ABB 1MRK002246-BD Transformator-Schutzrelais-Modul

ABB 1MRK002246-BD Transformator-Schutzrelais-Modul - Umfassender Schutz für Leistungstransformatoren

Das ABB 1MRK002246-BD Transformator-Schutzrelais-Modul repräsentiert fortschrittliche Schutztechnologie für Leistungstransformatoren in Versorgungsumspannwerken, industriellen Energieverteilungssystemen und erneuerbaren Energieanlagen. Entwickelt mit multifunktionalen Schutzalgorithmen und integrierten Überwachungsfunktionen bietet dieses Relais umfassende Fehlererkennung einschließlich Differenzialschutz, Überstromschutz, begrenztem Erdschluss (REF) und thermischer Überlastüberwachung zum Schutz kritischer Transformatoranlagen im Wert von mehreren Millionen Dollar.

Kerntechnische Spezifikationen

• Schutzfunktionen: Differenzial, Überstrom, Erdschluss, REF, thermische Überlast
• Spannungseingänge: 3-Phasen-Spannungsmessung, 57,7-240V AC Nennwert
• Stromeingänge: 6 Stromwandler-Eingänge für Differenzial- und Rückfalleinrichtungsschutz
• Stromwandler-Bewertung: 1A oder 5A wählbar, Belastung <0,1VA pro Eingang
• Betriebsbereich: 10-400 % des Nennstroms
• Differenzempfindlichkeit: 5-50 % einstellbare Ansprechschwelle
• Schaltzeit: <20ms bei internen Fehlern mit 2-fachem Ansprechwert
• Kommunikationsprotokolle: IEC 61850, Modbus RTU/TCP, DNP3
• Digitale Eingänge: 16 programmierbare Binäreingänge für externe Signale
• Ausgangsrelais: 12 konfigurierbare Auslöse-/Alarmkontakte, bewertet für 250VAC/8A
• Anzeige: Hintergrundbeleuchtetes LCD mit Ereignisaufzeichnung und Wellenform-Erfassung
• Betriebstemperatur: -40°C bis +70°C erweiterter industrieller Bereich
• Stromversorgung: 24-250VDC/110-240VAC universeller Eingang

Fortschrittliche Schutzalgorithmen

Der 1MRK002246-BD enthält eine ausgefeilte Schutzlogik, die zwischen internen Transformatorfehlern, die sofortige Abschaltung erfordern, und externen Systemstörungen, die toleriert werden sollten, unterscheidet:

• Prozentuale Differenzschutz: Bias-Differenzialalgorithmus mit Oberschwingungsunterdrückung erkennt interne Wicklungsfehler, Kernfehler und Durchführungsfehler und bleibt dabei stabil bei externen Fehlern und Einschaltbedingungen
• Oberschwingungsblockierung: Erkennung der zweiten und fünften Oberschwingung verhindert Fehlauslösungen während der Transformator-Einschaltung, wenn der Magnetisierungs-Einschaltstrom das 10-fache des Nennstroms überschreiten kann
• Begrenzter Erdschluss (REF): Hochsensible Erdschluss-Erkennung für Wicklungs-zu-Erde-Fehler in widerstandsgeerdeten Systemen mit Ansprechwerten von bis zu 5 % des Nennstroms
• Thermischer Überlastschutz: Thermisches Replikatmodell berechnet die Hot-Spot-Temperatur der Wicklung basierend auf Laststrom und Umgebungsbedingungen und verhindert Isolationsschäden durch anhaltende Überlastungen
• Überstrom-Backup: Zeitverzögerte Überstrom-Elemente bieten Backup-Schutz bei Differenzialzonenfehlern und Koordination mit nachgeschalteten Schutzgeräten
• Leistungsschalter-Ausfall-Schutz: Löst eine Fernauslösung aus, wenn der lokale Leistungsschalter den Fehler nicht innerhalb der programmierbaren Zeitverzögerung beseitigt

Industrielle Anwendungslösungen

Dieses Transformator-Schutzrelais erfüllt kritische Anforderungen an den Anlagenschutz in verschiedenen Stromsystemanwendungen, bei denen Transformatorfehler zu längeren Ausfällen und katastrophalen Geräteschäden führen:

