Микропроцессорное максимальное токовое реле типа MPRB 99-1.0-GF - Техническое руководство

Микропроцессорное максимальное
токовое реле типа MPRB 99-1.0-GF
     Техническое руководство

            -1-

1. Введение
Реле типа MPRB 99-1.0-GF – это микропроцессорное устройство, предназначенное для
защиты оборудования от перегрузок и коротких замыканий. MPRB 99-1.0-GF может
функционировать как с источником внешнего вспомогательного питания, так и без него.
Когда источник вспомогательного питания отсутствует, реле получает питание от
трансформаторов тока, установленных на кабельных вводах. MPRB 99-1.0-GF измеряет
ток с большой точностью и действует на катушку отключения выключателя, если ток
превышает уставку реле в соответствии с время-токовой характеристикой. Реле
разработано для использования в компактных распределительных устройствах (высокого и
среднего напряжения), где отсутствует источник оперативного питания. MPRB 99-1.0-GF
может использоваться в копактных распределительных устройствах типа Safering и
Safeplus. Возможно программирование 5 видов время-токовых характеристик
срабатывания (в общей сложности имеется выбор из 80 кривых)

2. Описание MPRB 99-1.0-GF
Схема подключения реле показана на рис.1.Клеммы подключения расположены на правой
стороне реле. Нормальное сечение проводников 1,5мм2, максимальное 2,5 мм2.
Табл.1 Выводы реле
Номер
клеммы №
                                         Функция
    1       Внешнее отключение, 230В АС, 250 мВт
    2       Внешнее отключение, 230В АС, 250 мВт
    3       Не используется
    4       Выход на катушку отключения (+)
    5       Выход на катушку отключения (-)
    6       Не используется
            Подключение к трансформатору тока в фазе А (L1) (клеммы S1 и S2 на
    7
            трансформаторе тока Т1)
            Подключение к трансформатору тока в фазе А (L1) (клемма S0 на
    8
            трансформаторе тока Т1, «земля»)
            Подключение к трансформатору тока в фазе В (L2) (клеммы S1 и S2 на
    9
            трансформаторе тока Т2)
            Подключение к трансформатору тока в фазе В (L2) (клемма S0 на
    10
            трансформаторе тока Т2, «земля»)
            Подключение к трансформатору тока в фазе С (L3) (клеммы S1 и S2 на
    11
            трансформаторе тока Т3)
            Подключение к трансформатору тока в фазе С (L3) (клемма S0 на
    12
            трансформаторе тока Т3, «земля»)
    13      Не используется
    14      Клемма заземления (должна быть подключена)
    15      Не используется
    16      Вспомогательное питание 230В АС, 5.5Вт
    17      Не используется
    18      Вспомогательное питание 230В АС, 5.5Вт

Светодиод «POWER» светится, когда реле получает достаточно питания для нормального
функционирования. Когда отсутствует иточник внешнего питания, реле полностью готово к

                                -2-

функционированию после бестоковой паузы уже через малый промежуток времени после
запитывания отходящего фидера.

2.1 Работа при перегрузке
Когда ток превышает установленную величину INRELAY, реле запускается. В зависимости от
времени, тока и выбранной характеристики срабатыванияреле выдает сигнал на катушку
отключения выключателя. Когда реле запущено, горит светодиод « IN> » на передней
панели. Если ток снижается до величены меньшей, чем INRELAY, реле автоматически
возвращается. После отключения реле перегружается. Если выключатель не отключится
от первой команды, будет подана повторная.

2.2 Работа при замыкании на землю
Это реле имеет одноступенчатую с независимой выдержкой времени              защиту от
замыканий на землю. Измеренные фазные токи суммируются внутри реле для получения
тока нулевой последовательности I0.
В зависимости от типа питания возможны два способа функционирования в данном реле.
Когда имеется источник внешнего питания, возможно использовать весь спектр уставок
тока нулевой последовательности.
Если нет такого источника, то существуют ограничения по выбору уставок. В таблицах 11,
12, 13 и 14 указано какие уставки могут быть применены для реле, не имеющем внешнего
источника питания (могут быть использованы все уставки обозначенные “OK”).

