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DTPProtecciónDigitalde Transformador

DTPProtecciónDigitalde Transformador

Protección diferencial trifásica de alta velocidad para faltas de transformador

DESCRIPCIÓNEl DTPes un relé digital que proporcionafunciones de protección diferencial tri-fásica de alta velocidad (87) y protec-ción instantánea de respaldo (87B) paratransformadores de potencia. Existendiferentes modelos de DTP para la pro-tección de transformadores de dos, treso cuatro devanados.Las características especiales del DTPson necesarias para la protección dife-rencial ante faltas internas del trans-formador, y para evitar los disparospor desequilibrios provocados por faltasexternas de gran magnitud. El frenadopor armónicos se utiliza para evitarel disparo de la protección diferencialdurante la energización o sobreexcita-ción del transformador. Para cada fase,una función de sobreintensidad diferen-cial, sin frenado y con ajuste de altonivel, ofrece una protección de respaldopara faltas internas de gran magnitudque producen una saturación del TIssu�ciente comopara provocar el frenadopor armónicos de la protección diferen-cial.

El DTP dispone de 7 entradas digitales(con un común), todas ellas con�gura-bles por el usuariomediante el programade con�guración GE-INTRO�. El DTPdispone además de 13 salidas, de lascuales 4 son contactos de disparo, 1es un contacto de alarma de equipo ylas 8 restantes son con�gurables por elusuario.El DTP ofrece funciones de medida ymonitorización. Muestra la intensidadde línea en módulo y argumento paracada fase y devanado, la intensidaddiferencial y de paso para cada fase yla intensidad diferencial de segundo yquinto armónico para cada fase. El DTPalmacena un registro de los últimos 166sucesos, que se etiquetan en tiempocon una resolución de 1ms.Sumemoriapuede almacenar 4 registros oscilográ-�cos con una frecuencia de muestreode 16 muestras por ciclo.

Aplicación

� Protección principal de transformador

Protección y Control

� Protección diferencial de intensidad� 2, 3 ó 4 devanados� Frenado porcentual de doble pendiente� Frenado de segundo y quinto armónico� Compensación interna de fases� 7 entradas digitales confi gurables� 4 contactos de disparo� 8 salidas confi gurables

Monitorización y Medida

� Medida de todos los valores de intensidad� Registro de sucesos� Registro de oscilografía� Funciones de auto-chequeo� Tablas de ajustes

Interfaces de Usuario

� Teclado de 20 teclas� Display alfanumérico de dos líneas� 16 indicadores LED� Comunicaciones RS232, fi bra óptica de

plástico o de vidrio, o RS485� Sincronización horaria

Características

� Software GE_NESIS™ para comunicación y confi guración del equipo

� Entrada IRIG-B� Alojamiento en rack de 19’’� Compatible con sistemas DDS

1

2 Familia DDS

DTP Protección de Transformador

Las entradas de Buchholz y Sobretempera-tura son contactos de elementos de medidalocalizados en el transformador. Puedenprovocar el cierre de un contacto de alarmao de disparo, y almacenar un evento.

Salidas DigitalesEl sistema DTP dispone de 8 salidas con�-�urables por el usuario y 5 salidas no con�-�urables, de las cuales 4 son contactos dedisparo y la otra es un contacto de alarmade equipo. Las salidas con��urables puedenpro�ramarse utilizando una ló�ica basadaen los estados internos de la protección(arranque, disparo, alarmas, etc.). Losestados internos del DTP pueden utilizarsepara realizar operaciones ló�icas NOT, ANDo OR.La con��uración de las salidas se realizaa distintos niveles. En el primer nivel esposible utilizar puertas AND de hasta 16señales. La salida se incorpora a la matrizde estados de modo que pueda utilizarseen las si�uientes puertas AND de hasta16 entradas. Este proceso puede continuarhasta que se utilicen las 16 ANDs. Una vezcon��uradas las puertas AND, es posiblecrear un se�undo nivel con puertasOR de 16entradas limitadas a los �rupos de bytes exis-tentes, y cuyas salidas ló�icas se asi�nan alas salidas físicas de la unidad.

