Terminal de Protección de Distancia ZLS. Protección, Control, Medida y Comunicaciones. Ref. FZLS610B

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1 Compatible ersys ZLS Terminal de Protección de Distancia Protección, Control, Medida y Comunicaciones Ref. FZLS610B

2 Descripción Los Terminales ZLS, son sistemas que incorporan la tecnología digital más avanzada para proporcionar una protección selectiva, rápida y fiable para todo tipo de faltas entre fases y fases a tierra, en líneas de subtransmisión y trasmisión. El equipo dispone de cuatro zonas de protección, todas ellas reversibles, con ajustes de alcance de zona independientes y disparo trifásico o mono-trifásico. Pueden ser seleccionados también cualquiera de los siguientes esquemas de protección (los cuatro últimos son esquemas de teleprotección): Distancia escalonada Bloqueo por comparación direccional Subalcance permisivo Sobrealcance permisivo Híbrido con alimentación débil Así mismo, dispone de característica Mho variable y dinámica para faltas entre fases y de Reactancia y/o Mho, para faltas a tierra. Todos los terminales disponen de módulo de comunicaciones; con una puerta local con conexión RS232 y otra puerta remota con conexión RS232, Fibra Optica de Plástico o Fibra Optica de Cristal. Aplicación 52 Barras "A" Barras "B" El objetivo prioritario de las protecciones es conseguir una protección eficaz de todos los elementos asociados a un sistema de potencia. Debe comportarse de forma selectiva y fiable, aislando la zona en falta y abriendo el mínimo número de interruptores a fin de no poner en peligro la estabilidad del sistema. Las líneas de transporte pueden ser clasificadas como líneas cortas ( 15Km) y largas ( 300Km). No obstante, la longitud de la línea no es el único criterio para su clasificación, sino que hay que tener en cuenta el valor de relación de la impedancia fuente a la impedancia de línea. Una línea de 12Km con un valor bajo de relación, Z S / Z L debe considerarse como línea larga, mientras que una línea de 300Km con un valor alto de relación Z S / Z L, debe de considerarse como línea corta. Centro remoto Unidad Central / Concentrador de Subestación PC local Las protecciones de distancia están basadas en un principio de operación sencillo que presenta algunas ventajas, una de las cuales es no depender de un canal de comunicaciones para su operación. No obstante, y de cara a su aplicación en líneas de Alta y Muy Alta tensión, tienen el incoveniente de no poder ajustarse perfectamente al 100% de la línea. Para poder resolver este problema, se dota a las protecciones de distancia de un sistema de teleprotección, utilizándose los siguientes esquemas de protección: Esquemas de subalcance permisivo En este sistema, la protección de un extremo de la línea verá la falta en primera zona; por tanto, la protección de este extremo dispara su interruptor y envía simultáneamente una señal de permiso de disparo al otro extremo (o extremos) de línea. Si al recibir la señal de permiso en el terminal remoto, la protección se encuentra arrancada, ésta disparará el interruptor correspondiente.