• Versorgungsnetz-Schaltanlagentransformatoren: Schützt Übertragungs-zu-Verteilungs-Abwärtstransformatoren (typisch 69kV/13,8kV), die Tausende von Kunden versorgen, und verhindert Kaskadenausfälle durch interne Fehler
• Industrieanlagenverteilung: Schützt Mittelspannungstransformatoren in petrochemischen Anlagen, Stahlwerken und Fertigungsbetrieben, bei denen Prozesskontinuität von zuverlässiger Stromversorgung abhängt
• Integration erneuerbarer Energien: Überwacht Hochspannungstransformatoren in Windparks und Solaranlagen und koordiniert mit Netzschutzschemata während Fehlerdurchfahrtsereignissen
• Rechenzentrum-Stromversorgungssysteme: Bietet redundanten Schutz für missionskritische USV-Isolationstransformatoren und Generator-Hochspannungstransformatoren in Tier-III/IV-Anlagen
• Bergbaubetriebe: Schützt unterirdische Schaltanlagentransformatoren in rauen Umgebungen mit hohen Fehlerströmen und eingeschränktem Wartungszugang
• Marine- und Offshore-Plattformen: Überwacht Schiffstransformatoren und Offshore-Plattformtransformatoren, die Vibrationen, Feuchtigkeit und korrosiven Atmosphären ausgesetzt sind
• Bahn-Traktionsschaltanlagen: Koordiniert den Schutz von AC/DC-Wandlertransformatoren in elektrifizierten Bahnsystemen mit regenerativen Bremslasten

Systemintegrationsarchitektur

Das 1MRK002246-BD fungiert als intelligentes elektronisches Gerät (IED) innerhalb von Schaltanlagenautomationssystemen und kommuniziert mit SCADA-Mastern, Feldsteuerungen und Peer-Relais über IEC 61850 GOOSE-Nachrichten für schnelle Verriegelungen. Das Relais veröffentlicht Echtzeitmessungen, Schutzstatus und Ereignisprotokolle an Schaltanlagen-HMI-Systeme und ermöglicht so zentrale Überwachung und Analyse. Die Integration mit Synchrophasor-Messeinheiten (PMUs) unterstützt weiträumige Schutzschemata und Störungsanalysen nach Fehlern.

Exzellenz im Engineering-Design

• Selbstüberwachungsdiagnose: Kontinuierliche Überwachung der Stromwandlerkreise, Spannungseingänge, Auslöserwicklungskontinuität und interner Elektronik mit automatischer Alarmgenerierung bei verschlechterten Zuständen
• Störungsaufzeichnung: Hochauflösende Wellenform-Erfassung (16 Abtastungen/Zyklus) mit Vor- und Nachfehlerpufferung für detaillierte Fehleranalyse und Validierung der Schutzleistung
• Adaptive Schutzfunktion: Automatische Anpassung der Differentialkennlinie basierend auf der Transformator-Stufenschalterstellung und Lastbedingungen
• Cybersicherheitsfunktionen: Rollenbasierte Zugriffskontrolle, verschlüsselte Kommunikation und Audit-Logging gemäß NERC CIP-Standards zum Schutz kritischer Infrastrukturen
• Redundante Architektur: Doppelte Stromversorgungseingänge und Watchdog-Timer gewährleisten eine Relaisverfügbarkeit von über 99,99 % für missionskritische Anwendungen
• Flexible Konfiguration: Programmierbare logische Gleichungen ermöglichen kundenspezifische Schutzschemata, automatische Umschaltschemata und Lastabwurfsequenzen

Installation & Inbetriebnahme

Das Relais wird in Standard-19-Zoll-Umspannwerks-Steuerpulten mit rückseitigen Anschlussklemmen für Stromwandler, Spannungswandler und Steuerleitungen montiert. Die Installation umfasst die Überprüfung der Stromwandlerpolung, Spannungsphasenprüfung und Schutz-Einstellungskalkulationen basierend auf den Transformator-Typenschilddaten und Systemfehlerstudien. Die Inbetriebnahme beinhaltet Primär- und Sekundärinjektionstests zur Verifikation des Differentialelements, der Oberschwingungsunterdrückung und der Auslöseschaltkreis-Integrität – typischerweise 4-6 Stunden durch qualifizierte Schutzingenieure.

Qualitätsstandards & Konformität

Hergestellt in der Schweiz unter ISO 9001:2015 Qualitätsmanagementsystemen mit Typprüfung gemäß IEC 60255 Schutzrelaisnormen. Entspricht IEEE C37.91 für Stoßspannungsfestigkeit, IEC 61000 für elektromagnetische Verträglichkeit und IEC 61850 für Umspannwerks-Kommunikationsprotokolle. Geeignet für die Installation in rauen Industrieumgebungen gemäß IEC 60068 Umwelttest-Spezifikationen. NERC CIP Cybersicherheitskonform für Anwendungen im Großkraftwerksnetz.

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