Frenado por ArmónicosPara cada fase, se calcula una intensidadde frenado por armónicos proporcional a losarmónicos se�undo y quinto de la intensi-dad diferencial. Los armónicos se extraenmediante unaTDF.El frenado total por armó-nicos es un valor real que equivale a la raízcuadrada de la suma de los cuadrados delse�undo y quinto armónico.La ma�nitud de la intensidad de frenado porarmónicos se utiliza para diferenciar entreuna condición de falta y la intensidad deexcitación del transformador cuando éste seestá ener�izando. Este valor se utiliza paraevitar que la protección diferencial opere encondiciones de ener�ización o sobreexcita-ción del transformador. El frenado cruzadopor armónicos se utiliza cuando, siendo elcontenido de armónicos en una fase lo su�-cientemente �rande como para frenarla, lasotras dos fases también se frenan.

SobreintensidadInstantánea sin FrenadoEl DTP incluye una función de sobreinten-sidad diferencial sin frenado de nivel altopara cada fase. Esta actúa como protec-ción de respaldo ante faltas internas de �ranma�nitud que provocan una saturación deTIs su�ciente para causar el frenado porarmónicos de la protección diferencial. Lafunción de disparo instantáneo utiliza la com-ponente fundamental de la intensidad dife-rencial.

Entradas DigitalesEl DTP dispone de 7 entradas di�itales(con un común), todas con��urables por elusuario mediante el pro�rama de con��u-ración GE_INTRO�. A cada una de estasentradas puede asi�narse cualquiera de lossi�uientes valores:� Entrada sin utilizar� Tri��er externo (P)� Selección Tabla 0 (N)� Selección Tabla 1 (N)� Alarma Buchholz (N)� Disparo Buchholz (N)� Alarma Sobretemperatura (N)� Disparo Sobretemperatura (N)� Bloqueo de disparo (N)

(P) si�ni�ca que la función asi�nada a laentrada se activa por pulsos, y

(N) si�ni�ca que la función se activa pornivel.

Además de estas posibilidades, las entradascon��urables también pueden utilizarse paraimplementar diferentes esquemas realizandoANDs ló�icos con las entradas, y asi�nán-dolos a las salidas.

Protección DiferencialPara faltas externas de �ran ma�nitud, laimposibilidad de obtener un circuito diferen-cial totalmente equilibrado debido a las dife-rencias de las medidas de los TIs, haceque las características especiales del DTPsean imprescindibles. Para evitar un disparodebido a estos desequilibrios, se utiliza unadiferencial de intensidad con frenado por-centual.La intensidad diferencial se de�ne como ladiferencia entre las intensidades de ambosextremos del circuito. La intensidad de pasose de�ne como la menor de las intensidadesque atraviesan el circuito. A medida que laintensidad de paso se incrementa, el nivelde intensidad diferencial debe incrementarsetambién para que el relé funcione. La unidaddiferencial del DTP dispone de frenado por-centual de doble pendiente pro�ramable, conun punto de in�exión seleccionable.La componente fundamental de la intensi-dad diferencial se obtiene mediante la Trans-formación Discreta de Fourier (TDF). EstaTDF proporciona un excelente �ltrado defrecuencia, haciendo que la medida de laintensidad diferencial sea inmune al ruido,componentes de corriente continua y distor-sión de onda. Esto supone una clara venta�adel DTP frente a otras protecciones analó�i-cas o híbridas (medida analó�ica y soportede microprocesador para otras funciones).La intensidad de paso se mide como valorreal. Se tiene en cuenta no sólo el valor fun-damental sino también los armónicos hastael quinto. El al�oritmo utilizado para calcularel valor real permite un alto �rado de preci-sión en la medida de la intensidad de paso.

