CENACE Capacitacion Protecciones PowerFactory

Corporación CENACE - CENTRO NACIONAL DE CONTROL DE ENERGÍA -

CURSO DE PROTECCIONES ELÉCTRICAS EN EL PROGRAMA DE SIMULACIONES DE REDES ELECTRICAS DIGSILENT POWERFACTORY

MEMORIAS DEL CURSO REVISIÓN 0

DOCUMENTO e&e-0165-09

Medellín, Junio de 2010

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TABLA DE CONTENIDO 1

CREACIÓN DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN .................................................................................................................................7 1.1

Ejemplo: Un relé de sobrecorriente temporizado ................................................................................. 8

1.2 El tipo de relé...................................................................................................................................... 13 1.2.1 Creación de un relé ................................................................................................................... 14

2

1.3

Creación de un gráfico........................................................................................................................ 16

1.4

Edición de los elementos del relé ....................................................................................................... 20

DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN BÁSICA........................................................................................................................................ 22 2.1

Transformador de corriente ............................................................................................................... 22

2.2

Transformador de voltaje ................................................................................................................... 28

2.3

El tipo de transformador de tensión................................................................................................... 31

2.4

Transformadores de potencial (*.TypVt) (*.TypVtsec) ....................................................................... 32

2.5

Modelo de relé ................................................................................................................................... 33

2.6

Relé direccional .................................................................................................................................. 34

2.7

Unidad de medida de frecuencia........................................................................................................ 35

2.8

El relé de frecuencia ........................................................................................................................... 35

2.9

El modelo de fusible ........................................................................................................................... 36

2.10

El relé de sobrecorriente instantánea............................................................................................ 37

2.11

La Unidad Lógica ........................................................................................................................... 41

2.12

La Unidad de Medida .................................................................................................................... 42

2.13

El relé de sobrecorriente temporizado........................................................................................... 43

2.14

Relé de sobre y/o bajo voltaje ....................................................................................................... 44

3

CONJUNTO DE GRÁFICAS DE SOBRECORRIENTE TEMPORIZADO ................................................................................................... 46

4

DIAGRAMA DE TIEMPO-DISTANCIA ................................................................................................................................................ 48 4.1

Asistente para la coordinación de la protección ................................................................................ 51

5

AJUSTE DE PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE DE FASES ........................................................................................................... 52

6

CURVA DE DAÑO EN CABLES ......................................................................................................................................................... 58

7

PROTECCIÓN DE DISTANCIA .......................................................................................................................................................... 59

8

IMPLEMENTACIÓN DE UN MODELO DE CONTROL AUTOMÁTICO DE GENERACIÓN (AGC) ................................................................ 61

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LISTA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1-1 Ilustración 1-2 Ilustración 1-3 Ilustración 1-4 Ilustración 1-5 Ilustración 1-6 Ilustración 1-7 Ilustración 1-8 Ilustración 1-9 Ilustración 1-10 Ilustración 1-11 Ilustración 1-12 Ilustración 1-13 Ilustración 1-14 Ilustración 1-15 Ilustración 1-16 Ilustración 1-17 unifilar Ilustración 1-18 Ilustración 1-19 Ilustración 1-20 Ilustración 1-21 Ilustración 1-22 Ilustración 1-23 Ilustración 1-24 Ilustración 1-25 Ilustración 1-26 Ilustración 1-27 Ilustración 1-28 Ilustración 2-1 Ilustración 2-2 Ilustración 2-3 Ilustración 2-4 un CT Ilustración 2-5

Edición de dispositivos de protección de líneas.............................................................................................7 Jerarquía del objeto global Relé de protección ............................................................................................ 8 Marco compuesto de un relé de sobrecorriente .......................................................................................... 9 Ubicación en la librería del proyecto de Frame de relé ............................................................................. 10 Carpetas de tipos de relés, marcada relés de tipo direccional ............................................................... 10 Muestra de Ubicación en la librería del proyecto de la carpeta de Frames.......................................... 10 Frame de un relé con dos unidades de sobrecorriente de tiempo definido .......................................... 10 SLOT: Caja negra de un transformador de corriente .................................................................................. 11 SLOT: Caja Negra del elemento de medida ..................................................................................................... 11 Forma de onda Corriente tiempo de varias unidades de tiempo definido ............................................. 12 SLOT: de una unidad de sobrecorriente corriente instantánea................................................................ 12 Señal de Disparo de una unidad de corriente temporizada ...................................................................... 12 Yout ........................................................................................................................................................................ 13 Caja de diálogo del tipo de relé ........................................................................................................................ 13 Caja de diálogo del modelo de relé ................................................................................................................. 14 Ejemplo modelo de relé con los elementos que lo integran ...................................................................... 15 Muestra de Menú contextual para definir un transformador de corriente desde el diagrama ................................................................................................................................................................................. 16 Edición del transformador de corriente, pestaña datos básicos............................................................. 17 Edición del transformador de corriente, pestaña datos adicionales ...................................................... 17 Menú contextual desde el diagrama unifilar para generar un nuevo relé ............................................. 18 Ventana flotante del nuevo relé previo a la definición del tipo de relé................................................... 18 Ventana flotante para la selección del tipo de relé en la librería del sistema o del proyecto .......... 19 Apariencia de la ventana flotante del relé una vez asignado el tipo del relé desde la librería ......... 19 Caja de diálogo del transformador de corriente ........................................................................................ 20 Objeto de medida................................................................................................................................................ 20 Ventana de ajuste de una unidad de Relé de sobrecorriente temporizado ........................................... 21 Venta de ajuste de una unidad de Relé de sobrecorriente instantánea ................................................. 21 Ventana de la unidad lógica de relé ............................................................................................................... 22 Caja de diálogo Transformador de corriente .............................................................................................. 23 Caja de diálogo Tipo de transformador de corriente................................................................................. 24 Detalle de la ubicación en la librería principal del programa de la carpeta de tipos de CT´s ......... 24 Ventana flotante de parametrización de posiciones de taps primarios y secundarios en un tipo de ................................................................................................................................................................................ 25 Muestra de la ubicación de un librería para albergar un nuevo tipo de CT .......................................... 25

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Ilustración 2-6 Ilustración 2-7 Ilustración 2-8 Ilustración 2-9 Ilustración 2-10 Ilustración 2-11 Ilustración 2-12 Ilustración 2-13 Ilustración 2-14 Ilustración 2-15 Ilustración 2-16 Ilustración 2-17 Ilustración 2-18 Ilustración 2-19 Ilustración 2-20 Ilustración 2-21 Ilustración 2-22 Ilustración 2-23 Ilustración 2-24 Ilustración 2-25 Ilustración 2-26 Ilustración 2-27 Ilustración 2-28 Ilustración 2-29 Ilustración 2-30 Ilustración 2-31 Ilustración 2-32 Ilustración 2-33 Ilustración 2-34 Ilustración 2-35 Ilustración 2-36 Ilustración 2-37 Ilustración 2-38 Ilustración 2-39 Ilustración 2-40 Ilustración 2-41 Ilustración 2-42

Muestra del tipo de CT, definición de los taps (corrientes nominales).................................................. 25 Parametrización de los datos adicionales a un tipo de relé .................................................................... 26 Corrientes reflejadas en un CT en condiciones de una corriente de falla de 24 kA ........................... 27 Despliegue de opciones del factor límite de precisión .............................................................................. 27 Parametrización de datos adicionales de un CT bajo norma ANSI ......................................................... 28 Caja de diálogo de datos básicos para un transformador de voltaje .................................................... 29 Conexión de devanado delta abierta (0) ....................................................................................................... 29 Conexión devanado tipo “V” .............................................................................................................................30 Caja de diálogo de TV con devanado secundario ........................................................................................30 Caja de diálogo de tipo de TV con devanado secundario ............................................................................ 31 Caja de diálogo Tipo de transformador de voltaje....................................................................................... 31 Tipos de transformadores de tensión primarios y secundarios ............................................................. 32 Ventana de edición de los datos básicos de los transformadores de tensión primario (*.TypVt) .. 32 Detalle de la ventana de datos básicos para un VT secundario (*.TypSecVt) ...................................... 33 Caja de diálogo Modelo de relé.................................................................................................................. 33 Esquema inicial de relé direccional ............................................................................................................... 34 Ventana de parametrización de un Relé direccional.................................................................................. 34 Medida de frecuencia ........................................................................................................................................ 35 Ajuste de un relé de baja o sobre Frecuencia eléctrica............................................................................ 35 Caja de diálogo de un Modelo de fusible........................................................................................................36 Característica de fusión de un fusible ..........................................................................................................36 Unidad de un relé de Sobrecorriente instantánea ..................................................................................... 37 Sobrecorriente instantánea de área de disparo ........................................................................................ 37 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea............................................................................... 37 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea.........................................................................38 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea...............................................................................39 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea...............................................................................39 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea......................................................................... 40 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea............................................................................... 40 Unidad de lógica de un Relé ........................................................................................................................ 41 Primer tipo de unidad de sobrecorriente instantánea ......................................................................... 41 Segundo tipo de unidad de sobrecorriente instantánea ............................................................................ 41 Tipo de Unidad de lógica de un relé........................................................................................................... 41 Tipo de unidad de medida de un relé........................................................................................................ 42 Parametrización típica de una unidad de tipo de relé instantáneo ........................................................ 42 Unidad de medida ............................................................................................................................................... 42 Caja de diálogo Relé de sobrecorriente temporizado ............................................................................... 43

