TFS Sistema de Localización de Faltas por Onda Viajera

Transcripción

1 Sistema de Localización de Faltas por Onda Viajera El localizador de faltas de líneas de transporte y distribución más preciso del mercado Precisión típica: ±150 m con independencia de la longitud de línea No se ve afectado por la resistencia de falta Indicado para todo tipo de líneas de potencia AC y DC Cálculo automático de la distancia de la falta Numero ilimitado de líneas monitorizadas Reduce el tiempo de interrupción del servicio de las líneas Instalación no intrusiva Fácil de instalar y configurar Software de Estación Maestro para el cálculo de la distancia de falta y análisis Conexiones disponibles: Ethernet TCP/IP, Módem y Punto a Punto VISION GENERAL El Sistema de Localización de Faltas basado en la Onda Viajera TFS 2100 ofrece una solución precisa para la localización de faltas de las líneas de transmisión y distribución de potencia. El error típico de medida de la distancia de la falta es inferior a ±150 m con independencia de la longitud de la línea y esté libre de la influencia de factores que afectan a la precisión de la localización de la falta cuando se usan métodos tradicionales basados en la impedancia de la línea. La técnica de onda viajera se puede utilizar también para localizar faltas monofásica a tierra en sistemas de distribución con neutro puesto a tierra de forma no rígida cosa que no se puede lograr utilizando cualquier otra técnica. El método de la localización de faltas basado en las ondas viajeras fue propuesta en los años 30 y fue creado para una aplicación de campo en 1990 por la disponibilidad de la tecnología de adquisición de datos de gran velocidad basado en la microelectrónica y la sincronización de tiempo utilizando los receptores (Sistema de Posicionamiento Global). Mientras que el localizador de faltas convencional desarrollado en 1950 mide las tensiones transitorias utilizando un transductor capacitivo diseñado especialmente, acoplado a la barra de alta tensión, el sistema moderno mide las señales transitorias de los secundarios de los transformadores de medida de corriente ya existentes (TI). Esto hace que la instalación del sistema sea muy fácil y de poco coste Principio de la Localización de la Falta Los frentes de ondas viajeras son impulsos transitorios de tensión y corriente que se propagan a través de la línea, que surgen de las perturbaciones del sistema de potencia como cortocircuitos, operaciones de conmutación y rayos. El localizador de falta basado en la onda viajera determina la distancia a la falta midiendo el tiempo que tarda una perturbación desde el punto de la falta hasta la posición de medida. Desde los años 50 se han propuesto algunos métodos prácticos de localización de las faltas. Módulo de adquisición de datos de onda viajera TDU

2 Método del tipo D (Doble Final) interruptor y el pulso reflejado desde un cortocircuito, circuito abierto o conductor roto se utiliza para calcular la distancia a la falta. S F R Δt 2 El método del tipo D controla los tiempos de llegada de los impulsos generados por la falta a dos puntos sincronizados en tiempo, normalmente los extremos de la línea. La distancia de la falta se determina en términos de la diferencia de los tiempos de llegada. X S = [(T S - T R ) n + L]/2 X R = [(T R - T S ) n + L]/2 T S y T R son los tiempos de llegada de los impulsos transitorios generados por la falta a los dos finales de la línea; n es la velocidad de la onda viajera, la cual es próxima a la velocidad de la luz en líneas aéreas. L es la longitud total de la línea. Método del tipo A (Final único) El método del tipo A determina la distancia de la falta mediante el análisis de los registros de las formas de onda de las ondas viajeras generadas por la falta en un extremo de la línea. La diferencia de tiempo Dt entre el impulso de falta inicial y el pulso correspondiente reflejado desde la falta es el intervalo de tiempo empleado por el impulso para viajar desde el extremo a la falta y regresar. Esto se utiliza para calcular la distancia a la falta XL. S Δt TS1 TS2 TS3 Impulso inicial F Reflexión de la falta X L = Dt n/2 Método del tipo E El método del tipo E hace uso de los transitorios generados cuando se cierra un interruptor sobre una línea abierta. El intervalo de tiempo entre el pulso creado por el cierre del t R Aplicación de los diferentes métodos El método del tipo D es el más simple y usado por la excelente precisión y fiabilidad de los resultados de operación en campo. El método del tipo E es muy eficiente para localizar las faltas de conductores rotos. El método del tipo A es más eficiente en coste, pero su fiabilidad está comprometido por la dificultad en la discriminación de las reflexiones de falta de los pulsos introducidos por reflexiones de otros terminales de línea y no-linearidades de los arcos de falta. Medida de las ondas viajeras Las ondas viajeras se pueden detectar monitorizando la tensión del transitorio de la falta generada o las señales de corriente en las barras. Para Líneas de Potencia AC Los transformadores de Corriente (TI) convencionales que pueden reproducir fielmente transitorios de corriente de calidad en el secundario proporcionan un medio simple y barato para detectar ondas viajeras para líneas de potencia AC. Para facilitar y simplificar al máximo la instalación se utiliza una pinza auxiliar para medir la corriente del transitorio en el secundario del TI existente. Las barras de la línea de potencia AC tienen normalmente más de una línea conectada a parte de la línea con falta y por tanto produce transitorios de corriente muy significativos cuando llega el impulso incidente, lo que asegura la sensibilidad de detección de la onda viajera. Si no hay más líneas, a parte de la línea con falta conectadas a las barras, la magnitud de la corriente del transitorio está limitada y el transitorio de tensión se tiene que medir utilizando transformadores de tensión convencionales (TT). En líneas de transporte de muy alta tensión (EAT) con un transformador de tensión capacitivo (TTC que es un circuito sintonizado y tiene filtrada la respuesta de transitorios) instalado, la tensión del transitorio se puede t