3 Esquema de sobrealcance permisivo En este esquema se ajusta la protección de distancia sobrealcanzado ( 120% ) el extremo remoto de la línea y enviando una señal de permiso de disparo al extremo remoto cuando actúa dicha unidad de distancia. El disparo se efectúa cuando se cumplen las condiciones de actuación de sobrealcance y la recepción de la señal de permiso de disparo. Esquema de bloqueo En el esquema de bloqueo, la protección de distancia está dotada de una unidad, capaz de ver en contradirección, que envía una señal de bloqueo a los otros extremos en caso necesario. De este modo, la protección disparará solamente cuando actúe su unidad de sobrealcance, que mira hacia adelante, y no reciba señal de bloqueo desde el otro terminal. Esquema híbrido Este esquema es una variante del anterior, siendo su principio de funcionamiento como sigue: en condiciones normales el sistema funciona de modo igual al sobrealcance permisivo, es decir, para disparar la protección tiene que tener actuada la unidad de sobrealcance y recibir una señal de permiso de disparo desde el otro extremo. Además, se ajusta la protección con una unidad en contradirección, del mismo modo que el esquema de bloqueo. Si la protección recibe una señal de permiso de disparo y no se encuentra actuada ninguna de las dos unidades (sobrealcance y unidad en contradirección) devuelve una señal de permiso de disparo ("eco" de la señal recibida) de forma que permita disparar el extremo emisor de la señal primitiva, garantizando la posibilidad de disparo en condiciones de alimentación débil. Criterios orientativos para la determinación del tipo de esquema a utilizar: En los esquemas permisivos predomina la seguridad sobre la obediencia: en caso de fallo del canal de comunicaciones queda inhibido el disparo. Los esquemas permisivos, no operan correctamente en condiciones de alimentación débil, por tanto se deben completamente con la función de "eco" (híbrido) o similar. Funciones Los esquemas a bloqueo exigen que la protección disponga de una unidad en contradirección, predominando, por tanto, la obediencia sobre la seguridad: ante un fallo de canal y una falta externa, puede producirse un disparo no deseado, pero ante una falta interna, está asegurado el disparo, aún a falta del canal de comunicaciones. El esquema de bloqueo implica tiempos superiores en el despeje de la falta debido a la espera de seguridad de la recepción de la posible señal de bloqueo. Funciones de protección Cuatro zonas de disparo, todas ellas reversibles Selección de hasta cuatro esquemas de teleprotección Unidades de medida con características Mho variable y dinámica (para faltas entre fases) Cuadrilateral y/o Mho (para faltas monofásicas a tierra) Disparo trifásico o mono-trifásico (según modelo) Reenganchador trifásico o mono-trifásico (según modelo) de hasta tres ciclos. Puede iniciar el ciclo por medio de alguna función de protección o por actuación de protección externa. Incluye la lógica de funcionamiento: Fuera de Servicio, 1P, 3P, 1P+ 3P y Dependiente Bloqueo por oscilación de potencia Detector de cierre sobre falta o energización de línea Detector de fallo fusible de transformador de tensión Disparo por alimentación débil Detección de interruptor remoto abierto Otras funciones Control local de órdenes (teclado) Interface hombre-máquina Tres tablas de ajustes de protección, reenganchador y lógica Entradas digitales programables Salidas digitales auxiliares programables Salidas de disparo y cierre Indicadores ópticos programables Supervisión y alarma de mantenimiento del interruptor (*ka2) Supervisión de los circuitos de disparo y cierre Sincronización horaria Programa de comunicaciones Medidas de intensidad, tensión con sus desfases angulares y potencia Comprobación de sincronismo: se dispone de una unidad de comprobación de sincronismo (para la supervisión del reenganchador) en la que se puede ajustar el ángulo, deslizamiento de frecuencia y las tensiones de barras y /o línea. Unidad de sobreintensidad direccional (apoyo tierra) Unidad de máxima tensión Unidad de mínima tension

4 Funciones de registro e información Registro oscilográfico Los equipos ZLS pueden generar un registro oscilográfico de todos los canales analógicos y de la tensión e intensidad de neutro, así como de las salidas digitales, hasta un total de 72 señales digitales por oscilo. Los valores de las muestras de todas las magnitudes analógicas muestreadas se almacenan con una resolución de tiempo igual al muestreo (12 muestras por ciclo de 50 Hz / 1.67ms) Pueden seleccionarse tres modos de operación del registro oscilográfico: arranque (almacenamiento de la información cuando se activa una función de arranque del oscilo); disparo 1 (almacenamiento de información sólo si se produce disparo) y disparo 2 (almacenamiento de cuatro ciclos post-falta si no se produce disparo) Cada registro consta de un periodo prefalta ajustable entre 1 y 2 ciclos y un periodo post-falta ajustable entre 20 y 300 ciclos para el modo de tiempo fijo. El registro tiene capacidad para almacenar hasta 32 registros, dependiendo del modo de operación seleccionado. El almacenamiento se realiza sobre memoria volátil. La información para la generación de ficheros se recoge por medio del programa de comunicaciones, pudiendo ser convertida a formato normalizado COMTRADE. Informes de falta Los modelos ZLS incorporan un registro de informes de falta en el que se almacena la información más relevante relacionada con una falta despejada por el propio equipo, con una capacidad de almacenamiento de los 15 últimos disparos. La información almacenada es : tipo de falta, distancia a la falta, tiempo de inicio de la falta, tiempo de orden de disparo, tiempo de fin de falta, unidades arrancadas durante la falta, unidad generadora del disparo, valor de las intensidades / tensiones en el momento de la prefalta y de la falta, etc. Los informes de falta se almacenan sobre memoria no volátil. Registro de sucesos El registro alcanza los 100 últimos sucesos en forma de pila circular, anotándose los valores de intensidad /tensión en el momento del suceso así como la fecha y hora con una resolución de 1 ms. El registro de sucesos, al igual que el de informes de falta, se almacena sobre memoria no volátil. Registro de históricos de intensidad, tensión y potencia Tiene por objeto registrar las evoluciones de la carga, tomando para ello cada segundo una muestra de cada uno de los valores de medida y calculando su media de un intervalo ajustable entre 1 y 15 minutos, proporcionando un valor de medida que corresponde al mayor de las medidas realizadas. Localizador de faltas Dispone de un localizador de faltas que obtiene la distancia a la falta, bien en las unidades de longitud de la línea (kilómetros o millas) o bien en tantos por ciento de la longitud total de la línea. El valor de distancia a la falta se envía por comunicaciones de una manera permanente o según lo definido mediante el ajuste de duración de la indicación.

