuvent être aussi
bien montés soit comme relais séparés en face avant,
soit par insertion dans un rack de 19“. Les bornes de
raccordement sont débrochables. Tous les relais sont
évidemment en tous points conformes aux normes
CEI / DIN.
TB IRU1 03.95 F
3
4.
Conception
4.1
Connexions
L1
L2
L+/L L-/N
L3
C9
Alimentation
D9
E9
~
=
U<
D clenchement
A
a
A3
U<
A4
B
b
D1
C1
t U<
E1
U12
D2
C2
A5
E2
U<
t
U23
U<
A6
C
c
A7
Reset
U31
A8
D3
U>
t
C3
U>
E3
U>
D clenchement
U>
t U>
D4
C4
E4
4.1 Schéma de câblage IRU1-UO
L1
L2
L+/L
L3
L-/N
C9
Alimentation
E9
D9
~
U E>
D clenchement
A
e
U E>
t UE>
A3
B
U E>
A4
50/60Hz
C
t UE>
n
Reset
4.2 Schéma de câblage IRU1-E
Par la suite, la description fonctionnelle du IRU1 se réfère toujours au type IRU1-UO. Mis à part ces exceptions
(pas de contrôle de surtension pour le IRU1-U, pas de contrôle de sous - tension pour le IRU1-O, seulement le
contrôle de la tension homopolaire pour le IRU1-E), toutes les fonctions sont valables pour les autres unités.
4
TB IRU1 03.95 F
4.1.1 Entrées de mesure tension
Les signaux d’entrée analogiques des tensions phase
ou bien des conducteurs extérieurs alimentent le système de protection à travers les bornes A3 à A8. Pour
cela, en réseau moyenne tension, des transformateurs
de tension sont nécessaires. Pour les réseaux basse
tension, la tension peut être directement appliquée aux
entrées mesures.
4.1.2 Relais de sortie
Relais de sortie IRU1-UO
L’IRU1-UO possède un relais de déclenchement pour
la surtension et un pour la sous-tension chacun avec
deux contacts réversibles.
Déclenchement U< :
Déclenchement U> :
D1, C1, E1, D2, C2, E2
(disponibles aussi
avec le IRU1-U)
D3, C3, E3, D4, C4, E4
(disponibles aussi
avec le IRU1-0)
Relais de sortie IRU1-E
L’IRU1-E possède un relais de déclenchement avec
deux contacts réversibles:
Déclenchement UE> :
D1, C1, E1, D2, C2, E2
TB IRU1 03.95 F
5
4.2
Faces avant
U< U> ON
30
0
U< 00
0
RESET
x1
U E> ON
31% 50
0
2
4 U> 0
8
0
16
0
52%
4
8
16
32
0,1s
0
0,2
0
0,4 t 0
0,8
0
1,6
0
x20 x1
0,1s
0,2
0,4
0,8
1,6
x20
x2
0
0
t 0
0
0
U<
U
t
U E>
x1
IRU1-E
IRU1-U0
4.4 Face avant IRU1-O
4.3 Face avant IRU1-UO
U< ON
U> ON
RESET
30
0
0
0
0
31%
2
4
8
16
0
0
0
0
0
0,1s
0,2
0,4
0,8
1,6
x20
U<
t
U<
RESET
x1
52%
4
8
16
32
0
0
0
0
0
0,1s
0,2
0,4
0,8
1,6
x20
x2
x1
t
U>
x1
IRU1-U
4.5 Face avant IRU1-U
50
0
0
0
0
U>
x2
x1
6
1%
2
4
8
16
x2
0,1s
0,2
0,4
0,8
1,6
x20
0
0
0
E>
0
0
x1
0
0
0
0
0
x2
x1
U>
x1
RESET
IRU1-0
4.6 Face avant IRU1-E
TB IRU1 03.95 F
La face avant de l’appareil de protection IRU1-UO
possède les éléments opérationnels et d’indications
suivants:
• 4 blocs de commutateurs DIP pour régler les valeurs
et les temps de déclenchement.
