PROFESSIONAL LINE. XA1- Relé de asimetría

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1 PROFESSIONAL LINE XA1- Relé de asimetría

2 Índice 1. Aplicaciones y características 2. Esquemas y conexiones 3. Funcionamiento 4. Mandos y ajustes 4.1 Ajuste de los microinterruptores DIP 4.2 Ajuste de los valores de disparo 4.3 Comunicación a través del interface serie XRS1 5. Carcasa y datos técnicos 5.1 Carcasa 5.2 Datos técnicos 1. Aplicaciones y características El relé de asimetría XA1 de la PROFESIONAL LINE es un relé digital de medida para vigilancia de redes trifásicas. El aparato protege a los generadores de energía eléctrica, a los consumidores, o a los medios generales de servicio contra asimetrías en la cuantía y en la sucesión de fases, debidas, p. ej. la rotura del conductor o por haber saltado algún fusible. Todos los aparatos de la PROFESIONAL LINE ofrecen la precisión y superioridad de la técnica digital de protección frente a dispositivos de protección convencionales, y se caracterizan por las propiedades siguientes: Elevada precisión de medida gracias al procesamiento digital de valores de medida Indicación de fallos mediante LEDs Márgenes extremadamente amplios de la tensión de alimentación, mediante su etapa de alimentación universal Márgenes de ajuste muy grandes con escalonamientos muy pequeños Intercambio de datos con centrales de control y visualización gracias a un interface serie XRS1, que se puede montar a posteriori Tiempo de disparo t u2s> ajustables Tiempo de respuesta sumamente rápidos Parametrado de los valores característicos del aparato Registro de asimetría mediante determinación de los componentes de contrasistema Forma de ejecución compacta mediante técnica SMD. Además el relé XA1 presenta las siguientes características específicas: Posibilidad de ajuste de distintas histéresis de conmutación Posibilidad de medición de la tensión del conductor exterior o de la tensión de fase. 2 TB XA SP

3 2. Esquemas y conexiones Tensión auxiliar El aparato XA1 puede alimentarse directamente a través de las magnitudes de medida o bien contar con una tensión auxiliar garantizada. Para ello se utiliza tensión alterna o continua. Para ello el XA1 está equipado con una etapa de red universal de amplio margen. A las bornas de conexión A1 (L-) y A2 (L+) se pueden conectar tensiones auxiliares en un margen comprendido entre V DC. Las bornas A1/A3 se utilizarán en el caso de tensiones comprendidas entre V DC, o respectivamente V AC. Figura 2.1: Conexión a red de tres conductores; posición del microinterruptor DIP Posiciones de los contactos Aparato sin tensión, o funcionamiento sin avería. Contactos tras haberse producido un disparo por asimetría. Figura 2.3: Posiciones de los contactos Figura 2.2: Conexión a la red de cuatro conductores; posición del microinterruptor DIP Y o Entradas analógicas Las señales analógicas de entrada de las tensiones se hacen llegar al aparato de protección a través de las bornas L1 - L3 y N. TB XA SP 3

4 3 Funcionamiento El XA1 registra asimetrías de la tensión en la cuantía y en la sucesión de fases. Estas asimetrías tienen lugar, por ejemplo, en caso de una rotura de conductor, al activarse los fusibles o en caso de cargas asimétricas de las tres fases. Esto conduce siempre a un desfase del punto estrella. El XA1 mide las tensiones que aparecen entonces en el contrasistema y garantiza así un disparo seguro una vez transcurrido el tiempo de retardo de disparo ajustado. Principio de medida: Un sistema rotatorio de tres fases puede descomponerse, de acuerdo con el método de los Componentes simétricos en un sistema propio, un contrasistema y un sistema cero. El XA1 calcula el contrasistema, para lo cual gira, por Software el indicador de tensión de U2 en 240 grados y el indicador de tensión de U3 en 120 grados, sumando a continuación los vectores. Vectores de tensión con Giro de los vectores de tensión Adición de los vectores de tensión con para calcular el contrasistema vectores de tensión carga simétrica girados Figura 3.1: Sistema simétrico de tres fases Se produce un campo giratorio con sentido de giro opuesto. Si se suman las tensiones, la suma en caso de tensiones y ángulos simétricos, es igual a cero. Vectores de tensión en Giro de los vectores de Suma de los vectores caso de asimetría tensión para calcular el de tensión girados contrasistema Figura 3.2: Sistema asimétrico de tres fases En la figura 3.2 se representan las tensiones de una red asimétrica. El relé XA1 calcula el contrasistema mediante giro de los vectores de tensión y suma a continuación los valores. El valor límite que se ha de ajustar se refiere, porcentualmente a la tensión nominal seleccionada Un. Si tiene lugar el fallo de una fase (y con posición correcta de ángulos), la asimetría de tensión es U 2S 33% de Un. 4 TB XA SP