5 Interfaz hombre-máquina La comunicación con los equipos puede realizarse de forma local y remota. 1. Localmente, mediante: Teclado y Display El equipo dispone de un display de cristal líquido, de 4 filas y 20 caracteres por fila, y de un teclado formado por 16 teclas (en una matriz de 4 x 4) más otras 4 teclas de función. Si se pulsa la tecla de función F2, el equipo presenta, en forma circular, la información detallada a continuación, pudiendo efectuarse las maniobras descritas: - Datos del último disparo - Estado del reenganchador - Medidas - Reposición de la indicación de último disparo - Reposición de los indicadores ópticos En caso de haberse producido alguna actuación, el display presentará, en primer lugar, la información relativa al último disparo. Para acceder a los diferentes menús de ajustes se utilizará el teclado formado por 16 teclas. De este modo, y previa clave de acceso, se podrá editar y visualizar ajustes de los siguientes menús: - Menú de configuración: códigos de acceso, permisos de maniobra, configuración de entradas y salidas, cambio de fecha y hora, ajuste de las comunicaciones, contraste y tensión de fase del lado de barras. - Menú de maniobras: interruptor (abrir / cerrar), reenganchador (bloqueo / desbloqueo del reenganchador, contador de reenganches). - Menú de ajustes: generales, protección, reenganchador, unidad de sincronismo, mando, supervisión del interruptor, supervisión de circuitos de maniobra, históricos y oscilo. - Menú de información (de acceso libre): visualización de ajustes, registros, informes de falta, etc. Mediante PC: conectado a la puerta serie de comunicaciones (RS232) situada en el frente del equipo. 2. Remotamente, a través de la puerta serie de comunicaciones situada en la parte posterior del equipo, seleccionable entre RS232, Fibra Optica de Plástico o Fibra Optica de Cristal. Ejemplos de pantallas del programa de comunicaciones Display alfanumérico y teclas de función.

