6 F 2 S 0 7 5 8INSTRUCTION MANUALDI

6 F 2 S 0 7 5 8
INSTRUCTION MANUAL
DIRECTIONAL OVERCURRENT PROTECTION RELAY
GRD140
© TOSHIBA Corporation 2004
All Rights Reserved.
( Ver.0.5)

6 F 2 S 0 7 5 8
Safety Precautions
Before using this product, please read this chapter carefully.
This chapter describes the safety precautions recommended when using the GRD140. Before
installing and using the equipment, this chapter must be thoroughly read and understood.
Explanation of symbols used
Signal words such as DANGER, WARNING, and two kinds of CAUTION, will be followed by
important safety information that must be carefully reviewed.
DANGER
WARNING
CAUTION
CAUTION
Indicates an imminently hazardous situation which will result in death or
serious injury if you do not follow the instructions.
Indicates a potentially hazardous situation which could result in death or
serious injury if you do not follow the instructions.
Indicates a potentially hazardous situation which if not avoided, may result in
minor injury or moderate injury.
Indicates a potentially hazardous situation which if not avoided, may result in
property damage.
 1 

6 F 2 S 0 7 5 8
DANGER
•
Current transformer circuit
Never allow the current transformer (CT) secondary circuit connected to this equipment to be
opened while the primary system is live. Opening the CT circuit will produce a dangerously high
voltage.
WARNING
•
Exposed terminals
Do not touch the terminals of this equipment while the power is on, as the high voltage generated
is dangerous.
•
Residual voltage
Hazardous voltage can be present in the DC circuit just after switching off the DC power supply. It
takes approximately 30 seconds for the voltage to discharge.
•
Fiber optic
When connecting this equipment via an optical fiber, do not look directly at the optical signal.
CAUTION
•
Earth
The earthing terminal of the equipment must be securely earthed.
CAUTION
•
Operating environment
The equipment must only used within the range of ambient temperature, humidity and dust
detailed in the specification and in an environment free of abnormal vibration.
•
Ratings
Before applying AC voltage and current or the DC power supply to the equipment, check that they
conform to the equipment ratings.
•
Printed circuit board
Do not attach and remove printed circuit boards when the DC power to the equipment is on, as this
may cause the equipment to malfunction.
•
External circuit
When connecting the output contacts of the equipment to an external circuit, carefully check the
supply voltage used in order to prevent the connected circuit from overheating.
•
Connection cable
Carefully handle the connection cable without applying excessive force.
 2 

6 F 2 S 0 7 5 8
•
Modification
Do not modify this equipment, as this may cause the equipment to malfunction.
•
Disposal
When disposing of this equipment, do so in a safe manner according to local regulations.
 3 

6 F 2 S 0 7 5 8
Contents
Safety Precautions
1.
2.
Introduction
Application Notes
2.1
Overcurrent and Undercurrent Protection
2.1.1 Non-directional Overcurrent Protection
2.1.2 Directional Overcurrent Protection
2.1.3 Scheme Logic
2.1.4 Phase Undercurrent Protection
2.1.5 Thermal Overload Protection
2.1.6 Broken Conductor Protection
2.1.7 Breaker Failure Protection
2.1.8 Cold Load Protection
2.1.9 CT Requirements
Overvoltage and Undervoltage Protection
2.2.1 Phase Overvoltage Protection
2.2.2 Phase Undervoltage Protection
2.2.3 Zero Phase Sequence Overvoltage Protection
2.2.4 Negative Phase Sequence Overvoltage Protection
Frequency Protection
Trip and Alarm Signal Output
Autoreclose
2.5.1 Scheme Logic
2.5.2 Sequence Coordination
2.5.3 Setting
Hardware Description
3.1.1 Outline of Hardware Modules
Input and Output Signals
3.2.1 AC Input Signals
3.2.2 Binary Input, Output Signals
3.2.3 Binary Output Signals
Automatic Supervision
3.3.1 Basic Concept of Supervision
3.3.2 Relay Monitoring
3.3.3 CT Failure Supervision
3.3.4 VT Failure Supervision
3.3.5 Trip Circuit Supervision
3.3.6 Circuit Breaker Monitoring
3.3.7 Failure Alarms
3.3.8 Trip Blocking
3.3.9 Setting
1
8
10
10
10
17
21
44
46
49
52
55
58
60
60
63
66
69
71
73
75
75
76
77
78
78
78
82
82
82
86
87
87
87
88
89
90
91
92
93
94
2.2
2.3
2.4
2.5
3.
Technical Description
3.1
3.2
3.3
 4 

