Manual de referencia. Protection de la redes elétricas Sepam seria 10

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1 Manual de referencia Protection de la redes elétricas Sepam seria 10

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3 Tabla de materias Información de seguridad Acerca de este libro Capítulo 1 Presentación Introducción Funcionamiento estándar Identificación Capítulo 2 Instalación Advertencias de seguridad Precauciones Recepción e identificación del material Montaje Conectores de conexión Esquemas de conexión Conexión de los transformadores de corriente (TI) Conexión de un toroidal homopolar Conexión de las entradas lógicas y de los relés de salida Conexión del puerto de comunicación Dimensionamiento de los TI Toroidales homopolares CSH120, CSH200 y GO Capítulo 3 Uso Interfaz Hombre-Máquina Explotación Ajuste Lista de las pantallas de los Sepam serie 10 N Lista de las pantallas de los Sepam serie 10 B Lista de las pantallas de los Sepam serie 10 A Capítulo 4 Funciones y parámetros Principio general Definición de los símbolos Relación de transformación de los TI de fase Relación de transformación del TI de tierra o calibre del toroidal homopolar Frecuencia de la red Protección con máxima corriente de fase (ANSI 50-51) Protección con máxima corriente de fallo a tierra (ANSI 50N-51N) Curvas de disparo de las protecciones con máxima corriente Insensibilización de la protección con máxima corriente de fase (Cold Load Pick-Up I) Insensibilización de la protección con máxima corriente de fallo a tierra (Cold Load Pick-Up Io) Protección por imagen térmica (ANSI 49 RMS) Control del disyuntor Disparo externo Selectividad lógica (ANSI 68) Medida de las corrientes de fase Medida de la corriente de fallo a tierra Maxímetros de las corrientes de fase Registro del último fallo Registro con fecha de los 5 últimos eventos Idioma de explotación Número de corrientes de fase visualizadas Comunicación Supervisión del circuito de disparo (TCS) Fecha y hora SEPED /2008 3

4 Tensión aplicada a las entradas lógicas Funcionamiento del control local/remoto Código de acceso Visualización del estado de las entradas lógicas Visualización del estado de los relés de salida Relé de watchdog Señalizaciones de la parte frontal Acuse de recibo de los fallos Capítulo 5 Funcionamiento en modo personalizado Introducción Sepam serie 10 N - Personalización de los relés de salida Sepam serie 10 N - Personalización del LED de fallo Sepam serie 10 B - Personalización de los relés de salida Sepam serie 10 B - Personalización de los LED de fallo Sepam serie 10 A - Personalización de los relés de salida Sepam serie 10 A - Personalización de las entradas lógicas Sepam serie 10 A - Personalización de los LED de fallo Sepam serie 10 A - Personalización de la selectividad lógica Capítulo 6 Control del disyuntor y seguridad de funcionamiento Principio general Control del disyuntor en modo estándar Control del disyuntor en modo personalizado Funcionamiento del sistema de autotests Capítulo 7 Comunicación Protocolo Modbus Presentación Protocolo Modbus Puesta en servicio y diagnóstico Acceso a los datos Codificación de los datos Zonas de sincronización, información, medidas, diagnóstico de red y test Zona de los mandos remotos Zona de los estados y de las indicaciones remotas Eventos con fecha y hora Puesta en fecha y hora y sincronización Lectura de identificación del Sepam Protocolo IEC Presentación Norma IEC Principio del protocolo IEC Puesta en servicio y diagnóstico Acceso a los datos Perfil de comunicación del Sepam Tablas de datos del Sepam Tramas de los ASDU 1, 2, 5, 9, 20 y codificación de la información Capítulo 8 Puesta en servicio Advertencias de seguridad Principios Material de prueba y de medida necesario Puesta en tensión Validación de la cadena de protección completa Controles de los ajustes Control de la relación de transformación de los TI Control de la conexión de las entradas de corriente de fase Control de la conexión de las entradas de corriente de fallo a tierra Prueba de las protecciones con máxima corriente de fase ANSI Prueba de las protecciones con máxima corriente de fallo a tierra ANSI 50N-51N Prueba de la protección por imagen térmica ANSI 49 RMS Control de la conexión de las entradas lógicas Puesta en servicio operativo Ficha de pruebas del Sepam SEPED /2008

