tableros y celdas de media tensión - abb group

JORNADAS TÉCNICAS ABB EN CHILE , ABRIL / 2017

UniGear DigitalTableros y Celdas de Media Tensión

Oscar Gomes, Ingeniero de Ventas

ü Introducción

ü Características generales

ü Unigear Digital

April 18, 2017 Slide 2

Agenda

Ø IEC 62271-200 - 2011

High-voltage switchgear and controlgear – Part 200: AC metal-enclosed

switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and

including 52kV

Ø Seismic tests performed according to IEC (IEC 68-2-6 / 68-2-57) and

IEEE standards (IEE Std. 693-1997);

Introducción


Normativa de referencia

Vibrationtest

Inclinationtest

introducción


Aplicaciones

Power stations Utility substation e-Houses and Datacenters

Marine Renewable energy Industrial plants

Prueba de Arco

Introducción


IAC A FLR

Internal Arc Classification

A restricted to authorized personnel only

Front Lateral Rear

Segregación de los compartimientosLSC2B-PM (metal clad)

Loss of Service Continuity 2B – Partitioning Metal

Probado para arco interno

Prueba de Arco

Introducción


Internal arc classified IAC AFLR de acuerdo con estándar IEC 62271-200 Anexo A

UniGear es conforme los 5 criterios básicos:

• Todas las puertas deben mantener cerradas durante una falla ;

• Ninguna parte debe ser ejectada para fuera durante una fallas ;

• No puede tener huecos aparentes en la parte externa de la celda ;

• La celda no puede salir fuego durante una falla;

• Todo el aterramiento de la celda deben mantenerse efectivo.

Probada a Cuatro lados.

Derating de altitud

Características generales


JORNADAS TÉCNICAS ABB EN CHILE , ABRIL/2017

UniGear DigitalTableros y Celdas de Media Tensión

Oscar Gomes, Ingeniero de Ventas

UniGear Digital es una solución innovadora en tableros de Media Tensión

UniGear Digital


Solucionesflexibles

Producto bienaceptado por el

mercado

Solucióninteligente

Últimastecnologíasdisponibles

UniGear Digital tiene tres componentes clave

UniGear Digital


Sensor de corriente

Sensor de Tensión

Relé deprotección conIEC 61850

Las redes de distribución son cada vez más complejos, que la demanda de dispositivos dedistribución MV aumento.

UniGear Digital


Be “smart”!

Be easy!

Be flexible!

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Be on time!Be reliable !

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Plazo de entrega corto!

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Seguro!

Menos preocupaciones en sured eléctrica

UniGear Digital


Mantenga elcalendario del

proyecto

Mantenermetas de

costos

Flexible alos

cambios

Maximizarla

integración

Cumplir conlas

especificaciones y

estándares

Normativas IEC para transformadores de instrumentos não convencionais : Sensores de MediaTension

UniGear Digital - Sensores

April 18, 2017Para UniGear ZS1 hasta 17.5kV, 4000A, 50kASólo se necesitan dos sensores de corriente y un sensor de voltajeSlide 14

Normativas IEC para transformadores de instrumentos não convencionais : Sensores de MediaTension



SensorPrimario

ConversorPrimario

Sistema deTransmisión

ConversorSecundario

Tensióndel

circuitoauxiliar

Tensióndel

circuitoauxiliarSensores de Media Tension ABB

Definición general (IEC 60044-8)

SensorReleò

Rele deprotección

Los sensores ofrecen un rango de funcionalidad más amplio con mayor estandarización decalificación



KECA 80 C104 KECA 80 C165 KEVA 17.5 B20

Sensor de corriente basado en el principio de la bobina de Rogowski



§ ABB RogowskiUs=150 mV for 50 HzUs=180 mV for 60 Hz

§ Tecnología probada queaporta muchos beneficiosen varias aplicaciones

§ La tensión de salida esproporcional a la derivadade la corriente primaria

§ El voltaje de salida esintegrado por IED

§ Precisión hasta la clase 0.5

§ Cumple con la IEC 60044-8

dttdi

Mtu ps

)()( =

Sensor de voltaje basado en el principio del divisor resistivo



§ ABB Sensor de tensiónresistiva

§ 1:10 000 Relación detransformación

§ Precisión hasta la clase 0.5

§ Elemento pasivo

§ Cumple com la IEC 60044-7PS U

RRRU

21

2

+=

Sensores de corriente = Sin saturación

Os sensores têm característica linear


Saturationlevel

Primary current

Secondaryoutput

10A 100A 1000A 10 000A

ABB sensor

Standard CT

Sensores MV - precisión en todo el rango de operación


Clase de precisión de corriente combinada 0,5 / 5P

ε[%]

5%Ipr Ipr Kpcr*Ipr= Icth Kalf*Ipr≈ Ith4 A 80 A 1250/4000

A31.5/50 kA

+0.5%

+5%

-5%

Metering accuracy limitclass 0.5

Protection accuracy limit classes 5P400/5P630

≈ ≈

-0.5%

120%Ipr96 A

≈

Sensor linear characteristic

Sensores MV - precisión en todo el rango de operación


Clase de precisión de tensión combinada 0,5 / 3P

ε[%]

