— V ÝROBK Y V YSOKÉHO NAPĚTÍ

KECA 80 C104; KECA 80 C165Senzory proudu vnitřního provedení

2 K EC A 8 0 C 10 4 ; K EC A 8 0 C 16 5 SENZO R Y PR O U D U V N ITŘ N Í H O PR OV ED EN Í

Paramety instalace Hodnota

Jmenovitý primární proud instalace

do 1250/4000

Parametry senzoru Hodnota

Nejvyšší napětí pro zařízení, Um 0.72 kV

Jmenovité výdržné U průmysl. kmitočtu

3 kV

Jmenovitý primární proud, Ipr 80 A

Jmenovitý trvalý tepelný proud, Icth 1 250 A4 000 A

Jmenovitý převod, Kra 80 A/150 mV při 50 Hz180 mV při 60 Hz

Třída přesnosti měření proudu 0.5/5P400 0.5/5P630

Délka připojovacího kabelu 5 m

Pracovní principy senzoruElektronické přístrojové transformátory (senzory) představují alternativní způsob měření proudu potřebného pro ochranu (jištění) a monitorování výkonových systémů vysokého napětí. Senzory, v nichž jsou využity alternativní principy, byly za-vedeny jako následný vývojový krok navazující na klasické přístrojové transformátory, s cílem vý-znamně snížit velikost takového transformátoru, zvýšit bezpečnost a rozšířit rozsah normami po-žadovaných jmenovitých hodnot a funkčních mož-ností. Tyto výhody je možno pak plně využívat v kombinaci s mnohostrannými elektronickými relé/ochranami.

CharakteristikySenzory proudu od ABB nepoužívají feromagne-tické jádro. To s sebou přináší několik význam-ných výhod pro uživatele i instalaci. Hlavní výhoda spočívá v tom, že chování senzoru není ovlivněno nelinearitou a šířkou hysterézní křivky, což zna-mená přesnou lineární odezvu v širokém dynamic-kém rozsahu měřených veličin.

Lineární charakteristika senzoru s vysokou přesností v celém provozním rozsahu dává mož-nost zkombinovat měření a třídy přesnosti do jediného vinutí.

Se senzory KECA 80 Cxxx je dosaženo měřicí třídy přesnosti 0,5 při trvalém měření proudu, v rozšířeném rozsahu od 5% jmenovitého primárního proudu 5% Ipr do nejen obvyklých 120% Ipr (jak je tomu u klasických trans-formátorů proudu), ale dokonce až do hodnoty jmenovitého trvalého tepelného proudu Icth. Při měření dynamických proudů (jisticí účely) splňují senzory ABB KECA 80 Cxxx požadavky na třídu ochrany 5P a to až do pozoruhodné hod-noty jmenovitého krátkodobého tepelného proudu Ith. To je také důvodem, proč takový sen-zor můžeme označovat třídou přesnosti 5P400 a 5P630, při zachování vynikající linearity a přesnosti měření.

Senzor prouduMěření proudu senzorem KECA 80 Cxxx je zalo-ženo na principu Rogowskiho cívky. Rogowskiho cívka je toroidní cívka bez železného jádra, obepí-nající primární vodič, obdobně jako je tomu u sekundárního vinutí v transformátoru proudu. Výstupním signálem z Rogowskiho cívky však není proud, ale napětí:

—01

—01 Charakteristika senzoru

Sekundární výstup

Úroveň nasycení

Primární proud

Standardní přístrojový transformátor proudu

3

dip (t)

dt

Signál představující aktuální průběh primárního proudu pak jednoduše získáme integrací výstup-ního signálu ze senzoru.

Ochranná a řídicí inteligentní elektronická zařízení (IED - Intelligent Electronic Devices)Ochrany a řídicí jednotky IED obsahují funkce kla-sických relé, ale nabízí současně i nové, přídavné funkce. Informace předávané ze senzorů do IED jsou velmi přesné a umožňují využít nejrozmanitě-jší škálu různých reléových funkcí.

IED však musí fungovat s dostatečnou přesností na nízké úrovni signálů ze senzoru. Signál z Ro-gowskiho cívky je třeba integrovat. Moderní IED (např. řada relé 615 od ABB) jsou navržena tak, aby využívala signály z takového senzoru a jsou vyba-veny zabudovanými integrátory pro senzorové vstupy Rogowskiho cívky.