5 Capítulo 9 Mantenimiento Mantenimiento preventivo Ayuda para la reparación Retirada del Sepam Sustitución de la batería del Sepam serie 10 A Capítulo 10 Características Características de las funciones Características técnicas Características ambientales Funcionamiento interno SEPED /2008 5

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7 Información de seguridad Información importante AVISO Lea atentamente estas instrucciones y observe el equipo para familiarizarse con el dispositivo antes de instalarlo, utilizarlo o realizar su mantenimiento. Los mensajes especiales que se ofrecen a continuación pueden aparecer a lo largo de la documentación o en el equipo para advertir de peligros potenciales o para ofrecer información que aclare o simplifique los distintos procedimientos. La inclusión de este icono en una etiqueta de peligro o advertencia indica un riesgo de descarga eléctrica, que puede provocar lesiones si no se siguen las instrucciones. Éste es el icono de alerta de seguridad. Se utiliza para advertir de posibles riesgos de lesiones. Observe todos los mensajes que siguen a este icono para evitar posibles lesiones o incluso la muerte. PELIGRO PELIGRO indica una situación inminente de peligro que, si no se evita, provocará lesiones graves o incluso la muerte. ADVERTENCIA ADVERTENCIA indica una posible situación de peligro que, si no se evita, puede provocar daños en el equipo, lesiones graves o incluso la muerte. AVISO AVISO indica una posible situación de peligro que, si no se evita, puede provocar lesiones o daños en el equipo. TENGA EN CUENTA Sólo el personal de servicio cualificado podrá instalar, utilizar, reparar y mantener el equipo eléctrico. Schneider Electric no asume las responsabilidades que pudieran surgir como consecuencia de la utilización de este material Schneider Electric. Todos los derechos reservados. SEPED /2008 7

8 Información de seguridad 8 SEPED /2008

9 Acerca de este libro Presentación Objeto Campo de aplicación Advertencia Comentarios del usuario Este manual está dirigido a las personas encargadas de instalar, poner en marcha y utilizar los relés de protección Sepam serie 10. El manual ofrece detalles complementarios a las instrucciones de servicio que se adjuntan con el material. Los datos y las ilustraciones que se proporcionan en esta documentación no conllevan ninguna relación contractual. Nos reservamos el derecho de modificar nuestros productos de acuerdo con nuestra política de desarrollo permanente. La información presentada en este documento puede ser objeto de modificaciones sin notificación previa y no se debe interpretar como un compromiso contraído por parte de Schneider Electric. Agradeceremos que nos comunique sus sugerencias de mejora o modificación o los errores que haya podido detectar en esta publicación. Este documento no puede reproducirse, sea parcial o totalmente, de ninguna forma ni por ningún medio, ya sea electrónico, mecánico o mediante fotocopias, sin la autorización previa de Schneider Electric. Deben respetarse todas las normas locales de seguridad oportunas al instalar y utilizar este producto. Por motivos de seguridad y a fin de garantizar la exactitud de los datos del sistema documentados, sólo el fabricante está facultado para realizar reparaciones en los componentes. Si no se tiene en cuenta esta precaución, se pueden producir lesiones o daños materiales. Envíe sus comentarios a la dirección electrónica techpub@schneider-electric.com SEPED /2008 9

10 Acerca de este libro 10 SEPED /2008

11 Presentación 1 Contenido: Este capítulo contiene los siguiente apartados: Apartado Página Introducción 12 Funcionamiento estándar 15 Identificación 18 SEPED /

