CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS PARA RELEVADORES DE PROTECCIÓN

Transcripción

1 ABRIL 2008 REVISA Y SUSTITUYE A LA EDICIÓN DE JULIO 2004 MÉXICO

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3 C O N T E N I D O 1 OBJETIVO 1 2 CAMPO DE APLICACIÓN 1 3 NORMAS QUE APLICAN 1 4 DEFINICIONES Burden Offset de la Componente de Corriente Continua Corriente de Restricción (I b ) Corriente Diferencial (I d ) Relevador Microprocesado Direccionalidad o Elemento Direccional Operación Polarización Sensibilidad Disparo Elemento de Corriente de Fase Elemento de Corriente de Neutro Redisparo V c.c Protocolo de Comunicación Materiales no Higroscópicos Valor Instantáneo de una Variable Medida Detector de Corriente Zona de Protección Operación en Modo Independiente Operación en Modo Dependiente IHM LED Transformador de Corriente TC 4

4 4.25 Transformador de Potencial TP Bahía Semiembutido Relevador Diferencial Restricción Pendiente Armónica de Segundo y Quinto Orden Tiempo de Operación del Relevador Grupo Vectorial de un Transformador Entrada Analógica Entrada Digital Flashover Salida de Disparo Salida Digital Unidad de Evaluación Fuente de Alimentación Universal 5 5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS 6 6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES Funciones Requeridas Conexiones Eléctricas Características de las Entradas Analógicas de Corriente Características de las Entradas Analógicas de Tensión Número de Entradas Analógicas Protección de la Fuente de Alimentación Salidas de Disparo Salidas Digitales Entradas Digitales Número de Contactos para Salida de Disparo Número de Contactos de Salida Digitales 10

5 6.12 Número de Entradas Digitales Montaje Características de la Caja Interfaz Humano-Máquina (IHM) Programa (Software) de Aplicación Niveles de Acceso Modos de Disparo Grupos de Ajustes Puertos de Comunicación Características Específicas de las Funciones de Protección 13 7 CONDICIONES DE OPERACIÓN Tensión de Alimentación Condiciones Ambientales de Servicio 47 8 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE 47 9 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL CONTROL DE CALIDAD Circuitos Impresos, Integrados y Elementos Discretos Pruebas de Prototipo Proceso de Aprobación MARCADO Placa de Datos EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN, ALMACENAJE Y MANEJO BIBLIOGRAFÍA CARACTERÍSTICAS PARTICULARES 50 APÉNDICE A INFORMACIÓN TÉCNICA REQUERIDA 51 TABLA 1 Intervalos de ajuste, pasos y cantidades mínimas de entradas y salidas para función 21 17

6 TABLA 2 Exactitud de los elementos de medición y temporizadores para la función TABLA 3 Intervalo de ajuste de corriente de arranque de la función 87L 21 TABLA 4 Tiempo de operación de la unidad instantánea de la función 50/51 24 TABLA 5 Intervalos de ajuste de la unidad instantánea de la función 50/51 25 TABLA 6 Exactitud del valor de arranque de sobrecorriente de la unidad instantánea y tiempo de operación y tiempo de reposición del temporizador de la función 50/51 25 TABLA 7 Intervalo de ajuste para unidades de sobrecorriente temporizada de la función 50/51 26 TABLA 8 Valores de arranque y tiempos de operación para unidades de sobrecorriente 26 TABLA 9 Cantidades mínimas de entradas y salidas para las funciones 50/51 y TABLA 10 Cantidades mínimas de entradas y salidas para la función 85L T 29 TABLA 11 Cantidades mínimas de entradas y salidas para la función 50FI 30 TABLA 12 Intervalo de ajuste para unidades de sobrecorriente de la función 50FI 30 TABLA 13 Valores de arranque y tiempos de operación para unidades de sobrecorriente de la función 50FI 31 TABLA 14 Intervalo de ajuste para temporizadores de la función 50FI 31 TABLA 15 Intervalo de ajuste para unidades de sobretensión de la función 50FI 31 TABLA 16 Valores de arranque y tiempos de operación para unidades de sobretensión de la función 50FI 31 TABLA 17 Intervalo de ajuste para unidades de sobrecorriente de la función 87B 33 TABLA 18 Valores de arranque y tiempos de operación para la función 87B 33 TABLA 19 Características generales para la función 87B 33 TABLA 20 Intervalo de ajuste para unidades de sobrecorriente de la función 87T 35 TABLA 21 Valores de arranque y tiempos de operación para unidades de sobrecorriente de la función 87T 35 TABLA 22 Cantidades mínimas de entradas y salidas para la función 87T 35 TABLA 23 Intervalo de ajuste para la función 87R 36 TABLA 24 Tiempo de operación para la función 587R 36 TABLA 25 Cantidades mínimas de entradas y salidas para la función 87R/87RN 36 TABLA 26 Intervalos de ajuste para la función TABLA 27 Valores de arranque y tiempos de operación para la función 79 39

7 TABLA 28 Cantidades mínimas de entradas y salidas de la función TABLA 29 Intervalos de ajuste para la función 59NC 40 TABLA 30 Exactitud de las unidades de tensión y tiempos de operación para la función 59NC 40 TABLA 31 Cantidades mínimas de entradas y salidas de la función 59NC 40 TABLA 32 Intervalo de ajuste para la función 59NT 41 TABLA 33 Exactitud de la unidad de tensión y tiempo de operación de la función 59NT 41 TABLA 34 Cantidades mínimas de entradas y salidas de la función 59NT 41 TABLA 35 Intervalo de ajuste para la función 25/27 44 TABLA 36 Exactitud de elementos de la función 25/27 44 TABLA 37 Cantidades mínimas de entradas y salidas de la función 25/27 45 TABLA 38 Intervalo de ajuste para la función 25SL 45 TABLA 39 Exactitud de elementos de la función 25/27 46 TABLA 40 Cantidades mínimas de entradas y salidas de la función 25SL 46 TABLA 41 Tolerancias permitidas de la fuente de alimentación 47 TABLA 42 Pruebas de prototipo mínimas 48

