Generalidades El equipo requiere algunos datos de la red y de la instalación, para que sus funciones se puedan adaptar a estos datos en función de la utilización. Entre ellos figuran, por ejemplo, datos nominales de la instalación y de los transformadores de medida, polaridad y conexión de los valores medidos, en su caso propiedades de los interruptores de potencia y similares. Además existe una serie de parámetros de función asociados a las funciones en su conjunto, esto es, no a una función concreta de protección, control o supervisión. Estos datos de la instalación 1 sólo
se pueden modificar por medio del PC y DIGSI® se comentan en esta sección.
Polaridad de los transformadores de medida de
intensidad
La dirección 201 PUNTO ESTRELLA Transf. I pide la polaridad de los
transformadores de medida de intensidad, es decir, la posición del punto de estrella del transformador de medida (figura 2-2). El ajuste determina el sentido de medida del equipo (la corriente en el sentido de línea se define en ambos extremos de la línea como positiva). La conmutación de este parámetro también provoca la inversión de polaridad de la entrada de corriente a tierra IE.
Figura 2-2 Polaridad de los transformadores de medida de intensidad 140 SUPERVISIÓN CIRCUITO DE DISPARO no disponible 1 circuito 2 circuitos 3 circuitos
no disponible Supervisión del circuito de disparo
142 PROTECCIÓN DE
SOBRECARGA
no disponible disponible
no disponible Protección de sobrecarga 144 TRANSFORMA-
DOR DE TENSIÓN
no conectado conectado
no conectado Transformador de medida de tensión 145 TRANSFORMA- DOR EN EL CAMPO DE PROTECCIÓN No Sí No Transformador en la zona protegida
Dir. Parámetro Posibilidades de ajuste Preajuste Explicación
IL1 IL2 IL3 IE IIL1L2 IL3 IE Barras colectoras 201 PUNTO ESTR.TRANSF.I = Línea Línea Línea
Figura 2-1 201 PUNTO ESTR.TRANSF.I = Barras colectoras
Valores nominales de los
transformadores de medida
La protección diferencial está diseñada de tal forma que puede funcionar sin tensiones de medida. Sin embargo, se pueden conectar las tensiones. Éstas permiten visualizar y protocolizar las tensiones y calcular las potencias. Eventualmente también pueden servir, en el caso de reenganche automático, para determinar la tensión de la línea. Durante la configuración de las funciones del equipo (capítulo 2.1.1) se ha determinado si el equipo debe trabajar con o sin tensiones de medida. En las direcciones 203 TRANSF. UN PRIM. y 204 TRANSF. UN SEC. se informa al equipo sobre las intensidades de corriente nominales primarias y secundarias de los transformadores de medida de tensión. Si no están conectados transformadores de medida de tensión y no han sido configurados al determinar el volumen de funciones según el capítulo 2.1.1, estos ajustes no se precisan.
En las direcciones 205 TRANSF. IN PRIM. y 206 IN-GER SEC. se informa al equipo sobre las intensidades de corriente nominales primarias y secundarias de los transformadores de medida de intensidad (fases).
La dirección 206 IN-GER SEC. debe coincidir con la intensidad de corriente nominal del equipo, en caso contrario el sistema procesador no puede inicializarse. También hay que asegurarse de que la intensidad de corriente nominal del transformador de medida de intensidad secundaria coincide con la intensidad de corriente nominal del equipo, ya que en caso contrario el equipo calcula datos erróneos del primario (véase también el capítulo 3.1.3.3, bajo el subtítulo “Módulo de entrada/salida I/O-11”). Los datos correctos del primario son condición necesaria para poder calcular los datos correctos del primario en los valores de servicio medidos. Si el equipo está configurado con valores primarios utilizando DIGSI®, estos datos primarios son incluso un requisito indispensable para el funcionamiento correcto del equipo.
Conexión de la tensión
Si el equipo se conecta a transformadores de medida de tensión hay disponibles cuatro entradas de tensión de medida. Este capítulo no es relevante si no hay tensiones conectadas.