Moderní digitální přístroje (elektronická relé na bázi mikroprocesorů) umožňují kombinovat jisticí (tedy ochranné) a měřicí funkce. Plně podporují snímání proudu realizované jedním senzorem s dvojitým údajem přesnosti (např. snímání pro-udu s kombinovanou třídou 0,5/5P630).

Použití senzoruSenzory proudu KECA 80 Cxxx jsou určeny pro měření proudů v rozváděčích vysokého napětí, typu UniGear ZS1 12/17,5 kV a dále ve VN vypína-čích v provedení „OneFit hard-bus retrofill“, pou-žitých při retrofitu stávajících rozváděčových in-stalací.

Pozn.: Informace o použití v dalších aplikacích vám poskytne zastoupení ABB.

Rozdíly mezi senzory a měřicími transformátoryMezi senzory a klasickými přístrojovými transfor-mátory existují významné rozdíly:

LinearitaDíky nepřítomnosti feromagnetického jádra vyka-zuje senzor lineární odezvu v širokém rozsahu pri-márních proudů, daleko převyšujícím typický roz-sah transformátoru proudu. Tedy snímání proudu pro měřicí i jisticí účely je možno realizovat jedi-ným sekundárním vinutím se dvojí jmenovitou hodnotou přesnosti. Navíc je takový standardní senzor možno použít pro široké pásmo jmenovi-tých proudů a senzor je schopen také přesně pře-nášet signály s frekvencemi odlišnými od jmeno-vité frekvence.

—02

—02 Princip Rogowskiho cívky—03 IED a senzor—04 Senzory proudu instalované ve vzduchem izolovaném rozváděči vysokého napětí Uni-Gear ZS1 12/17,5 kV—05 Senzory proudu instalované ve VN vypínačích v prove-dení „OneFit hard-bus retrofill“.

—03

—04

us (t) = M

—05

senzory proudu

senzory proudu

4 K EC A 8 0 C 10 4 ; K EC A 8 0 C 16 5 SENZO R Y PR O U D U V N ITŘ N Í H O PR OV ED EN Í

U tohoto typu senzoru se kolísání amplitudy a fá-zové chyby či kompozitní chyby v proudovém roz-sahu od 5% jmenovitého primárního proudu Ipr do jmenovitého krátkodobého tepelného proudu Ith pohybuje v mezích specifikovaných normou IEC 60044-8.

Příklad proudového měřicího rozsahu se jmeno-vitým proudem 80 A a třídou přesnosti 0,5/5P400 a 0,5/5P630:Třída přesnosti 0,5 v případě měření je podle normy IEC 60044-8 zaručena od 5% Ipr do Kpcr x Ipr, kde Kpcr je jmenovitý rozšířený primární nadprou-dový činitel (angl. extended rated primary current factor) a Ipr je jmenovitý primární proud. Činitel Kpcr v případě klasického měřicího transformátoru proudu má obvykle hodnotu pouze 1,2, zatímco v případě senzoru KECA 80 Cxxx je tento činitel Kpcr několikanásobně vyšší a u KECA 80 C104 má hodnotu 15,625 a u KECA 80 C165 hodnotu 50.

Třídy přesnosti 5P400 a 5P630 v případě jisticí funkce u zdokonaleného senzoru KECA 80 Cxxx jsou zaručeny od proudu hodnoty Kpcr x Ipr do proudu odpovídajícího hodnotě Kalf x Ipr , kde Kalf podle IEC 60044-8 je mezní nadproudový činitel (angl. accuracy limit factor). U tohoto typu sen-zoru je hodnota Kpcr x Ipr rovna jmenovitému trva-lému tepelnému proudu Icth (1 250 A nebo 4000A) a hodnota Kalf x Ipr je rovna jmenovitému krátko-dobému tepelnému proudu Ith (31,5 kA a 50 kA). Meze přesnosti jsou popsány v grafu níže.

KompaktnostPoněvadž snímací prvky jsou mimořádně malé a stejné prvky jsou použity pro měření i jištění, je možno senzor proudu snadno začlenit do dalšího zařízení. Tato skutečnost umožňuje navrhnout senzory velmi optimálním způsobem a výrazně tak zjednodušit návrh rozváděče.

