Suunnatun ylivirtasuojan testaus IEC 60255-151 -standardin mukaan

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli syventyä vuonna 2009 julkaistuun IEC 60255-151 -standardiin, joka käsitteli mittaavien releiden ja suojauslaitteiden toiminnallisia vaatimuksia yli- ja alivirtasuojaukseen. Tutkimisongelma oli, että kuinka testausmenetelmien suorittaminen tulisi tehdä suunnatulle ylivirtalohkolle IEC 60255-151 -standardin mukaisesti. Testiympäristöksi valittiin ABB:n sisäinen testausjär-jestelmä ATS, koska se oli valmis testiympäristö, ja sen toiminnallisuus oli parempi kuin muissa mahdollisissa ratkaisuissa. Tutkimuksen tavoitteena oli laatia vaaditut testifunktiot ATS-järjestelmään ja testata REF615-johdonsuojareleen suunnatut ylivirtalohkot.

Teoreettiseksi viitekehykseksi muodostui edellä mainittu standardi, sekä suojareleen manuaalit. Keskeisiä käsitteitä ovat standardin sisältö, suojareleen toiminta sekä ATS-järjestelmän toiminnallisuus. Keskeisimpiä tehtäviä olivat standardin oikein lukeminen ja sen jälkeen testifunktioiden laatiminen testijärjestelmään standardin vaatimalla tavalla.

Funktioiden laatiminen ATS-järjestelmään kuuluvalla Test Editor -ohjelmalla oli ajoittain haastavaa, koska jokainen testi oli erilainen, ja parametrit sekä asettelut täytyi miettiä kummallekin lohkolle erikseen käänteisaikaishidasteisina ja vakioaikahidasteisina.

Johtopäätökseksi muodostui, että uuden asian omaksuminen oli haastavaa yhden kevään aikana, koska koko standardin luku oli lähes oma maailmansa ja uuden testausjärjestelmän hallitsemisen opetteluun kului paljon aikaa. Testitulokset lä-päisivät IEC-standardin määrittämällä tavalla, joten testien jälkeen ABB voi esittää testiraportit asiakkailleen suunnatun ylivirtalohkon osalta. Toisaalta näiden testien jälkeen on helpompi tehdä uusia testifunktioita muille suojauslohkoille, koska testipohjat voi kopioida uusien testien pohjiksi.

A subject of the Bachelor´s thesis was how to apply the new IEC 60255-151 stan-dard for directional overcurrent functional block testing of the REF615-line protection relay. The standard covers functional requirements for the over/under current protection of the measuring relays and protection equipment. The internal test environment (ATS) of ABB was chosen for the test system, because it was already a compiled structure and the test functionality was better than in the other existing test systems.

The theoretical background was collected from the above-mentioned standard, the manuals of the REF615, and the ABB internal data bases. The main tasks in the thesis were translating the contents of the standard from English to Fin-nish, then producing the test templates for the ATS and the last phase was testing the test functions. For the testing procedure the functionality of the protection relay and the structure of the ATS had to be known beforehand.

Essentially, the test functions had to be coded to the ATS according to the IEC standard. At the times the tasks were challenging because every single test case was different and the settings and parameters had to be done for both directional overcurrent functional blocks in dependent and inverse time delay modes.

The results of the tests complied with the IEC 60255-151 standard. Now the test reports can be shown for customers by ABB and in the future the copies of the test templates can be used for testing the other functional block. The conclusion of the thesis was that now the first functional block has been tested according to the above-mentioned standard and the company can strengthen their position in the market with regard to their rivals.