Tres entradas de tensión se conectan al conjunto de transformadores de medida de tensión. Para la cuarta entrada de tensión U4 hay diversas posibilidades:
• Conexión de la entrada U4 al arrollamiento e-n abierto del grupo de transformadores de medida de tensión, véase también Anexo, figura A-6: En este caso se ajusta la dirección 210: TRANSF.U4 = Transf.Uen.
En caso de conexión a los arrollamientos e–n del grupo de transformadores de medida de tensión, la relación de transformación de tensión de los transformadores es normalmente
Entonces deberá hacerse el factor Uph/Uen (tensión secundaria, dirección 211
TRANSF. Uph/Uen ) en 3/√3 = √3 ≈ 1,73. Para otras relaciones de
transformación, por ejemplo, para formar la tensión de desplazamiento a través del conjunto de transformadores de medida intercalados, hay que corregir
debidamente el factor. Este factor es importante para las supervisiones de las magnitudes de medida y para escalar los valores de medida y de fallo. • Si no se precisa la entrada U4, entonces se ajusta:
dirección 210 TRANSF. U4 = no conectada..
También en este caso el factor TRANSF. Uph/Uen (dirección 211, véase más
arriba) es importante, puesto que es utilizado para la escala de los valores medidos y los valores de fallo.
UNprim 3 --- UNsec 3 --- UNsec 3 ---
⁄
⁄
Conexión de corriente
El equipo tiene cuatro entradas de intensidad, tres de las cuales se conectan a los transformadores de intensidad de fase. Para la cuarta entrada de intensidad I4 existen diversas posibilidades:
• Conectar la entrada I4 a la corriente de derivación a tierra del punto de estrella del grupo de transformadores de medida de intensidad de la línea que se trata de proteger (conexión normal, véase también Anexo, figura A-3):
En este caso se ajusta la dirección 220: TRANSF. I4 = línea propia y dirección 221 TRANSF.I4/Iph = 1.
• Conexión de la entrada I4 a un transformador de medida de intensidad de falta a tierra independiente de la línea que se trata de proteger (p ej., transformador de medida de intensidad suma, véase también Anexo, figura A-4).
En este caso se ajusta la dirección 220: TRANSF. I4 = línea propia y se ajusta la dirección 221 TRANSF. I4/Iph:
Ejemplo:
Transformador de medida de intensidad de fase 500 A/5 A Transformador de medida de intensidad suma 60 A/1 A
• Si no se precisa la entrada I4 entonces se ajusta: dirección 220 TRANSF. I4 = no conectada,
entonces la dirección 221 TRANSF.I4/Iph no es relevante.
Para las funciones de protección se calcula en este caso la corriente cero a partir de la suma de las corrientes de las fases.
Frecuencia nominal La frecuencia nominal de la red se ajusta en la dirección 230 FRECUENCIA
NOMINAL. El valor preajustado en fábrica según la variante de construcción sólo
deberá modificarse si el equipo va a ser utilizado para otro campo de aplicación diferente al que dió lugar al pedido. Se pueden ajustar 50 Hz ó 60 Hz.
Duración de la orden
En la dirección 240A se ajusta la duración mínima de la orden de disparo TIEMPO
MINIMO DE LA ORDEN DE DISPARO. Ésta es válida para todas las funciones de
protección y mando que pueden provocar un disparo. También determina la duración de la orden de disparo durante la prueba del interruptor vía el equipo. Este parámetro puede ser ajustado solo a través de DIGSI bajo “Display additional settings“. En la dirección 241A se ajusta la duración máxima de la orden de enganche
DURACION MÁXIMA DE LA ORDEN DE CIERRE. Es válida para todas las órdenes
de enganche del equipo. También determina la duración de un impulso de cierre durante la prueba del interruptor vía el equipo. Un tiempo demasiado largo no entraña ningún riesgo ya que al producirse un nuevo disparo debido a una función de protección se interrumpe en cualquier caso la orden de conexión. No hay riesgo si se establece demasiado tiempo, porque la duración de la orden de conexión es interrumpida tan pronto como una función de protección dispare el interruptor de potencia otra vez. Este parámetro puede ser ajustado solo a través de DIGSI bajo “Display additional settings“.