3 SISTEMA DE LOCALIZACIÓN DE FALTAS POR ONDA VIAJERA obtener indirectamente midiendo la corriente del transitorio a través del cable de tierra del condensador de acoplamiento utilizando un trafo-pinza. Filtro de armónicos Línea de Transporte DC DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Para Líneas de AT de transporte en continua AT DC Los TIs y TTs del sistema AT DC normalmente están instalados detrás de los circuitos de filtrado de armónicos y sus salidas no se pueden utilizar para detectar ondas viajeras de la línea. La tensión transitoria se puede obtener midiendo la corriente del transitorio en el conductor de puesta a tierra de supresión del impulso o del condensador de acoplamiento de la portadora de comunicaciones utilizando un trafo pinza. El TFS 2100 consiste en Módulos de Adquisición de Datos de Onda Viajera instalados en las subestaciones, un Software de Estación Maestro utilizado en el centro de control y una red de comunicaciones. Cada puede monitorizar hasta 4 líneas, y por lo tanto se necesitan dos o más módulos del para monitorizar más de 4 líneas en una estación. En una aplicación a nivel de posición un está dedicado para la monitorización de una línea e instalado cerca del interruptor. Cuando se instala más de un en una subestación, se utiliza un Servidor de Procesamiento de Datos DPS 100 para recoger los módulos de adquisición de datos de las ondas viajeras y comunicar con la Estación Maestra. Estación Maestra TAS 2100 Red de comunicaciones Hasta 4 líneas Más de 4 líneas Módulo de adquisición de datos de onda viajera Servidor de Procesamiento de Datos DPS 100 Configuración del sistema 3

