ABB AB B Pro tec ti ve Relev ado r Sch oo l Web in ar Ser ies
Introd Intr oduc ucci ción ón a Pr Prot otec ecci cion ones es y Co Cont ntro roll David Gonzalez Sept Se ptie iemb mbre re 9, 201 2011
Este WEB Este EBin inar ar es tr trai aido do a ust usted ed gr grac acia iass a la la fam famililia ia de prod pr oduc ucto toss Re Relilion on® Nueva Nue va Gener Generaci ación ón de DEI’s DEI’s de de protecc protección ión y contro controll de ABB sele lecc cció ión n pe perf rfec ecta ta par para a ca cada da ap aplilica caci ción ón Relion ®. La se El más más ampli amplio o rang rango o de pro produ duct ctos os para para prot protec ecci ción ón,, cont contro rol, l, medici medición ón y super supervis visión ión del sistem sistema a de potenci potencia. a. Solucio Soluciones nes de inte intero roper perabi abililidad dad a prueba prueba del futu futuro ro dise diseñad ñadas as para para impl implem ement entar ar los valore valoress fundam fundament entales ales de la la norm norma a IEC 61850. 61850. El lidera liderazgo zgo tecnol tecnológic ógico o de ABB, el conoc conocimi imiento ento y exper experienc iencia ia en aplic aplicaci aciones ones glob global ales es de sop sopor orte te a rede redes s comp comple leta ta la conf confia ianz nza a que que sus sus sistem sistemas as van a func funciona ionarr adecuada adecuadamen mente te en cualqu cualquier ier situac situación ión..
Este WEB Este EBin inar ar es tr trai aido do a ust usted ed gr grac acia iass a la la fam famililia ia de prod pr oduc ucto toss Re Relilion on® Nueva Nue va Gener Generaci ación ón de DEI’s DEI’s de de protecc protección ión y contro controll de ABB sele lecc cció ión n pe perf rfec ecta ta par para a ca cada da ap aplilica caci ción ón Relion ®. La se El más más ampli amplio o rang rango o de pro produ duct ctos os para para prot protec ecci ción ón,, cont contro rol, l, medici medición ón y super supervis visión ión del sistem sistema a de potenci potencia. a. Solucio Soluciones nes de inte intero roper perabi abililidad dad a prueba prueba del futu futuro ro dise diseñad ñadas as para para impl implem ement entar ar los valore valoress fundam fundament entales ales de la la norm norma a IEC 61850. 61850. El lidera liderazgo zgo tecnol tecnológic ógico o de ABB, el conoc conocimi imiento ento y exper experienc iencia ia en aplic aplicaci aciones ones glob global ales es de sop sopor orte te a rede redes s comp comple leta ta la conf confia ianz nza a que que sus sus sistem sistemas as van a func funciona ionarr adecuada adecuadamen mente te en cualqu cualquier ier situac situación ión..
Presentedor
David Gonzalez se graduó graduó de La Universida Universidad d Nacional Nacional de Colombia, Colombia, Bogotá Bogotá como como Ingenie ngeniero ro Eléctri léctrico co y recibi recibió ó el gra grado do de magister magister en en sistemas sistemas de potencia de la misma universida universidad. d. Inició su carre carrera ra profesiona profesionall en la Empresa mpresa de Ene Energí rgía a Electrica lectrica de la cuidad cuidad de Bogotá Bogotá como como ingeniero ingeniero de control y protecciones, protecciones, encargado ncargado de la coordinación coordinación de proteccione protecciones s del del sistema sistema de potencia potencia de la empresa mpresa.. Hace 30 años inició su actividade ctividades s en ASE ASEA, ahora ABB como ingenie ingeniero ro de diseno diseno de table tableros ros de protecciones, protecciones, jefe del departa departame mento nto de diseño y gere gerente nte de ingenie ingenieria ria y proyectos proyectos de distribución distribución y servicios. servicios. Se transla translado do a los Esta Estados dos Unidos a ABB Powe Powerr T&D, T&D, hoy AB B Inc. In c. c om o ger ent e téc ni co reg io nal par a latinoa latinoame merica rica y actua actualme lmente nte es el gerente gerente regiona regionall de venta ventas s para para la misma misma región región encarga ncargado do de la promoció promoción n de las las proteccione protecciones s de ABB versión versión ANS ANSI en varios varios de los merca mercados dos mundi mundia ales les y toda todas las las prote protecci ccione ones s de ABB ABB para Mexico, Centro Centro America y el Caribe. Caribe.