6 F 2 S 0 7 5 8
3.4
Recording Function
3.4.1 Fault Recording
3.4.2 Event Recording
3.4.3 Disturbance Recording
Metering Function
Fault locator
3.6.1 Application
3.6.2 Distance to Fault Calculation
3.6.3 Starting Calculation
3.6.4 Displaying Location
3.6.5 Setting
Outline of User Interface
4.1.1 Front Panel
4.1.2 Communication Ports
Operation of the User Interface
4.2.1 LCD and LED Displays
4.2.2 Relay Menu
4.2.3 Displaying Records
4.2.4 Displaying the Status
4.2.5 Viewing the Settings
4.2.6 Changing the Settings
4.2.7 Testing
Personal Computer Interface
Relay Setting and Monitoring System
IEC 60870-5-103 Interface
Clock Function
Receipt of Relays
Relay Mounting
Electrostatic Discharge
Handling Precautions
External Connections
Outline of Commissioning Tests
Cautions
6.2.1 Safety Precautions
6.2.2 Cautions on Tests
Preparations
Hardware Tests
6.4.1 User Interfaces
6.4.2 Binary Input Circuit
6.4.3 Binary Output Circuit
6.4.4 AC Input Circuits
95
95
96
97
99
101
101
101
102
102
103
104
104
104
106
107
107
110
113
118
124
125
168
171
171
172
172
173
173
173
173
173
174
175
175
176
176
176
177
178
178
178
179
180
3.5
3.6
4.
User Interface
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
5.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
6.
6.1
6.2
Installation
Commissioning and Maintenance
6.3
6.4
 5 

6 F 2 S 0 7 5 8
6.5
Function Test
6.5.1 Measuring Element
6.5.2 Protection Scheme
6.5.3 Metering and Recording
Conjunctive Tests
6.6.1 On Load Test
6.6.2 Tripping and Reclosing Circuit Test
Maintenance
6.7.1 Regular Testing
6.7.2 Failure Tracing and Repair
6.7.3 Replacing Failed Relay Unit
6.7.4 Resumption of Service
6.7.5 Storage
182
182
193
193
194
194
195
197
197
197
198
199
199
200
6.6
6.7
7.
Putting Relay into Service
 6 

6 F 2 S 0 7 5 8
Appendix A Programmable Reset Characteristics and Implementation of Thermal
Model to IEC60255-8
Appendix B Directional Earth Fault Protection and Power System Earthing
Appendix C Signal List
Appendix D Event Record Items
Appendix E Details of Relay Menu and LCD & Button Operation
Appendix F Case Outline
Appendix G Typical External Connection
Appendix H Relay Setting Sheet
Appendix I
Commissioning Test Sheet (sample)
201
205
211
219
223
239
241
247
261
265
269
277
281
289
295
Appendix J Return Repair Form
Appendix K Technical Data
Appendix L Symbols Used in Scheme Logic
Appendix M IEC60870-5-103: Interoperability
Appendix N Inverse Time Characteristics
Appendix O Ordering
The data given in this manual are subject to change without notice. (Ver.0.5)
 7 

6 F 2 S 0 7 5 8
1. Introduction
GRD140 series relays provide four stage non-directional and directional overcurrent protection
for distribution networks, and back-up protection for transmission and distribution networks.
The GRD140 series has three models and provides the following protection schemes in all models.
• Directional overcurrent protection and directional zero phase sequence overcurrent
protection for earth fault with definite time or inverse time characteristics
• Instantaneous directional overcurrent protection and instantaneous directional zero phase
sequence overcurrent protection for earth fault
Model 110 provides directional earth fault protection and directional sensitive earth fault
protection.
Model 400 provides three-phase directional phase fault protection and directional earth fault
protection.
Model 420 provides three-phase directional phase fault protection, and directional earth and
sensitive earth fault protection.
All models include multiple, high accuracy, overcurrent protection elements (for phase and/or
earth fault) with inverse time and definite time delay functions. All phase, earth and sensitive earth
fault overcurrent elements can be independently subject to directional control.
In addition, GRD140 provides multi-shot, three phase auto-reclose, with independent sequences
for phase fault, and earth fault and sensitive earth fault. Auto-reclosing can also be triggered by
external protection devices.
Other protection functions are available according to model type, including thermal protection to
IEC60255-8, negative sequence overcurrent protection, under/overvoltage and
under/overfrequency protections. See Table 1.1.1 for details of the protection functions available
in each model.
All models provide continuous monitoring of internal circuits and of software. External circuits
are also monitored, by trip circuit supervision, CT and VT supervision, and CB condition
monitoring features.
A user-friendly HMI is provided through a backlit LCD, programmable LEDs, keypad and
menu-based operating system. PC access is also provided, either for local connection via a
front-mounted RS232 port, or for remote connection via a rear-mounted RS485 or fibre optic port.
The communication system allows the user to read and modify the relay settings, and to access
data gathered by the relay’s metering and recording functions.
Data available either via the relay HMI or communications ports includes the following functions.
The GRD140 series provides the following functions for all models.
• Metering
• Fault recording
• Event recording
• Disturbance recording (available via communications ports)
Table 1.1.1 shows the members of the GRD140 series and identifies the functions to be provided
by each member.
 8 