При отсутствии источника внешнего питания нет технической возможности
одновременного использования малых уставок по времени срабатывания с малыми
уставками по току.

Если реле используется с внешним источником питания, и это питание пропадает, уставка
защиты от замыканий на землю автоматически меняется на ближайшую возможную. Это
означает, что защита все еще функционирует, но с другой уставкой. Способ определения
этой новой уставки довольно простой. Перейдите от точки вашей уставки к ближайшей с
большим током и временем срабатывания не равным бесконечности.

2.3 Внешнее отключение
Входы для внешнего отключения (клеммы 1 и 2 на реле) позволяют отключать
выключатель через реле от температурных зондов, газового детектора или кнопки
отключения. Для этого необходимо подать сигнал 230В AC на клеммы 1-2. Цепь внешнего
отключения должна быть подключена через переключатель, который отключается
немедленно после отключения силового выключателя.
Для гарантии того, что реле имеет достаточно энергии для отключения выключателя (при
малом значении первичного тока) при отсутствии внешнего источника питания,
необходимо подключить цепь внешнего отключения параллельно и к клеммам питания
реле. Соединяем клемму 1 с клеммой 16, а клемму 2 с клеммой 18.

                                -3-

2.4 Передняя панель

Рис.1 Передняя панель

На передней панели расположены переключатели, светодиоды и две кнопки.
Преключатели предназначены для настройки реле, кнопки используются для чтения
записи о повреждении и для сброса этой записи и перевода светодиодов в исходное
состояние.

2.4.1 Светодиоды
Пять светодиодов дают информацию о состоянии реле пользователю.

Табл.1 Светодиоды на передней панели
Индикатор    Цвет        Чем активизируется             Описание
  Power     Зеленый    Вспомогательным         Этот светодиод горит, когда
                       питанием                на реле подано
                                               вспомогательное питание
   In>       Красный   Ток в фазах или ток     Этот светодиод горит, когда
   I0/In               нулевой                 измеряемый ток больше
                       последовательности      установленного для запуска
                       превышает уставку       реле
   Trip      Красный   Нажата и удерживается   Этот светодиод горит, если
    In                 кнопка чтения           имела место перегрузка или
                       повреждения             короткое замыкание
   Trip      Красный   Нажата и удерживается   Этот светодиод горит, если
   Ext.                кнопка чтения           был подан сигнал внешнего
                       повреждения             отключения
   Trip      Красный   Нажата и удерживается   Этот светодиод горит, если
   I0/In               кнопка чтения           имело место замыкание на
                       повреждения             землю

2.4.2 Кнопка чтения повреждения
Для выяснения причины повреждения нажмите и удерживайте кнопку «Read Fault»,
загорится соответствующий светодиод “Trip LED’s”.
Для сброса индикации нажмите кнопки “Read Fault” и “Reset” одновременно.

                               -4-

2.4.3 Переключатели
Кривые C1,…, C5 выбираются группой переключателей, расположенной с правой стороны.
Этой же группой выбирается номинальная частота сети. Реле может использоваться в
сетях с частотой 50 Гц или 60 Гц.

Внимание! Обратите внимание, что черное поле в таблице выбора на переденй
панели показывает пложение переключателя.

Ток запуска реле устанавливается следующей группой переключателей In. Выберите Ina,
Inb, Inc или Ind в соотвтествии с вашими задачами. Выбранный трансформатор тока и
положение переключателей определяют ток запуска реле. Таблица на передней панели
показывает первичные значения токов запуска реле. Эти уставки влияют также на ток
пуска защиты от замыканий на землю.

Уставки защиты от замыканий на землю выставляются двумя группами переключателей,
расположенными справа. Ток запуска устанавливается группой I0/In , а уставка по времени
устанавливается группой t0>[s].