0.02*Up

n

Up

n

1.2*Up

n

1.9*Upn

+0.5%

+6%

-6%

-0.5%

Metering accuracy limit class 0.5

Protection accuracy limit class 3P

≈

0.8*Up

n

+3%

-3%

≈

Up

Sensor linear characteristic

© ABB GroupApril 18, 2017 | Slide 22

4000 A; 50 kA

Tran

sfor

mad

orde

tens

ión

Tran

sfor

mad

orde

corr

ient

eSe

nsor

es

17.5 kV

Variantes

5.500

26.500

2

1

UniGear ZS1 DigitalSólo 3 variantes de sensores cubren todas las aplicaciones


El consumo de energía insignificante• CT necesita consumir la energía para poder transferir la corriente primaria a

la corriente secundaria.• El consumo de energía está representado por pérdidas de potencia en el

tiempo.• Las pérdidas de potencia activa de CT consisten en:• Pérdidas de potencia en el devanado primario

Histéresis y pérdidas por corrientes de FoucaultPérdidas de potencia en el devanado secundarioPérdidas de potencia en la carga

Zp Zs

ZbZ0


El consumo de energía insignificante

Se seleccionó lo tablero típico donde se calcularon2 Variantes con TC y una variante con sensores:

– A) TC con corriente nominal secundaria 1A

– B) TC con corriente nominal secundaria 5A

– C) Sensors

El tablero de distribución seleccionado consta de 14 paneles:

– 2 Alimentadores de entrada con TC 1000/x/x A

– 8 Alimentadores de salida 1 con TC 200/x/x A

– 4 Alimentadores de salida 2 con TC 100/x/x A

Todos los TCs tienen 2 núcleos:

– Clase de protección clase 5P20, 20VA conectado al IED

– Clase de medición 0,5Fs5, 5VA conectado al amperímetro analógico


El Consumo de energía

Feeder CTs Number of panels Number of CTs Power consumption Energy consumption in 30years

Incoming 1000/1/1A 2 6 140 VA 36 698 kWh

Outgoing 1 200/1/1A 8 24 448 VA 117 776 kWh

Outgoing 2 100/1/1A 4 12 102 VA 26 724 kWh

Total - 14 42 690 VA 181 198 kWh

a) TCs con corriente secundaria nominal 1A

Feeder CTs Number of panels Number of CTs Power consumption Energy consumption in 30years

Incoming 1000/5/5A 2 6 172 VA 45 244 kWh

Outgoing 1 200/5/5A 8 24 629 VA 165 208 kWh

Outgoing 2 100/5/5A 4 12 179 VA 47 124 kWh

Total - 14 42 980 VA 257 576 kWh

b) TCs con corriente secundaria nominal 5A


El Consumo de energía

Feeder Number of panels Number of Sensors Power consumption Energy consumption in 30years

Incoming 2 6 0,0000 VA 0,0000 kWh

Outgoing 1 8 24 0,0000 VA 0,0000 kWh

Outgoing 2 4 12 0,0000 VA 0,0000 kWh

Total 14 42 0,0000 VA 0,0001 kWh

c) Sensors

vs 257.6 MWh (in 5A)

Los sensores tienen dimensiones más pequeñas y son fáciles de manejar

Sensores


Currentsensor

Voltagesensor

Voltagetransformer

Currenttransformer

1piece=18kg 1piece=27kg 1piece=0.5kg 1piece=2kg

3x18 + 3x27=135kg 3x0.5 + 3x2=7.5kg

vs.

Los sensores no requieren tantos parámetros técnicos como los transformadores deinstrumentos

Sensores


Los parámetros necesarios son:

• corriente primaria nominal

• Tensión primaria nominal

• Corriente nominal de cortocircuito

Clase de precisión de corriente combinada 0,5 / 5PClase de precisión de tensión combinada 0,5 / 3P

Los sensores proporcionan una conexión libre de errores y tienen una señal secundaria segura

Accesorio estándar del sensor


Current sensor Voltage sensorProtection relay

Shielded cable with RJ45OR

150mV at 50Hz180mV at 60Hz

Ratio 1:10000e.g. 2V at 20kV

un adaptador, para combinar las señales de voltaje y corriente en un puerto RJ-45

Accesorio estándar del sensor


Current sensor

Voltage sensor

Protection relay

Adapter

Shielded cable with RJ45150mV at 50Hz180mV at 60Hz

Ratio 1:10000e.g. 2V at 20kV

Los sensores son más pequeñosy utilizan menos materiales

Sensores


Current sensors Voltage sensors

1pcs …0.5kg1pcs …2kg

Series 615 y 620

Familia Relion®

April 18, 2017 Medium Voltage switchgear training workshop in Central America & CaribeSlide 32

