Especificaciones Técnicas para Medidor de Energía Multifuncional de Subestaciones

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1 EMPRESA ELECTRICA PÚBLICA DE GUAYAQUIL, EP Especificaciones Técnicas para Medidor de Energía Multifuncional de Subestaciones El Medidor de Energía Multifuncional (El Medidor) deberá ser de una marca reconocida, deberá tener la capacidad para ser instalado en sistemas de media y alta tensión, teniendo entradas de voltaje y corriente para ser conectadas con transformadores de potencial y corriente, en sistemas trifásicos con conexión 4 hilos estrella. El tipo de montaje del medidor debe ser Socket. Capacidad de muestreo de 256 muestras/ciclo. Debe además tener la capacidad para monitorear Calidad de Energía. El medidor de energía deberá tener las siguientes especificaciones: PRECISIÓN El Medidor deberá tener una clase de precisión 0.2s de acuerdo al estándar IEC Clase 0.2s. ESTANDARES El Medidor deberá cumplir con lo siguientes estándares de seguridad/construcción: ANSI C12.20: precisión Normas ANSI para medidores de clase de 0.2 y 0.5. ANSI C12.10: Normas ANSI para medidores de clase de 0.2 y 0.5. ANSI C12.1: Normas ANSI para medidores de clase de 0.2 y 0.5. IEC : Equipos de medición eléctrica (AC) requerimientos generales, pruebas y condiciones de prueba. IEC : Equipos de medición eléctrica (AC) requerimientos particulares parte 22: medidores estáticos para energía activa, clases 0.2S y 0.5S IEC : Equipos de medición eléctrica (AC) requerimientos particulares parte 23: medidores estáticos para energía reactiva, clases 1 y 2. ISO MTR1-96: Especificaciones de Ingeniería para Medidores Polifásicos de Estado Sólido para uso en redes ISO. El Medidor deberá cumplir con lo siguientes estándares de inmunidad electromagnética: IEEE C : IEEE Estandar de Capacidad de Resistencia a Transientes (SWC) Pruebas a relés de protección y Sistemas de relés (ANSI). Pruebas en todas las entradas, excepto los puertos de comunicación de red. IEC (EN /IEC801-2): Descarga Electroestática (B). IEC (EN /IEC801-3): Inmunidad a Campos Electromagnéticos Radiados (A). IEC (EN /IEC801-4): Transientes Eléctricos Rápidos (B). IEC (EN /IEC801-5): Inmunidad a Picos (B). IEC (EN /IEC801-6): Inmunidad en Conductores. 1

2 IEC (EN /IEC801-12): Inmunidad a Ondas Oscilatorias Amortiguadas. ANSI C62.41: Inmunidad a Picos. IEC Prueba de Resorte Martillo IEC Prueba de Vibración IEC Prueba de Choque IEC Protección de Penetración de Agua y Polvo IEC Resistencia al Calor y fuego IEC Prueba de Calor Seco IEC Prueba en Frio IEC Prueba cíclica de Calor Húmedo Se deberá de comprobar el cumplimiento de las normas antes descritas por medio de un certificado de pruebas de un laboratorio externo reconocido (Recomendado KEMA). ENTRADAS DE VOLTAJE, CORRIENTE Y FUENTE DE ALIMENTACIÓN Entradas de Voltaje con rangos nominales de máxima escala según lo siguiente: Para factores de forma de base 9S: V (autorango) 3-elementos, 4-hilos. El Medidor debe estar capacitado para conexiones directas (sin Transformadores de Potencial PTs) para configuraciones en Estrella con voltajes hasta de 120/277Vac para factores de forma 9S. Para configuraciones con voltajes mayores, acepta TPs con salida en el secundario de 120Vac o 277Vac. Todas las entradas de voltaje proporcionan: Aislamiento Dieléctrico de 2500 V RMS, 60 Hz durante 1 minuto, Aislamiento a Transientes de 6 kv de pico (1.25/50 µs) de voltaje L-L y L-GND Entradas de corriente disponibles Tres entradas de corriente a todos los modelos con cualquier tipo de factor de forma. Todas las entradas de corriente son acopladas por transformador de corriente con salida de corriente nominal de 5 A, máximo 20 A. Las entradas de corriente deben cumplir con las características siguientes: Protección de sobrecarga durante 1 segundo y que no sea recurrente de 500A RMS (Clase 20). Capacidad de medición de niveles de corriente de aplicación continua hasta 20 A RMS. Capacidades de captura de falla para los valores instantáneos de hasta 50A RMS o 70 A de pico con el modelo de 20A de entrada de corriente. Las fuentes de alimentación deben tener las siguientes características según el circuito donde se instalen los medidores Alimentación por Fuente de poder trifásica, obtenida directamente de las entradas señales de voltaje que ingresan al medidor. Para este medidor con Factor de forma 9S, el voltaje del suministro será V L-N RMS ±15% (47 a 63 Hz). 2