5 4. Mandos y ajustes En la placa frontal del XA1 se encuentran todos los mandos necesarios para el parametrado del aparato, así como todos los elementos de indicación. De esta manera es posible efectuar los ajustes del aparato sin necesidad de desmontarlo de la barra de fijación. LEDs El LED ON sirve para indicar que el aparato está listo para el servicio, (estando aplicada la tensión auxiliar de alimentación Uv). El LED U2s> indica una excitación (con luz intermitente) o un disparo (LED con luz continuo) de la vigilancia de asimetría. Tecla de prueba TEST Esta tecla sirve para producir un disparo de prueba del aparato. Tras haber pulsado la tecla durante 5 segundos, tiene lugar una comprobación del Hardware, durante la cual los dos relés de salida pasan a situación de disparo, encendiéndose los LEDs de disparo. Figura 4.1: Placa frontal Para ajustar los parámetros hay que abrir la cubierta transparente del relé, como se expone en la figura. No forzar el aparato! En la cubierta transparente hay dos zonas para introducir rótulos de identificación. Figura 4.2: Apertura de la tapa frontal TB XA SP 5

6 4.1 Ajuste de los microinterruptores DIP El bloque de microinterruptores DIP, situado en la placa frontal del aparato XA1 sirve para ajustar los márgenes nominales y para parametrar las funciones del aparato.. Microinterruptor DIP OFF ON Función 1* Un = 60 V Un = 110 V Ajuste de la tensión nominal 2* Un = 60 V Un = 230 V 3* Un = 60 V Un = 400 V 4 5 Y Medición de tensión de fase/tensión del conductor exterior 6* 1% 2% Ajuste de la histéresis para U2s 7* 1% 5% 8* 1% 10% Figura 4.1: Funciones de los microinterruptores DIP * En los microinterruptores DIP 1-3, o resp. 6-8, solamente uno de ellos puede estar en posición ON. Tensión nominal La tensión nominal deseada Un (tensión del conductor exterior) puede ajustarse con ayuda de los microinterruptores DIP 1-3 a un valor de 60, 110, 230 ó 400 V AC. Hay que tener en muy en cuenta que, únicamente puede estar conectado uno de los tres microinterruptores DIP. Son posibles las siguientes configuraciones de los microinterruptores DIP para ajuste de la tensión nominal: Conmutación tensión de fase/tensión del conductor exterior Mediante conmutación del microinterruptor DIP 5, existe la posibilidad de medir la tensión fase/neutro (Posición OFF ), o la tensión fase/fase (Posición ON ), (Ver figuras 2.1 y 2.2). Histéresis de conmutación para U2s La histéresis de conmutación de la etapa de disparo U2s puede ajustarse con ayuda de los microinterruptores DIP 6-8 a un valor de 1, 2, 5 o 10% del valor de disparo. Al igual que en el ajuste de la tensión nominal, hay que tener mucho cuidado de que sólo esté conectado uno de los tres microinterruptores. Figura 4.3: Ajuste de la tensión nominal Si se ha elegido una tensión nominal excesivamente baja, esto no hace que el aparato se destruya, únicamente da lugar a resultados de medida erróneos, algo que eventualmente podría hacer que se dispare el relé. 6 TB XA SP

7 4.2 Ajuste de los valores de disparo 4.3 Comunicación a través de adaptador de interface serie XRS1 Los aparatos de la PROFESSIONAL LINE cuentan con una posibilidad de ajuste única de extraordinaria exactitud. Para ello se emplean dos potenciómetros. Un potenciómetro de ajuste basto puede ajustarse, con valores discretos, del mismo modo que un interruptor escalonado, y de este modo se prefija el valor de disparo en etapas de 10%. Un segundo potenciómetro para ajuste fino (0-10%) es ajustable de forma continua para el valor. Sumando los valores se obtiene un valor de disparo extraordinariamente exacto. Etapa de disparo por asimetría La etapa de disparo por asimetría puede ajustarse con ayuda de los potenciómetros que se ven en la figura siguiente, en un margen comprendido entre 0 60% de Un. Ejemplo: Se desea ajustar un disparo de U2s> de 36% Un. El valor de ajuste del potenciómetro de la derecha se añade sencillamente al valor de ajuste del potenciómetro del ajuste basto. (La flecha del potenciómetro de ajuste basto tiene que encontrarse siempre dentro de la barra marcada, pues es otro caso, no habrá valor de ajuste definido). Figura 4.5: Principio de la comunicación Para la comunicación de los aparatos con un nivel superior de control, se dispone del adaptador de interface serie XRS1, para transmisión de datos, junto con todo el Software necesario para ello. El adaptador que se monta lateralmente, puede instalarse a posteriori muy fácilmente. Permite la separación galvánica del relé mediante transmisión óptica. Con ello se pueden seleccionar los valores de medida actuales, parametrar los relés y asimismo configurar las funciones de protección del relé de salida. Para más información sobre el funcionamiento del XRS1 ver la descripción detallada de este aparato. Figura 4.4: Ejemplo de ajuste Retardo de disparo El tiempo de disparo tu2s> es ajustable continuamente en un margen comprendido entre 0-10 segundos. TB XA SP 7