12 Sepam serie 10 - Presentación Introducción La familia Sepam serie 10 La familia de relés de protección Sepam serie 10 está destinada a proteger y explotar los centros de transformación MT/BT de los distribuidores de energía y las redes de distribución eléctrica de las instalaciones industriales. La familia se compone de 3 modelos adaptados a las aplicaciones de protección usuales que necesitan medir las corrientes: Sepam serie 10 N, para la protección con máxima corriente de fallo a tierra Sepam serie 10 B, para las protecciones con máximas corrientes de fase y de fallo a tierra y por imagen térmica Sepam serie 10 A, para las protecciones con máximas corrientes de fase y de fallo a tierra y por imagen térmica, que pueden necesitar entradas lógicas y un puerto de comunicación. Ejemplo: Sepam serie 10 A Ventajas principales del Sepam El Sepam se instala fácilmente en un panel: Es compacto. Se mantiene en el panel mediante pestillos controlados por la parte frontal. Los bornes de conexión están claramente identificados. El Sepam se pone en servicio rápidamente: Se entrega con los parámetros por defecto. Se ajusta por la parte frontal mediante su visualizador y su teclado de cuidada ergonomía. Se pone en servicio sin necesidad de un PC. El Sepam facilita la explotación de las subestaciones: Sus numerosas posibilidades de personalización permiten adaptarlo a las limitaciones de explotación. Su visualizador permite mostrar las pantallas en varios idiomas. Señala de forma explícita y espontánea los disparos. El Sepam es un producto robusto y de fácil mantenimiento: La envolvente es de plástico aislante. El conjunto soporta los ambientes adversos: Índice de protección de la parte frontal: IP54 Rango de temperatura de funcionamiento: de 40 a +70 C (de 40 a +158 F) El conector de las entradas de corriente se puede desconectar en carga. Aplicaciones del Sepam serie 10 N Los Sepam serie 10 N están adaptados para las siguientes aplicacione: Protección contra los fallos a tierra de las salidas protegidas contra cortocircuitos entre fases mediante fusibles. Protección del punto neutro de los transformadores. Aplicaciones del Sepam serie 10 B Los Sepam serie 10 B están adaptados para las siguientes aplicaciones: Protección de las llegadas y las salidas de un centro de transformación Protección de los transformadores MT/BT Ofrecen las siguientes funciones de protección: Protección con máxima corriente de fase Protección con máxima corriente de fallo a tierra Protección por imagen térmica. 12 SEPED /2008

13 Sepam serie 10 - Presentación Aplicaciones del Sepam serie 10 A Los Sepam serie 10 A están adaptados para las siguientes aplicaciones: Protección de las llegadas y las salidas de un centro de transformación Protección de los transformadores MT/BT Este modelo ofrece las siguientes funciones principales: Protección con máxima corriente de fase Protección con máxima corriente de fallo a tierra Protección por imagen térmica Supervisión del circuito de disparo (TCS) Selectividad lógica Disparo externo Comunicación para una explotación remota. Tabla de opciones La tabla de opciones presenta las funciones realizadas por los diferentes modelos de Sepam serie 10 en funcionamiento estándar. Las posibilidades de personalización de estas funciones se describen en el capítulo Funcionamiento personalizado. Funciones Código Sepam serie 10 ANSI N B A Protección con máxima corriente de fallo a tierra Estándar 50N-51N Sensible 50G-51G Muy sensible Protección con máxima corriente de fase Protección por imagen térmica 49 RMS Insensibilización de la protección con máxima corriente de fase Insensibilización de la protección con máxima corriente de fallo a tierra Bloqueo del cierre del disyuntor 86 Señalización del disparo Supervisión del circuito de disparo Selectividad lógica - Emisión de bloqueo de selectividad lógica 68 Selectividad lógica - Recepción de bloqueo de selectividad lógica 68 Disparo externo Comunicación por protocolo Modbus o IEC Control del disyuntor a distancia Personalización del funcionamiento de los relés de salida y de los LED de fallo Personalización de la asignación de las entradas lógicas Medida de la corriente de fallo a tierra Medida de las corrientes de fase Maxímetros de las corrientes de fase Registro del último fallo Registro con fecha de los 5 últimos eventos Watchdog Función disponible en modo estándar Función disponible en modo estándar en función del tipo de Sepam Función disponible en modo personalizado SEPED /