Jmenovité parametryPoněvadž senzory jsou vysoce lineární ve velmi ši-rokém rozsahu proudů, je možno jeden a tentýž senzor použít pro různé jmenovité proudy kon-krétní aplikace, až do specifikovaného maximál-ního napětí pro zařízení. Není třeba specifikovat další parametry, jako např. zátěž, nadproudové číslo (angl. instrument security factor) atd., neboť tyto hodnoty jsou standardní v celém definova-ném rozsahu. Pro dosažení správné funkce ochranného a řídicího zařízení IED je třeba, aby zvolený jmenovitý proud a také jmenovitý převod byl do IED zadán správným způsobem.

Koncepce energetických úsporPoněvadž senzor nemá želené jádro, není třeba uvažovat s vysokými zátěžemi, poněvadž i při vy-sokých proudech jsou tyto nízké a pro realizaci potřebujeme jen jedno sekundární vinutí. Senzory KECA 80 Cxxx mají mimořádně nízkou energetic-kou spotřebu, která je pouze zlomkem energie, která se jinak přemění na teplo u klasického měři-cího transformátoru proudu. To znamená obrov-ské energetické úspory za celou dobu provozní ži-votnosti a je výrazem podpory celosvětového úsilí o snižování energetické náročnosti.

Korekční činiteleAmplitudová a fázová chyba senzoru proudu je prakticky konstantní a nezávislá na primárním proudu. Jedná se o vlastní (inherentní) a kon-stantní vlastnost každého senzoru. Tato chyba není nepředvídatelná a není ovlivněna dalšími fak-tory. Je proto možné ji snadno korigovat v IED vhodnými korekčními činiteli, specifikovanými sa-mostatně pro každý senzor. Hodnoty korekčních činitelů pro amplitudovou a fázovou chybu tako-vého senzoru proudu jsou uvedeny na štítku (bližší informace jsou uvedeny v návodu pro instalaci, používání a údržbu) a měly by být zadány bez jaké-koli další změny do IED ještě předtím, než senzor uvedeme do provozu (zkontrolujte tyto korektury v manuálu dané IED). Pro dosažení požadovaných tříd přesnosti je doporučeno použít všechny ko-rekční činitele (angl. correction factors – Cf), kam patří: amplitudový korekční činitel (aI) a korekční činitel fázové chyby (pI) senzoru proudu.

—06 Kombinovaná třída přesnosti

—07 Příklad štítku senzoru

—06

—07

Mez přesnosti pro jisticí účely 5P630

Lineární charakteristika senzoru

Mez přesnosti pro měřicí účely 0,5

5

—08 Konektor RJ-45 Sekundární kabely

Senzor je vybaven kabelem pro připojení k IED. Kabel je zakončen konektorem typu RJ-45. Třídy přesnosti jsou ověřovány až do místa připojení konektoru RJ-45, a to znamená, že do třídy přes-nosti je zahrnut také kabel na sekundární straně. Kabely by měly být připojeny přímo do IED. Pak není třeba počítat zátěž, ani provádět výpočet sekundárního vodičového připojení. Každý senzor je také testován ve stavu, kdy je vybaven vlastním kabelem a konektorem.

Konektorové adaptéryPro vytvoření spojení mezi senzorem s kabelovým konektorem RJ-45 a IED s konektory Twin-BNC byla navržena skupina adaptérů. Pro spojení mezi senzory proudu a napětí s kabelovými konektory RJ-45 a IED s konektorem RJ-45 byl připraven va-zební adaptér. Použití konektoru nebo vazebních adaptérů nemá vliv na proudový a/nebo napěťový signál a přesnost senzoru s kabelem. Bližší infor-mace o konektorových a vazebních adaptérech jsou uvedeny v dokumentu č. 1VLC000710 - Sen-sor accessories (= Příslušenství k senzorům).

