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2006-08-05 Juan Martínez

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Santiago de ChileSeptiembre 5, 2006

Introducción IED 670 REL 670RED 670

Juan Martínez

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6Un salto hacia la confiabilidad de redes

� Introducción

� IED 670 hardware y software

� Protección de distancia IED REL 670

� Protección diferencial de línea IED RED 670

� Resumen

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6

Introducción

Evolución de series 316 y 500:

- La mayoría de las funciones de Protección y Control son idénticas- Módulos de entradas / salidas idénticos

Series 316 y 500

Serie 670

IED 670 es una evolución

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6

� Líneas de transmisión

� Cables

� Circuitos multi-terminal

� Transformadores & Reactores

� Generadores & Grandes Máquinas

� Barras e Interruptores

� Objetos Compuestos

� Aparatos de Alta Tensión

IED 670 para todas las aplicacionesIntroducción

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6

� Un nombre genérico para todos los equipos de protección y control con IEC61850

� Todos los productos denominados según su aplicación:� REL para línea

� RET para transformador

� RED para diferencial

� REB para barras

� REC para controlador de paño(s)

IED 670

IED = Intelligent Electronic Device

**Equipo Electrónico Inteligente**

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6Ciclo de vida para el hardware

Componentes electrónicos:� Componentes standard probados por

millones de usuarios

� La vida útil del hardware es 20-30 años

� MTTF>100 años

Hardware

Pero... ¡El ciclo de vida para la provisión de componentes electrónicos es de 1-3 años!

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6Ciclo de vida para el software

Funciones de Protección y Control:

� Requerimientos de Aplicación � Performance y funcionalidad

optimizados� > 10 años de servicio en

instalaciones en la serie 500

Software

El ciclo de vida para las funciones es > 20 años

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� IED 670 tiene una librería común de funciones de protección, control, medición y monitoreo

� Esta librería está modelada como nodos lógicos (LN) según IEC 61850

� Todas las funciones están disponibles para todos los equipos de protección y control

Librería de funciones como nodos lógicos

21

50/51

27

87

59

32

67

81

62BF

BKR CNTL

DISTURB

GOOSE

Application Function Libraryof

DiscreteFunctionBlocks

CPU Capacity

Software

Esta librería es independiente del hardware

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6LN: Time Overcurrent Name: PTOC

T = Transitorio, M = Mandatorio, O = Opcional

Nombre del atributo Tipo de Atributo

Explicación T M/O

LNName Se hereda de la Clase del Nodo Lógico (LN) (ver IEC 61850-7-2)

El LN hereda todos los datos mandatorios de la Clase de LN común MOpCntRs INC Resetable operation counter O

Str ACD Start MOp ACT Operate T MTmASt CSD Active curve characteristic O

TmACrv CURVE Operating Curve Type OStrVal ASG Start Value OTmMult ASG Time Dial Multiplier OMinOpTmms ING Minmum Operate Time OMaxOpTmms ING Maximum Operate Time OOpDITmms ING Operate Delay Time OTypRsCrv ING Type of Reset Curve ORsDITmms ING Reset Delay Time ODirMod ING Directional Mode O

Clase PTOC

Información Común del Nodo Lógico

Información de Estados

Settings

Datos

Perfomance

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6Librería de Funciones de Aplicación

� Funciones con ensayos de tipo y larga experiencia de servicio

� Utilizables en hardware futuro

Si Ud. conoce UN producto,

¡conoce TODA la serie IED 670!

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6Cajas de 1/2 3/4 y 1/1 19”Hardware

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6

� Módulo de entrada de transformadores: uno ó dos con 12 entradas c/u

� Módulo conversor Analógico/Digital Uno ó dos

� CPU � Fuente de alimentación (PSM)� Módulo de sincronización GPS� Módulos Input / Output

- Entradas binarias estabilizadas contra descargas capacitivas y fallas de CC- Característica de corriente de Inrush para mejorar la inmunidad a interferencias

� Módulo de entradas de transductores (entradas de mA)

Rack 19” , altura 6U

NU

M

IOM

BO

M

PS

M

TRM 1

GS

M

AD

1

BIM

MIM

BIM

Igual que en serie 500

Nuevo en serie 670

Estructura de Hardware – IED 670Hardware

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6 1 2Convertidores

A/D

Fuente

GPSI/O

1 a 4 canales de 64 kbit(LDCM)