8 1 de 52 1 OBJETIVO Definir las características técnicas y de control de calidad de los relevadores de protección multifunción del tipo microprocesado, que utiliza la Comisión Federal de Electricidad (CFE) para la protección de los circuitos eléctricos. 2 CAMPO DE APLICACIÓN En proyectos de subestaciones de potencia: nuevas y en operación (modernización), en lo referente a los sistemas de protección que integran los tableros de protección, control y medición de dichas subestaciones, utilizados para operar y proteger los elementos primarios que conforman la red eléctrica de Generación, Transmisión y Distribución de la CFE. 3 NORMAS QUE APLICAN NOM-008-SCFI-2002 NMX-J-438-ANCE-2003 IEC IEC IEC IEC IEC IEC IEC Sistema General de Unidades de Medida. Conductos Cables con Aislamiento de Policroruro de Vinilo, 75 C y 90 C para Alambrado de Tableros - Especificaciones. Environmental Testing Part 2: Tests ; Tests A: Cold. Environmental Testing - Part 2: Tests-Tests B: Dry Heat. Environmental testing - Part 2-30: Tests Db Tests: Damp Heat, Cyclic (12 h + 12 h - Cycle). Corrigendum 1 Electrical Relays Part 3: Single Input Energizing Quantity Measuring Relays with Dependent or Independent Time. Electrical Relays - Part 5: Insulation Coordination for Measuring Relays and Protection Equipment Requirements and Tests. Electrical Relays- Part 21: Vibration, Shock, Bump and Seismic Tests on Measuring Relays and Protection Equipment - Section One: Vibration Tests (Sinusoidal). Electrical Relays Part 24: Common Format for Transient Data Exchange (COMTRADE) for Power Systems. IEC Amendmen 2 - Electromagnetic Compatibility (EMC) Part 4: Testing and Measurement Techniques Section 2: Electrostatic Discharge Immunity Test. Basic EMC Publication. IEC Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and Measurement Techniques - Radiated, Radio Frequency, Electromagnetic Field Immunity Test. IEC Corrigendum 2 - Electromagnetic Compatibility (EMC) Part 4-4: Testing and Measurement Techniques Electrical Fast Transients/ Burst Immunity Test.

9 2 de 52 IEC IEC NRF-001-CFE-2000 NRF-002-CFE-2000 NRF-041-CFE-2005 Electromagnetic Compatibility (EMC) Part 4-11: Testing and Measurement Techniques Voltage Dips, Short Interruptions and Voltage Variations Immunity Tests. Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-12: Testing and Measurement Techniques Ring Wave Inmunity Test. Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga, Recepción, y Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE. Manuales Técnicos. Esquemas Normalizados de Protección para Líneas de Transmisión. NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados debe tomarse en cuenta la edición en vigor en la fecha de la convocatoria de la licitación, salvo que la CFE indique otra cosa. 4 DEFINICIONES Aplican para la presente las definiciones y abreviaturas de las normas y especificaciones referidas en el capítulo 3 de esta especificación. 4.1 Burden Impedancia de los circuitos de corriente y tensión de los relevadores, referida en VA. 4.2 Offset de la Componente de Corriente Continua Desplazamiento de la señal senoidal de corriente alterna con respecto al eje del tiempo. 4.3 Corriente de Restricción (I b ) Magnitud de corriente que se opone a la operación del relevador diferencial. 4.4 Corriente Diferencial (I d ) Magnitud de corriente que favorece la operación del relevador diferencial. 4.5 Relevador Microprocesado Relevador de protección que basa su operación en microprocesadores, las señales de sus entradas analógicas de corriente y potencial son digitalizadas y las funciones de protección son, realizadas mediante algoritmos numéricos programados en el firmware del relevador. 4.6 Direccionalidad o Elemento Direccional Determina el sentido del parámetro de operación (adelante o atrás) en función del flujo de corriente con respecto a una cantidad de referencia. 4.7 Operación Cantidad que sirve para que el relevador opere en forma instantánea y/o con retardo de tiempo intencional.

10 3 de Polarización Cantidad que sirve de referencia para determinar la direccionalidad. 4.9 Sensibilidad Valor mínimo de un parámetro eléctrico que es capaz de detectar un relevador para su operación Disparo Señal de control eléctrica para la operación de apertura de uno o más interruptores de potencia. La señal es generada por un relevador de protección mediante el cierre de sus contactos de salida Elemento de Corriente de Fase Unidad de corriente de los relevadores de protección destinada para que circule la corriente secundaria de alguna fase (A, B o C) de TC s con el objeto de medir estas corrientes en el relevador Elemento de Corriente de Neutro Unidad de corriente de los relevadores de protección destinada para que circule la corriente secundaria residual de TC s o la corriente secundaria de un TC independiente de neutro con el objeto de medir esta corriente en el relevador Redisparo Señal de disparo que es generada por un relevador de protección después de una orden previa sin éxito. Este disparo se realiza sobre un segundo circuito de disparo, aun cuando es temporizado debe intentar abrir el interruptor antes de los respaldos V c.c. Tensión de corriente contínua Protocolo de Comunicación Conjunto de reglas para establecer la comunicación entre dos dispositivos Materiales no Higroscópicos Son aquellos materiales que por sus características físicas no permiten la absorción de humedad del ambiente Valor Instantáneo de una Variable Medida Es el valor eficaz de una variable eléctrica medida, obtenido para un intervalo máximo de un segundo Detector de Corriente Circuito de medición de corrientes de los relevadores (bobinas y circuitos electrónicos), los cuales disponen de ajustes para que al rebasarse por la corriente de entrada, se genera una señal de control interno en el relevador Zona de Protección Área del sistema eléctrico como cobertura de una protección, esta cobertura está delimitada normalmente por la localización de los transformadores de corriente principales (en otros casos, el límite de la zona lo determina su ajuste en % de la impedancia de la línea), cuyos secundarios están conectados a dicha protección.