6 Comunicaciones El programa permite la comunicación con los modelos ZLS y otros equipos, bien de forma local (a través de la puerta frontal) o remota (vía puerta serie posterior), cubriendo todas las necesidades del usuario en cuanto a programación, ajustes, registros, informes, medidas, etc. El programa está protegido contra usuarios no autorizados mediante códigos de acceso. corre en entorno WINDOWS TM, es de fácil manejo y utiliza botones o teclas para dar entrada a los distintos submenús. Cada submenú contiene uno o varios cuadros de diálogo que, en cada caso, solicitan al usuario la introducción de datos o la selección de ciertos valores dentro de un rango predeterminado. Las funciones principales del programa son las siguientes: Acceso, presentación y listado de: estado del equipo (estado de las unidades, medidas y alarmas); registros (sucesos, informes de falta, oscilos, históricos) y ajustes Editor de ajustes Bases de datos (ajustes, equipos, instalaciones, etc.) Volcado de ajustes Recogida completa de información Modularidad Los equipos 8ZLS se montan en cajas de 1 rack de 19 y 2 unidades de altura, pintados en color grafito. Están previstos para su instalación empotrada en armarios porta-racks o empotrados en panel. Las regletas de conexión están dispuestas horizontalmente en la parte posterior de la caja, admitiendo una sección de cable de 4mm 2 para los circuitos de intensidad / tensión y de 2,5 mm 2 para el resto de los circuitos. Ejemplos de pantallas del programa de comunicaciones Protocolos de comunicaciones El protocolo estándar de comunicaciones utilizado por los equipos es el PROCOME, que cumple con la serie de normas CEI para la definición de protocolos de transmisión serie en modo asíncrono y es compatible con la recomendación VDEW/ZVEI. Hay que tener en cuenta que la utilización del citado protocolo en un sistema integrado no se debe considerar como algo permanente o fundamental, pudiendo utilizarse otros protocolos cuando el proceso normativo internacional se haya estabilizado. El PROCOME ha venido a cubrir un hueco en la normalización a corto plazo, teniendo en cuenta que es la única propuesta que integra protección y control y que está basado en la normativa internacional. No obstante, estos terminales pueden también suministrarse con protocolos tales como el DNP 3.0 o el Mod-Bus, solamente definidos para las funciones de control.

7 Rangos de ajuste Ajustes generales Relación de transformación de intensidad de fase Relación de transformación de tensión de fase Relación de transformación de tensión de barra Ajustes de protección Magnitudes de línea Módulo de secuencia directa Angulo de secuencia directa 25º - 90º Angulo de secuencia homopolar 25º - 90º Factor K0 (compensación de secuencia homopolar) 1,00-8,00 Longitud de línea 0,00-400,00 Unidad de longitud de línea Km / Millas Unidad del localizador Longitud / % longitud línea Indicación permanente Duración de la indicación m Magnitudes de circuito Impedancia fuente local Módulo de secuencia directa Angulo de secuencia directa 25º - 90º Módulo de secuencia homopolar Angulo de secuencia homopolar 25º - 90º Impedancia fuente remota Módulo de secuencia directa Angulo de secuencia directa 25º - 90º Módulo de secuencia homopolar Angulo de secuencia homopolar 25º - 90º Impedancia paralelo equivalente Módulo de secuencia directa 0, Ω Angulo de secuencia directa 25º - 90º Módulo de secuencia homopolar 0, Ω Angulo de secuencia homopolar 25º - 90º Unidades zona 1 Dirección Atrás / Adelante Alcance Limitación resistiva (RLC) (0,5 30) x Reactancia (*) Tiempo de basculamiento 0,00-0,50 s Unidades zonas 2, 3 y 4 (ajustes independientes para cada zona) Dirección Atrás / Adelante Alcance Limitación resistiva (RLC) (0,5 30) x Reactancia (*) Temporización faltas a tierra 0,00-300,00 s Temporización faltas entre fases 0,00-300,00 s (*) Siendo el correspondiente RLC 500 Ω

8 Rangos de ajuste Ajustes de protección Característica faltas a tierra (tipo de unidad): Reactancia / Mho / Reactancia y Mho Supervisión de unidades Intensidad monofásicas hacia adelante 0,20-7,50 A Intensidad bifásicas hacia adelante 0,20-7,50 A Intensidad monofásicas hacia atrás 0,20-7,50 A Intensidad bifásicas hacia atrás 0,20-7,50 A Esquema de protección Esquema de protección Distancia escalonada Subalcance permisivo Sobrealcance permisivo Bloqueo por comp. direccional Híbrido Tiempo de coordinación (sobrealcance permisivo e híbrido) 0-50 ms Nivel de subtensión (esquema híbrido) 15,00-70,00 V Tiempo de reposición de envío ms Unidades de tensión Sobretensión Arranque Temporización Tipo de salida Subtensión Arranque Temporización Tipo de salida V 0, s AND / OR V 0, s AND / OR Unidad de sobreintensidad direccional Tipo de unidad Inversa / Homopolar Unidad direccional instantánea Arranque 0,50-60,00 A Temporización 0,00-100,00 s Control de par Unidad direccional temporizada Arranque 0,20-2,40 A Curva de tiempos Inversa / Muy inversa / Extrem. inversa / Tiempo fijo / Curva de usuario (opcional) Indice de tiempos 0,05-1,00 Tiempo fijo 0, s Control de par Unidad de detección de interruptor remoto abierto Temporización 0, ms Unidad de detección de oscilación de potencia Zona Mho asociada 2-4 Temporización ms