NormySenzory proudu: IEC 60044-8 (2002-07) Přístrojové transformátory – Část 8: Elektronické transformátory proudu

Nejvyšší napětí pro zařízení a zkušební napětí• Nejvyšší napětí pro zařízení, Um: 0.72 kV• Zkušební výdržné napětí průmyslového

kmitočtu, přiložené na primární svorky: 3 kV

Jmenovité hodnoty senzoru proudu• Jmenovitý primární proud, Ipr: 80 A• Jmenovitý převod, Kra:

80 A/0.150 V při 50 Hz 80 A/0.180 V při 60 Hz

• Jmenovité sekundární 3 mV/Hz výstupní napětí, Usr: i.e. 150 mV při 50 Hz nebo 180 mV při 60 Hz

• Jmenovitý trvalý tepelný proud, Icth: 1 250 A pro KECA 80 C104 4 000 A pro KECA 80 C165

• Jmenovitý krátkodobý tepelný proud, Ith: 31.5 kA/3s pro KECA 80 C104 50 kA/3s pro KECA 80 C165

• Jmenovitý dynamický proud, Idyn: 80 kA pro KECA 80 C104 125 kA pro KECA 80 C165

• Jmenovitá frekvence, fr: 50/60 Hz• Jmenovitý rozšířený primární

nadproudový činitel, Kpcr: 15.625 pro KECA 80 C104 50 pro KECA 80 C165

• Mezní nadproudový činitel, Kalf: 630 400 pro KECA 80 C104 630 pro KECA 80 C165

• Třída přesnosti: 0.5/5P400 pro KECA 80 C104 0.5/5P630 pro KECA 80 C165

• Jmenovitá zátěž, Rbr: 10 MΩ

Teplotní rozsahy• Provozní teplota -5°C/+40°C• Teplota pro dopravu a skladování: -40°C/+80°C

Kabel• Délka: 5 m• Konektor: RJ-45 (CAT-6)

Objednací údaje• KECA 80 C104

pro UniGear ZS1 12/17.5 kV 1VL5400065V0101• KECA 80 C104 fpro další aplikace

(např. OneFit) 1VL5400065V0102• KECA 80 C165 pro UniGear ZS1 12/17.5 kV

1VL5400069V0101• KECA 80 C165 fpro další aplikace

(např. OneFit) 1VL5400069V0102

—08

6 K EC A 8 0 C 10 4 ; K EC A 8 0 C 16 5 SENZO R Y PR O U D U V N ITŘ N Í H O PR OV ED EN Í

Rozměrový výkres

KECA 80 C104 Číslo výkresu vnějších rozměrů: 2RKA015625A0001 Hmotnost: 0.4 kg

KONEKTOR RJ45 CAT6

VÝVOD 1 VÝVOD 8

VÝVOD 4 - ZAČÁTEK CÍVKY (S1) VÝVOD 5 - KONEC CÍVKY (S2)

ŠTÍTEK VÝKONNOSTNÍCH ÚDAJŮ

DÉLKA KABELU 5m

7

KECA 80 C165 Číslo výkresu vnějších rozměrů: 2RKA015626A0001 Hmotnost: 0.65 kg

KONEKTOR RJ45 CAT6

VÝVOD 1 VÝVOD 8

VÝVOD 4 - ZAČÁTEK CÍVKY (S1) VÝVOD 5 - KONEC CÍVKY (S2)

ŠTÍTEK VÝKONNOSTNÍCH ÚDAJŮ

DÉLKA KABELU 5m

1VLC

00

071

6 R

ev.2

, cs

2018

.03.

07

—P O Z N . :Vyhrazujeme si veškerá práva na provádění technických změn nebo změnu obsahu to-hoto dokumentu bez předchozího oznámení. Pokud se týká objednávek, platí konkrétně dohodnuté údaje. Společnost ABB nepřebírá jakoukoli odpovědnost za případné chyby nebo chybějící informace v tomto doku-mentu.

Vyhrazujeme si veškerá práva na tento doku-ment, na zařízení v něm popisované a vyobra-zení v tomto dokumentu. Kopírování, zveřej-ňování třetím stranám či využívání obsahu tohoto dokumentu, ať již celého nebo jeho části, bez předchozího písemného souhlasu ABB, je zakázáno.

Copyright© 2017 ABBVšechna práva vyhrazena

—K O N TA K T U J T E N Á SABB s.r.o.EPDS BrnoVídeňská 117, 619 00 Brno, Česká republika Tel.: +420 547 152 021 +420 547 152 854 Fax: +420 547 152 626 E-mail: kontakt@cz.abb.com

www.abb.com