11 4 de Operación en Modo Independiente En un esquema de protección de línea el relevador opera en modo independiente cuando para dar su salida de disparo no requiere la confirmación del relevador en el otro extremo de la línea para falla interna Operación en Modo Dependiente En un esquema de protección de línea el relevador opera en modo dependiente cuando para dar su salida de disparo requiere la confirmación del relevador en el otro extremo de la línea para falla interna IHM Interfaz humano-máquina, consiste en una pantalla y teclado integrado en el relevador para acceso del usuario a los datos de medición, configuración y ajuste de un relevador de protección LED Diodo emisor de luz, que sirve para señalizar que operó alguna función del relevador de protección Transformador de Corriente TC Transformador de instrumento utilizado para medir la corriente primaria de un elemento del sistema de potencia y proporcionar en forma proporcional una corriente secundaria Transformador de Potencial TP Transformador de instrumento utilizado para medir la tensión primaria de un elemento del sistema de potencia y proporcionar en forma proporcional en un valor de tensión secundaria. Puede ser de dos tipos por su construcción: Inductivo (TPI) o Capacitivo (TPC) Bahía Grupo de dispositivos necesarios para la conexión de un equipo principal a una barra de una subestación eléctrica, entendiendo como equipo principal una línea de transmisión, transformador, generador, reactor, capacitor, entre otros Semiembutido Forma de instalación de un dispositivo en un gabinete o tablero en la que el dispositivo queda parcialmente dentro del gabinete, sobresaliendo solamente la parte frontal para soporte o el panel Relevador Diferencial Es un relevador que opera basado en el principio de que la corriente que entra a un elemento de la red eléctrica es igual a la corriente que sale de él Restricción Cantidad sumada de todas las corrientes que se aplican a un relevador diferencial y cuya resultante se opone a la cantidad de operación del mismo relevador para hacer que la protección sea segura Pendiente Es la característica que define la operación de un relevador diferencial la cual resulta de la relación de la cantidad de operación con la cantidad de restricción, su ajuste es en por ciento.

12 5 de Armónica de Segundo y Quinto Orden Son ondas senoidales de una frecuencia en múltiplos de la frecuencia fundamental de 60 Hz y que le producen distorsión Tiempo de Operación del Relevador Es el tiempo que tarda un relevador desde que se inicia una falla de un equipo primario, hasta que se envía la salida de disparo, durante este tiempo el relevador realiza la medición de sus entradas analógicas, procesa la información y emite su decisión de disparo Grupo Vectorial de un Transformador Indica la diferencia angular entre la tensión de alta, baja y terciario. Es la designación que se da al defasamiento angular que depende de las conexiones de los devanados en un transformador Entrada Analógica Son unidades de medición en los relevadores de protección donde se conectan los devanados secundarios de los transformadores de instrumento de corriente o tensión Entrada Digital Es una unidad de detección de un nivel de tensión de corriente continua fija o programable, que se aplica al relevador para identificar un estado Flashover Arqueo eléctrico no intencional que se presenta entre las terminales de un mismo polo en un interruptor de potencia, debido a la pérdida de aislamiento Salida de Disparo Orden que se efectúa a través de contactos secos normalmente abiertos (NA) o dispositivos de estado sólido de alta capacidad de corriente y alta velocidad, que se aplica a los interruptores, para causar su apertura desenergizando el elemento protegido Salida Digital Señal que se efectúa a través de contactos secos normalmente abiertos (NA) o normalmente cerrados (NC), de baja capacidad de corriente Unidad de Evaluación Dispositivo para la explotación de registros de eventos, registro de disturbios, cambio de ajustes y todas las funciones con las que cuente el relevador, utilizando su programa de aplicación Fuente de Alimentación Universal Es una fuente capaz de operar indistintamente con tensión de corriente continua o alterna.

13 6 de 52 5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS COMTRADE Common Format for Transient Data Exchange DTD EMC GPS IB Id IHM In Disparo Transferido Directo Electromagnetic Compability Global Position System Corriente de Restricción Corriente Diferencial Interfaz Humano-Máquina Corriente Nominal IRIG-B Inter-range Instrumentation Group Format B LAN LCD LF L/R NA NC OPLAT PFTR POTT PUTT RD SCR SIR SWC TC TP TPI Local Area Network Liquid Crystal Display Localización de Fallas Constante de Tiempo de 40 ms a 125 Vcc Normalmente Abierto Normalmente Cerrado Onda Portadora de Línea de Alta Tensión Función de Falla a Tierra Restringida Permisive Overriching Transfer Trip Permisive Underriching Transfer Trip Registrador de Disturbios Silicon Controled Rectifier Source Impedance Ratio Surge Withstand Capability Transformador de Corriente Transformador de Potencial Transformador de Potencial Inductivo