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Ilustración 2-43 Curvas I-t para líneas de tiempo diferentes ................................................................................................ 43 Ilustración 2-44 Límites de curva I-t ........................................................................................................................................... 44 Ilustración 2-45 Unida de relé de bajo y sobre voltaje ............................................................................................................ 45 Ilustración 2-46 Relé de bajo voltaje ............................................................................................................................................ 45 Ilustración 2-47 Ubicación en la base de datos de un modelo de relé ................................................................................. 46 Ilustración 3-1 Una gráfica de tiempo-sobrecorriente con resultados a corto-circuito.............................................. 48 Ilustración 4-1 Diagrama de tiempo-distancia ........................................................................................................................ 49 Ilustración 5-1 Curva de tiempo-sobrecorriente ................................................................................................................... 52 Ilustración 5-2 Curva típica de daño de un transformador de potencia ........................................................................... 53 Ilustración 5-3 Curvas de calibración y curvas de daño de transformadores y cables o conductores .................... 53 Ilustración 5-4 Muestra de coordinación de curvas del tipo temporizado e instantáneo ............................................. 54 Ilustración 5-5 Desagregar características del operación del relé para permitir su ajuste manual en el diagrama o curva de I-t ............................................................................................................................................................................... 55 Ilustración 5-6 Uso del Botón de Objetos Relevantes de Cálculo ........................................................................................ 55 Ilustración 5-7 Aplicación de un filtro de elementos temporizados en proyecto activo................................................ 55 Ilustración 5-8 Uso de los menús contextuales para documentación de los dispositivos ............................................ 56 Ilustración 5-9 Ventana de documentación y salida de información .................................................................................. 56 Ilustración 5-10 Ventana de resultados de una unidad de sobrecorriente temporizada ................................................ 57 Ilustración 5-11 Documentación de dispositivos de relés vía la pestaña de datos flexibles .......................................... 57 Ilustración 5-12 Selector flexible de páginas............................................................................................................................. 58 Ilustración 5-13 Filtro de parámetros aplicado sobre un objeto........................................................................................... 58 Ilustración 6-1 Pestaña de parametrización de un tipo de línea o cable .......................................................................... 59 Ilustración 7-1 Zonas típicas de protección de una unidad del tipo impedancia (ANSI 21)............................................ 59 Ilustración 7-2 Tipos de protección de distancia ....................................................................................................................60 Ilustración 7-3 Tipos de protección de protección de distancia .........................................................................................60 Ilustración 8-1 Controlador secundario....................................................................................................................................63 Ilustración 8-2 Controlador secundario - Pestaña flujo de carga ......................................................................................63 Ilustración 8-3 Controlador secundario - Pestaña flujo de carga ...................................................................................... 64 Ilustración 8-4 Modo de Control de Frecuencia ...................................................................................................................... 64 Ilustración 8-5 Modo de Control de intercambio de potencia en una frontera definida ................................................ 64 Ilustración 8-6 Selección de una Red o Grid para ubicar un nuevo dispositivo de control AGC .................................. 65 Ilustración 8-7 Selección de un elemento del tipo controlador secundario AGC ............................................................ 65 Ilustración 8-8 Máscara de datos básicos para el elemento controlador de frecuencia.............................................. 65 Ilustración 8-9 Visualización en el administrador de datos del elemento controlador AGC .........................................66 Ilustración 8-10 Pestaña de datos del flujo de carga para un sistema de control secundario.....................................66 Ilustración 8-11 Controlador secundario, Pestaña flujo de carga, Muestra parametrización múltiples máquinas ..66 Ilustración 8-12 Asignación del sistema de control secundario en la pestaña de flujo de carga de un generador .. 67

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Ilustración 8-13 Ilustración 8-14 inercias Ilustración 8-15 generación Ilustración 8-16 Ilustración 8-17 Ilustración 8-18

Cálculo del flujo de carga ................................................................................................................................. 67 Muestra de la celda que debe ser parametrizada para permitir análisis de flujo de carga según ................................................................................................................................................................................68 Vía de acceso para desarrollar ajustes en el sistema de control AGC desde la unidad de ................................................................................................................................................................................68 Despliegue de las opciones de operatividad del controlador secundario AGC ....................................69 Vista de documentación del relé .................................................................................................................... 70 Conjunto de variables de un relé de baja tensión ....................................................................................... 70

LISTA DE ANEXOS ANEXO 1

IMAGENES DE APOYO CURSO DE PROTECCIONES

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1

CREACIÓN DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

Los dispositivos de protección normalmente se almacenan en el objeto en el que actúan, pero pueden ser almacenados donde el usuario lo vea necesario. Recomendados, y por defecto: • Dispositivos de protección que actúan sobre un único interruptor se almacenan en el cubículo que contiene que el interruptor (altamente recomendado) • Dispositivos de protección que actúan sobre dos o más interruptores conectados a la misma barra que se almacenan en esa barra • Dispositivos de protección que actúan sobre dos o más interruptores conectados al mismo sistema de barras, se almacenan en la estación que contengan ese sistema de barras • Dispositivos de protección que actúan sobre los interruptores conectados al sistema de barras más de uno se almacenan en la estación con los sistemas de barras, o en la carpeta de la red eléctrica del sistema si más de una estación está involucrado Por regla general, el relé se conserva mejor en la misma carpeta que el voltaje y / o transformadores de corriente que utiliza. La edición o creación de dispositivos de protección en un cubículo se puede hacer de varias maneras: • Haciendo clic derecho en el símbolo del interruptor-en el mismo unifilar. Esto mostrará un menú emergente con las opciones Editar, Dispositivos de protección y Nuevos dispositivos de protección • Mediante la modificación del objeto que está conectado a la cabina (línea, transformador, carga, etc.) y pulsando el botón situado en el campo cubículo. Véase la imagen siguiente como ejemplo. La opción Editar Relés traerá una lista de todos los dispositivos de protección en el cubículo. Los nuevos dispositivos pueden ser creados con el ícono . Ilustración 1-1

Ilustración 1-1

Edición de dispositivos de protección de líneas

En todos los casos, seleccionar la opción de crear un dispositivo de protección nuevo traerá una lista con las siguientes opciones: • • •

Modelo de Enlace (ElmRelay) Fusible (RelFuse) Transformador de corriente (StaCt)

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•

Transformador de tensión (StaVt)

En cada una de estas opciones se abrirá una caja de diálogo para especificar el dispositivo que se va a crear o para seleccionar el que se va a editar.

1.1

Ejemplo: Un relé de sobrecorriente temporizado

Los dispositivos de protección forman un sistema sumamente complejo y diverso de alimentación del sistema. Esto coloca a cualquier programa para su modelado en un difícil dilema; Por un lado, los modelos de relé deberían ser tan flexibles y versátiles como sea posible, para garantizar que todos los tipos de relés de protección pueden ser modelados con todas sus características y por otro lado, deberían ser lo más simple posible con el fin de reducir la cantidad de trabajo y los conocimientos necesarios para definir los dispositivos de protección de energía del sistema. Este dilema es resuelto por PowerFactory separando el proceso de definición, una definición de tipo de protección contra el proceso de crear un elemento de protección específica. Aunque la definición de un tipo de protección nueva pregunta por una buena comprensión de los marcos compuestos, DSL, el tiempo de definiciones de trazados de sobrecorriente, etc.; El uso de un elemento de protección es más o menos un proceso "tomar de la plataforma". Esta separación entre la definición de nuevas o existentes que utilicen los tipos de relé, lleva a la jerarquía de objeto global de relé como se muestra en la siguiente imagen.

Ilustración 1-2

Jerarquía del objeto global Relé de protección

El Frame del Relé es un marco definido gráficamente, compuestos por elementos, que define las partes funcionales del relé y sus conexiones. El Frame del Relé se puede comparar con una placa vacía de un circuito impreso.