3 FRECUENCIA Los medidores deben de operar en sistemas de 60Hz MEDICIONES BÁSICAS El Medidor debe poder medir como mínimo los siguientes valores de voltaje: Voltaje de línea a línea por fase Voltaje de línea a línea promedio Voltaje de línea a neutro por fase Voltaje de línea a neutro promedio Porcentaje de Desbalance de voltaje El Medidor debe poder medir como mínimo los siguientes valores de corriente: Corriente por fase Corriente de Neutro (medida) Corriente promedio Porcentaje de desbalance de corriente El Medidor debe poder medir como mínimo los siguientes valores de potencia: Potencia Real (por fase y total de las tres fases) Potencia Reactiva (por fase y total de las tres fases) Potencia Aparente (por fase y total de las tres fases) Factor de potencia (por fase y total de las tres fases) Factor de potencia en atraso, adelanto y con signo (por fase y total de las tres fases) Energía acumulada (Activa kwh, Reactiva kvarh, Aparente kvah) absoluta/con signo Energía incremental (Activa kwh, Reactiva kvarh, Aparente kvah) absoluta/con signo Energía bidireccional y por cuadrante REGISTRO DE MÍNIMOS Y MÁXIMOS Capacidad de registro de mínimos y máximos de cualquier variable. El Medidor debe poseer como mínimo la capacidad de registrar 100 mínimos y 200 máximos DEMANDA El Medidor debe tener la capacidad de registrar mínimos y máximos de demanda, registros de demanda por interno, demanda acumulada y demanda predictiva en múltiples canales de demanda. El Medidor debe tener la capacidad de cálculo de demanda basado en diferentes métodos como demanda en bloque, ventana deslizante, demanda térmica con períodos de demanda programables por el usuario. 3

4 CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO El medidor debe de poseer como mínimo capacidad de memoria de 10MB, memoria de tipo No-Volátil. Un registro histórico de eventos, con la fecha y tiempo incluido, estará disponible con las siguientes características: o El dispositivo soportará 500 eventos por lo menos. o El número de registros en el histórico será programable. o Cada evento será grabado con la fecha y hora del evento, la causa del mismo, y el efecto del evento, juntamente con la prioridad del evento. o Cada evento relacionado con parámetros que poseen punto de ajuste (setpoint), operación de relé, y autodiagnóstico serán grabados dentro del registro histórico de eventos. o Las estampas de Tiempo tendrán una resolución de 1 mili segundo. o Las estampas de Tiempo podrán sincronizarse dentro de 100 ms entre dispositivos que estén sobre el mismo medio de comunicación serial. o El intervalo de respuesta mínimo para grabación de eventos será de ½ ciclo (8.3ms) para alta velocidad y 1 segundo para otro tipo de eventos. o La prioridad de Eventos de activación por medio de punto de ajuste (setpoint) será programable. Poseerá 50 registradores de datos Programables de los cuales cada uno podrá almacenar hasta 16 canales de registros históricos, lo cual significa que el Medidor debe tener capacidad de almacenamiento de 800 canales con la siguiente información: o Cada registrador de datos podrá grabar cualquier parámetro de alta velocidad (½-ciclo) o de alta exactitud (1-segundo), sea directamente medido u obtenido por derivación de una variable directamente medida. o Cada registrador de datos se habilitará y se deshabilitará manualmente o a través de condiciones de operación, incluyendo la opción de cronómetro de disparo cíclico o por disparo debido a paso por punto de ajuste (setpoint). o El número de registros (la profundidad) de cada registrador de los datos, y la condición de desbordamiento (detener cuándo se llena o por llenado circular) será programable. El Medidor debe tener la capacidad de catorce (14) registradores programables de forma de onda (Oscilografía). o Cada registrador de forma de onda podrá grabar una representación digitalizada de cualquier voltaje de fase o señal de corriente. o El registro de la forma de onda debe ser simultáneo para todos los canales de voltaje y corriente no importando la resolución de muestreo. La capacidad 4