• 5 LED pour indiquer les défauts et état de fonctionnement.
• 1 bouton poussoir RESET.
4.2.1 LED
Fiche codée 1OFF:
Après déclenchement, la LED U> peut être remise à
zéro seulement par pression du bouton poussoir <RESET>.
Fiche codée 1ON:
La LED U> est automatiquement remise à zéro après la
disparition du défaut.
Fiche codée 2 OFF:
Après déclenchement, le relais de déclenchement U>
peut être remis à zéro seulement par pression du bouton poussoir <RESET>.
L’IRU1-UO est équipé de 5 LED en face avant. La LED
„ON“ indique que le relais est prêt à fonctionner. Les
LED U> et U< indiquent que le relais est excité et en
défaut.
Fiché codée 2 ON:
Le relais de déclenchement U> est automatiquement
remis à zéro après la disparition du défaut.
4.2.2 Commutateurs DIP
Fiche codée 3 OFF:
Après déclenchement, la LED U< peut être remise à
zéro seulement par pression du bouton poussoir <RESET>.
Les 4 blocs de commutateurs DIP en face avant du
IRU1-UO permettent d’ajuster les valeurs et les temps
de déclenchement.
4.2.3 Bouton poussoir <RESET>
Le bouton poussoir <RESET> permet l’acquittement, la
remise à zéro des LED et du relais de déclenchement
après un déclenchement avec pré-réglage approprié
(voir 4.3).
4.3
Fiches codées
Fiche codée 3 ON:
La LED U< est automatiquement remise à zéro après la
disparition du défaut.
Fiche codée 4 OFF:
Après déclenchement, le relais de déclenchement U<
peut être remis à zéro seulement par pression du bouton poussoir <RESET>.
Fiche codée 4 ON
Le relais de déclenchement U< est automatiquement
remis á zéro après la disparition du défaut.
Derrière la face avant du IRU1-UO on trouve sur le
bas 4 fiches codées destinées aux pré-réglages des
fonctions suivantes:
• Codage des indications des LED
• Codage des relais de déclenchement
TB IRU1 03.95 F
7
5.
Principe de fonctionnement
Le relais IRU-1 possède indépendamment un seuil pour
la surveillance de surtension (U>) et de sous - tension
(U>) avec des valeurs de réponse et des temporisations règlables séparément. La mesure de tension se
fait sur trois phases. Les tensions des conducteurs de
phase en couplage ∆ et les tensions de phase en
couplage Y sont en permanence comparées avec les
valeurs limites pré-réglées.
Principe de mesure:
Les tensions analogiques d’arrivée sont isolées galvaniquement par les transformateurs de tension d’entrée
de l’appareil et immédiatement filtrées afin de minimiser l’influence des tensions pertubatrices. Les tensions
sont ensuite comparées à une tension de référence
interne. Si la valeur de la tension se trouve inférieure
ou supérieure à la valeur du seuil, un circuit de temps
est activé et le relais de sortie approprié déclenche.
Pour le contrôle de surtension, on utilise à chaque fois
la plus haute des trois tensions et pour le contrôle de
basse tension à chaque fois la plus basse des trois
tensions.
6.
ges
Mode opérationnel et régla-
6.1
Disposition des éléments opérationnels
Tous les commutateurs DIP nécessaires au paramétrage de l’appareil de protection se trouvent en face
avant.
6.2
Réglage des paramètres à l’aide
des DIP
6.2.1 Réglage de la valeur de réponse
pour la surveillance de surtension U>
La valeur de réponse pour le seuil de déclenchement
U> est réglée à l’aide du bloc U> de commutateurs
DIP dans la gamme 50 - 224 % Un. La valeur de
réponse se calcule en faisant la somme de chaque
facteur et en multipliant par le facteur multiplicateur
que l’on a réglé.