9 Rangos de ajuste Lógica de protección Disparo trifásico (sólo modelo 8ZLS-J) Máscara de zonas 1, 2, 3 y 4 (ajustes independientes para cada zona) Faltas entre fases Faltas a tierra Máscara de actuación de unidades auxiliares Un. detección de interruptor remoto abierto (RA) Un. detección cierre sobre falta (CF) Un. sobreintensidad instantánea (IN) Un. sobreintensidad temporizada (TN) Un. subtensión (SU) Un. sobretensión (SO) Máscara de bloqueo de disparos por detector de oscilación de potencia Zonas 1, 2, 3 y 4 (ajuste independiente para cada zona) Por esquema de protección Bloqueo de disparo por detección de fallo de fusible de los circutios de tensión Zona de supervsisión para cierre sobre falta Zona 2 / Zona 3 Ajustes del reenganchador Reenganchador en servicio Máscara de inicio de reenganche Unid. zonas 1, 2, 3 y 4 (ajuste independiente para cada zona) Unid. sobreintensidad instantánea Unid. sobreintensidad temporizada Autómata de reenganche Modo de reenganche (modelo 8ZLS-J) 1p; 3p; 1p/3p; Dependiente Número de reenganches 1-3 Tiempo primer reenganche monofásico (modelo 8ZLS-J) 0, s Tiempo primer reenganche trifásico (modelo 8ZLS-J) 0, s Tiempo primer reenganche (modelo 8ZLS-I) 0, s Tiempo segundo reenganche 0, s Tiempo tercer reenganche 0, s Tiempo de inicio 0,07-60 s Tiempo de seguridad 0, s Tiempo de seguridad tras cierre externo 0, s Tiempo de espera de sincronismo 0, s Supervisión por sincronismo supervisión reenganches 1, 2 y 3 por unidad de sincronismo (ajuste independiente para cada reenganche) espera reenganches 1, 2 y 3 por unidad de sincronismo (ajuste independiente para cada reenganche) Tipo de sincronismo Externo / Calculado Unidad de sincronismo Unidades de tensión Arranque Lado A V Arranque Lado B V Energización (máscara) No V Lado A / No V Lado B No V Lado A / Sí V Lado B Sí V Lado A / No V Lado B Sí V Lado A / Sí V Lado B Unidad de diferencia de tensión Máxima diferencia de tensión 0,02-0,30 p.u Unidad de diferencia de fase Máxima diferencia de fase 5-50º Unidad de diferencia de frecuencia Máxima diferencia frecuencia 0,05-2,00 Hz Temporización de la salida de 0,00-60 s sincronismo

10 Características técnicas Tensión de la Alimentación Auxiliar V cc (± 20 %) V cc (± 20 %) V cc (± 20 %) Consumo en reposo: 8 W Dimensiones Caja tipo F Asistencia 24 horas en España y Europa Taladros 8 mm. Medidas en mm. Entradas de Intensidad Valor nominal In = 1A In = 5A Capacidad térmica 4 In En permanencia 50 In Durante 3 s 100 In Durante 1 s Límite dinámico 240 In Carga de los circuitos In = 5A < 0,2 VA de intensidad In = 1A < 0,05 VA , , ,2 90 Entradas de Tensión Valor nominal Un=110 V a 50 Hz Un=120 V a 60 Hz Capacidad térmica 2 x Un (en permanencia) Carga de los circuitos Un = 110 V < 0,05 VA de tensión Entradas Digitales Rango tensión entrada Vcc ±20% Vcc±20% Vcc ±20% Consumo < 5 ma Exactitud en la Medida Intensidad 3 % ó 20 ma Tensión 3 % Distancia 5 % Angulo 2º Tiempo definido 5% ó 25 ms y Tiempo inverso (UNE y CEI 255) Salidas Auxiliares de Control de Canal Intensidad en permanencia 300 ma Tensión de conexión 400 Vcc Salidas de Disparo I (c.c) límite máxima (*) 30 A en 1 s I (c.c) en servicio continuo (*) 8 A Capacidad de conexión 2500 W Capacidad de corte (*) 150W (48 Vcc) 55W (110 Vcc) 1250 VA Capacidad de corte (L/R=0,04 s.) 60 W a 125 Vcc Tensión de conexión 250 Vcc * con carga resistiva Salidas Auxiliares I (c.c) límite máxima (*) 5 A en 30 s I (c.c) en servicio continuo (*) 3 A Capacidad de conexión 2000 W Capacidad de corte (*) 75W (48 Vcc) 40W (110 Vcc) 1000 VA Capacidad de corte (L/R=0,04 s.) 20 W a 125 Vcc Tensión de conexión 250 Vcc * con carga resistiva 465 Asistencia 24 horas en EE.UU y Canadá Asistencia 24 horas en Brasil y Latinoamérica