6 F 2 S 0 7 5 8
Table 1.1.1 Series Members and Functions
Model Number
GRD140 -
110
Directional Phase Fault O/C OC1 – OC4 (67/50P, 67/51P)
Directional Earth Fault O/C EF1 – EF4 (67/50N, 67/51N)
Directional Sensitive Earth Fault SEF1 – SEF4(67/50N, 67/51N)
Phase Undercurrent UC1, UC2 (37P)
Thermal Overload THM (49)
Directional Negative Phase Sequence Overcurrent NOC1, NOC2 (67/46)
Phase Overvoltage OV1, OV2 (59)
Phase Undervoltage UV1, UV2 (27)
Zero Phase Se

Kết quả (Việt) 1:

6 F 2 S 0 7 5 8HƯỚNG DẪN SỬ DỤNGRƠ LE BẢO VỆ HƯỚNG OVERCURRENTGRD140© TOSHIBA Tổng công ty năm 2004All Rights Reserved.(Ver.0.5) 6 F 2 S 0 7 5 8Biện pháp phòng ngừa an toànTrước khi sử dụng sản phẩm này, xin vui lòng đọc chương này một cách cẩn thận.Chương này mô tả các biện pháp phòng ngừa an toàn được đề nghị khi sử dụng GRD140. Trước khicài đặt và sử dụng các thiết bị, chương này phải được triệt để đọc và hiểu rõ.Lời giải thích của các biểu tượng được sử dụngTín hiệu từ chẳng hạn như nguy hiểm, cảnh báo và hai loại cẩn thận, sẽ được theo sau bởithông tin quan trọng an toàn phải được xem xét cẩn thận.NGUY HIỂMCẢNH BÁOTHẬN TRỌNGTHẬN TRỌNGChỉ ra một tình huống imminently nguy hiểm mà sẽ dẫn đến tử vong hoặcthương tích nghiêm trọng nếu bạn không làm theo các hướng dẫn.Chỉ ra một tình huống nguy hiểm tiềm tàng mà có thể dẫn đến tử vong hoặcthương tích nghiêm trọng nếu bạn không làm theo các hướng dẫn.Chỉ ra một tình huống có khả năng độc hại mà nếu không tránh được, có thể dẫn đếntiểu chấn thương hoặc chấn thương vừa phải.Chỉ ra một tình huống có khả năng độc hại mà nếu không tránh được, có thể dẫn đếnthiệt hại tài sản. 1  6 F 2 S 0 7 5 8NGUY HIỂM•Hiện tại biến áp mạchKhông bao giờ cho phép các hiện tại biến áp (CT) thứ cấp mạch kết nối với thiết bị này làmở trong khi hệ thống chính là sống. Mở mạch CT sẽ sản xuất một nguy hiểm caođiện áp.CẢNH BÁO•Thiết bị đầu cuối tiếp xúcKhông chạm vào thiết bị đầu cuối của thiết bị này trong khi sức mạnh là ngày, như điện áp cao tạo ralà nguy hiểm.•Dư điện ápĐiện áp nguy hiểm có thể có mặt trong các mạch DC ngay sau khi tắt nguồn DC. Nómất khoảng 30 giây ở cấp điện áp xả.•Sợi quangKhi kết nối thiết bị này thông qua một sợi quang học, không nhìn trực tiếp vào các tín hiệu quang học.THẬN TRỌNG•Trái đấtNhà ga điện của thiết bị phải được nối đất một cách an toàn.THẬN TRỌNG•Môi trường hoạt độngCác thiết bị phải chỉ được sử dụng trong phạm vi của môi trường xung quanh nhiệt độ, độ ẩm và bụichi tiết đặc điểm kỹ thuật và trong một môi trường miễn phí của rung động bất thường.•Xếp hạngTrước khi áp dụng điện áp AC và hiện tại hoặc nguồn DC cho các thiết bị, kiểm tra mà họphù hợp với các xếp hạng thiết bị.•Bảng mạch inKhông đính kèm và loại bỏ Bo mạch in khi điện DC cho các thiết bị bật, như thế nàycó thể gây ra thiết bị hỏng.•Bên ngoài mạchKhi kết nối đầu ra địa chỉ liên lạc của các thiết bị với một mạch bên ngoài, cẩn thận kiểm tra cáccung cấp điện áp được sử dụng để ngăn chặn các vi mạch kết nối quá nóng.•Kết nối cápCẩn thận xử lý cáp kết nối mà không áp dụng quá nhiều lực lượng. 2  6 F 2 S 0 7 5 8•Sửa đổiKhông sửa đổi thiết bị này, như điều này có thể gây ra thiết bị hỏng.•Máy nghiền rácKhi xử lý thiết bị này, làm như vậy trong một cách an toàn theo quy định của địa phương. 