Compensación del Grupodel TransformadorElDTP permite seleccionar la compensacióninterna para a�ustar el �iro de fases causadopor el �rupo del transformador prote�ido.Esto se consi�ue mediante a�ustes quede�nen el �rupo de conexión de cadadevanado del transformador, así como lasconexiones de los TIs. Al seleccionar lacompensación interna, el DTP realiza losa�ustes de fase necesarios a las intensidadesaplicadas y �ltra la componente de secuenciahomopolar.También es posible seleccionar lacompensación externa convencional.En estecaso, la compensación de �iro de fasesy la eliminación de la componente desecuencia homopolar se llevan a cabo através de las conexiones correspondientesde los TIs externos. Este a�uste es apropiadopara probar el relé con fuentes de pruebamonofásicas y trifásicas que aplican lasintensidades de fase.

PROTECCIÓN Y CONTROL

DIAGRAMA DEBLOQUES

3Familia DDS

MONITORIZACIÓN Y MEDIDA

DTP Protección de Transformador

MedidaEl DTP puede medir las siguientes magnitu-des:� Intensidad de línea (módulo y argumentopara cada fase y devanado).

� Intensidad diferencial y de paso paracada fase.

� Intensidad de segundo y quinto armónico

Se puede acceder a estas medidas demanera local, en el display del frente delequipo, o mediante el programa de comu-nicación GE-LOCAL�, en la pantalla demedidas.

Registro de SucesosEl equipo DTP mantiene un registro de losúltimos 166 sucesos y almacena la siguienteinformación:� Fecha y hora (resolución de 1 ms).� Tipo de suceso� Valor de las intensidades diferencial y depaso.

� Matriz de estados internos de la unidad.

Este registro de sucesos se almacena enuna memoria no-volátil y puede conser-varse inde�nidamente, incluso en ausenciade tensión au�iliar. Los sucesos generadosse asocian a los estados internos de protec-ción y comunicación.Oscilografía del DTP

Registro de OscilografíaLas unidades DTP almacenan hasta 4 regis-tros oscilográ�cos, con una resolución de 16muestras por ciclo. Cada registro disponede una capacidad má�ima de 66 ciclos. Elnúmero de ciclos pre-falta puede seleccio-narse entre 2 y 10. Cada uno de los registrosincluye la información siguiente:� Valores instantáneos para entradas deintensidad

� Información digital� Fecha y hora� Causas que han provocado el registrooscilográ�co

� Ajustes activos en el momento del regis-tro

Las causas que pueden generar el arranquede oscilografía son las siguientes:� Disparo 87B fase A� Disparo 87B fase B� Disparo 87B fase C� Disparo 87 fase A� Disparo 87 fase B� Disparo 87 fase C� Disparo Buchholz� Disparo sobretemperatura� Trigger Entrada� Trigger de comunicaciones

Es posible con�gurar una máscara quedetermine qué funciones o disparos internosarrancan la oscilografía. También puedearrancarse mediante una entrada digital con-�gurable, mediante comunicaciones o direc-tamente desde el HMI.Los registros de oscilografía se recuperan yconvierten a un �chero en formato estándarCOMTRADE IEEE utilizando el programade comunicaciones GE_LOCAL�. Estos�cheros pueden visualizarse utilizando elprograma GE_OSC�, o cualquier otroprogramaqueacepteel formatoestándar inter-nacional COMTRADE IEEE C37.111-1991.

Funciones de Auto-chequeoGracias a su tecnología digital, el DTP incor-pora funciones de auto-chequeo, que garan-tizan un correcto funcionamiento de la unidady bloquean su operación en caso de fallosinternos.Estos auto-chequeos se realizan al arrancarla unidad y durante su funcionamientonormal. Durante los mismos, se compruebala fuente de alimentación interna, la memoriade programa (ROM), la memoria de trabajo(RAM), la memoria de oscilografía (RAM)y la memoria de ajustes y calibración(EEPROM).Además, se realiza una prueba de hardwarepara los indicadores LED, que se iluminan alpulsar el botón TARGET RESET.

Tablas de AjustesElDTPdispone de tres tablas de ajustes inde-pendientes, almacenadas en una memoriano-volátil. Sólo una tabla de ajustes perma-nece activa cada vez, y es la que utilizael sistema para realizar las distintas fun-ciones. De todos los ajustes e�istentes enuna unidad DTP, e�isten varios gruposgenéricos (Ajustes Generales, Tabla Activa,Ajustes Propios, Máscaras de Oscilografíay Permisos para cada Función), que soncomunes a todas las tablas de ajustes,mientras que al Grupo de Ajustes de laFunción Diferencial, se accede independien-temente para cada tabla.