4 MÓDULO DE ADQUISICIÓN DE DATOS DE ONDA VIAJERA Y MC 100 El registra los transitorios de la onda viajera y está sincronizado por un reloj externo ( MC 100). Está continuamente cogiendo muestras de las salidas del secundario de los TIs o TTs y almacena los datos en una memoria intermedia circular. Los datos en la memoria intermedia son luego transferidos a una memoria no volátil cuando en el módulo se dispara una alarma, p.e. la desviación de cualquier señal de entrada que supere un nivel de umbral prefijado. Los datos de los transitorios obtenidos son enviados a la Estación Maestra mediante una red de comunicación para un análisis más detallado. - Módulo de adquisición de datos de onda viajera Características del :. Número de entradas: 3-12 canales de entrada configurables para 1-4 líneas, longitud del tiempo de registro 1-10 ms y 100 KHz - 4 MHz de frecuencia de toma de muestras, programable por el usuario.. Ganancia analógica y umbral de disparo controlado por software. Entrada del Secundario del TI directo o mediante un trafopinza externo en el TI. Sincronizado a 1 us de precisión por un reloj externo ( MC 100) MC Reloj de sincronización. Memoria no volátil estándar de 1Mb u opcional 12 Mb para el almacenaje de datos de transitorio locales.. Registro de transitorios sucesivos con tiempos de reset inferiores a 100 us. Contactos de entradas y salidas previstos para disparo externo, alarma remota e indicación de fallo interno, como pérdida de sincronización del reloj.. Permite el ajuste local y obtención de registro de transitorios a través de puerto Ethernet.. 1 puerto RS232/422, 2 puertos RS232 y 1 puerto Ethernet permite la flexibilidad de comunicaciones, incluyendo punto a punto, marcación o comunicación TCP/IP con la Estación Maestra utilizando protocolos seleccionables y punto a punto o comunicación TCP/IP al Servidor de Proceso de Datos (DPS 100) ESTACION MAESTRA La Estación Maestra es un PC que trabaja con el Software de Análisis de Onda Viajera TAS 2100 (bajo entornos Windows NT/2000/XP/Vista). Recoge y procesa los datos de los transitorios obtenidos en cada módulo de obtención de datos de onda viajera y calcula automáticamente la distancia a la falta por el método del doble final (Tipo D). La estación Maestra con las características del software TAS 2100:. Cálculo de la distancia automático de la falta según el método tipo D. Utilidades para el análisis de la forma de onda versátil que permite a los usuarios analizar las formas de onda de las faltas con detalle y medir la distancia a la falta identificando las reflexiones de falta.. Gestión de los registros de transitorio que permiten al usuario manipular, buscar, copiar y borrar las formas de onda de falta.. Soporte para configuración remota y ajuste en campo del TDU Diagnóstico remoto que permite al ingeniero de mantenimiento del proveedor del sistema mantener el sistema o verificar los resultados de la localización de la falta.. Soporte de comunicación punto a punto, marcación o TCP/ IP a los módulos o DPS 100. Se utiliza un servidor de comunicación en serie conectado a la Estación Maestra a través de un puerto Ethernet para extender a puertos punto a punto múltiples. 4

5 SISTEMA DE LOCALIZACIÓN DE FALTAS POR ONDA VIAJERA SERVIDOR DE PROCESAMIENTO DE DATOS DPS 100 El DPS 100 se utiliza para recoger los datos de los módulos y comunica a la estación maestra cuando dos o más módulos están instalados en la subestación. Sus 6 puertos RS 232/485 y los 2 puertos Ethernet soportan la comunicación punto a punto, marcación o TCP/IP a la Estación Maestra y la conexión serie punto a punto o Ethernet del TDU 100. Equipado con un disco Flash el DPS 100 puede almacenar una gran cantidad de registros de transitorios. DPS Servidor de procesamiento de datos COMUNICACIÓN Módem de marcación El / DPS 100 y la Estación Maestra están conectados a una red de teléfono interno de la compañía o de servicio público utilizando modems conectados a sus puertos RS 232. Los datos de transitorios obtenidos por cada se envían automáticamente a la Estación Maestra mediante un módem de marcación desde el TDU a la Estación Master. Estación Maestra TAS 2100 Modem Red telefónica Hasta 4 líneas Modem Más de 4 líneas DPS 100 Configuración de la comunicación de Módem 5

6 El /DPS 100 y la Estación Maestra están conectados conjuntamente a través de un canal de transmisión de datos punto a punto con fibra óptica o una red de comunicación por microondas. El rango de baudios es de k bps CONEXIÓN PUNTO A PUNTO seleccionable dependiendo de las condiciones del canal. Se utiliza un servidor de comunicación en serie para expandir las conexiones múltiples punto a punto de la Estación Maestra a los módulos de campo de obtención de datos de onda viajera. Estación Maestra TAS 2100 Servidor N-Puertos Hasta 4 líneas Canales Punto a Punto Más de 4 líneas DPS 100 Configuración de conexión punto a punto RED TCP/IP El, DPS 100 y la Estación Maestra están conectados a la red TCP/IP mediante los puertos Ethernet. Estación Maestra TAS 2100 Red TCP/IP Hasta 4 líneas Más de 4 líneas DPS Configuración de red TCP/IP