David
Objetivos de aprendizaje
Visión general y entender el rol de los relevadores de protección y control
Definir la clasificación de los relevadores
Revisar las aplicaciones comunes de protección
Entender la filosofía de relevadores
Revisar Los principios básicos de protecciones
Revisión de la numeración de las funciones según IEEE
Revisión de los símbolos IEEE y los simbolos IEC
QUE ES PROTEJER CON RELEVADORES?
Relevadores
Los relevadores son aparatos electromecánicos, de estado sólido (státicos) o basados en microprocesadores (digital/numérico) usados en el sistema de potencia para detectar condiciones anormales o inseguras y tomar las acciones correctivas
Relevadores
Protegiendo con relevadores – No es una actividad que produce ganacia o mejora los resultados económicos – no son necesarios en la operación normal de un sistema de potencia
Hasta que . . .
Iluminación de la ciudad
Descarga atmosférica
Oscuridad total
Descarga en una línea de transmisión
Falla en un transformador
Falla en un generador
Clasificación de los relevadores Por sus funciones definidas en IEEE C37.90
Protección – Detecta condiciones intolerables y
aparatos defectuosos.
Monitoreo – Verifica condiciones de las protecciones
y/o del sistema de potencia.
Recierre – Establece secuencias de cierre para el
interruptor posterior a la operación de una protección.
Regulación – Opera para mantener parámetros
operativos dentro de una región definida.
Auxiliar – Opera en respuesta a la acción de otro
(relevador) proporcionando funcionalidad adicional.
Sincronización – Asegura que adecuadas condiciones
existen para interconectar dos secciones del sistema de
Clasificación de los Relevadores Por su entrada
Corriente
Voltaje
Potencia
Frecuencia
Temperatura
Presión
Flujo
Vibración
Clasificación de los Relevadores Por sus caracteristicas de operación
Sobrecorriente
Sobre/Bajo voltaje
Distancia
Direccional
Tiempo inverso, tiempo definido
Fases / Tierra
Alta o Baja velocidad
Corriente diferencial
Comparación de fase Com
ación dir
ional
Clasificación de los Relevadores Por su principio de operación
Balance de corrientes Sesgo porcentual Multiples restricciones Producto Térmico Comparador Fase Magnitud
Clasificación de los Relevadores Por la tecnología
Electromecánicos
Estado Sólido (Estaticos)
Basados en Microprocesadores (Digitales/Numéricos)
El equipo de protecciones Los relevadores son solo una parte de ellos
Los relevadores
Los sensores
TPs
TCs
Etc.
El interruptor o medio de desconexión El suministro de potencia auxiliar(Baterias) La interconexión
El equipo de protección
Principio de aplicación de protecciones
Selectividad
Confiabilidad
Velocidad – basada en las necesidades
Simplicidad
Economia
Confiabilidad DEPENDEBILIDAD
La ce cert rtez eza a de una op oper era aci ción ón corr co rrec ecta ta en res espu pues esta ta a un prob pr oble lema ma de dell sistema
SEGURIDAD
La ha habi bililida dad d de dell sist si stem ema a pa parra evita evi tarr ope operrac acio ione ness inde in dese sead adas as co con no sin fallas
Confiabilidad DEPENDEBILIDAD
SEGURIDAD
PP 1 PP 1
PP 2 PP 2
La cer certe teza za de un una a oper op erac ació ión n en re resp spues uesta ta a un prob problem lema a en el sist sistema ema
La ha habi bililida dad d de dell sis sistem tema a de evit ev itar ar op oper erac acio ione ness er erra rada dass con o sin fallas
PP 1 Protec Protecció ción n Pri Princi ncipal pal 1
PP1 Protec Protecció ción n Pri Princi ncipal pal 1
Filosofía Gene Filosofía General ral de Protec Proteccione cioness “Zon “Z onas as de Prote Protecc cció ión” n”
Generador
Transformador
Bus
Línea Línea de Transm Transmisi isión ón
Motores
Zonas de Protección Subestación A
Subestación B
G G G
Subestación C Subestación D
Zonas de Protección Subestación A
Subestación B
G G G
Subestación C Subestación D
Protección de
Zonas de Protección Subestación A
Subestación B
G G G
Subestación C Subestación D Protección de
Zonas de Protección Subestación A
Subestación B
G G G
Subestación C Subestación D Protección de
Zonas de Protección Subestación A
Subestación B
G G G
Subestación C Subestación D Protección de
Zonas de Protección Subestación A
Subestación B
G G G
