Arcteq AQ-F210 User manual

AQ-F210
Instruction manual
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1. Manual revision notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Version 2 revision notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Version 1 revision notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. IED user interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1. Panel structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1. AQ 200 series local panel structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Mimic and main menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.1. Basic conguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2. Navigation in main conguration menus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. General menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4. Protection menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5. Control menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6. Communication menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7. Measurement menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8. Monitoring menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.9. User level password conguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1. Functions included in AQ-F210 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1. Current measurement and scaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.2. Frequency tracking and scaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3. General menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4. Protection functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.1. General properties of a protection function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.2. Non-directional overcurrent I> (50/51) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.3. Non-directional earth fault I0> (50N/51N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.4. Current unbalance I2> (46) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.5. Harmonic overcurrent Ih> (50H/51H/68H) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.6. Circuit breaker failure protection CBFP (50BF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.7. Restricted earth fault / cable end differential (REF) I0D> (87N) . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.8. Line thermal overload protectionTF> (49F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.9. Arc fault protection IArc>/I0Arc>(50Arc/50NArc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.10. Programmable stage PGx >/< (99) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5. Control functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.1. Setting group selection (SGS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.2. Object control and monitoring (OBJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.3. Indicator object monitoring (CIN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.4. Auto-reclosing 0 → 1 (79) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.5. Cold load pick-up (CLPU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.6. Switch on to fault (SOTF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.7. mA Output control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.8. Programmable control switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6. Monitoring functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.1. Current transformer supervision (CTS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.2. Disturbance recorder (DR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.3. Measurement recorder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.4. Circuit breaker wear-monitor (CBW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.5. Total harmonic distortion monitor (THD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.6. Measurement value recorder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6. System integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1. Communication protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.1. NTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.2. ModbusTCP and ModbusRTU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3. ModbusIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6.1.4. IEC 61850 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.5. GOOSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.6. IEC 103 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.7. DNP3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.8. IEC 101/104 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.9. SPA protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2. General IO analog fault registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3. Real time measurements to communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7. Applications and connection examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1. Connections AQ-F210 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2. Example feeder application connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3. 3-phase, 3-wire ARON input connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4. Trip circuit supervision (95) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8. Construction and installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1. Construction and installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2. CPU, IO and Power supply module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.3. Current measurement module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4. Binary input module (DI8) (option) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5. Binary output module (DO5) (option) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.6. Arc protection module (option) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.7. RTD & mA input module (option) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.8. Serial RS232 communication module (option) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.9. LC100 Ethernet communication module (option) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.10. mAout & mAinput module (option) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.11. Installation dimensioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9. Technical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1. Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.1. Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.1.1. Current measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.1.2. Frequency measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.2. CPU & Power supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.2.1. Auxiliary voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.2.2. CPU communication ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.2.3. CPU Binary inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.2.4. CPU Binary outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.3. Option cards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.3.1. Binaryinput module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.3.2. Binary output module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.3.3. Arc protection module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.3.4. mAout & mAin module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.3.5. RTD & mA input module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.3.6. RS232 & Serial ber communication module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.3.7. Double LC100Mb Ethernet module(Redundant) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1.4. Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2. Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1. Protection functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1.1. Non-directional overcurrent (50/51) I> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1.2. Non-directional earth fault (50N/51N) I0> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1.3. Current unbalance (46/46R/46L) I2> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1.4. Harmonic overcurrent (50H/51H, 68) Ih> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1.5. Circuit breaker failure protection (50BF/52BF) CBFP . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1.6. Restricted earth fault / Cable end differential (87N) Iod> . . . . . . . . . . . . .
9.2.1.7. Line thermal overload(49L) TF> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1.8. Resistance temperature detector alarm (49RTD) T> . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1.9. Arc protection (50ARC/50NARC) IARC> I0ARC> (option) . . . . . . . . . . . .