Exemple:
On veut obtenir une valeur de déclenchement de
128% de Un.
50
0
0
0
0
x1
52%
4
8
16
32
x2
U>: (52 + 4 + 8) x 2 = 128 % U
N
6.2.2 Réglage de la valeur de réponse
pour la surveillance de sous tension U<
La valeur de réponse pour le seuil de déclenchement
U< est réglée à l’aide du bloc U< de commutateurs
DIP dans la gamme 30 - 122 % Un. La valeur de
réponse se calcule en faisant la somme de chaque
facteur et en multipliant par le facteur multiplicateur
que l’on a réglé.
Exemple:
On veut obtenir une valeur de déclenchement de 90%
30
0
0
0
0
x1
8
31%
2
4
8
16
x2
U<: (31 + 2 + 4 + 8) x 2 = 90 % U
N
TB IRU1 03.95 F
de Un.
6.2.5 Indication des défauts
6.2.3 Réglage de la valeur de réponse
pour la surveillance de tension
homopolaire UE> (seulement IRU1-E)
L’indication des défauts se fait avec 4 LED en face
avant.
La valeur de réponse pour le contrôle de tension homopolaire est réglée à l’aide du bloc UE> de commutateurs DIP dans la gamme 1 - 62 % Un. La valeur de
réponse se calcule en faisant la somme de chaque
valeur et en multipliant par le facteur multiplicateur que
l’on a réglé.
Exemple:
On veut obtenir une valeur de déclenchement de 20 %
de Un.
0
0
0
0
0
x1
1%
2
4
8
16
x2
U
E>: (4 + 16) x 1 = 20 % U N
Tous les temps de déclenchement, chacun selon le
type d’appareils, sont réglés à l’aide des blocs de
commutateurs DIP tU<, tU> et tUE> dans la gamme
0,1 - 62 s. Les valeurs de déclenchement correspondantes se calculent en faisant la somme de chaque
facteur et en multipliant par le facteur multiplicateur
que l’on a réglé.
Exemple:
On veut obtenir une valeur de déclenchement de 14
s.
TB IRU1 03.95 F
0,1s
0,2
0,4
0,8
1,6
x 20
Déclenchement dû à une surtension
Déclenchement dû à une baisse de
tension
Lorsque le relais a été excité à cause d’une perturbation, bien que le contact soit retombé avant le déclenchement, cette excitation est enregistrée sans fiche
codée 1 ou 3 et indiquée au dessus par les LED
correspondantes U> ou bien U<. Cette indication peut
être acquittée avec le bouton poussoir <RESET>. Si la
fiche 1 ou 3 est en position „ON“, les LED correspondantes sont automatiquement remises à zéro après
disparition du défaut.
6.3
Remise à zéro
6.3.1 Remise à zéro par bouton
poussoir <RESET>
6.2.4 Réglage des temps de
déclenchement
0
0
0
0
0
x1
LED U>
LED U<
Par pression du bouton pressoir <RESET>, le relais de
déclenchement est remis à zéro et les LED U< ou U>
s’éteignent. A cet effet il est nécessaire que toutes les
fiches codées soient en position „OFF“. (voir aussi
chapitre 4.3)
6.3.2 Remise à zéro automatique
Si toutes les fiches codées sont connectées, les relais
et les LED U< ou U> seront remis à zéro immédiatement après disparition du défaut. (voir aussi chapitre
4.3)
t: (0,1 + 0,2 + 0,4) x 20 = 14 s
9
7.
Boîtier
L’IRU1 peut être livré dans un boîtier individuel pour un
montage encastré ou comme module débrochable
pour une installation dans un rack de 19“ suivant la
DIN 41494. Dans les deux versions les bornes de
raccordement du IRU1 sont débrochables.
7.1
La figure suivante nous montre le bloc de raccordement du IRU1.