14 Sepam serie 10 - Presentación Protección con máxima corriente de fallo a tierra Para proteger las redes contra los fallos de fase-tierra, es necesario escoger en el control el nivel de sensibilidad de la protección con máxima corriente de fallo a tierra entre 3 valores. Los captadores que deben utilizarse y el rango de ajuste del umbral dependen de la sensibilidad escogida: Sensibilidad Captador Rango de ajuste Estándar 3 TI de fase o 1 TI de tierra, de corriente 0, Ino nominal primaria Ino Sensible Muy sensible 3 TI de fase o 1 TI de tierra, de corriente nominal primaria Ino Toroidal homopolar específico CSH120, CSH200 o GO110, de relación 470/1 0,01...2,4 Ino 0, A primaria, es decir, 0,00040,5 Ino Recursos La siguiente tabla muestra los recursos de los Sepam: Entradas/salidas Sepam serie 10 N Sepam serie 10 B Sepam serie 10 A Entradas de corriente de tierra Entradas de corriente de fase 0 2 ó 3 3 Relé de salida Entradas lógicas Puerto de comunicación Tensión de alimentación La tensión de alimentación de los Sepam puede ser continua o alterna. Se recomiendan 3 gamas de tensión de alimentación, tal como se indica en la siguiente tabla: Tensión de alimentación Sepam serie 10 N Sepam serie 10 B Sepam serie 10 A V CC o V CA V CC o V CA V CC Los Sepam serie 10 A alimentados con V CC disponen de entradas lógicas de umbral alto. Modos de funcionamiento Son posibles 2 modos de funcionamiento para los relés de salida, los indicadores de fallo de la parte frontal y, en el caso de los Sepam serie 10 A, las entradas lógicas: El modo de funcionamiento estándar es el funcionamiento resultante de la asignación previa de los relés de salida, los indicadores de fallo de la parte frontal y las entradas lógicas. Los Sepam serie 10 con ajustes de fábrica se suministran en este modo. El modo de funcionamiento personalizado permite, si es necesario, modificar el funcionamiento de los relés de salida, los indicadores de fallo de la parte frontal y las entradas lógicas. Control del disyuntor Los Sepam son compatibles con los siguientes tipos de disparador de disyuntor: Disparadores con bobina de emisión Disparadores con bobina de mínima tensión. 14 SEPED /2008

15 Sepam serie 10 - Presentación Funcionamiento estándar Introducción Los siguientes sinópticos presentan las cadenas funcionales de cada modelo de Sepam en modo de funcionamiento estándar con: la conexión de la entrada de corriente de fallo a tierra a un TI de tierra, a modo de ejemplo la conexión de las entradas de corriente de fase, si es necesario la conexión de la tierra de protección Sinóptico de funcionamiento del Sepam serie 10 N IA IB IC CT 1A/5A B Io Io> Io>> Reset 1 S R I > 1 S R O3 O2 O1 A Relé de salida O1 O2 O3 Asignación Disparo del disyuntor Bloqueo del cierre del disyuntor Señalización del disparo SEPED /

16 Sepam serie 10 - Presentación Sinóptico de funcionamiento del Sepam serie 10 B IA IB IC CT 1A/5A B IA IB IC Io max I> I>> 49 RMS Io> 1 1 S R S R S R I > I > 1 S R O3 O2 O1 A Io>> Reset Relé de salida O1 O2 O3 Asignación Disparo del disyuntor Bloqueo del cierre del disyuntor Señalización del disparo 16 SEPED /2008

17 Sepam serie 10 - Presentación Sinóptico de funcionamiento del Sepam serie 10 A El sinóptico del Sepam serie 10 A también representa la conexión de las entradas lógicas I1 y I2: IA IB IC CT 1A/5A B IA IB IC Io max I> I>> 49 RMS Io> Io>> 1 1 S R S R S R I> I > 1 S R O3 O2 1 O1 A D I4 I3 Local / Remote Reset 1 Reset S R Ext C C 1 S 2 D0 3 D1 4 RS 485 COM Open Close O4 D D I2 I1 TCS 68 watchdog O5 O6 O Relé de salida O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 Asignación Disparo del disyuntor Bloqueo del cierre del disyuntor Señalización del disparo Cierre del disyuntor por la comunicación Emisión de bloqueo de selectividad lógica Señalización de fallo de circuito de disparo (TCS) Watchdog (watchdog) Entradas lógicas I1 I2 I3 I4 Asignación Disyuntor abierto Disyuntor cerrado Disparo externo Local/remoto (Local / Remote) SEPED /