Ток запуска I0 устанавливается в соответствии с установленным током In с кратностью от
0,1 до 1,2 (см. табл. 9, 10 для определения действительной величины тока).

2.5 Время-токовые характеристики
Могут быть выбраны 5 различных типов кривых.

2.5.1 Защита трансформатора, кривая C1
Характеристика срабатывания показана на рис.2.1. Эта кривая наилучшим образом
подходит для защиты трансформаторов (соответствует SEG W1-3-11-W-E-1).

2.5.2 Защита фидера, кривая C2
Характеристика срабатывания показана на рис.2.2. Эта кривая наилучшим образом
подходит для использования вкомпактных распределительных устройствах в кольцевых и
радиальных электрических сетях.
Эта кривая аналогична C1, но минимальное время срабатывания равно 150мсек (для
обеспечения селективности с защитами, использующими кривую С1, и с
предохранителями). Эта кривая соответствует SEG WI 1-3-7-W-E-1.

2.5.3 Защита трансформатора, кривая 3
Характеристика срабатывания показана на рис.2.3. Специально разработанная кривая для
сетей, в которых время отключения при дуговом замыкании на подстанции составляет
0.1сек.
В этой кривой очень хороший запас по перегрузке (больший, чем в SEG WI - 1-3-14-W-E-1).

2.5.4 Защита трансформатора, кривая 4
Характеристика срабатывания показана на рис.2.4. Эта кривая аналогична C3 и
специально разработана для сетей, в которых время отключения при дуговом замыкании
на подстанции составляет 0.1сек.
В этой кривой очень хороший запас по перегрузке (аналогична SEG WI - 1-3-14-WE-1, но с
лучшей перегрузочной способностью, но более меньшей, чем для C3).

                                 -5-

2.5.5 Защита трансформатора, кривая 5
Характеристика срабатывания показана на рис.2.5. Эта кривая хорошо согласуется с
время-токовыми характеристиками предохранителей. (Аналогично SEG WI 1-3-15-W-E-1)

2.6 Общие сведения о время-токовых характеристиках

2.6.1 Выбор кривой
Для установки характеристики срабатывания необходимо отвинтить крышку на передней
части реле и установить переключатели в правильное положение, как показано на
передней панели и в соответствии с табл.3.

Табл. 3 Переключатели для выбора кривой
     Переключатель                           Характеристики
          С1              Защита трансформатора, кривая 1
          С2              Защита фидера, кривая 2
          С3              Защита трансформатора, кривая 3
          С4              Защита трансформатора, кривая 4
          С5              Защита трансформатора, кривая 5

3. Выставление уставок MPRB 99-1.0-GF и выбор трансформаторов тока

3.1 Трансформаторы тока
Для работы с реле MPRB 99-1.0-GF специально сконструированы 2 типа трансформаторов
тока:
MPTA 96-14-90       = CT1
MPTA 96-117-737     = CT2

                     MP TA 96 14 – 90

Multi Purpose (Многоцелевой)

Трансформатор тока
Год производства
Номинальный ток

                                  -6-

Табл.4 Клеммы на трансформаторах тока
Клемма                                  Функция
  S0   Вторичный выход. Всегда подключается к реле.
       (Фаза L1 (А) к клемме 8 реле, фаза L2 (В) к клемме 10, фаза L3 (С) к
       клемме 12). Клеммы 8, 10 и 12 внутри реле соединяются с клеммой
       заземления 14.
  S1   Вторичный выход для низших значений тока
  S2   Вторичный выход для высших значений тока
       S1 или S2 должны быть всегда подключены к реле (Фаза L1 (А) к клемме
       7 реле, фаза L2 (В) к клемме 9, фаза L3 (С) к клемме 11).
 Earth Клемма защитного заземления. Внутренне соединена с SO и C.
   C   Подключение для испытания обмоток. Внутренне заземлена.
   D   Подключение для испытания обмоток.