A
Boîtier individuel
B
C
Le boîtier individuel du IRU1 est conçu pour un montage encastré. Les dimensions de montage correspondent aux exigences de la norme DIN 43700 (72
x 144 mm). La découpe du panneau est de 68 x 138
mm.
D
E
1
2
3
4
5
La face avant du IRU1 est munie d’un capot transparent étanche (IP54). Pour les dimensions du boîtier et
les découpes se référer aux „caractéristiques techniques“. Le Boîtier individuel est fixé par l’arrière du
panneau à l’aide d’agrafes fournies.
6
7
8
9
7.2
Montage en rack
F
L’IRU1 est en général approprié pour le montage en
rack suivant la norme DIN 41494.
Les dimensions d’installation sont: 12TE; 3HE.
Suivant les exigences du client, l’appareil IRU1 peut
être monté en rack 19“.
7.3
Bornes de connexions
8.
Essais et maintenance
La fonction protection et les circuits mesure sont de
conception entièrement statique ainsi l’appareil ne
requiert pas de maintenance particulière.
Le module débrochable IRU1 possède à l’arrière un
socle extrêmement compact avec des connexions par
fiches et par vis.
• 15 bornes à vis maximum pour les circuits tension et
auxiliaires (bornes de connexion série A et B avec
une tenue au courant courte durée 500 A/1s)
• 27 bornes à fiches pour les sorties relais,
l’alimentation tension etc. (bornes de connexion série
C, D et E avec courant permanent de 6A maximum).
Connexions avec des prises plates 6,3 mm x 0,8
mm jusqu’à 1,5 mm² max. ou avec des prises plates
2,8 mm x 0,8 mm jusqu’à 1 mm² max.
• En utilisant des connexions plates de 2,8 mm x 0,8
mm, il est possible de faire des ponts entre les différentes bornes.
10
TB IRU1 03.95 F
9.
Caractéristiques techniques
IRU1 - Relais de surveillance de tension
9.1
Entrée mesure
Données nominales
Tension nominale Un:
Fréquence nominale fn:
100, 230, 400 V
40 - 70 Hz
Consommation du circuit tension:
<1 VA / par phase à Un
Tenue thermique du circuit tension:
Permanent 2 x Un
9.2
Tension auxiliaire
Tension auxiliaire nominale UH:
24V plage de fonctionnement 16 - 60 V CA / 16 - 80 V CC
110 V plage de fonctionnement 50 - 270 V CA / 70 - 360 V CC
Consommation de puissance:
en 24 V
en 110 V
9.3
au repos environ 3W excité environ 6W
au repos environ 3W excité environ 6W
Caractéristiques générales
Interruption admissible de l’alimentation
auxiliaire sans influence sur la fonction
de l’appareil:
50 ms
Pourcentage de dégagement:
U>:
U<:
UE>:
Temps de retour:
Temps de réponse minimal:
30 ms
30 ms
9.4
> 95 %
<105 %
> 95 %
Relais de sortie
Nombre de relais:
Contacts:
Pouvoir de coupure max.
résistif:
inductif:
Tension nominale max:
Courant nominal max:
Pouvoir de fermeture (16 ms):
TB IRU1 03.95 F
2
chacun, 2 contacts réversibles pour relais de déclenchement
U< et U>
1250 VA en CA / 150 W en CC
500 VA en CA / 90 W en CC
380 V CA / 125 V CC
5A
20 A
11
9.5
Caractéristiques du système
Conformité:
VDE 0435, Partie 303, IEC 255-4, BS 142
Conditions climatiques:
Plage de température
pour stockage:
pour utilisation:
40°C à +85°C
-20°C à +70°C
Protection à l’humidité classe F
selon DIN 40040 et
DIN IEC68, Partie 2-3:
Humidité relative de 95 % à 40°C sur 56 jours
Isolement électrique selon norme VDE 0435, Partie 303
Tenue diélectrique :
Tenue à la tension de choc:
Insensibilité aux perturbations H.F.:
2,5 kV (eff) / 50 Hz; 1 min.
