Pruebas con el módulo de prueba Pulse Ramping Ejemplo práctico de uso
Pruebas con el módulo de prueba Pulse Ramping
Versión del manual: Expl_PRP.ESP.1 - Año 2011 © OMICRON electronics. Todos los derechos reservados. Este manual es una publicación de OMICRON electronics GmbH. Reservados todos los derechos incluidos los de traducción. La información, especificaciones y datos técnicos del producto que figuran en este manual representan el estado técnico existente en el momento de su redacción y están supeditados a cambios sin previo aviso. Hemos hecho todo lo posible para que la información que se da en este manual sea útil, exacta, actualizada y fiable. Sin embargo, OMICRON electronics no se hace responsable de las inexactitudes que pueda haber. El usuario es responsable de toda aplicación en la que se utilice un producto de OMICRON. OMICRON electronics traduce este manual de su idioma original inglés a otros idiomas. Cada traducción de este manual se realiza de acuerdo con los requisitos locales, y en el caso de discrepancia entre la versión inglesa y una versión no inglesa, prevalecerá la versión inglesa del manual.
2
Prólogo En este documento se describe cómo probar el valor de arranque del 2º elemento de los relés de protección contra sobrecorriente direccionales y no direccionales con las características de disparo IDMT o DTOC. Contiene un ejemplo de aplicación que se utilizará en la totalidad del documento. Se explicará asimismo el fundamento teórico para la prueba del valor de arranque del 2º elemento con el módulo de prueba Pulse Ramping. En este documento se trata asimismo la definición de los ajustes necesarios del Equipo en prueba así como la Configuración del hardware para probar el valor de arranque del 2º elemento de los relés de protección contra sobrecorriente direccionales y no direccionales. Finalmente se usa el módulo de prueba Pulse Ramping para realizar las pruebas necesarias para probar el valor de arranque del 2º elemento de los relés de protección contra sobrecorriente direccionales y no direccionales. Complementos:
Requisitos:
Nota:
1
Archivos de muestra del Control Center: Example_PulseRamping_OvercurrentDirectional.occ y Example_PulseRamping_OvercurrentNonDirectional.occ (a los que se hace referencia en este documento). Test Universe 2.40 o posterior; licencias de Pulse Ramping y Control Center.
El módulo de prueba Pulse Ramping puede usarse también para probar casi todos los elementos secundarios (y superiores) en cuanto a protección ante corriente, tensión y frecuencia, etc.
Ejemplo de aplicación 10,5 kV Funciones de protección er
1 elemento (67) / característica direccional hacia delante (IDMT)
200/1
2º elemento (50/51) / característica no direccional (DTOC) Relé de sobrecorriente
Figura 1: Diagrama de conexiones del alimentador del ejemplo de aplicación
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Nombre del parámetro
Valor del parámetro
Frecuencia
50 Hz
TT (primario/ secundario)
10500 V / 110 V
TC (primario/secundario)
200 A / 1 A
1er elemento
CEI muy inversa
Característica de disparo
Direccional hacia delante
Característica direccional hacia delante
300 A
Arranque = 1,5 x In TC primario
1,2 45°
º
2 elemento
Notas
Ajuste del multiplicador de tiempo (TD; TMS; P, etc.) (únicamente para características IDMT) Ángulo del relé de la característica (únicamente para función de protección direccional)
DTOC
Característica de disparo
600 A
Arranque = 3 x In TC primario
100 ms
Retardo del tiempo de disparo
Tabla 1: Parámetros de relé para este ejemplo
2
Introducción teórica
2.1
Definición de las rampas de pulsos para probar el valor de arranque del 2º elemento En este ejemplo usaremos las tolerancias de tiempo y corriente siguientes para definir las rampas de pulsos. Nombre del parámetro
Absoluta
Relativa
Tiempo de retardo
±10 ms
1%
Corriente de arranque
±10 mA
3%
Valor de reposición/arranque Faltas de ángulo 1)
95% ±3°
---
1) sólo necesarios para relés de sobrecorriente direccionales Tabla 2: Tolerancias de relé y datos técnicos (sólo válidos para este ejemplo)
Nota:
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Las tolerancias dependen del tipo de relé. Pueden obtenerse de las especificaciones técnicas del manual del relé.
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Tiempo de disparo / s
1000 Muy inversa (elemento 1) DTOC (elemento 2) 100
10
1
0,1
0,01 200
300
400
500
600
Ip 1.1·Ip
700
800
Corriente de falta / A
= El elemento 1 puede probarse con el módulo de prueba Ramping = Tolerancias de corriente de arranque de elemento 2 (±3%) Figura 2: Característica de tiempo de disparo IDMT para el ejemplo (Tabla 1) con tolerancias de corriente
Nota:
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Algunos relés tienen un mayor valor de arranque para las características IDMT. Por ejemplo, el relé utilizado en este ejemplo tiene un verdadero valor de arranque que es 1,1 veces mayor que el valor de ajuste del elemento 1.