Таблица выбора вторичного тока трансформаторов тока и уровня первичного тока INRELAY

Табл.5 Токи ТТ
Тип трансформатора               Выходы S0-S1                Выходы S0-S1
тока                            От          До              От          До
MPTA 96-14-90    CT1           14,4 A     31,6 A           41,4 A     90,3 A
MPTA 96-117-737 CT2           117,4 A     258 A            355 A      566 A

Табл.6 Коэффициенты трансформации ТТ
Тип трансформатора           Выходы S0-S1                  Выходы S0-S1
тока                      первичный/вторичный           первичный/вторичный
MPTA 96-14-90    CT1          14,4 A / 0,3 A                41,4 A / 0,3 A
MPTA 96-117-737 CT2          117,4 A / 0,3 A                355 A / 0,3 A

Табл.7 Коэффициенты трансформации ТТ, испытательные обмотки
Тип трансформатора              C - D / S0 - S1             C - D / S0 - S2
тока
MPTA 96-14-90    CT1                0,3 A / 0,3 A           0,3 A / 0,105 A
MPTA 96-117-737 CT2                 0,3 A / 0,3 A           0,3 A / 0,105 A

3.2 Установка пускового тока реле INRELAY
Когда выбраны выходы трансформаторов тока, 2 переключателя на передней панели реле
должны бытьустановлены в правильное положение в соответствии с табл.8. Таким
образом устанавливается ток запуска реле. См. также рис. с 2.1 по 2.5
Табл.8 Пусковые токи реле INRELAY
Переключатели                 CT1                                 CT2
     IN         Ток запуска         Ток запуска     Ток запуска         Ток запуска
                  S0 - S1             S0 - S2         S0 - S1             S0 - S2
     INa          14,4 A              41,1 A          117,4 A              335 A
     INb          18,7 A              53,4 A          152,7 A              436 A
     INc          24,3 A              69,5 A          198,5 A              566 A
     INd          31,6 A              90,3 A          258,0 A              737 А

                                      -7-

4. Уставки защиты от замыканий на землю
Защита от замыканий на землю имеет одну ступень с выдержкой времени.
• время срабатывания защиты устанавливается в пределах от 0,05 до 120 сек, или
бесконечное (защита выведена)
• ток срабатывания устанавливается в пределах от 0,10 x In до 1,20 x In
• полная функциональность при питании от внешнего источника, снижающаяся при его
отсутствии
• защита ненаправленная
• внутреннее семмирование трех фазных токов
Для выставления уставок защиты от замыканий на землю вы должны переключить
соответствующие переключатели на передней панели реле.
Одна группа переключателей устанавливает ток срабатывания (см. табл.9 и табл.10), а
другая время срабатывания.

Табл.9 Ток срабатывания защиты от замыканий на землю (СТ1)
         Ток срабатывания защиты от замыканий на землю
 I0/In   (трансформаторы тока MPTA 96-14-90 [A]
                     S0 - S1                        S0 - S2
           Ina     Inb      Inc   Ind     Ina     Inb      Inc     Ind
         14,4 A 18,7 A 24,3 A 31,6 A 41,1 A 53,4 A 69,5 A         90,3
0,10     1       2        2     3       4       5        7       9
0,20     3       4        5     6       8       11       14      18
0,25     4       5        6     8       10      13       17      23
0,30     4       6        7     9       12      16       21      27
0,35     5       7        9     11      14      19       24      32
0,40     6       7        10    13      16      21       28      36
0,45     6       8        11    14      18      24       31      41
0,50     7       9        12    16      21      27       35      45
0,60     9       11       15    19      25      32       42      54
0,65     9       12       16    21      27      35       45      59
0,70     10      13       17    22      29      37       49      63
0,80     12      15       19    25      33      43       56      72
0,90     13      17       22    28      37      48       63      81
1,00     14      19       24    32      41      53       70      90
1,10     16      21       27    35      45      59       76      99
1,20     17      22       29    38      49      64       83      108