Transf I( 4⁄Iph) = Relac. transformador de medida de intensidad de fase ---Relación Transformador de intensidad de falla a tierra
Transf I( 4⁄Iph) 500 560 1⁄ ⁄
--- 0 600,
Prueba del interruptor de potencia
7SD610 permite la prueba del interruptor de potencia durante el funcionamiento, mediante una orden de desconexión y conexión desde el panel frontal o mediante DIGSI®. La duración de las órdenes de disparo se establece como se explica más arriba. La dirección 242 PRUEBA INTERRUPTOR : TIEMPO DE PAUSAdetermina el tiempo desde el final de la orden de desconexión hasta el comienzo de la orden de cierre durante esta prueba. No debería ser inferior a 0,1 .
Curva
característica del transformador de medida de intensidad
El principio básico de la protección diferencial parte de que todas las corrientes que entran en un objeto protegido sin avería, suman cero. Si los transformadores de medida de intensidad en los terminales de la línea tienen diferentes errores en la transformación en el rango de sobreintensidad, la suma de las corrientes secundarias puede alcanzar valores considerables debido a la saturación de los transformadores, cuando altas corrientes de fallo fluyen a través de la línea. Las medidas incluidas en el 7SD610 para prevenir un comportamiento erróneo en caso de saturación de los transformadores de medida de intensidad trabajan óptimamente si la protección conoce las características de transmisión de los transformadores de medida de intensidad.
Para esto se ajustan los datos característicos de los transformadores de medida de intensidad y de sus circuitos secundarios (véase también figura 2-7 en el capítulo 2.2.1). En muchos casos se pueden mantener los valores preajustados. Estos tienen en cuenta los datos de los transformadores de medida de protección típicos. El factor nominal n de sobreintensidad de los transformadores de medida de intensidad y la potencia nominal PN figuran normalmente en la placa de
características de los transformadores de medida de intensidad. Estos datos están referidos a las condiciones nominales (intensidad de corriente nominal, carga nominal). Por ejemplo (según VDE 0414/Parte 1 o IEC 60044)
Transformador de medida de intensidad 10P10; 30 VA → n = 10; PN = 30 VA Transformador de medida de intensidad 10P20; 20 VA → n = 20; PN = 20 VA El factor de sobreintensidad de servicio n' se obtiene a partir de estos datos nominales y de la carga efectiva del secundario P':
siendo n' = factor de sobreintensidad de servicio (factor de sobreintensidad efectivo) n = factor de sobreintensidad nominal de los transformadores de medida de intensidad (cifra característica detrás de la P)
PN= carga nominal de los transformadores de medida de intensidad [VA] para la intensidad de corriente nominal
Pi= carga inherente de los transformadores de medida de intensidad [VA] para la corriente nominal
P'= carga real conectada (equipos + líneas secundarias) [VA] para intensidad de corriente nominal
La carga inherente de los transformadores de medida de intensidad figura
normalmente en el protocolo de ensayo. Si se desconoce, se puede determinar por aproximación a partir de la resistencia en corriente continua Ri del arrollamiento secundario.
Pi ≈ Ri · IN2
La relación entre el factor de sobreintensidad de servicio y el factor de
sobreintensidad nominal n'/n se ajusta bajo la dirección 251 CIFRA I-RT SERVICIO
/ I-RT NOM. n' n ---- PN+Pi P' P+ i --- =
El error del transformador de medida para la intensidad nominal se ajusta, además de un factor de seguridad, bajo la dirección 253 ERRO CON CIFRA I-RT SERVICIO
/ I-RT NOM. Es igual a la “desviación de la medida de intensidad por relación de
intensidad primaria F1“, según VDE 0414/Parte 1 o IEC 60044.
El error del transformador de medida para el factor de sobreintensidad nominal, se ajusta, además de un factor de seguridad, bajo la dirección 254 ERROR CON CIFRA
DE SOBREINTENSIDAD NOM.. Se obtiene por la cifra que va delante de la P de los
datos del transformador de medida.