INTERFACES DEUSUARIOInterfaz Hombre-Máquina(HMI)Las unidades DTP incluyen un teclado de 20teclas y un display de cristal líquido (LCD) de2 líneas con 16 caracteres por líneas. Estedisplay dispone de una iluminación de fondode diodos LED de alta �abilidad. A través deeste interfaz el usuario puede modi�car losajustes, visualizar medidas, realizar manio-bras y acceder a la información almacenadaen la unidad.Un teclado y display facilitan la comunicación local conel equipo

SET 1/Y 2 3/N CLR

INF 4 5 6 ➞➞➞

ACT 7 8 9➞

END +/- 0 . ENT

READY

DIAGRAMA DE BLOQUES

4 Familia DDS

DTP Protección de Transformador

Estos programas forman parte del softwareGE_NESIS� (GE NEtwork Substation Inte-gration System), utilizado por el sistemaDDS.Software GE_LOCAL�

Software de ComunicaciónEl DTP incluye dos programas basados enWindows:� GE_LOCAL� permite al usuario visua-lizar los ajustes, alarmas, LEDs, medi-das y estados de la protección, así comorecuperar registros de oscilografía y desucesos.

� GE-INTRO� permite al usuario con�gu-rar las entradas, salidas y LEDs.

Opcionalmente, se encuentra disponible elprograma GE_OSC�, �ue permite alusuario analizar los registros oscilográ�cos.

Indicadores LEDLas unidades DTP disponen de un total de17 indicadores LED, uno �jo bicolor asignadoa la función de alarma de la unidad y 16indicadores LED de color rojo, alineadosen una columna. Estos pueden asignarsemediante el programa GE_INTRO� a cual-�uiera de las alarmas con�guradas de entrelos estados de protección y comunicación.Cada LED puede ser con�gurado paramantener memoria en ausencia de alimen-tación auxiliar. También pueden con�gurarsepara parpadear al encenderse.Tabla 1: Con��uración de LEDs por defecto

Nº LED Descripción1 Disparo 87 A2 Disparo 87 B3 Disparo 87 C4 Disparo 87 B A5 Disparo 87 B B6 Disparo 87 B C7 Alarma Buchholz8 Disparo Buchholz9 Alarma de temperatura10 Disparo de temperatura11 Fuera de Servicio12 Disparo no permitido13 Alarma EEPROM14 Alarma Fecha y Hora15 Error interno de comunicación16 Modo remoto

Puertos de ComunicaciónEl DTP dispone de dos puertos serie y 3conectores. Puede accederse al puerto 1desde el frente del relé a través del conector1 (PORT 1) o desde la parte trasera (PORT3). Puede accederse al puerto 2 desde elconector 2 (PORT 2), �ue está situado en laparte trasera del e�uipo.El conector PORT 1 tiene prioridad sobre elconector PORT 3, y se selecciona cuandola señal de DCD (Data Carrier Detect) seactiva. El puerto 1 (conectores PORT 1 yPORT 3) y el puerto 2 (conectorPORT 2) sonindependientes entre sí, y la unidad puedeoperar con ambos simultáneamente.El DTP está disponible en diferentesversiones según el medio físico del conectorPORT 2. En los modelos RS232, ambosconectores sonRS232 (no existe elPORT3).En los modelos RS232 y RS485, el conectorPORT 1 es RS232 mientras el PORT 2 esRS485 (no existe el PORT 3). En el modeloRS232 y FIBRA OPTICA los conectoresPORT 1 y PORT 3 son RS232, y un conectorde �bra óptica sustituye al conector PORT2.El protocolo de comunicaciones es el mismo�ue se utiliza en el resto de ProteccionesDigitales GE de los sistemas DDS, y re�uiereel uso del programa GE_LOCAL�. Esteprotocolo es altamente �able y permite lacomunicación con distintos sistemas deprotección. Garantiza una transferencia dedatos muy e�ciente (especialmente paraoscilografía y otros �cheros de gran tamaño)así como la detección de errores yrecuperación automática de comunicación.