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El tipo de relé se basa en la retransmisión de tramas y define el tipo de piezas que pueden ponerse en las ranuras de los relés. El tipo de relé se puede comparar con una placa de circuito impreso con objetivos específicos, pero aún vacío, define los puntos de captura de las señales de corriente, de los elementos de lógica o de señales. El elemento relé es en sí mismo un elemento de protección específica, basada en la retransmisión y manejo de señales. El modelo de relé usa elementos funcionales específicos, en el tipo de relé sólo se define el tipo de elementos permitidos. Estos elementos específicos deben basarse en los tipos de elementos. El objeto del relé se puede comparar con una placa de circuito impreso terminado, cuando los relés específicos y los chips se han insertado en la toma o puntos de conexión. La gráfica también muestra que la mayoría de los trabajos de definición de un dispositivo de protección se lleva a cabo por el diseñador del relé tipo. Un amplio conjunto de tipos de relés común está disponible en la base de datos y estos tipos están listos para su uso. Cómo utilizar un tipo de relé?, es decir: cómo crear un elemento de relé?, la forma de agregarlo al sistema de energía?, cómo ajustar la configuración de retransmisión?, cómo realizar los cálculos?, etc., se demuestra en un ejemplo de aplicación de un relé de sobrecorriente del tipo de tiempo definido. Este relé mide las corrientes en tres fases, pero calcula una sola corriente máxima Imax. El relé dispara un interruptor cuando Imax viola el tiemposobrecorriente o las condiciones de sobrecorriente instantánea. El ejemplo del Frame del Relé se muestra en la Ilustración 1-3. Esto no es una representación simbólica del relevo, pero el cuadro seleccionado define el tipo de retransmisión. El diseño de estos marcos de relé está descrito en el manual de referencias técnicas. El diagrama de bloques sólo se muestra aquí para explicar el ejemplo de relé.

Ilustración 1-3 Marco compuesto de un relé de sobrecorriente Una ranura transformador de corriente (StaCt), que las salidas son las partes reales e imaginarias de las tres corrientes de fase (IRA, IIA, IRB, etc.) y las partes real e imaginaria de la corriente de secuencia cero (I0x3r, I0x3i). • Una ranura para unidad de medida (RelMeasure), que la producción se Imax, que es el máximo de las tres corrientes de fase. • Una ranura para una unidad de relé de sobrecorriente (RelToc) y otro para una unidad de sobrecorriente instantánea del relé (RelIoc), con las señales de disparo como salidas. • Una ranura de unidad lógica (RelLogic), que combina las señales de disparo de una manera lógica para producir una señal de disparo único.

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Ilustración 1-4 Ubicación en la librería del proyecto de Frame de relé

Ilustración 1-5 Carpetas de tipos de relés, marcada relés de tipo direccional

Ilustración 1-6 Muestra de Ubicación en la librería del proyecto de la carpeta de Frames

Ilustración 1-7 Frame de un relé con dos unidades de sobrecorriente de tiempo definido

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Ilustración 1-8 SLOT: Caja negra de un transformador de corriente Algunas de las descripciones de los campos de parámetros de estos elementos son: SECUENCIA: número de secuencia Def: del Bloque: Bloque base de definición: Pueden ser tomados datos existentes o crear nuevos. Filtro: Es importante definir una clase para poder facilitar la labor de asignación o actualización disponibles Señales: I2r_A, significa: corriente secundaria, parte real, fase A - I2i_A corresponde a la parte imaginaria.

Ilustración 1-9 SLOT: Caja Negra del elemento de medida Las señales se agrupan por ; , y con coma (,) separo del otro juego de señales.

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IOC> 50 E1 50 etapa 1 IOC>> 50E2 relé 50 etapa 2

Ilustración 1-10 Forma de onda Corriente tiempo de varias unidades de tiempo definido

Ilustración 1-11 SLOT: de una unidad de sobrecorriente corriente instantánea

Ilustración 1-12 Señal de Disparo de una unidad de corriente temporizada El yout. Es el disparo dirigido al breaker. Véase Ilustración 1-13

Yout

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Ilustración 1-13 Yout 1.2

El tipo de relé

El tipo de relé ejemplo, que se define sobre la base del marco de relé de sobrecorriente se muestra en la siguiente imagen.

Ilustración 1-14 Caja de diálogo del tipo de relé El campo “Definición de relé” apunta a la retransmisión de tramas. La lista de definiciones ranura automáticamente le mostrará todas las franjas horarias definidas por ese frame relé. En el ejemplo, estos son las cinco franjas, las cuales se describieron en la sección anterior. La "categoría'' campo sólo se utiliza para ayudar a seleccionar un tipo de relé. Un tipo de objeto normalmente se selecciona para cada ranura, a excepción de las ranuras de los transformadores de corriente y voltaje. Un relé en función del tipo de relé no podrá utilizar elementos que no sean basados en los tipos de objeto determinado. El hecho de que, en el ejemplo, no se especifique ningún tipo para el transformador de corriente, significa que todos los transformadores de corriente pueden ser utilizados. Normalmente, los tipos de relé son sólo algunos, pero pueden ser modificados o editados. La base de datos del relé PowerFactory ofrece una amplia variedad de tipos de relé.

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1.2.1

Creación de un relé

Aquí es donde dejamos el dominio del diseñador de relé y se pasa al dominio del usuario del mismo. Tan pronto como un nuevo relé se inserta en el sistema de potencia, que normalmente se hace haciendo clic derecho en un interruptor y seleccionando Nuevo Dispositivo de protección - Relé de modelo, un modelo de relé de vacío (ElmRelay) aparece en la ventana flotante y en el administrador de datos. El modelo de relé de ejemplo se representa en la siguiente figura.

Ilustración 1-15 Caja de diálogo del modelo de relé El modelo de relé tiene una referencia a un tipo de relé, un punto de conexión o localización, un número de dispositivo y una lista de los elementos que lo componen. La ubicación se establece normalmente de forma automática cuando un relé se define en la línea, solo gráfico haciendo clic derecho en un cubículo. El cubículo define la ubicación del relé. El número de dispositivo sólo es relevante para la documentación del dispositivo. La lista ranura se define por el tipo dl equipo utilizado. Como se muestra en la Ilustración 1-15, el modelo de relé debe definir los objetos de todas las franjas de elementos en el tipo de relé. Cada uno de los elementos en cada ranura o franja o celda de estas "debe utilizar el tipo de correspondiente o definido". Por suerte, el tedioso trabajo de crear los elementos correctos, la selección del tipo correcto y asignar el elemento a la ranura correcta, se lleva a cabo por el elemento de relé en sí una vez de define.

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Todo el proceso de creación de un modelo específico de relé, sólo pide para la selección de un tipo de relé de la base de datos. Lo que sigue a continuación es comparable con un proceso de montaje automático: Tan pronto como un nuevo tipo de relé está activado, la lista de definiciones ranura se actualiza. Todos los elementos de la ranura que se ha definido un tipo de ranura, se crea automáticamente. Ningún elemento se creará para las ranuras para las que no se ha definido tipo. Normalmente, estas son sólo las ranuras de tensión y corriente del transformador. Sin embargo, si ya existen y se encuentran objetos válidos en el modelo de relé o el cubículo en el que reside, se asignarán a las ranuras de forma automática. • Los elementos ranura creada se insertan en la celda correspondiente • El resultado es un modelo de relé nuevo y completo con todas las ranuras llenas (excepto quizás por las de los transformadores). Por supuesto, todos los ajustes del relé estén todavía fijados en sus valores predeterminados. Todos los elementos ranura creada por el modelo del relé se almacenan en el modelo de relé mismo. La muestra el árbol de base de datos con el modelo de ejemplo de relé. • •

Ilustración 1-16 Ejemplo modelo de relé con los elementos que lo integran El transformador de corriente en el ejemplo no se almacena en el modelo de relé, pero sí en el cubículo. Cuando de nuevo, un nuevo tipo de relé se selecciona, los elementos ranura creada para el tipo de relé anterior no serán adecuados en la mayoría de los casos para el nuevo tipo. Sin embargo, el "proceso de montaje automático" se puede intentar para volver a utilizar tantos datos como sea posible de la configuración anterior: • Ranura de elementos que también son aptos para el nuevo tipo se basan pueden ser reutilizados • Ranura de elementos que son correctas a excepción de su tipo se le asignará el tipo de ranura correcta • Ranura de elementos que no pueden ser reutilizados serán eliminados • Los elementos que faltan en cada ranura se creará automáticamente. Al pulsar el botón Cancelar después de que el tipo de relé se ha cambiado no restaurará los elementos de ranura previos. Normalmente el tipo de relé no define ningún curso o dirección y/o tipos del transformador de tensión. El elemento transformador correspondiente no se limita a ser creados automáticamente. Sin embargo, si estos transformadores de medición fueron creados antes de crear el elemento de relevo, estos serán asignados a la ranura correcta automáticamente. Esta es la práctica recomendada para la creación de los dispositivos e protección. Si los transformadores de medición no fueron creadas, sin embargo, que se pueden crear pulsando el botón Crear o VT Crear CT. Esto creará nuevos transformadores en el cubículo del elemento donde el relé se almacena.

