REF615-johdonsuojareleen käyttöönotto opetusympäristössä

Abstract

Opinnäytetyön lähtökohtana oli Tampereen ammattikorkeakoulussa tehty päätös modernisoida sähkölaboratorion relesuojaustekniikan opetuslaitteistoa ABB:lta saadulla REF615-johdonsuojareleellä. Opinnäytetyön tavoitteena oli perehtyä kyseisen suojareleen toimintaan ja sen ominaisuuksiin sekä lopulta kytkeä ja ohjelmoida se toimivaksi kokonaisuudeksi opetuskäyttöön laboratorion sähköverkkomallin rinnalle. Opinnäytetyössä esiteltiin myös yleisesti keskijänniteverkon relesuojausta, erilaisia suojareleitä ja verkon vikatilanteita.

Johdonsuojareleen REF615 toiminnallinen päätarkoitus on keskijänniteverkon ylivirta- ja maasulkusuojaus, ja se sisältää myös jälleenkytkentäautomatiikan. Nämä suojaustoiminnot oli saatava toimintaan, jotta rele voitaisiin ottaa opetuskäyttöön sähkövoimatekniikan laboratoriossa. Rele kytkettiin verkkomalliin ja se parametroitiin laboratoriotyön vaatimilla asetteluarvoilla. Suojareleen toimintaa testattiin simuloiduilla vikatilanteilla ja releellä saatiin toteutettua ylivirta- ja maasulkusuojaustoiminnot onnistuneesti. Lopuksi releeseen luotiin sellainen jälleenkytkentäkonfiguraatio, jonka avulla oppilastyössä vaadittava sekvenssi voitiin toteuttaa.

Suojareleestä saatiin laboratoriossa toimiva kokonaisuus, joka on nyt mahdollista ottaa opetuskäyttöön. Vanhempia laitteita monimutkaisempana releen käyttö vaatii kuitenkin ensin opetushenkilöiden perehdyttämistä. Myös relesuojaustekniikan laboratoriotyöohjeet päivitettiin koskemaan uutta laitteistoa. Ennen releen käyttöönottoa sen ympärille on rakennettava suojakotelo, johon tuodaan laitteen kytkentään tarvittavat liitäntäpisteet. Koteloinnilla varmistetaan kosketussuojaus jännitteisiltä riviliittimiltä ja johtimilta.

The teaching equipment related to relay protection technology in the electrical laboratory of Tampere University of Applied Sciences had been decided to be modernized. The laboratory had obtained a feeder protection and control relay REF615 from ABB. The purpose of this thesis was to examine the use and features of the relay, and finally connect and program it to work alongside with the laboratory’s own medium voltage grid model. This thesis also covers the relay protection in a medium voltage grid at a general level, including information about various types of protection relays and different grid failure conditions.

The main protective functions of the feeder protection and control relay REF615 are overcurrent and earth-fault protection, and the relay has also an integrated auto-reclosing functionality. These functions will have to work properly so that the relay can be taken into educational use. The relay was connected to the grid model and the right parameter values were set according to the needs of the laboratory exercises. The operation of the relay was tested with simulated fault situations and the overcurrent and earth-fault protection functions were carried out successfully. Eventually the relay was configured with proper auto-reclosing configuration, so that the necessary sequence could be carried out.

As the relay unit was working properly, it could be now introduced as a teaching tool in the laboratory. Working with the new relay is much more complicated than using the older relays, so the relevant teachers should be properly introduced to the new equipment. The instructions for the student work were also updated to include the new hardware. Before the commissioning of the new relay a protective case with the necessary connection points is to be built. The casing ensures protection from live terminals and conductors.