9.2.2. Control functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.2.1. Setting group selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.2.2. Object control (OBJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.2.3. Autoreclosing function (79) 0 → 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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9.2.2.4. Cold load pick-up (CLP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.2.5. Switch on to fault (SOTF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.3. Monitoring functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.3.1. Current transformer supervision (CTS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.3.2. Disturbance recorder (DR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.3.3. Circuit breaker wear monitor (CBW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.3.4. Total harmonic distortion (THD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.3.5. Voltage memory (integrated in 67,21G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.3. Tests and environmental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10. Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11. Contact and reference information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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operation, service or maintenance of the equipment. Such qualied persons have the responsibility to
take all appropriate measures, including e.g. use of authentication, encryption, anti-virus programs,
safe switching programs etc. necessary to ensure a safe and secure environment and usability of the
equipment. The warranty granted to the equipment remains in force only provided that the instructions
contained in this document have been strictly complied with.
Nothing contained in this document shall increase the liability or extend the warranty obligations of the
manufacturer Arcteq Relays Ltd. The manufacturer expressly disclaims any and all liability for any
damages and/or losses caused due to a failure to comply with the instructions contained herein or
caused by persons who do not full the aforementioned requirements. Furthermore, the manufacturer
shall not be liable for possible errors in this document. 
Please note that you must always comply with applicable local legislation and regulations. The
manufacturer gives no warranties that the content of this document is in all respects in line with local
laws and regulations and assumes no liability for such possible deviations.
You are advised to notify the manufacturer in case you become aware of any errors in this document or
of defects in the equipment.
The manufacturer reserves the right to update or amend this document at any time.
AQ-F210
Instruction manual
Version: 2.00
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Copyright
Copyright © Arcteq Relays Ltd. 2018. All rights reserved.
AQ-F210
Instruction manual
Version: 2.00
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1. Manual revision notes
1.1. Version 2 revision notes
Revision 2.00
Date 6.6.2019
Changes
- New more consistent look.
- Improved descriptions generally in many chapters.
- Improved readability of a lot of drawings and images.
- Updated protections included included in every IED manual.
- Every protection IED type now has connection drawing, application example drawingwith function block diagram
and application example with wiring.
- Added General-menu description.
1.2. Version 1 revision notes
Revision 1.00
Date 8.4.2013
Changes - The rst revision for AQ-F210 IED.
Revision 1.01
Date 22.11.2013
Changes
- Application example for ARON input connection added to chapter 8.0.
- Application example for trip circuit supervision.
- Added arc protection module description.
- Added arc protection description and technical data.
Revision 1.02
Date 20.1.2015
Changes
- Added RTD&mA input module, Double LC 100Mb Ethernet card module and Serial RS232 & serial ber
module hardware descriptions
- Added system integration text: SPA
- Order code updated
Revision 1.03
Date 23.10.2015
Changes - CPU card digital input setup added
- Connection example revised
Revision 1.04
Date 30.5.2015
Changes - Added PCB and Terminal options to order code table.
Revision 1.05
Date 30.8.2016
Changes - Added password set up guide (previously only in AQtivate user guide)
Revision 1.06
Date 9.2.2017
Changes - Added Programmable Control Switch and Indicator Object descriptions
- Order code updated
Revision 1.07
Date 12.12.2017
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Changes
- Measurement value recorder description
- ZCT connection added to current measurement description
- Ring-lug CT card option description added
- Order code revised
- Non-standard inverse time delay curves added
- Internal harmonic blocking parameter to I>,I0> functions
- RTD&mA card description improved
Revision 1.08
Date 14.8.2018
Changes - Added mA output option card description and ordercode
Revision 1.09
Date 18.1.2018
Changes - HMI display technical data added
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Version: 2.00
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2. Abbreviations
CB – Circuit breaker
CBFP – Circuit breaker failure protection
CT – Current transformer
CPU – Central processing unit
EMC – Electromagnetic compatibility
HMI – Human machine interface
HW – Hardware
IED – Intelligent electronic device
IO – Input output 
LED – Light emitting diode
LV – Low voltage
MV – Medium voltage
NC – Normally closed
NO – Normally open
RMS – Root mean square
SF – System failure
TMS – Time multiplier setting
TRMS – True root mean square
VAC – Voltage alternating current
VDC – Voltage direct current
SW – Software
uP - Microprocessor
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3. General
AQ-F210 Feeder Protection IED is a member of the AQ-200 product line. The AQ-200 protection
product line in respect of hardware and software is a modular concept. The hardware modules are
assembled and congured according to the application IO requirements and the software determines
the available functions. This manual describes the specic application of the AQ-F210 Feeder
Protection IED. For other AQ-200 series products please consult corresponding device manuals.
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