Power PC

11*CAN 3*PCILON/SPA/ IEC(SLM)

Vista posterior, caja 1/1 rackIEC 61850-8 Ethernet (módulo Ethernet óptico)

Hardware

Trafos(1ó2)x12 AI (TRM)

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6

Conexión aantena

CANbus

GPS

Para diferencial de línea Multi-terminal

• Salida de alta precisión 1 Mhz ; < 1�s

• Pulso por minuto / IRIG B

- Precisión <<1ms (no apropiada para

protección diferencial)

• Sincronización IEC 61850-8

- Precisión < 1 ms

• Sincronización LON

- Precisión < 2 msMódulo GCM

Módulo de Sincronización por GPS (GSM)Hardware

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6

Hasta 4 módulos por IED670

� Fibra óptica Multimodo 50/125 µm ó62,5/125 µm

� Atenuación admitida -9 dB o 13 dB

- Distancia típica 2 ó 3 km en enlace directo o hasta el multiplexor de telecomunicaciones

� Fibra óptica Monomodo 1310 (26dB) y 1500 (30dB) 60-130/ 80 –150 KM dependiendo de la calidad de la fibra.

Comunicación de 64 kbit para protección diferencial o transferencia de señales binarias

Módulo de comunicación de 64 kbit (LDCM)Hardware

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6

� Uno ó dos puertos ópticos

� Ubicados en el 1er. convertidor A/D

� Vínculo Ethernet 100 Mbit/segundo

� Interfases disponibles (máx. 2 simultáneamente):

- IEC 61850-8-1

- DNP 3.0

- TCP/ IP

� Máx. 1 módulo (en módulo A/D 1 )

� Conector ST fibra óptica

� Fibra Multi-modo 62,5/125 µm� Atenuación admitida 13 dB

- Distancia típica entre nodos: 1 Km.

Módulo óptico para Ethernet (OEM)

Fibra devidrio

Módulo con 2 puertos

Módulo con 1 puerto

Bus de comunicación interna

o:

Hardware

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6

Caja 1/1

Opción 1:• 1 módulo de transformador • �14 módulos I/O

Opción 2:• 2 módulos de transformador • �11 módulos I/O

BIM(máx. 11/14)

16 entradas binarias

BOM(máx. 4)

24 contactos de salida

IOM(máx. 6) 6 entradas para

transductoresrango + 20 mA

MIM(máx. 4)

10+2 contactos de saliday 8 entradas binarias

Módulos I/O en caja 1/1 x 19”Hardware

Hasta 160 BI y 96 BO

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6Módulo de transformador de alta precisión

� 12 corrientes/tensiones por módulo

� Hasta 24 entradas analógicas por IED

� Alta precisión de medición

� Calibración en sitio

P M

P M

Hardware

¡Puede conectar su IED

a un núcleo de medición!

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6

La IHM local HMI da un rápido pero detallado panorama del proceso

� Configuración

� Ajustes

� Unifilar

� Mediciones

� Eventos

� Registros de fallas

� Diagnósticos & Ensayos

� Bloqueo de ajustes vía entrada binaria

� Actualización de parámetros

� Acciones de Control

Interfaz Hombre Máquina (IHM) en IED 670IED670

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6REL 670 está diseñado para comunicarse

� Comunicación para SA� Comunicación bahía a bahía vía

IEC 61850-8-1 o LON

� Comunicación de nivel de bahía a nivel de estación vía IEC 61850-8-1, LON, SPA o IEC 60870-5-103