5 máxima de muestreo debe ser de 256 muestras/ciclo. A 256 muestras/ciclo vía software el usuario debe tener la capacidad de ver el espectro de armónicos individuales hasta el orden 127, o Cada registrador de forma de onda se habilitará y se activará manualmente o a través de las condiciones de operación internas, incluyendo cronómetro periódico o actividad del punto de ajuste (setpoint), detección de transitorios o de Sag/Swells o Existirá disponibilidad de disparos de alta velocidad. o El número de archivos (la profundidad) de cada registrador de datos, y las condiciones de desbordamiento (detener-cuándo-esté-lleno o al llenar el registro circular) será programable. o El número de ciclos y la frecuencia de muestreo de la forma de onda será programable. La siguiente representación digitalizada estará disponible para cualquier línea con frecuencia de 47 a 63 Hz. a) 256 muestras por ciclo x 7 ciclos. b) 128 muestras por ciclo x 14 ciclos. c) 64 muestras por ciclo x 14 ciclos. d) 64 muestras por ciclo x 28 ciclos. e) 32 muestras por ciclo x 12 ciclos. f) 32 muestras por ciclo x 26 ciclos. g) 32 muestras por ciclo x 40 ciclos. h) 32 muestras por ciclo x 54 ciclos. i) 16 muestras por ciclo x 22 ciclos. j) 16 muestras por ciclo x 48 ciclos. k) 16 muestras por ciclo x 72 ciclos. l) 16 muestras por ciclo x 96 ciclos. El Medidor deberá tener punto de ajuste (setpoint) tipo flash que puede ser actualizado a través de cualquier puerto de comunicación, sin desmontar o desenergizar el instrumento del circuito. El procedimiento para actualización de punto de ajuste (setpoint) será robusto y seguro, siendo posible que sea recuperado en caso de una falla de potencia durante la actualización. CAPACIDAD DE REGISTRO DE ALARMAS El Medidor deberá proporcionar control de punto de ajuste (setpoint) de los mecanismos internos de grabación y todas las salidas digitales al relé de la siguiente forma: 30 puntos de ajuste (setpoints) Relativos programables con capacidad de activación/disparo de ½ ciclo los cuales responderán a condiciones de alarma para cualquier parámetro medido, programado por el usuario 65 puntos de ajuste (setpoints) programables con capacidad de respuesta de 1 segundo los cuales responderán a condiciones de alarmas de cualquier parámetro medido, programable por el usuario Todos los puntos de ajuste (setpoints) deberán tener la capacidad de ser programados por alto y bajo nivel, según el criterio del usuario, deberá existir una capacidad de programación de tiempos de retardo de la activación y desactivación de cada punto de ajuste (setpoint). 5