                                -8-

Табл.10 Ток срабатывания защиты от замыканий на землю (СТ2)
         Ток срабатывания защиты от замыканий на землю
 I0/In   (трансформаторы тока MPTA 96-117-737 [A]
                     S0 - S1                        S0 - S2
           Ina       Inb       Inc      Ind     Ina     Inb     Inc     Ind
         117,4 A   152,7 A   198,5 A   258 A   335 A   436 A   566 A    737
0,10     12        15        20        26      34      44      57      74
0,20     23        31        40        52      67      87      113     147
0,25     29        38        50        65      84      109     142     184
0,30     35        46        60        77      101     131     170     221
0,35     41        53        69        90      117     153     198     258
0,40     47        61        79        103     134     174     226     295
0,45     53        69        89        116     151     196     255     332
0,50     59        76        99        129     168     218     283     369
0,60     70        92        119       155     201     262     340     442
0,65     76        99        129       168     218     283     368     479
0,70     82        107       139       181     235     305     396     516
0,80     94        122       159       206     268     349     453     590
0,90     106       137       179       232     302     392     509     663
1,00     117       153       199       258     335     436     566     737
1,10     129       168       218       284     369     480     623     811
1,20     141       183       238       310     402     523     679     884

Табл.11 Возможные уставки защиты от замыканий на землю при отсутствии
внешнегоисточника питания, Ina

                                       -9-

Табл.12 Возможные уставки защиты от замыканий на землю при отсутствии
внешнегоисточника питания, Inb

Табл.13 Возможные уставки защиты от замыканий на землю при отсутствии
внешнегоисточника питания, Inс

Табл.14 Возможные уставки защиты от замыканий на землю при отсутствии
внешнегоисточника питания, Ind

                          - 10 -

5. Установка
Реле MPRB 99-1.0-GF поставляется готовым для болтового крепления в ячейке.
Подключение к трансформаторам тока (типа MPTA) производится после того, как были
подключены кабели.

Внимание! Проверьте, что трансформаторы тока правильного типа были поставлены
вместе с ячейкой.

Рис.1.2 Установка трансформаторов тока.

Внимание! Трансформаторы тока имеют внешнюю изоляцию из эпоксидной смолы. В
соответствии с требованиями изоляции они расчитаны на низкое напряжение. Это
означает, что высоковольтная изоляция кабелей выполняет роль изоляции
трансформаторов тока. Кабели должны быть предварительно пропущены через сердечник
трансформаторов тока, так же проводник экранирования кабеля должен быть повторно
пропущен через сердечник трансформатора тока, а затем заземлен на шину заземления
(см. рис.1.2). Когда используется любой тип кабельных адаптеров, в которых кабель не
имеет внешнего заземленного покрытия (KAP,
RAYCHEM), трансформаторы тока (типа MPTA) должны быть установлены ниже
адапторов, где заземленный экран кабелей обычно снят.

Когда высоковольтные кабели установлены и подключены, трансформаторы тока
прикручиваются к крепежному листу и клеммы трансформаторов тока подключаются в
соответствии с маркировкой на проводах и табл.15.

                               - 11 -

Табл.15 Подключение трансформаторов тока
             Фаза           Маркировка       Трансформатор          Вывод
                             провода              тока         трансформатора
                                                                     тока
            L1 (А)             T1 S0               T1                 S0
            L1 (А)            T1 S1S2              T1             S1 или S2
            L2 (В)             T2 S0               T2                 S0
            L2 (В)            T2 S1S2              T2             S1 или S2
            L3 (С)             T3 S0               T3                 S0
            L3 (С)            T3 S1S2              T3             S1 или S2
           “Земля”               T1                T1              Клемма
       (Желтый/зеленый)                                          заземления
           “Земля”              T2                 T2              Клемма
       (Желтый/зеленый)                                          заземления
           “Земля”              T3                 T3              Клемма
       (Желтый/зеленый)                                          заземления

Внимание! Клеммы трансформатора тока (типа MPTA) обозначенные C и D на каждом
трансформаторе тока не должны быть соединены накоротко! Клеммы C и D должна
оставатьсяоставаться свободными во время работы!