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Tiempo de disparo / s
2,5
2
DTOC (elemento 1) 1,5
DTOC (elemento 2)
1
0,5
200
300
400
500
600
700
800
Corriente de falta / A
= El elemento 1 puede probarse con el módulo de prueba Ramping = Tolerancias de corriente de arranque de elemento 2 (±3%)
Figura 3: Característica de tiempo de disparo DTOC con tolerancias de corriente
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Corriente de falta / A
Con el módulo de prueba Pulse Ramping puede probarse el valor de arranque del elemento 2 (véase la Figura 4):
2º elemento
1er elemento
Tiempo de prueba / s = Tolerancias de corriente de arranque
= corriente de prueba
= valor de arranque medido
Figura 4: Rampa de pulsos para probar el valor de arranque del elemento 2
Nota:
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El comando de disparo se tiene que enrutar hacia una entrada binaria. No es posible cambiar la condición de parada para la señal de arranque. Por tanto, no puede probarse el valor de reposición.
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2.2
Estructura del módulo de prueba Pulse Ramping Una rampa de pulsos se define como un cambio escalonado de una magnitud física que vuelve a un determinado valor de reposición tras cada paso. Pueden realizarse varios ajustes en este módulo de prueba.
5
4
1
2 6
3
7 1. 2. 3. 4.
5. 6.
7.
Pueden establecerse las Señales y la Magnitud para definir los valores que se someterán a rampa. Las señales y las magnitudes que pueden elegirse se definen mediante el Modo de ajuste. Para la prueba hay que definir el inicio y el final de la rampa de pulsos. Lo mismo ocurre con Δ, que es el tamaño del paso. Establezca el Tiempo de falta para definir la duración de los pulsos de prueba. El Estado de falta define los valores que se generan durante los pulsos de prueba. Con el Modo de ajuste el usuario puede definir si va a cambiar directamente las tensiones y corrientes de salida, o si se utilizarán valores calculados como componentes simétricas, valores de falta o impedancias de falta. Los valores que se muestran con fondo gris han sido modificados por la rampa y, por tanto, no pueden editarse aquí. Nota: Los valores analógicos deben probarse de acuerdo a valores de falta realistas. Por ejemplo, desfase de 180° de las corrientes para faltas de fase a fase. Con el Estado de reposición pueden definirse los valores que se generan entre dos pulsos de prueba. Estos valores tienen que garantizar una reposición del relé. El Tiempo de prefalta es el tiempo anterior al primer pulso de prueba mientras que el Tiempo de restauración es el tiempo entre dos pulsos de prueba. Durante estos tiempos, el Estado de reposición estará activo. El Tiempo de restauración tiene que ser superior al tiempo de reposición del relé. Use la Medida para evaluar la prueba. Aquí el usuario puede definir la condición de trigger y el valor nominal así como las tolerancias. El usuario también puede usar tolerancias relativas para la evaluación.
Nota:
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Si está activa la función de protección de carga desequilibrada (secuencia negativa), hay que usar una falta trifásica para la prueba.
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3
Introducción práctica a las pruebas con el módulo de prueba Pulse Ramping El módulo de prueba Pulse Ramping figura en la Start Page del OMICRON Test Universe. Puede insertarse asimismo en un archivo del OCC (documento delControl Center).
3.1
Definición del equipo en prueba Antes de comenzar la prueba hay que definir la configuración del relé que se va a probar. Para hacerlo, el Equipo en prueba debe abrirse haciendo doble clic en el Equipo en prueba del archivo del OCC o haciendo clic en el botón Equipo en prueba del módulo de prueba.
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3.1.1 Ajustes del dispositivo La configuración general del relé (por ejemplo, tipo de relé, ID del relé, datos de la subestación, parámetros de TC y TT) Se introduce en la función Dispositivo de RIO.
Nota:
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Los parámetros V máx e I máx limitan la salida de las corrientes y tensiones para evitar daños en el dispositivo en prueba. Estos valores tienen que adaptarse a la Configuración del hardware correspondiente cuando se conectan las salidas en paralelo o cuando se usa un amplificador. El usuario debe consultar el manual del dispositivo sometido a prueba para asegurarse de que no se supere su capacidad de entrada.
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3.2
Configuración del hardware global de la unidad CMC para relés de sobrecorriente direccionales La Configuración del hardware global especifica la configuración de entrada/salida general de la unidad de prueba CMC. Es válido para los módulos de prueba subsiguientes y, por tanto, tiene que definirse de acuerdo a las conexiones del relé. Se puede abrir haciendo doble clic en la entrada Configuración del hardware del archivo del OCC.
3.2.1 Ejemplo de configuración de salida para relés de protección con corriente secundaria nominal de 1A
VA
VC VB
Vn
IA IB IC In
Nota:
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Para los relés de sobrecorriente no direccionales pueden establecerse las salidas de tensión como
.