INTERFACES DE USUARIO

CABLEADO TÍPICO

DIMENSIONES

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL DTPPROTECCIONAjustes Generales: Frecuencia: 50 ó 60 Hz Relación TIs del devanado: 1-4000 en pasos de 1Ajustes de Protección: Toma del devanado: 0.5-20 x In

Confi guración del devanado: Y, D, ZZ Grupo horario del devanado: 0-11 Confi guración TIs del devanado: Y0, Y6, D1, D5, D7, D11Ajustes de la Función Diferencial: Sensibilidad: 0.2-0.4 x Itoma

Constante de frenado K1: 15-100% Constante de frenado K2: 15-100% Frenado del segundo armónico: 12-100% Frenado del quinto armónico: 12-100% Toma 87B: 4-12 x Itoma

COMUNICACIONESModo: Half duplexVelocidad: 1.200 a 19.200 bpsMedio físico: RS232 (puertos 1 y 2) Fibra óptica de plástico (opcional para puerto 2): Tipo de conector: HFBR-4516 Potencia emitida: -8 dBm Sensibilidad del receptor: -39 dBm Longitud de onda: 660 nm Fibra óptica de vidrio (opcional para puerto 2): Tipo de conector: STA Potencia emitida: -17.5 dBm Sensibilidad del receptor: -24.5 dBm Longitud de onda: 820nm RS485 (opcional para puerto 2)

MEDIOAMBIENTALESTemperatura: Almacenaje: -40ºC a +85ºC Funcionamiento: -20ºC a +55ºCHumedad: Hasta 95% sin condensación

NORMASEl sistema DTP cumple con las siguientes normas, incluyendo la norma GE electromagnética y de aislamiento y las normas exigidas por la directiva comunitaria 89/336 para marcaje CE, en línea con las normas europeas. Asimismo, cumple con los requisitos de la directiva europea para baja tensión, y los requisitos medioambientales y de operación establecido en las normas ANSI C37.90, CEI 255-5, CEI 255-6 y CEI 68.Tensión de aislamiento: CEI 255-5, 600V, 2kV, 50/60 Hz,

1 minPrueba de impulso: CEI 255-5, 5 kV pico, 0.5 JInterferencia 1 MHz: Clase III según IEC 60255-22-1Descarga electrostática: Clase IV según IEC60255-22-2

y EN 61000-4-2, 8kVInmunidad a radiointerferencias:

CEI 255-22-3, clase IIICampos electromagnéticos radiados con modulación de amplitud: ENV50140, 10 V/m Modo común: ENV50141, 10 V/mCampos electromagnéticos radiados con modulación de

frecuencia: ENV50204, 10 V/m

Transitorios rápidos: CEI 255-22-4 EN 61000-4-4, clase IVCampos magnéticos a frecuencia industrial:

EN 61000-4-8, 30 Av/mEmisión de radiofrecuencia: EN 55011, clase B

EMBALAJEDimensiones: 484 mm x 260 mm x 185 mm (19'' x 10.25'' x 7.7'')Pesos: Neto: 12 kg (26.4 lbs) Embalado: 13 kg (28.6 lbs)

* Las especi�caci�nes están sujetas a cambi�s sinprevi� avis�

CAJAEnvolvente metálicaGrado de protección IP52 (según IEC529)

DTP Protección de Transformador

ENTRADASTensión de las entradas digitales: Igual que tensión aux.Capacidad Térmica: Circuitos de Intensidad: Continuamente: 4 x In

Durante 3 segundos: 50 x In

Durante 1 segundo: 100 x In

Carga CC: 12 W Por cada entrada activa: 8 mA

FUENTE DE ALIMENTACIONTensión Auxiliar: 48/125 Vcc 110/250 Vcc

SALIDASCONTACTOS DE DISPAROTensión Nominal: 250 VCATensión Máxima de Apertura: 440 VCAIntensidad Nominal: 16 AIntensidad de Cierre: 25 APotencia de Operación: 4000 VA