Compartición de tensión entre relés

VT o Sensor de tensión

Utilizado en el concepto Unigear Digital

De acuerdo con la IEC 61850-9-2LE

Protección y medición basadas en tensión

Sincronización de tiempo de acuerdo con IEEE 1588

– Por la red de comunicación

– Precisión de 4 microsegundos

IEC 61850-9-2LE – Process Bus

Series 615 y 620

Familia Relion®


Resorte cargado

Tiempo de apertura y cierre del interruptor

Contador de operaciones

– Alarma para mantenimiento

Presión del SF6 (Alarma)

Supervisión del circuito de Trip

Monitoreo de Condiciones del Interruptor

Series 615 y 620

Familia Relion®


Datos guardados mismo cuando no haytension auxiliar

– Parámetros

– Oscilogramas

– Programación

– Alarmas y eventos

Memoria para hasta 100 archivos deoscilograma

Taja de muestras ajustable

Tiempo de grabación ajustable

Protección del equipo contra acceso noautorizado

Cuatro niveles de acceso

– Viewer / Operator / Engineer /Administrator

Utilizado en la HMI local, HMI web y en elPCM600

Memoria no Volátil Registro de Perturbaciones Control de Acceso

IEC 61850 y GOOSE permiten la comunicación digital en la subestación


Including Fast horizontalGOOSE communication andSampled Measured Values

(Process Bus)

61850

IEC 61850, comunicación digital y sensores ofrecen flexibilidaddentro de la subestación

http://www.abb-unigeardigital.com/Calculator

Prueba secundaria de lo IED: transformadores de Corriente y Tensión convencionales


Analogue signal:• 3 x I (1A; 5A)• 3 x U (100V; 110V; 220V)

Tester

Classical wire system

Switchgear LV compartment

CTs/VTsterminals

VTsMCB

Pruebas secundarias de los IED’s:Sensores y IED con conector RJ-45


TesterTesting cable

Shielded cable withRJ-45 connectors

Analogue signal:• 3 x I (150mV for 50Hz system)• 3 x U (2V/√3 for 20kV system)

Unidad típica: Entrada Transformador (incluyendo 87T)


REF615 std.conf G/Loptional RIO600(PSM, COM, BIM8,BOM4, AOM)

RET615 std.confA/B/C/D (with I/O)

Voltageover

IEC 61850-9-2REF615§ Binary inputs – 8x

§ BI1 - SPARE§ BI2 - SPARE§ BI3 – STATUS CB OPEN§ BI4 – STATUS CB CLOSED§ BI5 – CB TRUCK IN TEST§ BI6 – CB TRUCK IN SERVICE§ BI7 –STATUS ES OPEN§ BI8 – STATUS ES CLOSED

§ Binary outputs – 10x§ BO1 – RELEASE FOR CB CLOSING (RL1)§ BO2 - COMMAND CB CLOSE (MC)§ BO3 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO1)§ BO4 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO2) (RESERVED FOR)§ BO5 - RELEASE FOR CB TRUCK (RL2) (RESERVED FOR)§ BO6 - RELEASE FOR ES (RL3) (RESERVED FOR)§ BO7 - SPARE§ BO8 - SPARE§ BO9 - SPARE§ BO10 - SPARE

RET615§ Binary inputs – 14x

§ BI1 – Buchholz Alarm§ BI2 – Buchholz Trip§ BI3 – Temp. Alarm§ BI4 – Temp. Trip§ BI5 - BI14 - SPARE

§ Binary outputs – 13x§ BO1 – SPARE§ BO2 - SPARE§ BO3 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO1)§ BO4 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO2) (RESERVED FOR)§ BO5 - SPARE§ BO6 – BO13 - SPARE

REF615 (relé principal prot.) + RET615 (Dif. 87T y EF 87N restringido)

Unidad típica: alimentador


REF615 (relé prot. Principal)

REF615 std.confG/Loptional RIO600(PSM, COM, BIM8,BOM4)

Voltageover

IEC 61850-9-2

REF615Binary inputs – 8x– BI1 - SPARE– BI2 - SPARE– BI3 – STATUS CB OPEN– BI4 – STATUS CB CLOSED– BI5 – CB TRUCK IN TEST– BI6 – CB TRUCK IN SERVICE– BI7 –STATUS ES OPEN– BI8 – STATUS ES CLOSEDBinary outputs – 10x– BO1 – RELEASE FOR CB CLOSING (RL1)– BO2 - COMMAND CB CLOSE (MC)– BO3 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO1)– BO4 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO2) (RESERVED FOR)– BO5 - RELEASE FOR CB TRUCK (RL2) (RESERVED FOR)– BO6 - RELEASE FOR ES (RL3) (RESERVED FOR)– BO7 - SPARE– BO8 - SPARE– BO9 - SPARE– BO10 - SPARE

Optional

UniGear ZS1 Digital has 332 panels in orders since 2014, 158 panelsalready delivered


Slovakia73 panels

U.A.E.34 panels

Sweden11 panelsEstonia

9 panels

Belgium18 panels

South Africa13 panels

Czech rep.88 panels

Georgia6 panels

Ireland3 panels

Poland26 panels

Turkey51 panels

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