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1.3

Creación de un gráfico

Para crear una hoja nueva, se debe ubicar en la biblioteca creada, para no tener restricción de escritura. IOC: INSTANTANEOUS OVER CURRENT TOC: TEMPORARILY OVER CURRENT El relé se ubica en el cubículo:

Ilustración 1-17 Muestra de Menú contextual para definir un transformador de corriente desde el diagrama unifilar Cálculos para el relé 1 Burden 30 VA Clase 10 % (se asigna este valor por ser una línea interna) Limite de factor, entonces se verifica cuantas veces va a pasar la corriente de cortocircuito, con el programa. 1 fásica 12.54 kA 3 fásica 12.55 kA. La relación es 12550A/600A, por lo tanto son 21 veces. Por lo tanto seria un 10P30, se elige de 30 porque ya han sido excedidas 20 veces y lo estandarizado es de 30. Entonces, 600A/5A: 10P30, pero al no ser tan comercial, es preferible tener un valor más alto en la nominal con el fin de que la precisión sea de 20 para que sí sea comercial. 800A/5 A, entonces 12500A/800A= 15.6, así quedaría: 800A/5A, 10P20

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Ilustración 1-18 Edición del transformador de corriente, pestaña datos básicos

Ilustración 1-19 Edición del transformador de corriente, pestaña datos adicionales Hasta aquí solo ha sido definido el CT, ahora se define el relé:

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Ilustración 1-20 Menú contextual desde el diagrama unifilar para generar un nuevo relé

Ilustración 1-21 Ventana flotante del nuevo relé previo a la definición del tipo de relé

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Ilustración 1-22 Ventana flotante para la selección del tipo de relé en la librería del sistema o del proyecto

Ilustración 1-23 Apariencia de la ventana flotante del relé una vez asignado el tipo del relé desde la librería

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1.4

Edición de los elementos del relé

Después de que un elemento de relé se ha definido y todos los elementos de la ranura se han creado, la edición de los ajustes del relé puede ser iniciado editando los elementos desde la celda o ranura. En la configuración del ejemplo tiene que ser para entrar en • El CT "Transformador de corriente 0 = Current Transformer 0” • El objeto de medida "Medida = Measurement'' • El relé de sobrecorriente temporizado "Toc'' • El relé de sobrecorriente instantánea "IOC'' • El objeto lógico "Lógica = Logic'' Para el transformador de corriente, los valores de corriente y el tipo de conexión tiene que ser seleccionados. El rango posible del dispositivo está limitado por el tipo. Véase la Ilustración 1-24 Caja de diálogo del

transformador de corriente .

Ilustración 1-24 Caja de diálogo del transformador de corriente El objeto de medida sólo necesita la corriente nominal y tensión nominal. Su alcance es limitado por el tipo de medición. Los valores nominales sólo son necesarios si el relé utiliza los valores p.u. En el ejemplo, el objeto de medición no necesita los datos en absoluto. Véase la Ilustración 1-25.

Ilustración 1-25 Objeto de medida

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El relé de sobrecorriente temporizado permite establecer: • • •

El tiempo característico de sobrecorriente La corriente de arranque Ajuste del dial o multiplicador de tiempo

Las tres opciones están limitadas por el tipo de relé: únicamente las características disponibles para este tipo de enlaces se pueden seleccionar y no todos los valores posibles para la recogida de línea actual o el tiempo puede inscribirse. Véase la Ilustración 1-26.

Ilustración 1-26 Ventana de ajuste de una unidad de Relé de sobrecorriente temporizado El relé de sobrecorriente instantánea permite establecer la corriente de arranque. Véase laIlustración 1-27. Ilustración 1-27.

Ilustración 1-27 Venta de ajuste de una unidad de Relé de sobrecorriente instantánea La caja de diálogo de unidad lógica muestra una lista de todos los interruptores que se abrirá tan pronto como los viajes de la lógica unidad. La unidad lógica combina las señales de disparo de los relés de sub (el Toc y relés de IOC

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en este ejemplo), en un expresión del tipo AND/OR (Toc o de la IOC en este ejemplo). Todos los switches de la lista se abrirán. Si el relé a la que pertenece la unidad lógica se almacena en un cubículo, el interruptor de tres fases en ese cubículo se abrirá por defecto si los switches no se han especificado. Véase la Ilustración 1-28.

Ilustración 1-28 Ventana de la unidad lógica de relé 2

DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN BÁSICA

Como se ha descrito anteriormente, toda la jerarquía de objetos que se utilizan para construir dispositivos de protección se pueden dividir en: • •

Los objetos que son necesarios para definir nuevos tipos de dispositivos de protección Los objetos que son necesarios para definir los modelos específicos de los relés.

El primer grupo de objetos se trato con cierto detalle en los numerales anteriores y se invita a su exploración en las referencias en manuales técnico del programa. El segundo grupo de objetos se tratan en esta sección, pero igualmente puede ampliarse su consulta en el manual de usuario.

2.1

Transformador de corriente

Un nuevo transformador de corriente (CT) se puede crear haciendo clic derecho en un cubículo en el diagrama unifilar y seleccionando "Nuevo Dispositivo de protección - Transformador de corriente''. La caja de diálogo, como se muestra en la figura siguiente se detalla a continuación.

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Ilustración 2-1 Caja de diálogo Transformador de corriente Una vez creado el CT este se almacenará en el cubículo en el que se haga clic. Los campos "Lugar'', ''Barras” y "Poder'' se establecerán automáticamente en ese caso. Un transformador de corriente siempre necesita un tipo de transformador de corriente. El campo "Ubicación'' se utiliza en • •

Para seleccionar un cubículo cuando el CT se crea desde fuera del cubículo Para seleccionar el CT precedente en el caso de un auxiliar de CT.

Después de seleccionar el tipo y la configuración del transformador de corriente, su relación de transformación de conjunto se muestra en el diálogo (Ratio). En casos muy especiales los CT pueden ser conectados en serie, que es la salida de un CT se utiliza como entrada de la segunda CT. En esta aplicación, el segundo CT mostrará una proporción (la proporción actual de la CT) y una completa Ratio (la relación entre el flujo de la rama primaria y secundaria del CT actual, que es la relación general de todos los CT’s conectados en serie). En el ejemplo de la figura 32.12 del manual, el CT está conectado directamente con el componente principal (que es el estándar) y ambos Ratio y Ratio completa mostrar el mismo valor de 1000 a 1 A. El tipo de conexión primaria sólo está disponible en el caso de un CT auxiliar. El número de fases se puede ajustar a 3, 2 o 1. Para un CT de fase 3 - o 2-, el tipo de conexión secundaria se puede establecer en D o Y. Para un CT de fase 1, la fase se pueden ajustar a: • Corriente de fases: a, b o c. • N= 3 * I0 • I0 = I0 Los ajustes de tap primarios y secundarios, se limitan a los valores definidos en el tipo de transformador de corriente.

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El transformador de corriente En el cuadro de diálogo del transformador de tipo corriente, como se muestra en la figura siguiente, se determinan las fases individuales de un CT. La información sobre la conexión de estas fases (Y o D) se define en el elemento de CT que utiliza el tipo de CT.

Ilustración 2-2 Caja de diálogo Tipo de transformador de corriente El tipo de transformador de corriente define el tap principal y secundario del transformador. La página de "Información Adicional'' sólo se utiliza cuando se considera la saturación, para establecer los parámetros de precisión: • La clase de precisión • El límite de precisión factor, o bien, • La potencia aparente (según IEC) • La impedancia de carga (ANSI-C) • La tensión límite en el CAC. (ANSI-C).

