EMPRESA ELECTRICA PÚBLICA DE GUAYAQUIL, EP Especificaciones Relé de Protección de Transformador de Poder y Baja Frecuencia 1.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES Para los relés de protección de transformadores de potencia se requiere lo siguiente: Los relés de Protecciones serán integralmente numéricos de tecnología de procesamiento digital de señales, basado en microprocesador de última generación. Deberán poseer autodiagnóstico e indicación de falla interna del relé. Los relés de protección realizaran principalmente las funciones de protección de transformador de potencia. Adicionalmente, los relés funcionaran como unidades electrónicas inteligentes (IED'S), las cuales realizaran la adquisición de datos para fácil integración a sistemas de monitoreo: Mediciones, Alarmas, Señalización y Control de los Interruptores. Los contactos del relé deberán tener la capacidad para actuar directamente sobre la bobina de apertura y cierre del interruptor. El algoritmo utilizado por el equipo permitirá alcanzar disparos de alta velocidad (tiempo menor a 1 ciclo). Mínimo seis grupos independientes de ajustes. Los relés dispondrán también de entradas lógicas programables, las cuales pueden ser utilizadas para el control, enclavamiento eléctrico, etc. Todos los relés tendrán capacidad de almacenamiento de datos oscilográficos en memoria no volátil (y facilidad de exportar los datos en formato archivos contrade) en condiciones normales y durante los períodos de falla del sistema. Los relés registraran los eventos sincronizados a través de una base de tiempo común proporcionada por un reloj patrón (GPS). Los IED s serán capaces de ser ajustados local y remotamente desde un Centro de Control. El número de entradas y salidas debe corresponder a los equipos de maniobra que integran las bahías, se requerirá que el IED disponga mínimo de 12 entradas digitales, 2 salidas con funciones de monitoreo de circuito de disparo y 8 salidas adicionales. Los IED s deben contener todas las funciones necesarias para controlar una bahía localmente y desde el Centro de Control en forma segura. Adicionalmente, debe proveer una interfaz para intercambio de información con otros IED s a nivel de bahía así como con el nivel de subestación y cumplir con la norma IEC 61850 para comunicaciones dentro de subestaciones. Se preferirán IED s con hardware modular y plataforma común que permita fácilmente la actualización de versiones en hardware, software y firmware, por lo que deberá constar de memoria flash. Cada módulo será fácilmente reemplazable. 1
LED s (Light Emitting Diode) frontales para señalizar la operación de las funciones de protección y alarmas. La cantidad mínima de LED s totalmente configurables será de 36. Salidas digitales, se requiere mínimo dos salidas con funciones de monitoreo de circuito de disparo y mínimo 8 salidas adicionales. Las salidas serán configurables y lo suficientemente robustas para las tareas de operación Entradas digitales, se requiere mínimo de 12 entradas. Las entradas serán configurables y lo suficientemente robustas para las tareas de operación El software de manejo y configuración del relé debe ser suministrado incluyendo rutinas para: definición de ajustes, construcción de esquemas lógicos y análisis de fallas (registros de oscilografía, registros de eventos, registros de fallas, etc.). Éste deberá ser susceptible de actualizaciones futuras. Medición de las diferentes variables eléctricas: corrientes, tensiones, potencias, energías, ángulos de fase, etc. Mínimo tres botones configurables para acceso rápido: bloqueo de las funciones de protección, cambio del grupo de ajustes, etc. Registro del perfil de carga: cada 15 minutos por lo menos 40 días. Disponer de