La tabla 2-1 muestra una relación de los transformadores de medida de intensidad de protección usuales con los datos característicos y las correspondientes
recomendaciones de ajuste.
Con estos datos, el equipo establece por aproximación la curva característica de error del transformador de medida y a partir de ahí calcula la estabilización (véase también el capítulo 2.2.1).
Tabla 2-1 Recomendaciones de ajuste para los datos de los transformadores de medida de intensidad Clase de transfor -mador de medida Norma
Errores para la corriente
nominal Errores para el
factor de sobreintensida d nominal Recomendaciones de ajuste Relación de transforma- ción
Ángulo Dirección 251 Dirección 253 Dirección 254
5P IEC 60044–1 1,0 % ±60 mín ≤5 % ≤1,50 *) 3,0 % 10,0 % 10P 3,0 % — ≤10 % ≤1,50 *) 5,0 % 15,0 % TPX IEC 60044–1 0,5 % ±30 mín ε ≤10 % ≤1,50 *) 1,0 % 15,0 % TPY 1,0 % ±30 mín ε ≤10 % ≤1,50 *) 3,0 % 15,0 % TPZ 1,0 % ±180 mín±18 mín ε ≤10 %(sólo I~) ≤1,50 *) 6,0 % 20,0 % TPS IEC 60044–1 BS: Clase X ≤1,50 *) 3,0 % 10,0 % C100 hasta C800 ANSI ≤1,50 *) 5,0 % 15,0 %
Ejemplo de cálculo:
Transformador de medida de intensidad 5P10; 20 VA Relación de transformación 600 A/5 A Carga interna 2 VA Líneas secundarias 4 mm2 Cu
Longitud 20 m Equipo 7SD610 IN = 5 A
Carga a 5 A 0,3 VA
La resistencia de las líneas del secundario es (con la resistencia específica para cobre ρCu = 0,0175 Ωmm2/m)
Para esto se ha supuesto el caso más desfavorable, de que la corriente fluye en ambos sentidos a través de las líneas secundarias (igual que en la avería monofásica) (factor 2). Entonces la potencia a intensidad nominal IN = 5 A se calcula:
Pl = 0,175 Ω · (5 A)2 = 4,375 VA
La carga total conectada se compone de la carga de las acometidas y de la del equipo:
P' = 4,375 VA + 0,3 VA = 4,675 VA
De ahí se obtiene para la relación de los factores de sobreintensidad:
De acuerdo con la tabla anterior, la dirección 251 debe ajustarse a 1,5 si el valor calculado es superior a 1,5. Resultan los siguientes valores de ajuste:
dirección 251 CIFRA I-RT SERVICIO / I-RT NOM. = 1,50
dirección 253 ERROR CON CIFRA I-RT SERVICIO / I-RT NOM. = 3,0 dirección 254 ERROR CON CIFRA DE SOBREINTENSIDAD NOM. = 10,0 Los valores preajustados corresponden a transformadores de medida de intensidad 10P con carga nominal.
Naturalmente sólo tienen sentido aquellos ajustes en los que la dirección 253 ERROR
CON CIFRA I-RT SERVICIO / I-RT NOM. está ajustada a un valor menor que
la dirección 254 ERROR CON CIFRA DE SOBREINTENSIDAD NOM.. Rl 2 0,0175 Ωmm 2 m --- 20 m 4 mm2 ---=0,175 Ω ⋅ ⋅ = n' n ---- PN+Pi P' P+ i --- 20 VA 2 VA+ 4,675 VA 2 VA+ --- 3,30 = = =
Transformador con regulación de tensión
Si dentro del ámbito de protección hay un transformador de potencia con regulación de tensión, hay que tener en cuenta que incluso en régimen estacionario resulta una corriente diferencial que depende del valor de la intensidad y de la posición del cambiador de tomas. Dado que se trata de un fallo proporcional a la intensidad, lo mejor es tratarlo como un fallo adicional del transformador de medida de intensidad. Calcule la corriente de fallo máximo en los límites del campo de regulación y súmela (referida a la intensidad media del ámbito de regulación) a los errores del
transformador de medida determinados para las direcciones 253 y 254. Efectúe esta corrección únicamente para aquel extremo próximo al lado regulado del
transformador. Ejemplo de cálculo: Transformador YNd5 35 MVA 110 kV/25 kV regulado en el lado Y ±10 % De ahí resultan:
Intensidad de corriente nominal a la tensión nominal IN = 184 A Intensidad de corriente nominal para UN + 10 % Imín = 167 A Intensidad de corriente nominal para UN – 10 % Imáx = 202 A
La desviación máxima respecto a esta corriente es
Esta desviación máxima δmáx [en %] se debe sumar a los errores máximos del transformador de medida determinados como antes 253 ERROR CON CIFRA I-RT
SERVICIO / I-RT NOM. y 254 ERROR CON CIFRA DE SOBREINTENSIDAD NOM.