Ilustración 2-3 Detalle de la ubicación en la librería principal del programa de la carpeta de tipos de CT´s

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Ilustración 2-4 Ventana flotante de parametrización de posiciones de taps primarios y secundarios en un tipo de un CT También se puede configurar el número de taps de salida en el campo, por lo general, sólo se toma con un núcleo primario, si no en la realidad es típico que se tenga un aumento en el costo del equipo. Ejemplo: 600 – 700 A Crear CT: 1200A/5A

Se recomienda poner solo una posición de entrada del tap. Se crea un nuevo proyecto y se copia la biblioteca, para poder modificar los elementos de transformador de corriente:

Ilustración 2-5 Muestra de la ubicación de un librería para albergar un nuevo tipo de CT

Ilustración 2-6 Muestra del tipo de CT, definición de los taps (corrientes nominales)

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Ilustración 2-7 Parametrización de los datos adicionales a un tipo de relé La mayor precisión, se da cuando se va a realizar medición. CT de medida. Por ejemplo clase CT: 0.2 (0.2%) 0.2 s (0.2% ampliado) La clase sería la precisión del dispositivo Ejemplo CT 800A/5A Clase: 0.2 Cuál es el error máximo en amperios en corriente secundaria? Entonces 0.2% de 5 A es 0.01 A = 10 mA Los VA son ingresados por el usuario y dependiendo de la carga de los equipos que se van a conectar, así serán los VA de todos los relés, normalmente el valor es de 30 VA. La clase de precisión elegida, es el porcentaje que será manejado para el CT en valores porcentuales El factor límite de precisión, es el número de veces en que la corriente nominal es aplicada a la clase de precisión definida anteriormente. Ejemplo: Manera de especificar un CT CT: 1200/5 10P20 Este tiene un error máximo de 10% cuando circulan por él 20 la corriente nominal. Falla: 20 veces la corriente nominal. Entonces en falla en el primario tendría. 1200A
20x1200A = 24000 A
24 kA Entonces el equipo tendría un error máximo de 10% de 5 A x 20 entonces es +/- 10 A

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Ilustración 2-8 Corrientes reflejadas en un CT en condiciones de una corriente de falla de 24 kA EJERCICIO ¿Cuál es la diferencia en amperios secundarios entre la especificaciones máximas y mínimas permitidas para los CT cuando se ingresa información vía norma IEC? C I nominal = 1600/1A

Ilustración 2-9 Despliegue de opciones del factor límite de precisión 5P5 error de 5% cuando existe una corriente 5 veces a l nominal. (Mayor precisión) 5P10 5P15 5P20 5P30 10P5 … 10P30
(Menor precisión) Cálculos Mayor precisión = 1*5%*5 A = 0.25 entonces seria 4.75 A – 5.25 A Menor precisión= 1*10%*30 A = 3 entonces seria 27 A – 33 A

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Si se tiene 1600/1 5P5 y 1600/1 10P30 en condiciones normales, se entrega el mismo valor en el secundario, pero no en la falla. La clase seria 0.2 – 0.2s – 0.5 – 1 -2, que sería la precisión, por ejemplo en los puntos de interconexiones internacionales. 0.2 s, es ampliada por encima de la nominal y hasta el 200% tiene la misma precisión Si se toma en norma ANSI:

Ilustración 2-10 Parametrización de datos adicionales de un CT bajo norma ANSI Burden es la carga, impedancia en ohmios que se conecta al secundario del relé. Corriente nominal de corto tiempo: es la cantidad de amperios que debe soportar el transformador de corriente cuando ha pasado un segundo.

2.2

Transformador de voltaje

Un nuevo transformador de voltaje (VT) se puede crear haciendo clic derecho en un cubículo en el diagrama unifilar y seleccionando "Nuevo Dispositivo de protección - Transformador de voltaje''. La caja de diálogo, como se muestra en la siguiente figura, se abrirá a continuación:

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Ilustración 2-11 Caja de diálogo de datos básicos para un transformador de voltaje La parte superior del campo "Ubicación” se utiliza para: • •

Seleccionar un cubículo cuando el CT se crea desde fuera del cubículo, Seleccionar el CT anteriores en el caso de CT auxiliares

Después de seleccionar el tipo y la configuración del transformador de voltaje, su ratio de conjunto se muestra en el diálogo (Ratio). En el ejemplo de la figura 32.14, el VT se muestra tiene una relación de 5000 V a 100 V. El devanado primario se define mediante la selección de un VT y un tipo de conexión. La gama del dispositivo disponible se define desde el tipo de transformador de tensión. El devanado secundario se define por el tipo de devanado secundario, el ajuste de la llave y el tipo de conexión. La gama del equipo disponible se define en el tipo de devanado secundario. Un transformador de tensión requiere al menos una bobina secundaria. Más devanados se pueden definir con el botón devanados secundarios adicionales. Esto mostrará una lista de todos los previamente definidos arrollamientos secundarios. Los bobinados pueden crearse nuevos pulsando el icono . El tipo de conexión ''O” para los devanados secundarios es la conexión “Delta Abierta”, como se muestra en la Ilustración 2-12.

Ilustración 2-12 Conexión de devanado delta abierta (0)

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El tipo de conexión "V'' para los devanados primarios y secundarios se muestra en la

Ilustración 2-13. Seleccionando una conexión “V'' para el devanado primario también se ajusta el secundario a una

conexión “V”.

Ilustración 2-13 Conexión devanado tipo “V” El VT con devanado secundario Un devanado secundario es necesario cuando un transformador de tensión con dos o más devanados secundarios tiene que ser modelado. El diálogo para editar el transformador de voltaje proporciona parámetros para definir el secundario inicial.

Ilustración 2-14 Caja de diálogo de TV con devanado secundario El elemento de la bobina secundaria requiere un tipo y una referencia a un transformador de voltaje. La gama de ajustes de toque se define por el tipo de devanados. El tipo de TV con devanado secundario

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El tipo de devanado secundaria, como se muestra en la Ilustración 2-15, define la carga y rango de tap para una fase de un transformador de voltaje. El tipo de conexión de fase (S, D, etc.) se define en el elemento de devanado secundario.

Ilustración 2-15 Caja de diálogo de tipo de TV con devanado secundario Los ajustes de tap en el devanado secundario definidos en el tipo de devanado secundario, determinan las taps disponibles para el elemento de devanado secundario.

2.3

El tipo de transformador de tensión

El tipo de transformador de voltaje, como se muestra en la Ilustración , define el devanado primario del transformador de voltaje.

Ilustración 2-16 Caja de diálogo Tipo de transformador de voltaje

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Los devanados secundarios se definen en el elemento transformador de voltaje.

2.4

Transformadores de potencial (*.TypVt) (*.TypVtsec)

Ilustración 2-17 Tipos de transformadores de tensión primarios y secundarios

Ilustración 2-18 Ventana de edición de los datos básicos de los transformadores de tensión primario (*.TypVt) Donde las celdas de edición son las siguientes: VA, capacidad de carga para el secundario Burden, son del orden de 3 y 8 ohmios El factor de Potencia es bajo (0.6 - 0.7), porque son bastante inductivas.

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Ilustración 2-19 Detalle de la ventana de datos básicos para un VT secundario (*.TypSecVt) Por lo general el primario es común, pero se especifica el secundario: VS = 110-115-120-125-130 VALL.

Nota: Se recomienda solo generar un secundario a la vez para evitar confusiones. 2.5

Modelo de relé

El modelo de relé (ElmRelay) es un general "marco-objeto", que consiste en un Frame de un relé con ranuras y uno o más elementos que ocupan esas posiciones. Todos los relés de protección, a excepción de los modelos de fusibles, se modelan como modelos de relé.

Ilustración 2-20 Caja de diálogo Modelo de relé El elemento de relé se define mediante la selección de un tipo de relé. El tipo de relé define el frame del relé y los tipos de franjas horarias que se pueden utilizar con ese marco. Después de un tipo de relé se ha seleccionado la lista "Definición del Slot' se llenará automáticamente con los elementos ranura correcta. La corriente y los transformadores de tensión, sin embargo, no se crean de forma automática, aunque los CT’s y VT’s disponibles se seleccionan automáticamente.

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La edición de la configuración del modelo de relé se realiza mediante la edición de la configuración de los elementos enumerados ranura. Haga doble clic en un elemento de ranura en la lista "Definición del Slot" y se abrirá la caja de diálogo de ese elemento.

2.6

Relé direccional

El relé direccional no puede ser usado “tal cual” pero es siempre una parte de un modelo de relé.

Ilustración 2-21 Esquema inicial de relé direccional La cantidad de polarización Apol se gira sobre el ángulo de MT, que es el "Max. ángulo de torsión'' establecidos en la caja de diálogo de edición del relé. La cantidad de polarización rotada A'pol define un plano medio que forma la condición de disparo inicial. Otras condiciones son la proyección de la cantidad que opera en A'pol, que debe ser mayor que el ajuste de la corriente de operación y la cantidad de polarización, que debe ser mayor que el ajuste de la polarización. Más información sobre los métodos de polarización y las condiciones de disparo se pueden encontrar en el manual básico de referencias técnicas. La elección para el tipo de operación y la cantidad de polarización se realiza en el objeto del relé tipo direccional. El relevo de objeto en sí mismo permite la configuración de la dirección de disparo, el método de polarización y los criterios de la polarización, cuando ambos métodos (voltaje y corriente) están disponibles. Vea la Ilustración 2-22.