Subestación C Subestación D
Protección de
Zonas de Protección TC para la zona Verde
TC para la zona Roja
Zona Verde Zona Roja Interruptor de tanque muerto, dos juegos de TC’s
Zonas de Protección TC para la Zona Verde
TC para la Zona Roja
Zona Verde Zona Roja Interruptor de tanque vivo y su TC asociado
Principios Básicos de Protección
Sobrecorriente de tiempo definido
Sobrecorriente de tiempo inverso
Direccional
Distancia
Diferencial
Comparación de Fase
Comparación Direccional
Sobrecorriente de Tiempo Definido (50)
IR
o p m e i T
IPU
Corriente
Sobrecorriente de Tiempo Inverso (51)
IR
o p m e i T
IR
Corriente
Coordinación Sobrecorrientes de Tiempo Inverso
IR B
A B
A
o p m e i T
IR
Corriente
Protección Direccional Debe determinar confiablemente la dirección de la falla
X Referencia No operació n
Torque del contacto hacia Abri r
Hacia Atrás
X Referencia Operación
Torque del contacto hacia Cerrar
Hacia Adelante
Relevador de Distancia (Impedancia)
~
ZS VR
IR
Z1
La protección de Distancia usa el voltaje y la corriente para determinar si la falla está dentro la zona de protección ajustada en el relevador •Fallas de Fases y Tierra • Impedancia de la líneas de secuencia positiva y cero • Línea de dos o tres terminales • Cargas en derivación
Características típicas de Impedancia
X
Alcance Z
Región de no operación
X
Región de no operación
Región de Operación
Operación
MTA
Alcance X
R
MTA
R Alcance R
Caracteristica Mho
Caracteristica Cuadrilateral
Característica Tiempo de operación Relevador de Impedancia
% ajuste alcance de zona
Tiempo Definido
% ajuste alcance de zona
Tiempo Inverso
Velocidad de Operación
Requerimientos de Estabilidad del Sistema
Tiempo Crítico de aclaración
Alta velocidad
Menos de 1 ciclo
Menos de 3 ciclos
Efectos de la velocidad en la seguridad
Instantaneo – No retrazo de tiempo intencional
Relevador Diferencial (Transformador) IT
IT
IO=0
R
IR
O
IT
IT
IO=2 IR R
R
IR
IR
Falla Externa
O
R
IR
Falla Interna
Relevadores Diferenciales
IT
IT
R
O
R
Generador Motor
Bus
Relevador Diferencial (Línea) IF
IF CANAL de COMUNICACIONES
Local
Local
Remoto
Remoto
Suma
Falla Externa
Suma
Falla Interna
Protección Comparación Direccional Falla Externa IF
IF CANAL de COMUNICACIONES
POTT – Envia permiso PUTT -- Envia permiso Unblock - Envia desbloqueo Blocking - Recive bloqueo
POTT – No hace nada PUTT - No hace nada Unblock - No hace nada Blocking – Envia bloqueo
Protección Comparación Direccional Falla Interna IF
IF CANAL de COMUNICACIONES
POTT – Envia y Recive permiso / Disparo PUTT - Envia y Recive permiso / Disparo Unblock - Envia y Recive desbloqueo / Disparo Blocking - Disparo POTT - Envia y Recive permiso / Disparo PUTT - Envia y Recive permiso / Disparo Unblock - Envia y Recive desbloqueo / Disparo
Diagrama Interno
Diagrama esquemático interno típico para un relevador instalado en un tablero (Sobrecorriente temporizado CO)
Elementos de operación CA y contactos
Indicadores de operación CC y sello (ICS)
Bloque de Pruebas
Numeración de Terminales
Diagrama Esquemático Externo CA
Diagrama CA esquemático típico para un relevador montado en tablero (Sobrecorriente temporizado CO)
Elementos de operación CA
TC’s [y TP’s] polaridad, connexiones y entradas
Rotación de Fases
Bloque de Prueba
Numeración de Terminales
Dirección de disparo
Esquemático Externo CC
Diagrama CC esquemático típico para un relevador montado en tablero Sobrecorriente temporizado CO)
Elementos de operación CC
Interconexión a otros aparatos
Sistema lógico básico
Numeración de Terminales
Dirección de disparo
Diagrama Lógico
Diagrama lógico Típico para un sistema con relevador modular REL 512 Distancia a tierra zona-1
Elementos de Operación
Señales de entrada desde otros módulos lógicos
Señales de Salida para ser usadas por otros módulos lógicos
IEEE Numeración de Funciones
Un número para cada función con su apropiado prefijo o sufijo donde sea necesario, es usado para identificar la función de cada aparato en todo tipo de instalaciones de protecciones. IEEE Standard C37.2, 1991
Esta norma aplica a las definiciones y numeración de funciones en subestaciones eléctricas y plantas de generación y a los aparatos para instalaciones de conversión de energía.