una pantalla de cristal líquido antireflectiva en la que se muestren tanto los valores de configuración como los de medición. La pantalla será el medio por el cual se realicen cambios en la configuración, ajustes, visualización de eventos, control, etc. Puerto de comunicación para conectividad local mediante puerto frontal y para conectividad remota para la gestión de protección mediante un puerto posterior. Puertos de comunicaciones para el control, la supervisión y comunicación entre IED s mediante el protocolo IEC61850. Puerto de comunicaciones serial RS232/485 con protocolo DNP3.0 nivel 2. Un puerto para sincronización mediante GPS, con protocolo IRIG B. Los puertos estarán galvánicamente aislados de la electrónica principal. Poseer lógica de auto chequeo y autodiagnóstico, con contacto para alarma externa, en caso de falla interna. Resumen de fallas y registro detallado de por lo menos las últimas 32 fallas. Resumen de por lo menos los últimos 1024 eventos. La lógica que determina la interación de las entradas con las salidas y otras condiciones, será totalmente configurable. Se tendrá capacidad de elaboración de ecuaciones lógicas, hasta 512 líneas de programación mínimo El voltaje de alimentación del relé será de 48VDC. Rango de operación 20-60Voltios. 2
1.2 FUNCIONES DE PROTECCIÓN Y ELEMENTOS DE CONTROL Los IED s de protección de transformadores debe ser un relés multifunción, y deben contener todas las funciones necesarias para dar protección eléctrica integral a los transformadores de potencia. Se podrán configurar seis grupos diferentes e independientes de ajustes. Las funciones mínimas requeridas y las características de operación para cada grupo de ajuste son las siguientes: Protección diferencial Protección diferencial de restricción de porcentaje y no restringida (ANSI 87T y 50/87) con amplio rango en el ajuste del Pickup y doble pendiente de la característica de restricción. La característica de restricción deberá usar la máxima de las corrientes para la restricción. Debe poseer bloqueos por segunda y quinta harmónica con la finalidad de inhibir la protección en condiciones de energización (Inrush magnética) y sobre flujo magnético. La compensación por la relación de los CT s y el grupo de conexión del transformador de poder deberá realizarlo el relé internamente. Protección de sobrecorriente direccional y no direccional - Protección de sobrecorriente temporizada (ANSI 51 y ANSI 67) para las fases y el neutro. - Funciones independiente para cada devanado (51-1/67-1 y 51-2/67-2). - Protección de sobrecorriente instantánea (ANSI 50) para las fases y el neutro. - Funciones independiente para cada devanado (50-1 y 50-2). - Amplio rango de ajuste del pickup y TD con opción para selección del tipo de curva entre ANSI-IEEE, IEC, IAC, I2T y 4 curvas programadas por el usuario. Protección de sobre flujo magnético (ANSI 24 Volt/Hertz). - Se requerirá mínimo dos elementos de volt/hertz Protección de sobre y bajo voltaje (ANSI 59 y 27). - Se requiere, dos elementos de sobre y bajo voltaje de fase y un elemento de sobrevoltaje de neutro. Los elementos de voltaje deben ser dependientes de tiempo. Protección diferencial restringida de tierra (87TN). Protección de sobre y baja frecuencia (ANSI 81U y 81O). - Se requiere mínimo 4 elementos de sobrefrecuencia y 6 elementos de bajafrecuencia, para aplicaciones de load Shedding - Señal mínima: 0.10 to 1.25 pu en pasos de 0.01 - Pickup level: 20.00 a 65.00 Hz en pasos de 0.01 3