8 5. Carcasa y datos técnicos 5.1 Carcasa El XA1, al igual que todos los aparatos de la PROFESSIONAL LINE, está preparado para montaje sobre carril de fijación DIN EN La placa frontal del aparato está protegida mediante una tapa transparente precintable (IP 40). Figura 5.1: Esquema de dimensiones Bornas de conexión Las bornas de conexión del aparato permiten la conexión de conductores con sección máxima de 2 x 2,5 mm 2. Para efectuar las conexiones hay que quitar la tapa transparente del aparato (Ver capítulo 4). 8 TB XA SP

9 5.2 Datos técnicos Entrada de medida Tensión nominal Un: Margen de frecuencia nominal: Potencia absorbida en el circuito de tensión: Carga térmica del circuito de tensión: 60, 110, 230, 400 V AC Hz 1 VA / por fase con Un De forma permanente 520 V AC Tensión auxiliar Tensión auxiliar nominal UV/ V AC (f = Hz) ó V DC / 4 W (bornas A1 - A3) Potencia absorbida: V DC / 3 W (Bornas A1 (L-) - A2 (L+)) Datos comunes Relación de desexcitación: Tiempo de reposición de la excitación: Tiempo de desexcitación después de un disparo: Tiempo mínimo de respuesta al conectarse la tensión de alimentación: Tiempo mínimo de respuesta estando aplicada la tensión de alimentación: Dependiente de la histéresis ajustada < 70 ms ms U2s aprox. 290 ms U2s ms Relés de salida Número de relés: 2 Contactos: Cada uno con un contacto conmutado Potencia máx. de conmutación óhmica: 1250 VA / AC, o respectivamente 120 W / DC inductiva 500 VA / AC o respectivamente 75 W / DC Tensión máx. de conexión: 250 V AC 220 V DC carga óhmica Imáx. = 0,2 A carga inductiva Imáx.= 0,1 A con L / R 50 ms 24 V DC carga inductiva Imáx. = 5 A Carga mínima: 1W / 1 VA con Umín. > 10 V Corriente nominal máxima: 5 A Corriente de conexión (16 ms): 20 A Duración de los contactos: 10 5 conmutaciones con tensión de conmutación máxima Material de los contactos: AgCdO Datos de sistema Normas: VDE 0435 T303; VDE 0843 parte 1-4; VDE 0160; IEC 255-4; BS142; VDE 0871 Margen de temperatura durante el almacenamiento y servicio: Resistencia a condiciones climáticas clase F según DIN y DIN IEC 68, parte 2-3: - 25º C hasta + 70º C Más de 56 días a 40º C y 95% de humedad relativa del aire TB XA SP 9

10 Pruebas de alta tensión según VDE 0435, parte 303 Prueba de tensión: Prueba de tensión de choque: Prueba de alta frecuencia: Resistencia a perturbaciones por descarga de electricidad estática (ESD) según VDE 0843, parte 2: 2,5 kv (efectivos) 50 Hz, 1 minuto 5 kv; 1,2 / 50 µs, 0,5 2,5 kv / 1 MHz 8 kv Resistencia a perturbaciones por campos electromagnéticos según VDE 0843, parte 3: 10 V / m Resistencia a perturbaciones por magnitudes de perturbación transitorias rápidas (Burst) según VDE 0843, parte 4: 4 kv / 2,5 khz, 15 ms Prueba de supresión de interferencias según DIN y VDE 0871: Valor límite clase A Exactitud de repetición: 1% Exactitud fundamental del retardo de tiempo: 0,5% ó ± 25 ms Exactitud del valor nominal de magnitudes características: Un = 60 V 2% Un = 110 V / 230 V / 400 V 1% Influencia de la temperatura: 0,02 % por K Influencia de la frecuencia Hz ninguna diferencia Hz y Hz 1% Esfuerzos mecánicos: Choques: Clase 1 según DIN IEC Vibraciones: Clase 1 según DIN IEC Clase de protección: Frontal del aparato: Peso: Material de la carcasa: Posición de montaje: IP40 con tapa frontal cerrada aprox. 0,7 Kg Autoextinguible Cualquiera Parámetro Margen de ajuste Escalonamiento U2s> 0-60 % Un Continuo tu2s 0-10 s Continuo Histéresis U2s 1, 2, 5, 10 % Tabla 5.1: Márgenes de ajuste y escalonamientos Reservado el derecho a introducir modificaciones técnicas! 10 TB XA SP

11 Lista de Ajustes XA1 Proyecto: Nº Com. SEG.: Grupo de funciones: = Localidad: + Identificación aparato:- Funciones de los relés: Fecha: Ajuste de los parámetros Función Unidad Ajuste de fabrica U2s> Tensión de asimetría % Un 0 Ajustes actuales tu2s> Exactitud del retardo del tiempo para U2s> s 0 Ajuste de los microinterruptores DIP Microinterruptores Función Ajuste de fábrica Ajustes actuales DIP 1* 60 V 2* Ajuste de la tensión nominal 60V 3* 60 V 4 5 Medición dela tensión fase/tensión del Y conductor exterior 6* 3% 7* Histerésis de conmutación para U2s 3% 8* 3% * Únicamente uno de los microinterruptores 1-3 ó respectivamente 6-8 puede estar en posición ON. TB XA SP 11

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