14 7 de 52 TPC TCP/IP USB Transformador de Potencial Capacitivo Transmission Control Protocol / Internet Protocol Universal Serie Bus 6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES 6.1 Funciones Requeridas Todos los relevadores deben ser microprocesados. Debe contar con lo siguiente: a) Funciones principales y adicionales solicitadas en Características Particulares. b) Registro secuencial de eventos. c) Registro de fallas y oscilografía. d) Debe contar con contraseña de seguridad (password) que restrinja el acceso al relevador. e) Debe contar con memoria no volátil para que en caso de pérdida de alimentación de V c.c., no se pierdan los valores de ajuste y configuración. f) Debe contar con interfaz humano-máquina (IHM), véase párrafo 0. g) Función de autodiagnóstico que supervise el funcionamiento del relevador, verificando al menos: los niveles de tensión de salida de la fuente de alimentación interna y el correcto funcionamiento de los convertidores analógico digital y de los microprocesadores. h) Sincronización del reloj interno. i) Debe mostrar las magnitudes medidas en las entradas analógicas con las que cuente el relevador. Las funciones solicitadas en esta especificación y las solicitadas en Características Particulares que sean habilitadas para trabajar simultáneamente, no deben interferir entre ellas ni en sus tiempos de operación Registro de eventos El relevador debe contar con registros de memoria no volátil del tipo circular para almacenar cuando menos los últimos 100 eventos (a menos que se especifique otro número en las Características Particulares). Entre los conceptos que pueden generar un reporte de evento por selección del usuario, se tienen los siguientes: - cambios en el estado de las entradas y salidas digitales, - activación ( pick-up ) y reposición ( drop-out ) de los elementos de protección, medición, control y monitoreo disponibles en el propio relevador. Cada evento debe estar asociado además de su identificador de elemento, entrada o salida, con una etiqueta de tiempo que debe incluir la fecha (año, mes y día) y horario (hora, minuto, segundo y milisegundo) de ocurrencia.

15 8 de Registro de fallas y oscilografía El relevador debe contar con registros de memoria no volátil del tipo circular para almacenar cuando menos los registros de las últimas 6 fallas (a menos que se especifique otro número en las Características Particulares). Cada registro debe contener la información siguiente: Medición - un reporte oscilográfico de las corrientes de fase y neutro (sí el relevador cuenta con entradas de tensión, también debe incluir las tensiones de fase a neutro) con un mínimo de 11 ciclos de duración (2 de prefalla y 9 de falla y postfalla) y con una resolución cuando menos de 1/8 de ciclo, - la magnitud de la(s) corriente(s) de falla, - señales digitales como: arranque y reposición de los elementos internos y de las funciones operadas; estado de las entradas y salidas digitales; y protecciones operadas, - fecha (año, mes y día) y horario (hora, minuto, segundo y milisegundo) de ocurrencia de la falla. Cuando se indique en Características Particulares, el relevador debe tener la capacidad de medir, corriente, tensión, ángulo de fase, frecuencia, potencia activa, potencia reactiva y factor de potencia dependiendo del tipo de entradas analógicas, los valores medidos tienen que estar referidos al lado primario. Debe permitir consultar dichas mediciones. Se requiere una clase de exactitud máxima del 5 % en todas las magnitudes. Debe contar con una pantalla o display, donde pueda configurarse el despliegue de todas aquellas magnitudes y variables medidas y/o registradas, correspondientes tanto a las funciones básicas como a las opcionales requeridas Sincronización del reloj interno Debe recibir una señal de sincronía de tiempo a través de un conector estándar DB9 o BNC con formato IRIG-B, mediante señal modulada o demodulada de tiempo. 6.2 Conexiones Eléctricas Los bornes de conexión externos en el relevador deben ser tipo tornillo para desarmador plano y/o estrella, preparadas para recibir directamente el cable estañado o terminales a compresión del tipo abierta o cerrada, con capacidad mínima de corriente de 20 A y aislamiento para 600 V de fácil acceso y completamente rígidas, montadas externamente en la parte posterior del relevador y no deben obligar a deformar la zapata del cable de control para realizar las conexiones de dicho cable. Las conexiones que ligan la parte externa a la parte interna del relevador deben ser atornillables o a través de conectores con cables de la capacidad y aislamiento de acuerdo a la norma NMX-J Características de las Entradas Analógicas de Corriente Todas las entradas de corriente deben manejar señales independientes a través de terminales de entrada y salida externas, de tal forma que el relevador pueda ser intercalado en serie en cualquier circuito de corriente.

16 9 de 52 Las unidades de medición de corriente, deben estar diseñadas para operar bajo las siguientes condiciones mínimas: Corriente nominal (In): Frecuencia nominal: Capacidad térmica: 5 A 60 Hz 2 x In Permanente. 50 x In Por 1 segundo Las entradas de corriente deben mantener una característica lineal cuando menos hasta veinte veces la corriente nominal (5 A x 20 = 100 A). El burden máximo debe ser de 1 VA a la corriente nominal. 6.4 Características de las Entradas Analógicas de Tensión Las entradas de tensión de corriente alterna, deben estar diseñadas para operar bajo las siguientes condiciones: Tensión de operación nominal: 115 V c.a. Frecuencia nominal: Sobretensión permanente: 60 Hz 230 V c.a. El burden máximo debe ser de 1 VA a la tensión nominal. 6.5 Número de Entradas Analógicas Las entradas analógicas pueden ser utilizadas por una, dos o más funciones de protección, incluidas en el mismo relevador, sin que se demerite o interfiera con la operación de dichas funciones. 6.6 Protección de la Fuente de Alimentación Debe contar con protección contra sobrecarga, corto circuito y transitorios en cualquiera de sus circuitos que alimenten dicha fuente. 6.7 Salidas de Disparo Las salidas de disparo se utilizan para operar directamente sobre las bobinas de los interruptores y deben de ser por medio de contacto seco de un dispositivo electromecánico o mediante salidas de estado sólido. No se aceptan SCR. La capacidad de corriente de los contactos de disparo debe ser como mínimo de 5 A permanentes y soportar 30 A por 200 ms. La capacidad interruptiva debe ser como mínimo de 25 VA inductivos con una constante de tiempo (L/R) de 40 ms a 125 V c.c. 6.8 Salidas Digitales Las salidas digitales se utilizan para señalización, alarma y funciones de protección y control, deben ser programables; por lo que el relevador debe permitir la reasignación de dichas salidas a otras funciones o alarmas requeridas.