18 Sepam serie 10 - Presentación Identificación Código de identificación El código de identificación de un Sepam serie 10 es alfanumérico y define las funciones principales del Sepam. Este código se compone de varios campos: Sepam serie 10 Familia Sepam serie 10 Modelo N: Protección con máxima corriente de fallo a tierra B: Protección con máximas corrientes de fases y de fallo a tierra A: Protección con máximas corrientes de fases y de fallo a tierra, entradas lógicas y puerto de comunicación N B A Número de entradas de corriente 1 : 1 entrada de corriente de fallo a tierra 3 : 2 entradas de corriente de fase + 1 entrada de corriente de fallo a tierra 4 : 3 entradas de corriente de fase + 1 entrada de corriente de fallo a tierra Sensibilidad de la protección con máxima corriente de fallo a tierra 1 : Estándar (0, Ino) 2 : Sensible (0,01...2,4 Ino) 3 : Muy sensible (0, A y A) Tensión de alimentación A: V CC y V CA E: V CC y V CA F: V CC y entradas lógicas de umbral alto A E F Referencias de los Sepam serie 10 Modelo Número de entradas de corriente Sensibilidad de la protección con máxima corriente de fallo a tierra Tensión de alimentación A E F V CC V CA V CC V CA V CC serie 10 N 1 1 : Estándar REL59817 REL : Muy sensible REL59818 REL59820 serie 10 B 3 1 : Estándar REL59800 REL : Estándar REL59802 REL : Sensible REL59803 REL59806 REL59827 (2) 3 : Muy sensible REL59804 REL59823 (1) REL59807 REL59824 (1) serie 10 A 4 1 : Estándar REL59808 REL59811 REL : Sensible REL59809 REL59812 REL59828 (2) 3 : Muy sensible REL59810 REL59825 (1) REL59813 REL59826 (1) REL59815 REL59829 (2) REL59816 (1) Sepam certificado DK5600 (Italia) (2) Sepam certificado GOST (Rusia) Referencias de las piezas de recambio Referencia Designación REL59798 CCA680 - Lote de conectores de repuesto (un ejemplar de cada conector A, B, C y D) 18 SEPED /2008

19 Sepam serie 10 - Presentación Referencias de los accesorios Referencia Designación CSH120 - Toroidal homopolar cerrado, diámetro 120 mm (4.7 in) CSH200 - Toroidal homopolar cerrado, diámetro 196 mm (7.7 in) GO110 - Toroidal homopolar abierto, diámetro 110 mm (4.3 in) VW3A8306DR Resistencia de final de línea (150 Ω) SEPED /

20 Sepam serie 10 - Presentación 20 SEPED /2008

21 Instalación 2 Contenido: Este capítulo contiene los siguiente apartados: Apartado Página Advertencias de seguridad 22 Precauciones 23 Recepción e identificación del material 24 Montaje 25 Conectores de conexión 27 Esquemas de conexión 30 Conexión de los transformadores de corriente (TI) 38 Conexión de un toroidal homopolar 40 Conexión de las entradas lógicas y de los relés de salida 42 Conexión del puerto de comunicación 43 Dimensionamiento de los TI 44 Toroidales homopolares CSH120, CSH200 y GO SEPED /