6 REGISTRO DE VARIABLES DE CALIDAD DE ENERGÍA Capacidad de detección de transitorios con duración hasta de 65µs, el medidor deberá capturar la forma de onda de todos las señales de voltaje y corriente simultáneamente con una resolución de 256 muestras/ciclo Capacidad de detección de Sag/Swells, con captura simultánea de la forma de onda de todas las señales de voltaje y corriente. El Medidor deberá tener la capacidad de registrar la duración y la magnitud de las fases de voltaje en caso de detectar un transitorio o sag/swell. Esta información deberá poder analizarse en base a la normativa de tolerancia de transitorios y Sag/Swells ITIC (CBEMA Curve) Análisis de Flicker de acuerdo al estándar IEC , medición de Pst y Plt por cada fase de voltaje con capacidad de almacenamiento en memoria Análisis de armónicos e inter-armónicos de voltaje y corriente de acuerdo al estándar IEC Registro de armónicos hasta el orden 63 por cada fase de voltaje y corriente Registro de magnitud y ángulo de cada armónico individual hasta el orden 50 por cada fase de voltaje y corriente Cálculo del factor K y el factor Cresta EL Medidor deberá tener la capacidad para ser programado y analizar la información de calidad de energía basado en la norma EN50160 EL Medidor debe tener la capacidad para ser programado y analizar la información de calidad de energía basado en la norma IEEE519 e IEEE1159 El Medidor deberá de tener la capacidad de detectar la disponibilidad de energía basado en la metodología de "Número de Nueves", por medio de pantallas para desplegar el tiempo que la Energía Eléctrica ha estado disponible en el puerto del medidor. El número de 9 dígitos indica el porcentaje que la energía ha estado disponible en el punto de medida. El Medidor deberá tener la capacidad de medir las componentes simétricas y almacenarlas en memoria. (Secuencia Positiva, Secuencia Negativa y Secuencia cero). El cálculo de desbalance de voltaje deberá poder ser calculado basado en las componentes simétricas ENTRADAS/SALIDAS DIGITALES El Medidor deberá tener de fábrica 3 entradas digitales Forma A y 4 salidas digitales Forma C integradas dentro del equipo. El Medidor debe tener la capacidad de poder agregar más entradas y salidas digitales por medio de un módulo externo. Este módulo podrá ser instalado en el futuro en el sitio. PUERTOS DE COMUNICACIÓN El Medidor debe de tener como mínimo 4 puertos de comunicación distribuidos de la siguiente manera Puerto óptico ANSI Tipo II 6

7 1 puerto serial configurable RS-232/485, la selección se puede realizar desde el panel frontal del medidor o vía software 1 puerto serial RS485 Puerto Ethernet, Interface IEEE , ISO/IEC :1993 (Ethernet) 10BASE-T PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN El Medidor deberá soportar los siguientes protocolos de comunicación Puertos Seriales o DNP3.0 Nivel 2 o Modbus RTU (Slave) o Modbus Master o Sincronización con GPS Truetime/Datum Puerto Ethernet o DNP3.0 Nivel 2 o Modbus TCP o Modbus Master sobre TCP/IP (posibilidad de interrogar hasta 10 esclavos) o Sincronización con GPS con servidores NTP o HTML (Servidor de Páginas Web, capacidad de 32 pantallas configurables por el usuario) o Envío de alarmas por correo electrónico Compatibilidad con los software MV-90 y PrimeRead El Mapa de direcciones en los protocolos Modbus RTU y DNP3.0 deberán ser configurables por el usuario. Estos Mapas no deberán ser fijos. PANTALLA El Medidor deberá tener una pantalla LCD configurable por el usuario, con tres modos de operación: Modo Normal, Modo Alterno y Modo Prueba. El usuario deberá tener la capacidad de poder configurar las pantallas que desee en cada modo de operación. El Medidor deberá contar con un máximo de 90 pantallas configurables por el usuario. Los tipos de pantalla con los que debe contar el medidor son Numéricas: Despliegue de 1, 2, 3 o 4 variables simultáneamente Numéricas: Despliegue de 1, 2 o 3 variables simultáneamente con estampado de tiempo Información de placa: Capacidad de despliegue de la información del propietario, subestación y circuito en donde está instalado el medidor Histograma: Espectro de armónicos hasta el orden 63 con información de THD por cada fase de voltaje y corriente Diagrama de fasores Simulador de disco Registro de Eventos 7