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3.2.2 Ejemplo de configuración de salida para relés de protección con corriente secundaria nominal de 5A
VA
VC VB
IA
Vn
IC IB
Nota:
In
Compruebe que la capacidad de los cables es suficiente al conectarlos en paralelo. Para los relés de sobrecorriente no direccionales pueden establecerse las salidas de tensión como . Las explicaciones siguientes sólo se aplican a los relés de protección con una corriente secundaria nominal de 1 A.
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3.2.3 Salidas analógicas
La salidas analógicas, así como las entradas y salidas binarias, se pueden activar individualmente en la Configuración del hardware local del módulo de prueba en cuestión (véase el capítulo 3.3 ). 3.2.4 Entradas binarias 4
3
1 2
2. 3.
Arranque
4.
El comando de inicio es opcional (no es necesario para esta prueba). El comando de disparo se tiene que conectar a una entrada binaria. Puede usarse BI1 … BI10. En caso de contactos húmedos, adapte las tensiones nominales de las entradas binarias a la tensión del comando de disparo del IP o seleccione Sin potencial para contactos secos. Las salidas binarias y las entradas analógicas, etc., no se utilizarán en las pruebas siguientes.
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Disparo
1.
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3.2.5 Cableado de la unidad de prueba para relés de sobrecorriente direccionales Nota:
Los diagramas siguientes son sólo ejemplos. El cableado de las entradas analógicas de corriente puede ser diferente si se proporcionan funciones de protección adicionales como protección contra falta a tierra sensible. En este caso IN puede cablearse separadamente.
Relé de protección VA VB VC (-) (-) IA IB IC IN
Disparo opcional
(+) Arranque (+)
Relé de protección VA VB VC (-) (-) IA IB IC IN
Disparo opcional
(+) Arranque (+)
Nota:
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Para relés de sobrecorriente no direccionales no es necesario el cableado de las salidas de tensión.
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3.3
Configuración del hardware local para pruebas de protección direccional contra sobrecorriente La Configuración del hardware local activa las salidas/entradas de la unidad de prueba CMC para el módulo de prueba seleccionado. Por tanto, tiene que definirse separadamente para cada módulo de prueba. Puede abrirse haciendo clic en el botón Configuración del hardware del módulo de prueba.
3.3.1 Salidas analógicas
Nota:
Para los relés de sobrecorriente no direccionales las tensiones ya se han desactivado en la Configuración del hardware global (consulte el capítulo 3.2 Error! Reference source not found.). Por tanto, no estarán visibles en esta ficha.
3.3.2 Entradas binarias
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3.4
Definición de la configuración de la prueba
3.4.1 Planteamiento general Al realizar las pruebas del valor de arranque del elemento 2 para los relés de sobrecorriente direccionales y no direccionales, se recomiendan los pasos siguientes: Cálculo de los valores nominales: Para probar el elemento 2 de la función de protección contra sobrecorriente, hay que conocer los ajustes (Tabla 1) así como las tolerancias (Tabla 2). Valor de arranque nominal: Tolerancias de corriente:
Arranque
2º elemento 3% o 10 mA
Valor nominal
TOL-
TOL+
3A
90 mA
90 mA
Tabla 3: Corriente nominal y tolerancias para este ejemplo
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Ajustes en el módulo de prueba
1 6
7
2 3 4
8
5
9
1. 2.
Como todas las corrientes se someterán directamente a rampa, el Modo de ajuste debe ser Directo. En este ejemplo se aplica una falta de fase a fase. Nota: Si se activa una protección contra carga desequilibrada en el relé, hay que elegir una falta trifásica porque una falta fase a fase dispararía la protección contra carga desequilibrada en vez de la protección contra sobrecorriente.
3. 4.
5. 6.
7. 8. 9.
Para el elemento 2 de la función de protección contra sobrecorriente se somete a rampa la Magnitud. La rampa de pulsos se establece entre el 80% y el 120% del valor de arranque nominal. El Δ define el tamaño del paso de la rampa de pulsos. Hay que establecer este valor para garantizar que haya pasos suficientes dentro de la banda de tolerancia. Se recomienda que haya aproximadamente 4 pasos en cada mitad de la banda de tolerancia. Esto proporciona suficiente exactitud y reduce el tiempo de la prueba. El Tiempo de falta tiene que ser superior al del tiempo de disparo del elemento 2 pero inferior al tiempo de disparo más rápido del elemento 1. Para los relés de sobrecorriente direccionales hay que establecer las tres tensiones en la tensión nominal. Además, hay que adaptar los ángulos y las corrientes al tipo de falta. Por ejemplo, una falta de fase a fase tiene 180° entre cada corriente de falta. Para los relés de sobrecorriente direccionales también hay que ajustar los ángulos a la característica direccional. Los ajustes realizados en el Estado de reposición han de permitir que el relé pueda reposicionarse. El Tiempo de restauración tiene que ser superior al tiempo de reposición del relé. En Medida hay que establecer el trigger binario, el valor nominal y las tolerancias. Nota: Si se usan tolerancias relativas se sobrescribirán todos los vínculos a XRIO para las tolerancias.
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