Вторичные обмотки S0-S1/S2 и испытательные обмотки C-D наматываются на общий
металлический сердечник. Если C-D замкнуты накоротко, вторичный ток частично по ним
протекает и правильное измерение тока невозможно, поэтому реле функционирует
неправильно.
Внутри трансформаторов тока клемма заземления подключается к S0 и C. Когда
трансформаторы тока подключены, проверьте и, если необходимо, измените уставки реле.
Заводские стандартные уставки – это C1 и IN = Ina, если не было другой предварительной
договоренности.

6. Проверка
MPRB-96-1.25 – это современное микропроцессорное токовое реле. Энергия, необходимая
для работы реле и отключения выключателя, поступает от трансформаторов тока. Чтобы
убедиться, что все установлено правильно и все компонента защиты работоспособны
можно использовать испытательные обмотки C – D на одном из трансформаторов тока.
Процедура проверки объяснена в части 6.2 (проверяются трансформаторы тока; реле и
катушка отключения; механизм привода выключателя).

6.1 Необходимое оборудование
• Однофазный источник тока, 50 Гц
• Амперметр
• Таймер (секундомер)

6.2 Прозводство операций
Это тестирование производится только при отключенных и заземленных кабелях (Через
заземлитель в ячейке). Убедитесь в отсутствии напряжения на кабеле при заземлении.

                                - 12 -

Всегда следуйте местным требованиям безопасности при работе с высоковольтным
оборудованием.

1. Отключите выключатель
2. Убедитесь в отсутствии напряжения на отходящем кабеле, после чего включите
заземляющий разъединитель.
3. Однофазный источник тока подключается последовательно с амперметром к клеммам C
и D на одном из трансформаторов тока. Очень важно, чтобы амперметр был расчитан для
измерения действующего значения тока.
4. Сбросить таймер
5. Включить источник тока, установить значение тока в соответствии с табл.16.
Продолжительность этой установки не должна превышать10 сек. Делайте это в несколько
шагов, если 10 сек. слишком мало, чтобы установить необходимое значение тока.
6. Выключите источник тока.
7. Включите выключатель (Заземляющий разъединитель не переключать!)
8.Одновременно запустите таймер и источник тока.
9. Пока таймер работает проверьте значение тока.
10. В момент, когда реле отключит выключатель, остановите таймер и выключите источник
тока.
11. Измеренное время отключения выключателя сравнивается с временем, данным
в 3 крайних правых колонках в табл.16. Если измеренное время попадает в пределы
между мин. и макс., то реле и все компоненты работают правильно.

Табл.16 Проверка для токов, подводимых к тестовой обмотке
                                     Испытательный ток                                            Время отключения
                                                                                                        [сек]
              Ina                  Inb                      Inc                    Ind

Кривая   S0-S1    S0-S2    S0-S1         S0-S2     S0-S1          S0-S2    S0-S1         S0-S2    мин.   ном.   макс
                                                                                                                  .
 C1      0,73 A   2,07 A   0,94 A    2,69 A        1,23 A         3,50 A   1,59 A        4,55 A   8,3    11,0   14,8
 C2      0,73 A   2,07 A   0,94 A    2,69 A        1,23 A         3,50 A   1,59 A        4,55 A   8,3    11,0   14,8
 C3      0,60 A   1,72 A   0,78 A    2,23 A        1,02 A         2,90 A   1,32 A        3,77 A   7,8    11,0   15,9
 C4      0,64 A   1,83 A   0,83 A    2,38 A        1,08 A         3,09 A   1,41 A        4,02 A   8,0    11,0   15,4
 C5      0,59 A   1,69 A   0,77 A    2,19 A        1,00 A         2,84 A   1,30 A        3,70 A   6,8    11,0   18,5

                                          - 13 -

- 14 -

- 15 -

- 16 -

- 17 -

ООО «АББ мосэлектрощит»
121596, г.Москва
ул Горбунова 12-2
Тел. (095) 447 22 92/20 75
Факс. (095) 447 14 04

                             - 18 -