Ilustración 2-22 Ventana de parametrización de un Relé direccional Seleccionar una "Dirección de disparo inverso” con esto se define la dirección de disparo espera por el equipo. El voltaje o corriente de polarización permiten establecer la ''corriente de operación", la "polarización de voltaje/corriente'' y el “máx. ángulo de torsión”.

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2.7

Unidad de medida de frecuencia

La unidad de medida de frecuencia no se puede utilizar "tal cual", pero es siempre una parte de un modelo de relé, se utiliza para calcular la frecuencia eléctrica de la “tensión moderada” dada.

Ilustración 2-23 Medida de frecuencia El voltaje nominal es necesario para los cálculos por unidad. La frecuencia de medición de tiempo define el tiempo utilizado para calcular el gradiente de frecuencia.

2.8

El relé de frecuencia

El relé de frecuencia no se puede utilizar "tal cual", pero es siempre una parte de un modelo de relé. El relé de frecuencia también trabaja en una frecuencia-baja absoluta (en Hz), o en un gradiente de frecuencia (en Hz/s). La condición usada depende del tipo de relé seleccionado. El tipo de relé también define el tiempo de reposición, durante el cual la condición de frecuencia se debe cumplir de nuevo para reiniciar el relé. El tiempo de retardo ajustado en el elemento de relé define el tiempo durante el cual debe ser violada la condición de frecuencia por el relé, para que viaje. Véase la siguiente figura.

Ilustración 2-24 Ajuste de un relé de baja o sobre Frecuencia eléctrica

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2.9

El modelo de fusible

El modelo de fusible se implementa como un relé de sobrecorriente instantánea especial que no necesita un transformador de corriente. Un fusible siempre se encuentra en un cubículo y se disparará en la fase donde la corriente es superior a la curva de fusión (despeje) o Melt Curve. Opcionalmente, las tres fases se dispararán si una de las corrientes de fase supera dicha curva.

Ilustración 2-25 Caja de diálogo de un Modelo de fusible El cálculo del tiempo de disparo se puede soportar en la posibilidad de hacerlo con la curva mínima de fusión (Minimum melt curve) o en la curva de despeje total. Un ejemplo de estas curvas se muestra en la Ilustración 2-26.

Ilustración 2-26 Característica de fusión de un fusible

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2.10

El relé de sobrecorriente instantánea

El relé de sobrecorriente instantánea no se puede utilizar "tal cual", pero es siempre una parte de un modelo de relé. El relé de sobrecorriente instantánea permite el ajuste de la corriente de arranque y el selector de tiempo. Las inscripciones están limitadas por el tipo de relé. Vea la Ilustración 2-27.

Ilustración 2-27 Unidad de un relé de Sobrecorriente instantánea El relé de sobrecorriente instantánea es una combinación de un relé de sobrecorriente directa y un retraso de tiempo opcional. La hora de recogida Ts es el tiempo mínimo necesario para reaccionar del relé. Además, un selector de tiempo tset puede ser especificado. El relé no se disparará a menos que la corriente exceda la corriente de arranque durante al menos Tsetr Ts + tset. Vea la Ilustración 2-28.

Ilustración 2-28 Sobrecorriente instantánea de área de disparo El relé no se restablecerá hasta que la corriente caiga por debajo del nivel cero, que se especifica el tipo de relé en parte de la corriente de arranque: Ireset =% IpsetKr/100. Vea la siguiente figura para un diagrama de tiempo típico.

Ilustración 2-29 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea

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Calibración: •

Primera etapa

1.2 In = 1.2*(600) =720 A = 720/800= 5A Tiempo de la primera etapa = 20 segundos • Segunda Etapa 1er criterio = 30% Icc = 0.3*12.55 kA = 3765 A 2do. Criterio= 5 In = 5*600 A = 3000 A. Ipr 3000 A Isec = 3000*5/800 = 1875 A Tiempo 0.3 s =300 ms Normalmente los típicos son 5P10 y 5P20 en sistemas de transmisión xq las falla son muy parecidas a la In. I= MVA/raíz(3)*V

Ilustración 2-30 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea Con los cálculos se parametriza la primaria y secundaria, una vez se parametriza, se genera la curva del relé. Recuerde: Puede requerir primero descongelar para generar la gráfica.

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Ilustración 2-31 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea Y el resultado es el siguiente:

Ilustración 2-32 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea Para cargar varias curvas y sólo hacer visibles las que van a ser utilizadas, se da clic sobre el espacio de trabajo.

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Ilustración 2-33 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea Y luego se ajustan escalas. Gráfica de curvas máximas y mínimas. Si se corre un flujo de carga, sale otra línea que es la corriente que esta fluyendo por el relé.

Ilustración 2-34 Diagrama de tiempos de sobrecorriente instantánea

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2.11

La Unidad Lógica

La unidad lógica es la parte frontal de una configuración de relé. Esta combina todas las señales de disparo interna por las operaciones sucesivas AND Y OR y producen una sola salida. El tipo de unidad lógica especifica la operación lógica, la unidad de la lógica misma, especifica los parámetros que se abrirán cuando el relé se dispara. Véase la Ilustración 2-35.

Ilustración 2-35 Unidad de lógica de un Relé Si el relé se encuentra en un cubículo y no se ha especificado el interruptor, el interruptor en la cabina se abrirá por defecto.

Varios tipos dependiendo del elemento

Ilustración 2-36 Primer tipo de unidad de sobrecorriente instantánea

Ilustración 2-37 Segundo tipo de unidad de sobrecorriente instantánea

Ilustración 2-38 Tipo de Unidad de lógica de un relé

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Ilustración 2-39 Tipo de unidad de medida de un relé Cada uno de estos relés está sujeto a modificaciones. RECL. Feature: (recierre), Direccionamiento entre otras.

Ilustración 2-40 Parametrización típica de una unidad de tipo de relé instantáneo El tiempo de arranque, es el tiempo que le toma al relé en reaccionar. El rango de corriente, es el rango de valores en el cual se permite ajustar este relé.

2.12

La Unidad de Medida

La unidad de medida utiliza las señales producidas por los transformadores de corriente o voltaje para calcular “las señales medidas”. Las señales que se calculan dependen del tipo de unidad de medida. La unidad de medida permite establecer la corriente nominal y la tensión. Ambos están limitados por el tipo de unidad de medida. Si un relé no necesita una tensión nominal (es decir, en el caso de un relé de sobrecorriente), el campo de tensión nominal normalmente se desactivará.

Ilustración 2-41 Unidad de medida

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2.13

El relé de sobrecorriente temporizado

El relé de sobrecorriente no se puede utilizar "tal cual", pero es siempre una parte de un modelo de relé. Permite la selección de una de las curvas I-t ("características"), que están disponibles para el tipo de relé seleccionado. La curva I-t se detallará en la corriente de arranque y el selector de tiempo. Ambos valores deben estar en el rango especificado por la curva I-t de definición. Véase la Ilustración 2-42 para un ejemplo.

Ilustración 2-42 Caja de diálogo Relé de sobrecorriente temporizado La configuración de línea de tiempo que escalará la curva en el Tiempo vs I / parcela IP, según la definición de la curva. Véase la Ilustración 2-43 como ejemplo.

Ilustración 2-43 Curvas I-t para líneas de tiempo diferentes

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La corriente de arranque se define el valor nominal de IP que se utiliza para calcular el tiempo de disparo. La curva de definición establece un mínimo y un máximo actual por unidad. Con bajas corrientes no se disparará el relé (tiempo de disparo infinito), con corrientes más altas no disminuirá el tiempo de disparo más. Estos límites se muestran en la Ilustración 2-44.

Ilustración 2-44 Límites de curva I-t La corriente de arranque puede ser definida por el tipo de retransmisión a ser un valor por unidad, o una corriente del relé. La corriente nominal definido por la unidad de medida se utiliza para el cálculo de IP en el caso de un valor por unidad. El valor actual de retransmisión ya es igual a IP. La alteración de la corriente de arranque no se limita a cambiar la curva de I-t, pero escalará la corriente medida a diferentes valores unitarios. El siguiente ejemplo puede ilustrar esto: • Supongamos que el mínimo actual es definido por la curva es Imin = 1,1 I / IP. • Supongamos que la unidad de medida define Inom = 5,0 rel.A. • Supongamos corriente de arranque IPSET = 1,5 p.u. - Relé> no viaja para I no viaja para I Diagrama de TiempoDistancia está disponible y puede ser elegido.