Vida Mecánica: 30 x 106 maniobras

Para realizar su pedid� selecci�ne el m�del� básic� y las características deseadas de lalista siguiente:

DTP * * * * * 010 * 00 B

1 2 Devanados 2 3 Devanados 3 4 Devanados 0 P1, P2, P3: Protocolo M-link 2 P1, P3: Protocolo M-link; P2: Prot. ModBus® RTU 1 In = 1 A en todos los devanados 5 In = 5 A en todos los devanados A In = 5 A en 1er devanado y los demás 1 A B In = 1 A en 1er devanado y los demás 5 A C In= 1 A en devanados 1 y 2, y 5 A en devanados 3 y 4 0 P2: RS232 1 P2: F.O. Plástico + P3: RS232 conmutado 2 P2: F.O. Vidrio + P3: RS232 conmutado 3 P2: RS485 M Español D Inglés G Fuente de alimentación: 48/125 VCC H Fuente de alimentación: 110/250 VCC

LISTA DE MODELOS

GE Power ManagementEUROPA/MEDIO ORIENTE/AFRICA: Avda. Pinoa, 10 - 48170 Zamudio (ESPAÑA) Tfno: +34 94 485 88 00 Fax: +34 94 485 88 45 E-mail: gepm.help@indsys.ge.comAMERICA/ASIA/OCEANIA: 215, Anderson Avenue - Markham, ON - CANADA L6E 1B3 Tfno: +1 905 294 6222 Fax: +1 905 201 2098www.geindustrial.com/pm E-mail: info.pm@indsys.ge.com GES-E-016A

ESPECIFICACIONES GUÍALa pr�tección principal de transf�rmad�rdeberá suministrarse c�m� un sistema digitalintegrad�. Se utilizaran transf�rmad�res deintensidad estándar para las entradas deCA. Deberán existir m�del�s para 2, 3, ó 4devanad�s.La pr�tección deberá incluir las siguientesfunci�nes:� Función diferencial de intensidad trifá-sica c�n frenad� p�rcentual.

� Frenad� p�r armónic�s utilizand� elsegund� y quint� armónic� de la inten-sidad diferencial para evitar dispar�sdurante la energización � s�breexcita-ción del transf�rmad�r

� Función de s�breintensidad diferencialinstantánea de nivel alt�, sin frenad� queactúe c�m� pr�tección de respald�.

� Ajustes intern�s � extern�s para la c�m-pensación del desfase y eliminación dela c�mp�nente de secuencia cer�.

Además de las entradas analógicas para lasintensidades, el relé deberá disp�ner de 7entradas digitales. Una máscara de dispar�determinará cual de las señales de dispar�activará l�s cuatr� c�ntact�s de dispar�. Elequip� incluirá �ch� salidas.Las funci�nes de medida deberán incluir:� Intensidad de línea para cada fase ydevanad�

� Intensidad diferencial para cada fase� Intensidad de pas� para cada fase� Intensidad de segund� y quint� armónic�para cada fase

Las funci�nes de m�nit�rización deberánincluir:� Secuencia del registr� de event�s alma-cenand� l�s últim�s 166 event�s.

� Oscil�grafía c�n una relación de mues-tre� de 16 muestras p�r cicl�, almace-nand� 4 registr�s

� Diagnóstic� de aut�-cheque�.

El interfaz de usuari� deberá incluir unteclad� de 20 teclas y un Display LCD de2 líneas. 16 indicad�res LED p�drán pr�gra-marse p�r separad� para indicar cualquierade las alarmas de�nibles p�r el usuari�, asig-nadas de entre l�s estad�s de pr�teccióny c�municación. Se disp�ndrá de 2 puert�sserie y 3 c�nect�res para acces� l�cal �rem�t� desde PC. Se p�drá elegir entrec�nexi�nes de �bra óptica � RS485. El relédeberá ir al�jad� en una caja de rack de 19��y cuatr� unidades de altura.