11 Selección del Modelo Normas y Ensayos Tipo La selección del modelo, según las características requeridas, se realiza en función del siguiente esquema. Selección Construcción en rack de ZLS - 0 Aislamiento CEI Entre circuitos y masa 2 kv a 50 Hz durante 1 min Entre circuitos independientes 2 kv a 50 Hz durante 1 min Impulso de tensión CEI (UNE /5) 5 kv; 1,2/50 µs; 0,5 J Funciones 21(3F) N 21(1F/3F) N Opciones Modelo especial * Localizador de faltas + oscilo oscilo con canales digitales 8 * A definir In = 5A In = 1A Alimentación Vcc (*) Vcc (*) Vcc (*) (*) ± 20 % Intensidad Nominal Ent. digitales Ent. supervisión Vcc Vcc Vcc Vcc 125 Vcc 250 Vcc I J N E Tensión de medida / Frecuencia / Idioma 110 y Vca / 50 Hz / español y Vca/ 60 Hz / inglés y Vca / 50 Hz / inglés B 120 y Vca/ 60 Hz / español D 120 y Vca/ 60 Hz / portugués F Perturbaciones de 1 MHz CEI Clase III (UNE /22-1) Modo común 2,5 kv Modo diferencial 1,0 kv Perturbaciones de Transitorios Rápidos CEI Clase IV (UNE /22-4) (CEI ) 4 kv ±10% Inmunidad a Campos Radiados CEI Modulada en amplitud (EN 50140) 10 V/m Modulada por pulsos (EN 50204) 10 V/m Inmunidad a Señales Conducidas EN Modulada en amplitud 10 V Descargas Electrostáticas CEI Clase III (UNE /22-2) (CEI ) 8 kv ±10% Emisiones Electromagnéticas Radiadas y Conducidas EN (CEI ) Temperatura Rango de funcionamiento Rango de almacenaje Humedad CEI de -10º C a +55º C de -25º C a +70º C 95% (sin condensación) Comunicaciones RS232 + RS232 1 RS232 + F.O.P. de 1 mm 2 RS232 + F.O.C. (con. SMA) 3 RS232 + F.O.C. (con. ST) 4 RS232 + F.O.P (doble anillo) 6 Módulo Entradas / Salidas Estándar 0 Interferencias y Rizado en la Alimentación CEI / UNE (11) Vibraciones (sinusoidal) Choques y Sacudidas < 20% CEI Clase I CEI Clase I Los modelos 8ZLS cumplen la normativa de compatibilidad electromagnética 89/336/CEE Dígito de Control XX Tipo de Caja 2 U x 1 rack de 19 F Protocolo Comunicaciones Prot. (PROCOME) + Control (PROCOME) D

12 Diagrama genérico de bloques Po TO Aplicaciones y Tecnología, S.A. Domicilio Social: Parque Tecnológico, Zamudio, Vizcaya. Aptdo Bilbao Tel.: Fax: Madrid: Avenida Vía Dos Castillas, 23. Chalet Pozuelo de Alarcón - Madrid. Tel.: Fax: ZIV Aplicaciones y Tecnología, S.A. Zamudio 2002 La información contenida en este catálogo es sólo indicativa. Para una información más completa consulte el manual o contacte con nuestro Departamento Comercial