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La trama tiempo-distancia en la figura 4-1 se separa en dos esquemas diferentes. El diagrama muestra todos los relés con interés al principio de la línea en la dirección del trazado. El diagrama reverso muestra los enlaces al principio de la línea en la dirección del trazado inverso. El diagrama superior es en dirección hacia delante, la más baja en una hacia atrás. Hay tres estilos diferentes para la los de tiempo-distancia, son: Adelante/atrás Ambos esquemas están representados. Adelante: Diagrama de dirección hacia adelante únicamente. Inversa: Diagrama de dirección inversa únicamente. El relevo de la parcela o RX VisDraw está mostrando las características de impedancia de los diferentes relés de protección de distancia en una o varias parcelas de RX. Además, la impedancia de las líneas y transformadores conectados en la red cerca del equipo de protección pueden ser fácilmente demostrados. Así, las impedancias de las diferentes zonas del relé y el tiempo de disparo se puede ajustar y analizar fácilmente para una buena y completa protección de los equipos. Hay varias maneras de crear un gráfico de relé (VisDraw): •

• •

La forma más sencilla para crear y mostrar una VisDraw es seleccionar un cubículo, donde se ha instalado un relé de distancia. Haga clic con el interruptor para abrir el menú contextual. Esto mostrará las opciones Crear Parcela RX y Añadir a la parcela RX. PowerFactory entonces creará un nuevo diagrama que muestra el diagrama RX de todos los relés en el cubículo seleccionado. Otra forma es hacer clic derecho es un elemento que pertenece a una ruta definida de protección y seleccionar Path... → Parcela RX en el menú contextual. También una distancia de relé elemento ElmRelay se pueden elegir de la lista de objetos en el cálculo correspondiente o en el gestor de datos. Haga clic con el relevo en la parte derecha del administrador de datos o en la lista de enlaces. A continuación, seleccione Mostrar → Parcela RX para crear una nueva parcela o Mostrar → Añadir a parcela RX para seleccionar una de las parcelas que ya se ha creado y agregar las características de la existente.

Nota: para mostrar los lugares de retransmisión y, por tanto para visualizar los interruptores con relés de estas definiciones se pueden resaltar mediante el establecimiento de la representación del color del diagrama de una línea de "Lugares de Enlace''. Al hacer clic derecho en estos elementos, la opción Mostrar → Parcela RX está disponible y se puede elegir. Las parcelas R-X muestran: • • • • •

Las características de impedancia de distancia seleccionada relés con las distintas zonas. La curva de impedancia de las líneas y transformadores cerca de la ubicación del relé. La ubicación del relé de distancia de otros cercanos. La impedancia de cortocircuito en función de la ubicación y las impedancias culpa. El tiempo de disparo del relé.

En la Figura 32.50 No está esa figura en el archivo .chm enviado se muestra un ejemplo para el gráfico de R-X, donde dos características del relé y las impedancias de línea de transmisión se muestran.

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Además se muestra la ubicación del cortocircuito o de flujo de carga de cálculo como punto de impedancia equivalente de la parcela. Por cada relevo se muestra en la gráfica también se muestra una leyenda que contenga la información pertinente sobre el cálculo de cortocircuito de cada relé: Nombre del relé El nivel de impedancia vista desde la ubicación del relé El tipo de falla El tiempo real de disparo del relé, Qué zona se ha disparado.

• • • • •

La información mostrada se puede cambiar en la configuración del terreno relé.

4.1

Asistente para la coordinación de la protección

Este asistente, tiene el propósito de: •

•

Comprobar que la configuración (umbrales, los retrasos y las formas de las curvas) de los dispositivos de sobrecorriente cumplen los requisitos para lograr la protección del circuito respetando la selectividad constriñe y garantizando el funcionamiento "normal" del sistema, Calcular los valores (umbrales, los retrasos y las formas de las curvas) para satisfacer la protección, la selectividad y "funcionamiento normal".

Es posible ejecutar el proceso de verificación, sin correr el proceso de cálculo. El proceso de cálculo se utiliza la fase de verificación para validar los resultados y generar un informe de los resultados obtenidos. El Asistente para la coordinación de la protección tiene la capacidad de verificar / calcular la selectividad para cada dispositivo de protección con la configuración de una fase de elemento inverso, dos elementos de tiempo de fase definida, un elemento de tierra de fase inversa y dos elementos de tierra de tiempo definido. Para proteger el sistema de las normas aplicadas en el asistente se calculan los ajustes del relé de una fase de elemento inverso, dos elementos de fase definida de tiempo y un tiempo de baja elemento definitivo. El Asistente para la coordinación de la protección requiere que los dispositivos de protección se han creado en cada lado de una línea o de un transformador. Los motores, cargas de genéricos, los condensadores deben ser protegidos por un dispositivo de protección situado en el motor, la carga genérica, alimentador de condensador de sí mismo. Por favor, tenga en cuenta que el proceso de coordinación es flexible, pero no puede manejar cualquier posible "circuito" de configuración: algunos de ellos no pueden ser protegidas de una manera perfecta, debido a las características del circuito y las características del dispositivo de protección. Ejemplo: Un relé de protección de dos transformadores en paralelo, el umbral de disparo del relé debe ser de al menos dos veces el transformador corriente nominal. Para gestionar los errores de la CT y el error de medición del relé un 110% (o mayor) factor de seguridad se agrega a la umbral. El valor de umbral se obtiene no garantiza una protección plena del único equipo. Por lo tanto, parece claro que no siempre es capaz proceso de coordinación para lograr una perfecta coordinación de los dispositivos de protección y la protección de los elementos protegidos. Muchas veces los resultados que nos dan son un compromiso aceptable entre la protección y la coordinación de las necesidades utilizando las características disponibles los dispositivos de protección. En este caso, un informe

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completo que demuestre las gamas de corriente en la coordinación o la protección no se logra se pondrán a disposición. 5 AJUSTE DE PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE DE FASES 51 principal entre el 100-150% de la corriente nominal operativa (120-130 experiencia operativa) 50 principal 30% - 50% de la Icc en el caso de la falla franca corriente máxima 3-5 veces la corriente nominal o corriente operativa. (4-5 experiencia operativa) 51 respaldo, 120-200% de la corriente nominal del equipo u operativa (140-160 experiencia operativa) 50 respaldo, 40-80% de la corriente de cortocircuito franca máxima 4-10 veces la corriente nominal operativa (5-6 experiencia operativa) Calibración: En S/E 1 Amperios secundarios 4.75 A En S/E 2 Curva de daño del transformador

Ilustración 5-1

Curva de tiempo-sobrecorriente

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Ilustración 5-2

Curva típica de daño de un transformador de potencia

Al hacer coordinación, las curvas de calibración deben estar al lado izquierdo de la curva de daño.

Ilustración 5-3

Curvas de calibración y curvas de daño de transformadores y cables o conductores

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Ejercicio: Colocar los relés de tierra. Ie>/Ie>> Ie>/Ie>t
Protección: criterio es darle prioridad al disparo con las unidades de tierra 51 G: 50% In fase (40-100%) In 50 G: 100% In fase. (80-200%) In Deben tener valores menores a los que se está arrancando los 50 -51 anteriores T retraso = t mínimo Los CT de tierra no se pueden poner en todo lado, solo en los transformadores.

MANEJO DE GRAFICAS Para desagregar las características del relé

Ilustración 5-4

Muestra de coordinación de curvas del tipo temporizado e instantáneo

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Ilustración 5-5

Desagregar características del operación del relé para permitir su ajuste manual en el diagrama o curva de I-t

Para sacar los reportes de documentación de relés

Ilustración 5-6

Uso del Botón de Objetos Relevantes de Cálculo

Se elige el modelo del relé:

Ilustración 5-7

Aplicación de un filtro de elementos temporizados en proyecto activo

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Ilustración 5-8

Ilustración 5-9

Uso de los menús contextuales para documentación de los dispositivos

Ventana de documentación y salida de información

Clic en ejecutar y aparece la ventana de resultados.