3  6 F 2 S 0 7 5 8Nội dungBiện pháp phòng ngừa an toàn1.2.Giới thiệuỨng dụng Notes2.1Overcurrent và dòng chảy ngầm bảo vệ2.1.1 bảo vệ phòng không hướng Overcurrent2.1.2 hướng Overcurrent bảo vệ2.1.3 sơ đồ Logic2.1.4 giai đoạn dòng chảy ngầm bảo vệ2.1.5 bảo vệ quá tải nhiệt2.1.6 bị hỏng chỉ huy dàn nhạc bảo vệ2.1.7 breaker thất bại bảo vệ2.1.8 lạnh tải bảo vệ2.1.9 yêu cầu CTOvervoltage và bảo vệ thấp2.2.1 giai đoạn Overvoltage bảo vệ2.2.2 giai đoạn thấp bảo vệ2.2.3 không giai đoạn trình tự bảo vệ Overvoltage2.2.4 âm giai đoạn trình tự Overvoltage bảo vệBảo vệ tần sốChuyến đi và báo tín hiệu đầu raAutoreclose2.5.1 đề án Logic2.5.2 chuỗi phối hợp2.5.3 thiết lậpMô tả phần cứng3.1.1 phác thảo của mô-đun phần cứngĐầu vào và đầu ra tín hiệu3.2.1 AC đầu vào tín hiệu3.2.2 nhị phân đầu vào, đầu ra tín hiệu3.2.3 nhị phân đầu ra tín hiệuTự động giám sát3.3.1 các khái niệm cơ bản giám sát3.3.2 relay giám sát3.3.3 CT thất bại giám sát3.3.4 VT thất bại giám sát3.3.5 chuyến đi mạch giám sát3.3.6 Circuit Breaker giám sát3.3.7 thất bại hệ thống báo động3.3.8 chuyến đi chặn3.3.9 thiết lập181010101721444649525558606063666971737575767778787882828286878787888990919293942.22.32.42.53.Mô tả kỹ thuật3.13.23.3 4  6 F 2 S 0 7 5 83.4Chức năng ghi âm3.4.1 lỗi ghi âm3.4.2 Event Recording3.4.3 Disturbance RecordingMetering FunctionFault locator3.6.1 Application3.6.2 Distance to Fault Calculation3.6.3 Starting Calculation3.6.4 Displaying Location3.6.5 SettingOutline of User Interface4.1.1 Front Panel4.1.2 Communication PortsOperation of the User Interface4.2.1 LCD and LED Displays4.2.2 Relay Menu4.2.3 Displaying Records4.2.4 Displaying the Status4.2.5 Viewing the Settings4.2.6 Changing the Settings4.2.7 TestingPersonal Computer InterfaceRelay Setting and Monitoring SystemIEC 60870-5-103 InterfaceClock FunctionReceipt of RelaysRelay MountingElectrostatic DischargeHandling PrecautionsExternal ConnectionsOutline of Commissioning TestsCautions6.2.1 Safety Precautions6.2.2 Cautions on TestsPreparationsHardware Tests6.4.1 User Interfaces6.4.2 Binary Input Circuit6.4.3 Binary Output Circuit6.4.4 AC Input Circuits 95 95 96 97 991011011011021021031041041041061071071101131181241251681711711721721731731731731731741751751761761761771781781781791803.53.64.User Interface4.14.24.34.44.54.65.5.15.25.35.45.56.6.16.2InstallationCommissioning and Maintenance6.36.4 5  6 F 2 S 0 7 5 86.5Function Test6.5.1 Measuring Element6.5.2 Protection Scheme6.5.3 Metering and RecordingConjunctive Tests6.6.1 On Load Test6.6.2 vấp ngã và Reclosing mạch thử nghiệmBảo trì6.7.1 thường xuyên kiểm tra6.7.2 thất bại truy tìm và sửa chữa6.7.3 thay thế không thể chuyển tiếp đơn vị6.7.4 trở lại dịch vụ6.7.5 lí1821821931931941941951971971971981991992006.66.77.Đặt chuyển tiếp vào dịch vụ 6  6 F 2 S 0 7 5 8Phụ lục A lập trình đặt lại đặc điểm và thực hiện các nhiệtMô hình IEC60255-8Phụ lục B hướng trái đất lỗi bảo vệ và điện hệ thống tiếp địaPhụ lục C tín hiệu danh sáchPhụ lục D sự kiện kỷ lục mụcPhụ lục E chi tiết của trình đơn chuyển tiếp và LCD & nút hoạt độngPhụ lục F phác thảo trường hợpPhụ lục G kết nối bên ngoài điển hìnhPhụ lục H chuyển tiếp cài đặt tấmPhụ lục tôiChế tạo thử nghiệm tấm (mẫu)201205211219223239241247261265269277281289295Phụ lục J trở lại sửa chữa hình thứcDữ liệu kỹ thuật phụ lục KPhụ lục L biểu tượng được sử dụng trong chương trình LogicPhụ lục M IEC60870-5-103: khả năng tương tácPhụ lục N ngược thời gian đặc điểmPhụ lục O đặt hàngDữ liệu được đưa ra trong sổ tay này có thể thay đổi mà không báo trước. (Ver.0.5) 7  6 F 2 S 0 7 5 81. giới thiệuGRD140 loạt rơ le cung cấp bốn giai đoạn-hướng và định hướng overcurrent bảo vệmạng lưới phân phối, và sao lưu bảo vệ cho mạng lưới truyền tải và phân phối.Dòng GRD140 có ba mô hình và cung cấp các chương trình bảo vệ sau đây trong tất cả các mô hình.