� Reporte de perturbaciones vía IEC 61850-8-1, WAN o Modem

� Comunicación de Protección � Señales de ínter disparo

� Esquema lógico de comunicación

� IHM� IHM amigable en el frente del IED

Conexión Ethernet a PC

SPA o IEC 60870-5-103

IEC 61850 8-1 Etherneto LON

6 x 32 señales binariascomunicación remota

4 canales analógicos4 x 8 señales binariasComunicación remota

Posibilidades deComunicación

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� Los REL 670s entregan � Soluciones Pre-configuradas

probadas

� Guía de arranque

� Completa documentación del usuario

� Breve plazo de entrega

� Sólo ajuste características del sistema de potencia

Conecte y OpereAmigabilidad

….listos para usar

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6

PCM600

PCM 600 es compatible conproductos anteriores

Software para Protección y Control PCM 600

PCM 600

El más reciente administrador de IED para

� Ingeniería

� Puesta en servicio

� Prueba

� Operación

� Análisis funcional

� Actualizaciones futuras

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6

LAN de la oficina

Red telefónica

Subestaciónampliada

IEC 61850subestación

Server ftp remoto

SPA

PCM 600

LAN de la subestación

WAN

PCM 600

PCM 600 – Anyware para todo usuario

PCM 600

PCM600

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6Software para Análisis de Fallas – ReportePCM600

Automáticamente:

� Detección

� Escala

� Visualización de

señales binarias

� Estimación de valores de falla

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6

� Canales analógicos 40

� canales vía inputs 30

� señal analógica derivada

canales de transductores mA 10

� Canales digitales 96

� Tiempo típico de registro, seg. >600 (*)

� Típico número de registros 100

(*) para 40 analógicas + 96 digitales

Extensivo OsciloperturbógrafoPCM600

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PCM 600 consiste en: � Configuración (CAP531)

� Signal Matrix Tool (SMT)Configuración de:Tarjetas I/O,Tarjetas de entradas analógicas Puertos seriales (GOOSE)Comunicación de 64 kbit

� Parameter Setting Tool (PST)

� Manejo de registros de fallas (WinEve)

� Editor de Display (Editor de mímico LCD)

� Time scheduler

� Configurador de comunicador CCT

Componentes del PCM 600PCM600

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6Integración fácil y completa

� Diversas funciones en librería

� Extensas y ampliables I/Os

� 12 ó 24 canales analógicos

� Varios bloques funcionales lógicos

� Alta performance

� Mensajes Goose

� Diversas alternativas de comunicación

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6REL 670 Protección de distanciaIED 670

� Terminal de Protección de línea para:

� Todos los niveles de tensión

� Redes directamente puestas a tierra

� Líneas aéreas

� Cables

� Líneas doble circuito

� Disparo uni / bi / tri polar

REL670 está optimizado para cadaaplicación con la máxima fiabilidad

y el mínimo tiempo de operación

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6Características principales

� Rápido tiempo de operación

� Esquema completo, no conmutado

� Avanzado algoritmo de selección de fase

� Bajos requerimientos de los TC

� Librería de funciones completa para todas las aplicaciones

� Completa funcionalidad para control de bahía

REL 670

MÁS QUE SOLO UN EQUIPO !

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6

Algoritmo de medición

u = i . R + X . diωo

. dt

I

UXS XL RL

Algoritmo mejorado: extensión de

característica de carga

Algoritmo de protección de distanciaIED 670

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6Protección de Distancia de Esquema Completo

� Medición de esquema completo

� Evaluación de cada lazo de falla cada 1 ms

� Elementos de medición separados para el selector de fase (PS)

� Elementos de medición separados para la detección de oscilación de potencia (PSD)

� Cinco zonas de distancia independientes

� Operación selectiva para fallas complejas

� Filtrado para trafos de tensión capacitivos

FuncionalidadSuperior

RN SN TN

RN SN TN

RN SN TN

RN SN TN

RN SN TN

RS ST TR

RS ST TR

RS ST TR

RS ST TR

RS ST TR

RN SN TN RS ST TR

Z1

Z2

Z3

Z4

Z5

PS.

RN SN TN RS ST TR PSD.