8 SEGURIDAD El Medidor deberá contar con un nivel de seguridad avanzado, el cual debe tener la capacidad de configurar 16 usuarios diferentes. El Medidor deberá tener por lo menos los siguientes niveles de seguridad Solamente Lectura Sincronización de hora Reset de registro máximo de demanda Acceso completo a configuración del medidor Cambio de estado del medidor a modo de prueba Configuración de password de los diferentes usuarios y niveles de seguridad MULTI TARIFA (TOU) El Medidor deberá tener la capacidad de manejar diferentes tarifas diarias, configuración de cuatro estaciones al año. El medidor deberá tener capacidad para configurar 4 tarifas diarias. El medidor deberá tener capacidad de poder programar hasta 12 días festivos oficiales del país. COMPENSACIÓN DE PÉRDIDAS DE TRANSFORMADORES Y LÍNEAS DE TRANSMISIÓN El Medidor deberá tener la capacidad de manejar algoritmos de compensación de pérdidas flexibles. De fábrica deberá tener configurada dos metodologías de cálculo Hoja de Prueba (Test Sheet) Porcentaje de pérdidas constantes (%Loss Constants) El medidor deberá tener la capacidad de almacenar en memoria a variable compensada, no compensada y el valor de pérdida. La frecuencia de almacenamiento deberá ser definida por el usuario. COMPENSACIÓN DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN El Medidor deberá tener la posibilidad de hacer la compensación de pérdida de los transformadores de medida de potencial y corriente. El Medidor deberá tener la capacidad de poder programar como mínimo 8 factores de corrección de relación y fase. 8

9 FUNCIONES ESPECIALES Valores derivados para cualquier combinación de parámetros medidos o calculados, utilizando las funciones aritméticas, trigonométricas, y funciones Funciones aritméticas: división, multiplicación, adición, substracción, elevación a potencia, valor absoluto, raíz cuadrada, promedio, máximo, mínimo, RMS, suma, suma de cuadrados, exponente, PI, módulo. Funciones trigonométricas, coseno, seno, tangente, arco Coseno, Arco Seno, Arco Tangente, Logaritmo natural, Logaritmo base 10. Funciones lógicas: = ; =>; <=; <>; <; >, AND, OR, NOT, IF. Funciones de linearización de Termocupla: Tipo J, Tipo K, Tipo R, Tipo RTD, Tipo T. Funciones de conversión de temperatura: Centígrado a Fahrenheit, Fahrenheit a Centígrado. ESPECIFICACIONES DE PEDIDO Características básicas: 10 MB de memoria de grabación, 50 grabadoras de datos (800 canales), grabadoras de forma de onda, detector de transientes, flickers, interarmónicos. Factor de Forma: 9S (socket): V (autorango), 3-Elementos, 4-hilos Entradas de Corriente: 5 Amp. Nominal, 20 Amp. escala completa (captura de falla de 50 Amp., empezando en A, precisión desde A RMS) Entradas de Voltaje: Estandar (ver Factor de forma) Fuente de alimentación: Forma de base 9S: VAC (autorango) Frecuencia del sistema: Calibrado para sistemas de 60 Hz Comunicaciones: Puerto óptico, Ethernet (10BASE-T), puerto RS-232/485, puerto RS-485 Tarjeta de Entrada/Salida: 4 salidas digitales Forma C (KYZ), 3 entradas digitales forma A Seguridad: Protegido con clave, sin candado de protección (no require remover la cubierta exterior para la programación) Requerimiento especial: Puerto de sincronización de tiempo IRIG-B GPS Programa: El Medidor deberá poder ser operado por el software ION ENTERPRISE, de tal manera que se puedan obtener local y remotamente los datos en tiempo real de todas las variables eléctricas registradas, la información de la memoria interna, incluyendo los registros de forma de onda y de todos los parámetros de análisis de calidad de energía, programación y registros de eventos. El precio del medidor deberá incluir la licencia. 9