17 10 de 52 La capacidad de corriente de los contactos debe ser como mínimo de 5 A permanentes. 6.9 Entradas Digitales Las entradas deben ser optoacopladas y operar con un valor a partir del intervalo de 65 % al 80 % de la tensión nominal de operación, conforme a los intervalos indicados en la tabla 41. El tiempo para reconocer la señal de entrada binaria debe ser igual o menor de 4 ms Número de Contactos para Salida de Disparo Las salidas de disparo pueden ser utilizadas por una, dos o más funciones de protección incluidas en el mismo relevador, sin que se demerite o interfiera con la operación de dichas funciones. La cantidad mínima, debe ser la suma de salidas requeridas para cada función solicitada Número de Contactos de Salida Digitales Se requieren las siguientes salidas, programables, independientes y separadas eléctricamente para las indicaciones: disparo de protección (contacto tipo NA), una por cada función de protección solicitada en las Características Particulares, - falla interna o falta de tensión de alimentación (contacto tipo NC), - dos para lógicas creadas por el usuario, - alarma por pérdida o desbalance de tensión en las entradas analógicas, (aplica a 67, L y 85 L T ). La cantidad mínima, debe ser la suma de salidas digitales indicadas en este apartado y las requeridas para cada función de protección solicitada. Las salidas para indicación y alarma, pueden ser utilizadas por una, dos o más funciones de protección, incluidas en el mismo relevador, sin que se demerite o interfiera con la señalización de dichas funciones Número de Entradas Digitales Los relevadores de protección, deben contar con las siguientes entradas digitales optoacopladas: a) Cambio de grupo de ajuste; no se requiere para funciones de protección diferenciales. b) Una para utilizarse en lógicas creadas por el usuario. La cantidad mínima total requerida debe ser la suma de entradas requeridas por este apartado y para cada función de protección solicitada. Las entradas digitales, pueden ser utilizadas por una, dos o más funciones de protección incluidas en el mismo relevador, sin que se demerite o interfiera con la operación de dichas funciones Montaje El relevador debe ser para montaje semi-embutido en lámina o en rack.

18 11 de 52 En todos los casos deben ser suministrados los herrajes y soportes necesarios para el montaje de los relevadores Características de la Caja Sus dimensiones deben permitir su instalación en una sección de tablero, ajustándose a lo siguiente: Debe estar diseñada para soportar ambiente corrosivo. Debe contar con una conexión directa a tierra física. Debe contar con una cubierta que evite la exposición de sus componentes internos a polvo, animales u otros agentes nocivos que pudieran provocar disturbios prematuros, sin que se comprometa sus condiciones normales operación y se modifiquen sus características técnicas de conformidad con las pruebas prototipo, establecidas en el párrafo El relevador puede ser de cualquiera de las siguientes formas: a) Totalmente extraíble con puenteo automático de los transformadores de corriente. b) Semi-extraible en el cual es extraíble únicamente la parte electrónica del relevador, los transductores de corriente no lo son y quedan integrados a la caja Interfaz Humano-Máquina (IHM) El relevador debe contar con indicadores luminosos o LED s en la parte frontal que indiquen al menos los siguientes estados: a) Relevador listo y/o falla interna (encendido indica relevador listo, apagado o cambio de color, indica falla interna). b) Relevador operado. El relevador debe señalizar cuando se produce su operación, ya sea disparo, cierre o alarma dependiendo de la función asociada al mismo o cuando se presente una anormalidad en el mismo. Debe disponer de una indicación visual en la parte frontal del relevador para señalizar la operación de cada una de las funciones de protección solicitadas en Características Particulares, por LED o pantalla. En caso de utilizar la pantalla, las alarmas deben de mostrarse de manera consecutiva sin la intervención del usuario. Debe contar por lo menos con dos indicaciones visuales, configurables por el usuario. Debe permitir la reposición local de todas las indicaciones. En caso de contar con pantalla LCD, debe permitir visualizar el estado, registros de eventos, alarmas y banderas de operación de las funciones de protección; con la restricción de la clave de acceso correspondiente, poder modificar la configuración y ajustes sin que se requieran equipos externos para dicha función Programa (Software) de Aplicación Debe cumplir con lo siguiente: a) Estar diseñado para permitir la configuración de las funciones, programación de lógicas, ajuste de las funciones de protección y la explotación de la información adquirida o generada por el relevador de protección. b) Operar en un ambiente gráfico de ventanas.

19 12 de 52 c) Permitir realizar la configuración, utilizando una base de datos de varios relevadores configurable para distintas subestaciones y tipos de relevador. d) Permitir la exportación e importación de archivos de oscilografía en formato COMTRADE conforme con la norma IEC , de manera que puedan ser leídos por cualquier otro software de aplicación (análisis y equipo de prueba). e) Permitir el acceso local y remoto. f) Permitir la conexión con relevadores que cuenten con puerto Ethernet, desde cualquier punto de la red LAN utilizando protocolo TCP/IP. Debe incluir las licencias necesarias para utilización institucional en CFE o cuando menos las licencias por escrito indicadas en Características Particulares Niveles de Acceso El relevador debe contar al menos con dos niveles de acceso. Durante una sesión de acceso abierta en el relevador, en cualquier nivel, la función de protección debe tener prioridad, permitiendo que el relevador opere al presentarse una falla, debiendo generar todas las banderas, indicaciones y registros que identifiquen el tipo de falla. Las sesiones de acceso deben ser através de un puerto de comunicaciones por medio de una unidad de evaluación local o remota o a través de la interfaz IHM. Las contraseñas deben poder ser asignadas y/o modificadas por el usuario Primer nivel de acceso Permite el monitoreo del relevador la obtención y/o visualización de mediciones, registros y ajustes, sin efectuar cambios en los mismos; se debe accesar a este nivel, en forma directa o a través de una contraseña de seguridad, password. El cambio a un nivel de acceso superior debe estar restringido con contraseña (password) de seguridad Segundo nivel de acceso Este nivel permite el acceso además de lo contenido en el modo de monitoreo a la configuración, modificación de ajustes, curvas, constantes, secuencias, configuración de entradas y salidas digitales, entre otros Modos de Disparo De acuerdo con su aplicación el modo de disparo de los relevadores puede ser monopolar o tripolar Relevador con modo disparo monopolar (aplica para 21, 87L y 85L) El relevador con modo de disparo monopolar, para fallas de una fase a tierra, al detectar la falla debe proporcionar una salida disparo únicamente a la fase fallada. El relevador debe dar salida de disparo tripolar cuando la falla detectada involucre más de una fase, cuando la falla evolucione de monofásica a dos fases a tierra o cuando ocurra alguna falla durante el tiempo de polo abierto.

