Spanningsregelaars, beveiligingsrelais, enz., die werken met microprocessoren en waarmee seriële communicatie mogelijk is, zijn intelligente elektronische apparaten (IED’s). Dit bericht bevat een kort overzicht van de aansluitingen, functionaliteit, HMI en setting studies voor IED’s.
Elektrische aansluitingen
De onderstaande tekening bevat alle mogelijke elektrische aansluitingen van een intelligent elektronisch apparaat (IED).
Voeding: Oudere beveiligingsrelais en spanningsregelaars hebben niet altijd een voedingsspanning nodig, maar IED’s wel. De meeste IED’s accepteren een uitgebreide reeks, bijvoorbeeld 24 – 250 V DC /110 – 240 V AC.
Analoge invoer: Beveiligingsrelais en spanningsregelaars hebben altijd aansluitingen voor stroom- en spanningstransformatoren. Daarnaast kunnen IED’s aansluitingen hebben voor sensors (b.v. temperatuursensors) en/of 4..20 mA signalen. Voor sommige IED’s moet de nominale secundaire stroom (1 A of 5 A) en frequentie (50 of 60 Hz) worden gespecificeerd bij de bestelling. Verder zijn de juiste fasen van de meetspanning en -stroom en de juiste richting van de meetstroom belangrijk.
Digitale invoer: Sommige IED’s eisen potentiaalvrije contacten voor de digitale invoer, terwijl anderen de positieve of juist de negatieve voedingsspanning als een logische 1 zien. Digitale invoer kan bestaan uit commando’s en/of statussen.
Analoge uitvoer: Sommige IED’s hebben transducer uitvoer aansluitingen, bijvoorbeeld 4..20 mA of 0..10 V. Meestal zijn deze kanalen programmeerbaar. De analoge kanalen kunnen actief of passief zijn. Passieve kanalen vereisen een externe voeding.
Digitale uitvoer: Digitale uitvoer kan bestaan uit potentiaalvrije contacten normally open, normally close of wisselcontacten, of solid state contacten. Het is altijd raadzaam om het schakelvermogen van de contacten te controlleren, want de verschillen kunnen groot zijn. Digitale uitvoer kan bestaan uit commando’s en/of statussen.
Seriële communicatiepoorten: Er zijn verschillende poorten voor seriële communicatie mogelijk, zoals RS 485, ethernet (RJ45), optisch, enz.. IED’s hebben daarnaast meestal ook een RS 232 of USB poort voor communicatie met een laptop of PC.
Functionaliteit
De uitgebreide functionaliteit van een IED kan worden onderverdeeld in de volgende groepen: beveiliging, besturing, bewaking, metingen en communicatie.
Beveiliging: Deze functionaliteit bestaat uit alle beveiligingsfuncties om een generator, motor, transformer of feeder te beveiligen.
Besturing: Deze elementen kunnen regellussen zijn (b.v. in spanningsregelaars), maar ook schakellogica (b.v. in besturing van vermogensschakelaars).
Bewaking: IED’s bevatten meestal interne zelf-supervisie en bewaking van de voedingsspanning. Een “waakhond” contact sluit wanneer de IED “gezond” is en dus goed functioneert. Binnen de bewaking kunnen ook functies zijn opgenomen om verlies van meetspanning, meetstroom of sensors te detecteren, om het trip circuit te bewaken, voor event recording, enz.
Metingen: Allereerst zijn vaak meetwaarden beschikbaar van lijnspanningen (V), fasestromen (A) en -spanningen (V), nulstroom (A) en -spanning (V), frequentie (Hz), vermogen (MW, MVAr, MVA) en energie (kWh, KVArh), harmonischen, disturbance recording, temperaturen en analoge kanalen. Sommige IED’s zijn ook uitgevoerd met programmeerbare transducer uitvoer.
Seriële communicatie: Protocollen die de IED kan ondersteunen zijn onder meer Modbus RTU, Modbus TCP, Profibus. Om het mogelijk te maken dat IED’s van verschillende merken met elkaar kunnen communiceren, heeft IEC de moderne IEC 61850 norm ontwikkeld.
Human Machine Interfacing (HMI)
Bijna alle IED’s hebben Human-Machine Interface (HMI) software voor het in bedrijf stellen en voor diagnose van fouten. Daarnaast hebben de meeste IED’s ook een keypad en een display, of het is optioneel verkrijgbaar.
Setting Studies
In het verleden kon een servicemonteur met drie schroeven en een paar schakelaartjes of jumpers een beveiligingsrelais of een spanningsregelaar instellen, maar een IED kan meer dan 1000 settings bevatten. Uitstekende HMI software kan erg helpen om van alle settings het overzicht te houden. Maar zelfs dan is een goede setting study door een specialist geen overbodige luxe. Daarnaast dient de IED met de juiste settings nog zorgvuldig getest te worden.
Zie ook
Referenties
- IEEE 1686-2007 – IEEE for Substation Intelligent Electronic Devices (IEDs) Cyber Security Capabilities