7 SISTEMA DE LOCALIZACIÓN DE FALTAS POR ONDA VIAJERA ESPECIFICACIONES/ DATOS TÉCNICOS Módulo de adquisición de datos de la onda Viajera TD 100 Entrada:. Canales: 3-12 configurables para aplicación a 1-4 líneas.. Tipo de entrada: secundarios TI, TT o pinza TI dependiendo del campo de aplicación. Conversión A/D:. Rango de toma de muestra: 100 KHz 4MHz programables, 1MHz estándar.. Resolución: 12 bits Longitud de cada registro de transitorio:. Programable 1-10 ms, estándar 4 ms. Memoria no volátil:. 1Mbytes Entrada de contacto:. 1 contacto seco, 1 para control opcional Alarma:. 2 contactos secos: normalmente abierto. Valor nominal de los contactos: 28V DC/2A, 250V AC/0,5A. 1 para alarma de fallo de contacto, 1 para perdida de sincronización de Puerto de comunicación:. 2 puertos RS puerto Ethernet Sincronización de tiempo:. 1PPS señal de sincronización, RS 232/422 para entrada de información de la fecha. IRIG-B Potencia:. Tensión V, 50Hz AC o V DC. Consumo: <10W Entorno:. Temperatura de operación: 0º - 55º. Temperatura de almacenaje: -40º - 85º. Humedad: 5% - 95% (sin condensación) Norma aplicable: IEC (1988); IEC 255-5(1977) Compatibilidad Electromagnética: EN61326 Directiva de Baja Tensión: EN61010 Dimensión física: 19, 2U Software de Análisis de Onda Viajera TAS 2100 Requisitos mínimos de hardware:. Serie X86 Pentium II 366 o superior para PCs o portátiles Entorno de Software:. Windows 95/98 / NT 4.0/ 2000 Professional / XP / Vista Puerto de comunicación:. 2 puertos RS puerto Ethernet. Extensión de puerto RS 232 para comunicación múltiple punto a punto para TDUs, servidor de puerto serie. Servidor de Procesamiento de Datos DPS 100 Comunicación de la Estación Maestra:. 1 puerto RS puerto Ethernet Comunicación TDU. 4 puertos RS 232 Memoria de almacenaje masivo 4 Gbytes. Potencia:. Tensión: V, 50Hz AC o V DC. Consumo de potencia:<10w Entorno:. Temperatura de operación: 0º - 55º. Temperatura de almacenaje: -40º - 85º. Humedad: 5% - 95% (sin condensación) Norma aplicable: IEC (1988); IEC 255-5(1977) Dimensión física: 19, 2U Reloj de sincronización MC 100 Indicaciones:. Potencia. 1PPS. Pérdida de sincronización Procedimiento del tiempo de obtención de datos:. 90 segundos máx. tipico (nueva instalación). 90 segundos máx. con cambios de localización. 45 segundos máx. sin cambios de localización. 20 segundos máx. con arranque instantáneo de potencia Precisión de tiempo:. 1 us para PPS Características del puerto de salida. Tensión entre contacto seco C y E VCE<30V. Corriente entre contacto seco C y E ICE<50mA Salidas de puerto serie con rango de baudios seleccionable:. 2 salidas RS salidas RS 422/485 Salida de pulso programable:. PPS, PPM y salida PPH, amplitud de pulso estándar 200 ms. 7 salidas de contacto seco. 1 salida de contacto con potencial 7

8 Potencia:. Tensión 110V, 50/60Hz AC, 110 V DC 220V, 50/60Hz AC, 220 V DC. Consumo de potencia: <10W Ambiente:. Temperatura de operación: 0º - 40º. Temperatura de almacenaje: -40º - 50º. Humedad: 5% - 95% (sin condensación) Norma aplicable: IEC (1988); IEC 255-5(1977) Compatibilidad Electromagnética: EN61326 Directiva de Baja Tensión: EN Dimensión física: 19, 2U Peso <3 Kg EJEMPLO DE RESULTADOS DE LOCALIZACION DE FALTA INFORMACIÓN DE PEDIDO: CODIGO MÓDULO Básico (1 línea) - Unidad de Obtención de Datos Módulo de línea adicional DPS Servidor de procesamiento de datos Memoria Flash 12 Mb para Trafo pinza TI (1 línea) - 3 TIs Receptor MC 100 (para instalación centralizada) Receptor MC 100 (para instalación distribuida) Antena (30 m de cable) Antena (40 m de cable) Antena (50 m de cable) Software de Estación Maestra TAS 2100 (una licencia por TDU) Documento sujeto a cambio sin previo aviso ISA Srl Via Prati Bassi, Taino VA - Italia Tel Fax Web site: isa@isatest.com E -TFS