20 13 de 52 Debe permitir la preparación de disparo tripolar mediante una entrada digital; cuando ésta esté activada, cualquier disparo que el relevador genere debe ser tripolar; para esta condición se acepta lógica inversa. El relevador debe activar una salida de contacto cuando por cualquier condición se genere un disparo tripolar Relevador con modo de disparo tripolar El relevador debe dar salida de disparo tripolar independientemente al tipo de falla detectada Grupos de Ajustes El relevador debe contar al menos con dos grupos de ajustes, en los que se contemplen todas las variables de las funciones habilitadas en el relevador; no se requieren más de un grupo de ajustes para las funciones diferenciales. La selección del grupo de ajustes, debe ser realizada a través de la entrada binaria correspondiente o bien desde una sesión en el segundo nivel de acceso, a través del puerto de comunicación o desde la IHM Puertos de Comunicación Los relevadores de protección deben contar con puertos de comunicación para su configuración, ajuste y explotación de información; la cantidad, tipo de puertos y protocolo de comunicación de los mismos debe indicarse en Características Particulares. Los cuales pueden ser: RS232, RS485, óptico, USB o ethernet eléctrico u óptico. Los puertos solicitados para acceso local, remoto y para integración al sistema control supervisorio a través de un protocolo de comunicación deben ser independientes entre sí a menos que el puerto sea tipo ethernet y soporte las funcionalidades en forma simultanea. Los servicios demandados de cada puerto pueden ser simultáneos y no deben interferir o bloquear los servicios o tareas de los otros puertos, así como con la funcionalidad de protecciones del relevador, excepto para cambio de ajustes o configuración Puertos de comunicación para acceso local Debe estar localizado en la parte frontal del relevador y debe permitir realizar la configuración, ajustes, obtención de registros y la explotación de todas las funciones del relevador. Se debe suministrar el adaptador para conectar dicho puerto a la unidad de evaluación vía puerto USB o ethernet con conector RJ Puertos de comunicación para acceso remoto o para integración a un sistema de adquisición de datos Debe permitir la comunicación con el protocolo y ser del tipo indicado en las Características Particulares. El protocolo debe permitir conexiones con direccionamiento a una red de datos para acceso remoto o para integración a un sistema de adquisición de datos Características Específicas de las Funciones de Protección Funciones generales Supervisión de las señales de tensión en las entradas analógicas Debe detectar la pérdida de tensión en una o más fases, para bloquear la operación de la función de protección. Se debe desbloquear automáticamente cuando las señales de tensión se normalicen. Aplica para las funciones de 67, 21, 85L y 85L T.

21 14 de Disparo por energización de línea con falla El relevador debe disparar en el caso de energización de línea con falla, mediante los siguientes métodos: a) Con presencia de sobrecorriente y ausencia previa de tensión (aplica para 21, 85L y 85L T ). b) Por una señal digital de cierre manual o a través de la posición del interruptor y presencia de sobrecorriente. (aplica para 21, 85L, 87L y 85L T ). Cuando opere el elemento de energización con falla el disparo debe ser siempre tripolar y debe deshabilitarse en forma automática después de un tiempo predeterminado o seleccionable por el usuario. El detector de corriente debe poder ser ajustado en un intervalo de 0,5 A a 15 A o más amplio Comparación direccional (85L) Debe detectar fallas balanceadas y desbalanceadas Clasificación por principio de operación de las unidades de medición Dependiendo de principio de operación, los relevadores pueden ser: a) Relevador de onda viajera, basado en las polaridades relativas de los cambios en las señales de corriente y tensión eléctrica filtrando la señal de 60 Hz. b) Relevador de onda superpuesta, basado en las polaridades relativas de los cambios en las señales de corriente y tensión eléctrica de 60 Hz. En ambos casos deben contar además con la función de comparación direccional basado en las cantidades de secuencia positiva, negativa y cero de las señales de corriente y tensión eléctrica Principio de operación por onda viajera y onda superpuesta Los relevadores de onda viajera y onda superpuesta deben tener: a) Unidades de medición de modo dependiente para detectar fallas de fase a tierra, entre fases y trifásicas con la utilización del canal de comunicación. b) Deben detectar la dirección de la falla empleando la comparación de las polaridades relativas de las señales de tensión y corriente superpuestas. c) El elemento de corriente superpuesta debe controlar la operación de los elementos de distancia asociados a dicho relevador, si esta función está incorporada en el mismo. d) Debe contar con unidades de medición de modo independiente para detectar fallas de fase a tierra, entre fases y trifásica con disparo instantáneo, sin utilización del canal de comunicación utilizando este u otro principio de operación Principio de operación por comparación direccional utilizando cantidades de secuencia de corrientes y tensiones Los relevadores de comparación direccional deben tener: a) Unidad MHO o poligonal de secuencia positiva de sobre alcance para fallas hacia delante.