• Directional overcurrent protection and directional zero phase sequence overcurrent protection for earth fault with definite time or inverse time characteristics
• Instantaneous directional overcurrent protection and instantaneous directional zero phase
sequence overcurrent protection for earth fault
Model 110 provides directional earth fault protection and directional sensitive earth fault
protection.
Model 400 provides three-phase directional phase fault protection and directional earth fault
protection.
Model 420 provides three-phase directional phase fault protection, and directional earth and
sensitive earth fault protection.
All models include multiple, high accuracy, overcurrent protection elements (for phase and/or
earth fault) with inverse time and definite time delay functions. All phase, earth and sensitive earth
fault overcurrent elements can be independently subject to directional control.
In addition, GRD140 provides multi-shot, three phase auto-reclose, with independent sequences
for phase fault, and earth fault and sensitive earth fault. Auto-reclosing can also be triggered by
external protection devices.
Other protection functions are available according to model type, including thermal protection to
IEC60255-8, negative sequence overcurrent protection, under/overvoltage and
under/overfrequency protections. See Table 1.1.1 for details of the protection functions available
in each model.
All models provide continuous monitoring of internal circuits and of software. External circuits
are also monitored, by trip circuit supervision, CT and VT supervision, and CB condition
monitoring features.
A user-friendly HMI is provided through a backlit LCD, programmable LEDs, keypad and
menu-based operating system. PC access is also provided, either for local connection via a
front-mounted RS232 port, or for remote connection via a rear-mounted RS485 or fibre optic port.
The communication system allows the user to read and modify the relay settings, and to access
data gathered by the relay’s metering and recording functions.
Data available either via the relay HMI or communications ports includes the following functions.
The GRD140 series provides the following functions for all models.
• Metering
• Fault recording
• Event recording
• Disturbance recording (available via communications ports)
Table 1.1.1 shows the members of the GRD140 series and identifies the functions to be provided
by each member.
 8 

6 F 2 S 0 7 5 8
Table 1.1.1 Series Members and Functions
Model Number
GRD140 -
110
Directional Phase Fault O/C OC1 – OC4 (67/50P, 67/51P)
Directional Earth Fault O/C EF1 – EF4 (67/50N, 67/51N)
Directional Sensitive Earth Fault SEF1 – SEF4(67/50N, 67/51N)
Phase Undercurrent UC1, UC2 (37P)
Thermal Overload THM (49)
Directional Negative Phase Sequence Overcurrent NOC1, NOC2 (67/46)
Phase Overvoltage OV1, OV2 (59)
Phase Undervoltage UV1, UV2 (27)
Zero Phase Se