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6

jX

Z1

R

� Esquema completo de medición para las cinco zonas con recorte por impedancia de carga

� Operación monofásica para línea en paralelo y condiciones de alta carga

� Compensación de impedancia de carga

� Detección de oscilación de potencia mejorada

REL 670 Protección de Distancia de Esquema Completo

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6

� Interruptor Simple – disparo tripolar (A31)

� Interruptor Simple – disparo uni / tripolar (A32)

� Multi-interruptor – disparo tripolar (B31)

� Multi-interruptor – disparo uni / tripolar (B32)

� Respaldo de subestación (A10)

REL 670 pre-configurados listos para usarAmigable

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6

� Terminal diferencial de línea para:� Todos los niveles de tensión

� Líneas aéreas

� Cables

� Líneas doble circuito

� Líneas con compensación series

� Disparo mono / bi / tripolar

� Funciones de protección opcionales

� Comunicación digital entre extremos de línea

� Redes de comunicación conmutadas

� Sencilla actualización de una línea de 2 terminales a una con derivación en ”T”

RED 670 protección diferencial de líneaRED 670

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6Principales características del RED 670

� Excelente tiempo de disparo <25 ms

� Medición completamente segregada por fase

� Extremadamente estable para fallas externas

� Muy buena sensibilidad para fallas internas

� Flexible configuración de comunicación

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6

� Bajos requerimientos de TCs

� Diferencia de relación de TCs posible: < 30:1

� El algoritmo diferencial no depende del número de líneas conectadas

� Estabilización por doble pendiente

RED 670 Principales características del RED 670

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Para 2, 3, 4 o 5 extremos de líneas de transmisión o cables

Canales Simple o redundante

Simple ó 1½ interruptor

Con o sin transformador

Sist. de comunicación Maestro-Maestro ó Maestro-Esclavo

RED 670 diferencial de línea Multi TerminalRED 670

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6Principio de protección diferencial

Valores instantáneos muestreados con

estampa de tiempoComunicación

Remota

Entradas analógicas

locales

Todas las corrientes ient , isal & id se calculan a partir de las corrientes de fase de todos los extremos de línea

Algoritmo de protección diferencial

��������

��

�������� ����� ��������� ����� �

�������� ������������� ������������� ������������� ����� Σ ���� ���

���������������

RED 670

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6Seguridad en el disparo diferencial

5 ms

0T0 0 0�����

5 ms

0T0 0 0

��

���

� Valores muestreados 1 ms

� El mensaje es enviado cada 5 ms

� El mensaje contiene 5 juegos de valores muestreados

� Disparo habilitado con 5 juegos de muestras consecutivas calculadas para disparar

� 1 ó 2 mensajes requeridos dependiendo del punto de incidencia de la falla

RED 670

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6Redes conmutadas

El método de eco permite la conmutación de ruta con el mismo tiempo de demora para las direcciones de envío y de recepción

Máximo tiempo de transmisión Td < 40 msLa conmutación de ruta debe completarse dentro de los 2 segundos

RED 670

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6

� Sistema GPS requerido para configurar

� Pérdida de señal GPS tolerada mediante:

� Reloj interno de los IED

� Regreso al método de eco

Máximo tiempo de transmisiónTd < 40 ms

reloj GPS

RED 670

simetría sin demora:

Redes conmutadas

reloj GPS

reloj GPS

reloj GPS

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6Soluciones de hardware para comunicación

LDCM

LDCM

LDCM

LDCM

� Fibra directa

� Mono-modo aproximadamente 150 Km.

� Multi-modo 3 Km.

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6Canales de comunicación redundantes

LDCM

LDCM

Red de telecomunic.

Red de telecomunic.

Canal primario

Canal redundante secundario

LDCM

LDCM

RED 670

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6Línea aérea y transformador

Maestro

CableMáx. ~ 500m Línea aérea

A1A2 B

RED 670

Solución óptima con

RED 670

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� Interruptor Simple –disparo tripolar (A31)

� Interruptor Simple –disparo uni / tripolar (A32)

� Multi-interruptor – disparo tripolar (B31)

� Multi-interruptor – disparo uni / tripolar (B32)

User-Friendlíneass RED 670 pre-configurados listos para usar

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6Resumen IED 670 hardware y software

� Nueva tecnología IED 670 totalmentebasada en IEC61850

� Más funciones en el mismo IED

� Extensiva capacidad de entradas y salidas

� Nuevo software común para todos los IED’s ���

RED 670

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6Resumen REL 670 & RED 670

� REL 670 protección de distancia para línea con esquema completo y diversas funciones

� RED 670 protección diferencial de línea hasta para 5 terminales

� Nuevas soluciones para líneas

Potencia y productividad para un mundo mejor ®