22 15 de 52 b) Unidad MHO o poligonal de secuencia positiva con offset hacia atrás. c) Unidades de sobrecorriente para fallas entre fases y de fase a tierra. d) Unidad direccional de secuencia negativa hacia delante. e) Unidad direccional de secuencia negativa hacia atrás. Cuando la filosofía involucre unidades de medición de distancia, el relevador deberá incluir la función de bloqueo durante oscilaciones Modo de disparo El relevador debe contar con modo de disparo como indica en el inciso 0 relevador con modo disparo monopolar (aplica para 21, 87L y 85L) Tiempo máximo de operación Los tiempos de operación máximos promedio deben ser: - para disparo en modo independiente, el tiempo indicado en la NRF-041-CFE, - para disparo en modo dependiente, el relevador debe operar en un tiempo < 10 ms sin considerar la excitación y tiempo de transmisión del canal de comunicación. Este promedio se obtiene de los tiempos de operación para fallas simuladas monofásicas, bifásicas y trifásicas, con una red modelada que cumpla con la relación Zs/(0,8 ZL) (SIR) con valores de 1, 5 y 10, ubicadas al 25 % y al 50 % de la longitud de la línea (sin resistencia de falla y ZL mayor o igual a 3,6 ohm secundarios). Las fallas simuladas deben aplicarse en un punto de incidencia para que la corriente de falla presente un máximo offset de corriente continua Entradas analógicas Debe tener por lo menos 3 entradas analógicas de tensión (una por fase) y 3 entradas analógicas de corriente (una por fase) Salidas de disparo Debe contar con al menos con seis salidas de disparo para operar sobre arreglos de dos interruptores Entradas digitales Debe contar con al menos seis entradas y que cumplan las siguientes funciones: a) Bloqueo externo de disparo. b) Recepción de señal de teleprotección. c) Preparación para disparo tripolar. d) Posición de interruptor por fase (tres, una por fase).

23 16 de Salidas digitales Debe contar por lo menos con las salidas digitales para las siguientes funciones: a) Arranque de recierre. b) Transmisión para POTT (dos para teleprotección y una para RD). c) Transmisión de disparo transferido de línea. d) Arranque de 50FI, (seis contactos independientes, dos por fase). e) Operación de protección para RD. f) Recepción de POTT para RD Localizador de fallas Función de localización de fallas, de acuerdo a esta especificación Distancia (21) Debe detectar fallas balanceadas y desbalanceadas. Debe operar con base en la medición de las impedancias obtenidas de los valores de tensión y corriente suministrados desde los transformadores de instrumento asociados con la línea protegida. Debe contar con detectores de corrientes de fases y de neutro para supervisar las unidades de distancia. Las unidades de medición deben de ser del tipo MHO o poligonal para la detección de fallas entre fases y tipo poligonal para la detección de fallas de fase a tierra Funciones complementarias con carácter obligatorio Deben incluir las lógicas de operación para funcionar en esquemas de protección cubriendo las siguientes necesidades: a) Esquemas de teleprotecciones, debe permitir que el usuario seleccione entre los siguientes esquemas: - aceleración de zona dos, - disparo permisivo de bajo alcance, - disparo permisivo de sobrealcance. b) Función de detección de oscilaciones de potencia para disparo o bloqueo de las unidades de distancia. c) Función de detección de falla con baja aportación de corriente y lógica de eco. d) Función que bloquee los disparos por invasión de carga en las características de protección de los elementos de medición de fases. e) Función que evite disparos por inversión de corrientes para aplicación en líneas paralelas con esquema de disparo permisivo de sobrealcance.

24 17 de Localizador de fallas Función de localización de fallas, de acuerdo a esta especificación Intervalos de ajustes Las unidades de impedancia, temporizadores y detectores de sobrecorriente deben ser ajustables dentro de un intervalo igual o más amplio al indicado a continuación: TABLA1 - Intervalos de ajuste, pasos y cantidades mínimas de entradas y salidas para función 21 Intervalo Paso de ajuste Unidades de impedancia 0,1 a 25,0 Ω 0,1 Ω Cantidad mínima 4 de fases y 4 de fase a tierra Temporizadores de zonas 0,1 a 5,0 s 0,01 s 2 Detectores de corriente para falla entre fases Detectores de corriente para fallas a tierra 1,0 a 10,0 A 0.1 A 1 0,5 a 5,0 A 0.1 A 1 Aclaraciones - ajustes independientes, - al menos una zona de fase y de tierra debe ser reversible - ajustes independientes, - se acepta que los temporizadores se ajusten en ciclos Modo de disparo Debe contar con modo de disparo de conformidad con los requerimientos indicados en la NRF-041-CFE y lo indicado en el inciso y el inciso , de esta especificación según corresponda Tiempo máximo de operación Los tiempos de operación máximos promedio para las unidades de distancia en la primera zona, deben ser con lo indicado en la NRF-041-CFE Este promedio se obtiene de los tiempos de operación para fallas simuladas monofásicas, bifásicas y trifásicas, con una red modelada que cumpla con la relación Zs/(0,8 ZL) (SIR) con valores de 1, 5 y 10, ubicadas al 30 % y al 60 % del alcance ajustado de la zona 1 (sin resistencia de falla y ZL mayor o igual a 3,6 Ω secundarios). Las fallas simuladas deben aplicarse en un punto de incidencia para que la corriente de falla presente un máximo offset de corriente continua.

25 18 de Exactitud de los elementos de medición y temporizadores TABLA 2 - Exactitud de los elementos de medición y temporizadores para la función 21 Exactitud Unidades de impedancia ± 5 % Temporizadores de zonas ± 3 % Condición de prueba - al ángulo de la línea protegida - con SIR 1, 5 y 10 - el ajuste debe estar en el intervalo de 1,0 Ω a 20,0 Ω - a corriente de prueba de 2 A - al 60 % del alcance de la zona correspondiente Entradas analógicas Debe tener por lo menos 3 entradas analógicas de tensión (una por fase) y 3 entradas analógicas de corriente (una por fase) Salidas de disparo Modo monopolar Debe contar con al menos con seis salidas de disparo para operar sobre arreglos de dos interruptores Modo tripolar Debe contar con al menos dos salidas de disparo para operar sobre arreglos de dos interruptores Entradas digitales Modo monopolar Debe contar por lo menos con las entradas digitales para las siguientes funciones: a) Recepción de señal de teleprotección. b) Preparación para disparo tripolar. c) Indicación de la posición del interruptor (tres, una por fase) Modo tripolar Debe contar por lo menos con las entradas digitales para las siguientes funciones: a) Recepción de señal de teleprotección. b) indicación de la posición del interruptor.