5 kV; 1,2 / 50 µs, 0,5 J
2,5 kV / 1 MHz
Tenue contre les décharges
électrostatiques (ESD)
selon VDE 0843, Partie 2:
15 kV (suivant degré de sévérité 4)
Tenue contre les perturbations
transitoires rapides (Burst)
selon VDE 0843, Partie 4:
4 kV / 2,5 Hz, 15 ms
Essai aux interférences radio
(parasites) selon DIN VDE 57871:
Valeur limite classe B
Tenue contre les champs
électromagnétiques
selon VDE 0843 Partie 3
Intensité du champ 10 V / m
Essais mécaniques
Résistance aux chocs:
Vibration:
Degré de protection
Poids:
Classe 1 suivant DIN IEC 41B (CO) 38
Classe 1 suivant DIN IEC 41B (CO) 35
- Face avant:
IP 54
- Côté arrière:
IP 00
1,5 kg environ
Indice de salissure:
2 en utilisant le montage A
3 en utilisant le montage D
Catégorie de surtension:
III
Grandeurs d’influence:
Influence de la fréquence:
Influence de la température:
Influence de la tension auxiliaire.
12
40 Hz < f < 70 Hz: < 3 % de la valeur de réglage
-20°C ... 70°C
aucune influence dans le domaine admissible
TB IRU1 03.95 F
9.6
Gammes de réglage et seuils
Type de relais
IRU1-U
Paramètre
U<
tU<
U>
IRU-O
tU>
UE>
IRU1-E
tUE>
IRU1-UO
U<
tU<
U>
tU>
9.7
Gamme de réglage
30 ... 61 % UN
60 ... 122 % UN
0,1 ... 3,1 s
2 ... 62 s
50 ... 112 % UN
100 ... 224 % UN
0,1 ... 3,1 s
2 ... 62 s
1 ... 31 % UN
2 ... 62 % UN
0,1 ... 3,1 s
2 ... 62 s
30 ... 61 % UN
60 ... 122 % UN
0,1 ... 3,1 s
2 s ... 62 s
Seuil
1 % UN
2 % UN
0,1 s
2,0 s
1,5 % UN
3 % UN
0,1 s
2,0 s
1 % UN
2 % UN
0,1 s
2,0 s
^1 % UN
2 % UN
0,1 s
2,0 s
Tolérances
±1 % de la valeur de réglage
50 ... 112 % UN
100 ... 224 % UN
0,1 ... 3,1 s
2 ... 62 s
1,5 % UN
3 % UN
0,1 s
2,0 s
±1 % de la valeur de réglage
±2 % ou ±20 ms
±1 % de la valeur de réglage
±2 % ou ±20 ms
±1 % de la valeur de réglage
ou < 0,3 V
±3 % ou ±20 ms
±1 % de la valeur de réglage
±2 % ou ±20 ms
±2% ou ±20 ms
Encombrement
TB IRU1 03.95 F
13
10. Formulaire de commande
Relais de tension
Fonction
Mini de tension CA
Maxi de tension CA
Tension homopolaire (défaut terre)
Mini et maxi de tension CA
Tension nominale
100 V
230 V
400 V
Tension auxiliaire
24 V (16 à 60 V AC / 16 à 80 V DC)
110 V (50 à 270 V AC / 70 à 360 V DC)
Montage (12TE)
Rack 19“
Sur panneau
IRU1U
O
E
UO
1
2
4
L
H
A
D
Sous réserve de modifications techniques
14
TB IRU1 03.95 F
TB IRU1 03.95 F
15
Woodward SEG GmbH & Co. KG
Krefelder Weg 47 ⋅ D – 47906 Kempen (Germany)
Postfach 10 07 55 (P.O.Box) ⋅ D – 47884 Kempen (Germany)
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