Es preciso tener en cuenta que esta desviación debida a la regulación de tensión se refiere a la intensidad de corriente media a la potencia aparente nominal y no a la intensidad de corriente nominal a la tensión nominal. Hay que tener en cuenta la correspondiente corrección de los valores de ajuste en el capítulo 2.1.4 bajo “Datos topológicos para transformadores en el ámbito de protección (opcional)“ (página 26).
2.1.2.1 Resumen de parámetros
Observación: En la siguiente lista se indican los campos de ajuste y los preajustes
para una intensidad de corriente nominal secundaria IN = 1 A. Para una corriente nominal secundaria de IN = 5 A estos valores deberán multiplicarse por 5.
El preajuste para la frecuencia nominal corresponde a la frecuencia nominal según la designación de pedido del equipo.
Corriente Med. Imed Imín+Imáx 2 --- 167 A 202 A+ 2 --- 184,5 A = = = Desviación Máx. δmáx Imáx–Imed Imed --- 202 A 184,5 A– 184,5 A --- 0,095 9,5 % = = = =
Las direcciones que llevan como sufijo una “A" solamente se pueden modificar mediante DIGSI® bajo “Display additional value“.
Dir. Parámetro Posibilidades de
ajuste Preajuste Explicación 201 PUNTO ESTRELLA TRANS. I Línea Barras colectoras
Línea El punto de estrella del transformador
de medida de intensidad está en dirección
203 T-Un PRIMAR. 0.4..1200.0 kV 11.0 kV Tensión nominal primaria del
transformador de medida
204 T-Un SECUND. 80..125 V 100 V Tensión nominal secundaria del
transformador de medida
205 T-INOM PRIMAR 10..5000 A 400 A Intensidad nominal primaria del
transformador de medida
206 INOM SECUN.EQUI 1A
5A
1A Intensidad nom. del equipo, secund.
210 TRANSMED. U4 no conectado
Transformador de medida Uen
no conectado Transformador de medida U4, conectado como
211 Trans. med. Uf/Uen 0.10..9.99 1.73 Factor de adaptación Uf / Uen
220 TRANS.MED. I4 no conectado
Ie, línea propia
no conectado Transformador de medida I4, conectado como
221 TRANS.MED.I4/Iph 0.010..5.000 1.000 Factor adaptación para transform. I4
(I4/Iph) 230 FRECUENCIA NOMINAL 50 Hz 60 Hz 50 Hz Frecuencia nominal
240A T MÍN. ORDEN DISP. 0.02..30.00 s 0.10 s Duración mínima de la orden de
disparo
241A T MÁX. ORDEN DISP 0.01..30.00 s 1.00 s Duración máxima de la orden de
cierre
242 PRUEBA T. PAUSA 0.00..30.00 s 0.10 s Prueba IP: Tiempo de pausa
251 CIFRA I-RT SERVICIO / I-RT NOM.
1.00..10.00 1.00 Cifra Iü-servicio/cifra Iü-nominal
253 ERROR CON CIFRA I-RT SERVICIO / I-RT NOM.
0.5..50.0 % 5.0 % Error con cifra Iü-servicio/cifra Iü-nom.
254 ERROR CON CIFRA DE
SOBREINTENSIDAD NOM.
0.5..50.0 % 15.0 % Error con cifra de sobreintensidad