- Dropout level: pickup + 0.03 Hz - Level accuracy: ±0.001 Hz - Time delay: 0 to 65.535 s in steps of 0.001 - Timer accuracy: ±3% o 4 ms, - Tiempo de Operación: 4 cycles a 0.1 Hz/s change - 3.5 cycles a 0.3 Hz/s change - 3 cycles a 0.5 Hz/s change Los tiempos son promedios incluyendo variables como frequency change instance, test method, etc., y puede variar por +/- 0,5ciclos 1.3 CARACTERÍSTICAS DE MONITOREO Y MEDICIÓN. Capacidad de medición y registro de corrientes de fase, neutro y de secuencias para cada devanado. Capacidad de medición y registro de corrientes de restricción y diferencial. Capacidad de medición de voltajes, potencia activa, potencia reactiva, potencia aparente, armónicos desde 2º hasta el 25º, frecuencias y energía. Capacidad de registras reportes de fallas. Registro de eventos con capacidad mínima de 1024 eventos con estampa de tiempo en microsegundos. Oscilografía de hasta 64 registros y resolución hasta 64 muestras por ciclo, exportable en archivo Contrade. Data logger de hasta 16 canales con parámetros configurables. Entrada IRIG-B para sincronización con reloj satelital. Pantalla e interfase hombre máquina en donde se podrá navegar por todos los menús de ajustes, programación, comandos, monitoreo y registros. Autodiagnóstico. Configuración de claves para acceso local y/o remoto y control de cambios de configuraciones y ajustes. 1.4 COMUNICACIONES. Los relés deberán de disponer de los siguientes puertos y protocolos de comunicación: Un puerto RS232 frontal para comunicación local. Este puerto deberá soportar protocolos Modbus RTU y DNP3.0 para efectos de pruebas. 4
Puerto serial posterior RS485 el cual soportará Modbus RTU o DNP3.0 para comunicación remota. Puerto Ethernet 10/100Mbit RJ45 que soporte los protocolos IEC 61850, Mudbus TCP/IP, DNP3 e IEC 104 cual fuese el caso. En general, los relés deberán soportar los siguientes protocolos: Modbus RTU, Modbus TCP/IP, DNP3.0, IEC 61850, IEC 104. Dos puertos de fibra monomodo 100Base F X Los puertos de Ethernet y fibra deben de tener IP independientes por puertos. 1.5 CARACTERÍSTICAS DE LAS ENTRADAS ANALOGICAS Y LAS ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES. Las Entradas Analógicas deberán cumplir con las siguientes características: Entradas de corriente - Entrada nominal de 5Amp, 60Hz - Tolerancia de 250 veces la capacidad nominal por 20ms - Tolerancia de 100 veces la capacidad nominal por 1s - Tolerancia de 3 veces la capacidad nominal de forma continua. Entradas de Voltaje - Entrada nominal de 120Vac, 60Hz - Tolerancia de 260Vac al neutro de forma continua - Tolerancia de 420Vac al neutro por 1min/hr. Entradas digitales deberán cumplir con las siguientes características: - Deberá poseer niveles de umbral configurables hasta 166 V. - Capacidad máxima hasta 300 VDC. - Tolerancia máxima de +/- 10%. - El material de los contactos será silver alloy. Salidas digitales deberán cumplir con las siguientes características: - Contactos de salida que cumplan la norma ANSI C37.90 (30 A por 0.2 seg). - Tiempo de operación menor a 4 ms. - Capacidad continua no menor a 6 A. - El material de los contactos será silver alloy. 5
1.6 PRUEBAS Y CERTIFICACIONES Los relés deberán cumplir con las normas IEC o ANSI/IEEE correspondiente a vibraciones, inmunidad al campo magnético, variaciones e interrupciones de voltaje, descargas electrostáticas, resistencia de aislamiento, transciente oscilatorio, etc. Además de las correspondientes a temperatura, humedad, etc. 1.7 INSTALACIÓN, MONTAJE Y DIMENSIONES Temperaturas de operación - Frio: IEC 60068-2-1, 16 h at 40 C - Calor seco: IEC 60068-2-2, 16 h at +85 C - Almacenamiento: 40 to +85 C - UL/CSA/CE safety rating: 40 to +60 C Otros - Humedad (sin condensación): IEC 60068-2-30, 95%, Variant 1, 6 días - Altitud: Hasta 2000 m - Categoría de Instalación: II - Grado de polución: 2 Dimensiones Tipo de montaje rack de 19 pulgadas. Las dimensiones máximas son de 19,04 x 7,46 x 6,99 pulgadas (ancho x alto x profundidad). 6