26 19 de Salidas digitales Modo monopolar Debe contar por lo menos con las salidas digitales para las siguientes funciones: a) Arranque de recierre. b) Transmisión para PUTT/POTT (dos para teleprotección y una para RD). c) Transmisión de disparo transferido de línea. d) Arranques del 50FI (seis contactos independientes, dos por fase). e) Operación de protección para RD. f) Recepción de POTT para RD Modo tripolar Debe contar por lo menos con las salidas digitales para las siguientes funciones: a) Arranque de recierre. b) Transmisión para PUTT/POTT (una para teleprotección y una para RD). c) Transmisión de disparo transferido de línea. d) Arranques del 50FI (dos contactos independientes, uno por interruptor). e) Operación de protección para RD. f) Recepción de POTT para RD Indicaciones visuales Debe contar por lo menos con indicadores para señalizar en su parte frontal, las siguientes condiciones: a) Zona de distancia operada (tres, una para cada zona). b) Fases falladas (tres, una para cada fase) Diferencial de línea (87L) Debe tener la capacidad de enlazarse con dos o más terminales colaterales, utilizar señales de corriente y compararlas por fase y ser capaz de detectar fallas balanceadas y desbalanceadas. El número de terminales colaterales se indica en Características Particulares. La comunicación con el(los) equipo(s) colateral(es) debe ser monitoreada, para detectar la operación anómala del canal o falla del mismo. La falla de comunicación debe almacenarse en el registro de eventos.

27 20 de Interfaz de comunicación La interfaz de comunicación para enlazar con el(los) equipo(s) colateral(es) es óptica y debe ser: a) Monomodo para enlaces mediante fibra óptica dedicada. b) Multimodo para enlaces mediante un canal multiplexado. Se debe proporcionar un puente óptico (jumper) para la conexión con la caja de distribución óptica, el tipo de fibra óptica a utilizar para éste, debe ser monomodo o multimodo, dependiendo del tipo de canal utilizado; el tipo de conector en el extremo interfaz debe ser compatible con la misma, el tipo en el extremo de la caja de distribución óptica y la longitud del puente óptico, se indican en Características Particulares Enlaces mediante fibra óptica dedicada La interfaz debe contar con salida tipo monomodo, con la potencia y sensibilidad óptica necesaria para garantizar la comunicación con su(s) equipo(s) colateral(es), de forma segura y confiable, proporcionando un margen de reserva mayor o igual a 3 db. Las características del enlace se describen en las Características Particulares Enlaces mediante canal multiplexado La interfaz debe contar con salida tipo multimodo y conectarse al multiplexor a través de un puente óptico (jumper) y cuando se indique en Características Particulares, un convertidor óptico-eléctrico con salida tipo G.703 programable a codireccional o contradireccional 64 kbps o V.24 a 19,2 kbps, con alimentación a 48 V c.c. con positivo aterrizado Características de la función diferencial El relevador debe utilizar cualquiera de estos principios: a) Medición y suma de los fasores de corriente con el principio diferencial de porcentaje de fase segregada de cada terminal. b) Comparación de fasores de corriente de fase de cada terminal. Debe compensar los retrasos naturales del canal de comunicación. Debe contar con compensación para diferentes relaciones de TC en cada extremo de la línea, por medio de ajustes en software (sin requerir utilizar transformadores auxiliares externos). Debe discriminar la condición de saturación de transformadores de corriente, sin afectar su desempeño. Debe contar con la compensación por el efecto de la capacitancia de las líneas Tiempo de operación Los tiempos de operación máximos promedio, deben ser los indicados en la NRF-041-CFE. Este promedio se debe obtener de los tiempos de operación para fallas simuladas monofásicas, bifásicas y trifásicas, cuando la corriente diferencial sea a 2, 3 y 4 veces el valor de ajuste de arranque diferencial.

28 21 de Funciones complementarias Debe incluir una función de protección de distancia con al menos una zona de protección temporizada, para fallas balanceadas y desbalanceadas, que cumpla con el inciso y los subincisos , y de acuerdo con esta especificación Localizador de fallas Función de localización de fallas, de acuerdo a esta especificación Intervalo de ajustes La función diferencial debe ser ajustable dentro de un intervalo igual o más amplio de acuerdo con la siguiente tabla. TABLA 3 - Intervalo de ajuste de corriente de arranque de la función 87L Para ajuste en pick up (In) Intervalo (múltiplo de In) Paso de ajuste 0,2 A - 2,0 A 0, Entradas analógicas Debe tener por lo menos 3 entradas analógicas de tensión (una por fase) y 3 entradas analógicas de corriente (una por fase), en los casos donde el arreglo de barras tenga dos interruptores, se deben de proporcionar tres entradas adicionales de corriente (una por fase) para la conexión de los TC en forma independiente Salidas de disparo Modo monopolar Debe contar con al menos con seis salidas de disparo para operar sobre arreglos de dos interruptores Modo tripolar Debe contar con al menos dos salidas de disparo para operar sobre arreglos de dos interruptores Entradas digitales Modo monopolar Debe contar por lo menos con las entradas digitales para las siguientes funciones: a) Preparación para disparo tripolar. b) Indicación de la posición del interruptor, (tres, uno por fase) Modo tripolar Debe contar por lo menos con las entradas digitales para las siguientes funciones: a) Indicación de la posición del interruptor.