IEEE Numeración de Funciones
Desarrollada originalmente para relevadores discretos electromecánicos Modificada para acomodar relevadores de estado sólido y basados en microprocesadores Usados en sistemas con relevadores basados en microprocesadores para identificar las funciones principales del sistema
IEEE Numeración de Funciones
11. Función multiple. Un aparato que realiza tres o más funciones importantes comparativamente que solamente puede ser designado como una combinación de esas funciones Todas las funciones realizadas por el aparato 11 estarán definidas en las leyendas de los dibujos o en la lista de funciones del aparato Son la mayoría de los relevadores de estado sólido o sistemas basados en microprocesadores Notas:
G: Generador
T: Transformador
R: Reactor
B: Bus
L: Línea ( de Transmisión o Subtransmisión)
F: Alimentador (Línea de distribución)
C: Capacitor
M: Motor
IEEE Numeración de Funciones
Relevador de: 21. Distancia (G, T, R, L, F) 24. volts/hertz o sobreexitación (G , T) 25. Aparato de sincronización o verificación de sincronismo 27. Bajo voltaje (G, L, F, C, M) 32. Potencia Inversa (G, F) 37. Baja Corriente o Baja Potencia (G) 40. Perdida de exitación (G) 46. Secuencia Negativa (G, T, L, F) 49. Térmico (T, R, M)
IEEE Numeración de Funciones
Relevador de:
50. Sobrecorriente instantáneo (G, T, R, B, L, F, C, M)
51. Sobrecorriente temporizado (G, T, R, B, L, F, C, M) 52. Interruptor
59. Sobrevoltaje (G, T, R, B, L, F, C, M) 60. Desbalance de voltaje (falla - fusibles) 62. Temporizador al inicio o al final
52a Contacto normalmente abierto 52b Contacto normalmente cerrado
Falla Interruptor
63. Presión súbita (T, R) 64. Falla a tierra restringuida (G, T, R) 67. Direccional de Sobrecorriente (T, R, L, F)
IEEE Numeración de Funciones
Relevador de: 78. Fuera de Paso (G, L) 79. Recierre (L, F) 81. Frecuencia (G, T, B, L, F) 85. Señal portadora, hilo piloto
86. Bloqueo
86B Bloqueo de bus
87. diferencial (G, T, R, B, L, F, C, M)
85CO sistema piloto switcheo cut off (o disponible)
87T diferencial de transformador
89. Desconectador de línea
89b stub bus (desconectador de línea abierto)
IEEE Numeración de Funciones
Prefijos y sufijos se usan para proporcionar una definición más especifica a las funciones y aplicaciones Prefijos y sufijos podrian ser usados si ellos sirven un propósito útil Letras sufijos
Para prevenir conflictos, cada letra [para una función específica] deberá tener un significado único Ellos deberán consistir de no más de 3 (preferiblemente 2) letras
Los números sufijos y prefijos son usados si dos o más aparatos con el mismo número de función y las letras de sufijo estarán presentes en el mismo equipo Una identificación clara de las funciones de aparatos deberá ser incluido en las leyendas de los dibujos o publicación
Simbolos IEEE y simbolos IEC
Simbolos IEEE y simbolos IEC
ANSI/IEEE Y32E Designación de referencia para simbolos gráficos Electricos y Electrónicos
Este WEBinar es traido a usted gracias a la familia de productos Relion® Nueva Generación de DEI’s de protección y control de ABB Relion ®. La selección perfecta para cada aplicación El más amplio rango de productos para protección, control, medición y supervisión del sistema de potencia. Soluciones de interoperabilidad a prueba del futuro diseñadas para implementar los valores fundamentales de la norma IEC 61850. El liderazgo tecnológico de ABB, el conocimiento y experiencia en aplicaciones globales de soporte a redes completa la confianza que sus sistemas van a funcionar adecuadamente en cualquier situación.
Gracias por su participación Pronto usted recibirá un enlace a un archivo con esta presentación. Para revisar el programa de los restantes WEBinars de esta serie, o más información de las soluciones de protecciones y control de ABB visite:
www.abb.com/relion