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Ilustración 5-10

Ventana de resultados de una unidad de sobrecorriente temporizada

Otra forma de sacar datos para reportes:

Ilustración 5-11

Documentación de dispositivos de relés vía la pestaña de datos flexibles

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Ilustración 5-12

Selector flexible de páginas

Y se seleccionan los parámetros que se quieren visualizar

Ilustración 5-13

Filtro de parámetros aplicado sobre un objeto

6 CURVA DE DAÑO EN CABLES Para parametrizar la línea, se dirige a la pantalla descripción del tipo de la línea:

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Ilustración 6-1

7

Pestaña de parametrización de un tipo de línea o cable

PROTECCIÓN DE DISTANCIA

Ilustración 7-1

Zonas típicas de protección de una unidad del tipo impedancia (ANSI 21)

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Ilustración 7-2

Ilustración 7-3

Tipos de protección de distancia

Tipos de protección de protección de distancia

CRITERIOS PARA LOS AJUSTES DE LAS ZONAS DE PROTECCIÓN DE DISTANCIA APLICADOS A UNA LINEA DE TRANSMISIÓN Z1 = 0-80% Z total de la línea protegida. Tiempo de Z1 = instantáneo Z2 = se escoge el menor valor entre: 80-150% Z total de la línea protegida 0-100% Z línea más corta en la S/E Remota 0-50% Z del transformador de la S/E Remota 0-50 % Z línea paralela a la línea protegida Tiempo de Z2 = 400-800ms Z3 = menor valor entre: 150-200% Z línea protegida 100-200% Z línea más corta de la S/E Remota 50-150 % Z del transformador de la S/E Remota. Tiempo de Z3 800-1200 ms.

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Ejemplo: Calibrar el relé Mho. Notas: Tener cuidado en revisar que los TP y TC sean los correctos Z línea Relación CT Relación TP

Ohmios primarios Ohmios secundarios

3.35 V. primarios 800 138000

V. Secundarios 5 120 TP/CT

80 % Z1 2.68 0.373

Relación 160 1150 7.1875 150 % Z2 5.025 0.699

200 % Z3 6.7 0.932

Ohmios primarios: son los vistos desde el sistema sin pasar por el CT ni por el PT. PRUEBA DE RMS. 1.- CONFIGURAR VARIABLES DE RESULTADOS Il(KA): sec + ABC Voltajes Barrras S/E 1 S/E 2 (p.u) Señales del relé 51+50 y 50+50 y 21 Unidades de disparo (yout) Disparo general (yout) 2.- Evento falla 3f franca y 1F franca

8

IMPLEMENTACIÓN DE UN MODELO DE CONTROL AUTOMÁTICO DE GENERACIÓN (AGC)

TIPO DEL ELEMENTO: Controlador Secundario Además del enfoque tradicional de usar un generador slack para establecer el balance de potencia dentro del sistema PowerFactory, el flujo de carga proporciona otras herramientas y mecanismos de balance para potencia activa que muestran más de cerca la realidad de las redes de transmisión. (Ver selección en el Control de Potencia Activa tabla comando de flujos). Estos mecanismos se están implementando en el seguimiento de pérdidas estado estable de las grandes centrales eléctricas conforme a los procesos de control: •

De acuerdo a Control Secundario: Si se produce un desequilibrio entre la programación de valores de potencia activa de cada unidad de generación y las pérdidas de cargas positivas, se adaptaran al control primario (aumentar/disminuir) la producción de potencia activa de cada unidad, que conduce a una situación

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de sobre frecuencia o bajo frecuencia. El control de frecuencia secundario a continuación, traerá la frecuencia de nuevo a su valor nominal, el restablecimiento de la generación rentable entregada por cada unidad. El control secundario es representado en PowerFactory's los flujos de carga calculados por los componentes de red llamado potencia de controles de frecuencia 'Power Frequency Controllers' (ElmSecctrl). Si el Control de potencia activa opción conforme al control secundario se seleccionan los generadores considerados por la Potencia de Controles de Frecuencia establecer el balance de la potencia activa conforme a sus factores de participación asignados (para más información por favor referirse a Referencia Técnica). •

•

•

De acuerdo a control primario: Poco después una alteración, de las unidades gobernantes participantes en el control primario aumentará o se reducirá su potencia de la turbina y la unidad estrecha de frecuencia a su valor nominal. El cambio en la alimentación del generador es proporcional a la desviación de frecuencia y se divide entre las unidades participantes de acuerdo con la ganancia (Kpf) de sus controladores primarios. Si la potencia de control activo opción conforme a control primario es seleccionada en PowerFactory's comando corriente de carga, el balance de potencia es estabilizado por todos los generadores que tengan aumento en control primario (parámetro Prim. Frequency Bias de el Load Flow tabla del generador sincronizado), acorde a la caída de la frecuencia correspondiente. De acuerdo a las inercias: Inmediatamente después de una perturbación, la falta o exceso de potencia es entregado de la energía cinética almacenada en la masa de la turbina rotativa. Esto conduce a una desaceleración/aceleración y en consecuencia a un aumento/disminución en la frecuencia del sistema. La contribución de cada generador individual hacia el total de la potencia adicional es proporcional a su inercia. Si el Control de potencia activa opción de acuerdo a inercias es seleccionado en PowerFactory's comando flujo de carga, el balance de potencia es establecido por todos los generadores. Las contribuciones individuales para el balance esta proporcionada a la inercia/aceleración en tiempo constante de cada generador. (definido en la RMS-Simulation Tabla de los tipos de diálogos del generador sincrónico) Las reservas de potencia reactiva de generadores sincrónicos en transmisión de redes son usadas para el control de tensiones a nodos específicos en el sistema y/o al control de la compensación de potencia reactiva con la red de zonas contiguas. En PowerFactory's calculo de flujo de carga, el regulador de voltaje de los generadores tiene un punto de ajuste de voltaje que se puede configurar manualmente (definir una característica PV como se muestra en la sección 22.1.11) o para un control automático de la estación (ElmStactrl). Este control automático de estación es análogo a la ‘Potencia del Control de Frecuencia’ y combinación de varias fuentes de energía reactiva para controlar el voltaje en la barra dada. En este caso la contribución relativa de cada fuente de potencia reactiva (p.e generadores, SVS’s) es definida en el dialogo de estación de control.

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Ilustración 8-1

Controlador secundario

Ilustración 8-2 Controlador secundario - Pestaña flujo de carga

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Ilustración 8-3 Controlador secundario - Pestaña flujo de carga Parel caso de operación entre Colombia y ECUADOR se pueden mencionar dos opciones de operación de los sistemas AGC, uno para cada país: PRIMER CASO:

Ilustración 8-4

Modo de Control de Frecuencia

SEGUNDO CASO: C o lo m b ia Yu m b o

Paez

S a n Be rna rdin o Be ta n ia

Ja m o n d in o

E cu ad o r P o m as q u i

S an to D o m ing o S a n ta R o s a

T o to ra s

Q u e ve d o R io ba m b a

P a sc u a le s

Ilustración 8-5

M ila gro s

Pa u te

Modo de Control de intercambio de potencia en una frontera definida

Para crear, se abre el administrador y se sigue la ruta Nuevo objeto
Controladores
Control secundario

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Ilustración 8-6

Ilustración 8-7

Ilustración 8-8

Selección de una Red o Grid para ubicar un nuevo dispositivo de control AGC

Selección de un elemento del tipo controlador secundario AGC

Máscara de datos básicos para el elemento controlador de frecuencia

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Y se crea el control secundario, se recomienda poner el control en la red donde está la central que hace AGC:

Ilustración 8-9

Visualización en el administrador de datos del elemento controlador AGC

Si tengo dos centrales necesito crear dos controladores:

Ilustración 8-10

Ilustración 8-11

Pestaña de datos del flujo de carga para un sistema de control secundario

Controlador secundario, Pestaña flujo de carga, Muestra parametrización múltiples máquinas

Después de eso, se activa un caso de estudio para analizar, si se observa que una máquina ya está direccionada:

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Ilustración 8-12 Asignación del sistema de control secundario en la pestaña de flujo de carga de un generador Se corre un flujo (AGC):

y se elige en la pestaña de control de potencia activa la opción de según control secundario

Ilustración 8-13

Cálculo del flujo de carga

Según control primario: Para cuando también se tiene control de voltaje en barras (secundario + voltaje) Según despacho: Se respetan los valores de potencia programada en los generadores. Se debe calibrar el Bias por cada máquina (cuando el control de potencia activa este elegido con Según Inercias).

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Ilustración 8-14

Muestra de la celda que debe ser parametrizada para permitir análisis de flujo de carga según inercias Nota: cuando se trabajar con control secundario, no es necesario calibrar los Bias de cada máquina. Para hacer cualquier cambio, se puede direccionar desde la unidad.

Ilustración 8-15

Vía de acceso para desarrollar ajustes en el sistema de control AGC desde la unidad de generación

Aquí se puede escoger control de frecuencia o intercambio

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Ilustración 8-16

Despliegue de las opciones de operatividad del controlador secundario AGC

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Ilustración 8-17

Ilustración 8-18

Vista de documentación del relé

Conjunto de variables de un relé de baja tensión