22 Sepam serie 10 - Instalación Advertencias de seguridad Antes de empezar Tiene la responsabilidad de consultar todas las normas y todos los códigos eléctricos internacionales y nacionales en vigor relativos a la puesta a tierra de protección de cualquier equipo. Además, lea atentamente las advertencias de seguridad que se describen a continuación. Estas advertencias deben seguirse rigurosamente siempre que se intente instalar, mantener o reparar el equipo eléctrico. PELIGRO RIESGOS DE ELECTROCUCIÓN, ARCO ELÉCTRICO, QUEMADURAS O EXPLOSIÓN La instalación de este equipo debe confiarse exclusivamente a personas cualificadas, que conozcan todas las instrucciones de instalación. No trabaje NUNCA solo. Corte toda la alimentación antes de trabajar en este equipo. Utilice siempre un dispositivo de detección de tensión adecuado para verificar que la alimentación está cortada. Antes de llevar a cabo inspecciones visuales, pruebas o intervenciones de mantenimiento en este equipo: Desenchufe todas las fuentes de corriente y de tensión. Parta de la base de que todos los circuitos están en tensión si no se han desconectado, probado y referenciado. Preste especial atención al diseño del circuito de alimentación: tenga en cuenta todas las fuentes de alimentación y, en particular, las posibles fuentes de alimentación exterior a la celda en la que se ha instalado el Sepam. Tenga cuidado con posibles peligros, lleve un equipo de protección individual e inspeccione cuidadosamente la zona de trabajo en busca de herramientas y objetos que puedan haberse dejado en el interior del equipo. El correcto funcionamiento del Sepam depende de una instalación, un ajuste y un uso correctos. El ajuste del Sepam requiere conocimientos relativos a la protección de redes eléctricas. Únicamente personas con dichos conocimientos están autorizadas a ajustar el Sepam. Si no se siguen estas instrucciones provocará lesiones graves o incluso la muerte. AVISO RIESGO DE DETERIORO DEL SEPAM Desenchufe todos los cables conectados al Sepam antes de proceder a realizar una prueba de rigidez dieléctrica o una prueba de aislamiento en la celda donde está instalado. Las pruebas realizadas con una tensión elevada pueden dañar los componentes electrónicos del Sepam. No abra la envolvente del Sepam. El Sepam incorpora componentes sensibles a las descargas electroestáticas. Su ensamblaje se realiza en locales especialmente equipados. La única operación autorizada es retirar de su compartimiento la batería del Sepam serie 10 A cuando esté gastada. Si no se siguen estas instrucciones pueden producirse lesiones personales o daños en el equipo. 22 SEPED /2008

23 Sepam serie 10 - Instalación Precauciones Introducción Sepam en su embalaje de origen. Los relés Sepam se suministran: acondicionados individualmente, o bien instalados en una celda. Las precauciones que se deben respetar durante el transporte, la manipulación y el almacenamiento de los Sepam varían según estos 2 casos. Transporte Los Sepam pueden enviarse a todos los destinos, sin ninguna precaución suplementaria, con todos los medios de transporte adecuados. Manipulación Los Sepam se pueden manipular sin tomar ninguna precaución en particular y pueden soportar una caída de 1 m (3.28 ft). Almacenamiento Un Sepam puede almacenarse en su embalaje de origen en un local que reúna las siguientes características ambientales: temperatura: C ( F) humedad 90% almacenamiento limitado a 1 mes máximo si la humedad relativa es superior a 93% y la temperatura superior a +40 C (+104 F). Para obtener más detalles, consulte Resistencia climática, p En caso de almacenamiento prolongado, se recomienda: Evitar desembalar previamente el Sepam. Controlar el entorno y el estado del embalaje cada año. Una vez desembalado, el Sepam debe ponerse en tensión lo antes posible. Sepam instalado en una celda Transporte Los Sepam pueden transportarse con todos los medios de transporte adecuados en las condiciones habituales utilizadas para las celdas. En caso de un transporte de larga duración, deben tenerse en cuenta las condiciones de almacenamiento. Manipulación En caso de caída de una celda, debe verificarse el estado del Sepam mediante un control visual y una puesta en tensión. Almacenamiento Se recomienda conservar el embalaje de protección de la celda el máximo de tiempo posible. Los Sepam, al igual que cualquier unidad electrónica, no deben almacenarse en un entorno húmedo durante un periodo superior a 1 mes. Estos equipos deben ponerse en tensión lo más rápidamente posible. Por defecto, el sistema de calentamiento de la celda debe estar activado. Uso del Sepam en atmósfera húmeda Uso del Sepam en atmósfera contaminada El par temperatura-humedad relativa tiene que ser compatible con las características de tensión del entorno del Sepam: consulte Resistencia climática, p Si las condiciones de uso se encuentran fuera de la zona normal, conviene tomar disposiciones con respecto a la instalación, tales como la climatización del local. Una atmósfera industrial contaminada por la presencia de cloro, ácido fluorhídrico, azufre, disolventes, etc., puede provocar la corrosión de los dispositivos electrónicos. En dicho caso, conviene tomar disposiciones con respecto a la instalación para dominar el entorno (como locales cerrados y presurizados con aire filtrado, etc.). La influencia de la corrosión en los Sepam se ha probado siguiendo la norma IEC en las siguientes condiciones de prueba de "2 gases": 21 días de duración 25 C (o 77 F), 75% de humedad relativa 0,5 ppm H 2 S, 1 ppm SO 2 SEPED /