arquitectura de subestaciones y onda portadora - abb - abril 2011 pcm-peabb-rev0
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sub estaciones electricasTRANSCRIPT
Revisión 0.14 de abril 2011Oscar LlanosSubstation Automation System
SistemaSistema de de ProtecciónProtección y y AutomatizaciónAutomatización
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INDICEINDICE
Parte 1 - SISTEMAS DE CONTROL Y PROTECCION
Esquema de Control y Protección - Línea 220kV
Esquema de Control y Protección - Transformador 220/33kV
Esquema de Regulación de Tensión y Operación Paralelo de TransformadoresTransformadores
Esquema de Protección de Barras y Fallo de Interruptor
Parte 2 – SISTEMA DE AUTOMATIZACIONParte 2 SISTEMA DE AUTOMATIZACION
Sistema de Automatización de Subestación
Parte 3 – SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES
Esquema de Teleprotección y Protección Diferencial de Línea
Configuración y Servicios – Sistema de Comunicaciones
Parte 4 – APLICACIONES
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PARTE 1PARTE 1
Esquema de Control y ProtecciónEsquema de Control y ProtecciónLínea 220KVLínea 220KVLínea 220KVLínea 220KV
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Esquema de Control & Protección de Línea 220kVEsquema de Control & Protección de Línea 220kVSolución TradicionalSolución Tradicional
21/21NCAMPO DE LÍNEACAMPO DE LÍNEA TABLERO PROTECCIONTABLERO DE CONTROL
BARRAS 220KVBARRAS 220KVPL1
21/21N+
67/67N+
50/51/51N+
87L+
50BF+
50/51/51N
BB1
BB2
BC
QB1 PL2 50BF+
79 / 25+
27 / 59+
QB2
CT
QA1 SOFT +
Teleprot.
QB9
Funciones Principales BC PL1 PL287L √
21P/21N √67/67N √
QC9
VT
67/67N √50/51/51N √ √
50BF √ √79/25 √27/59 √SO √
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SOFT √Teleprotección √
Control √
Esquema de Control & Protección de Línea 220kVEsquema de Control & Protección de Línea 220kVPropuesta ABB Propuesta ABB -- REDUNDANTEREDUNDANTE
87L+
21/21N
87L+
21/21NCAMPO DE LÍNEACAMPO DE LÍNEA TAB. Control & Protección
BARRAS 220KVBARRAS 220KVPL1 +
67/67N+
50/51/51N+
50BF
+67/67N
+50/51/51N
+50BF
BB1
BB2
QB1 PL250BF
+79 / 25
+27 / 59
+
50BF+
79/25+
27/59+
QB2
CT
QA1SOFT
+ Teleprot
+ Control
SOTF+
Teleprot+
Control
QB9
Funciones Principales PL1 PL287L √ √
21P/21N √ √67/67N √ √
QC9
VT
67/67N √ √50/51/51N √ √
50BF √ √79/25 √ √27/59 √ √SO √ √
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SOFT √ √Teleprotección √ √
Control √ √
Esquema de Teleprotección y Esquema de Teleprotección y Protección Diferencial de Línea 220kVProtección Diferencial de Línea 220kV
SISTEMA DE FIBRA OPTICA
• Corriente Diferencial (PL1, PL2)• Teleprotección 21/67N (PL1, PL2)
•Teleprotección 21/67N (PL1 PL2)
SISTEMA DE ONDA PORTADORA
Teleprotección 21/67N (PL1, PL2)
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Esquema de Teleprotección y Esquema de Teleprotección y Protección Diferencial de Línea 220kVProtección Diferencial de Línea 220kV
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Esquema de Control y ProtecciónEsquema de Control y ProtecciónTransformadores 220/33KV Transformadores 220/33KV
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Sistema de Control & Protección de TransformadorSistema de Control & Protección de TransformadorSolución TradicionalSolución Tradicional
CAMPO DE HVCAMPO DE HV
BARRAS 220KVBARRAS 220KVBB1
BB2
CAMPO DE HVCAMPO DE HV
PT1 50 / 51+
51N
87T+
50BF
BC
TABLERO PROTECCIONTABLERO DE CONTROLTABLERO REGULACION
VCTR
QA1
QB1VT
QB2
PT2
+50BF
+27 / 59
50+
49 / 24
TAB. MARCHA PARALELO
CT
QB9QC9 LOGICA
MASTER / SLAVE
CT
Funciones Principales BC PT1 PT2 PT3 VCRT M/S
87T √
CT-N
87T √50/51-HV √
51N-Neutro √50/51/51N-MV √
50BF √ √ √√50 / 51
CT
CELDA MT
VT
49 / 24 √27/59 – HV √27/59 – MV √
Control – HV √Control – MV √
50 / 51+
50N / 51N+
50BF+
PT3
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CT
Q0
BARRAS 33KV
Control MV √Regulación Voltaje √Marcha Paralelo √
27 / 59+
CONTROL
Sistema de Control & Protección de TransformadorSistema de Control & Protección de TransformadorPropuesta ABB Propuesta ABB -- REDUNDANTEREDUNDANTE
CAMPO DE HVCAMPO DE HV
BARRAS 220KVBARRAS 220KVBB1
BB2
CAMPO DE HVCAMPO DE HV
PT187T
+ 87N
+
87T+
87N+
TAB. Control & Protección
Funciones Principales PT1 PT2 PT3
87T √ √√ √
QA1
QB1VT
QB2
PT2
21+
50 / 51+
67N/ 51N+
21+
50/51+
67N/51N+
87N √ √21 √ √
67N/51N-HV √ √50/51-HV √ √
51N-Neutro √ √
CT
QB9QC9
+50BF
+49 / 24
+27 / 59
+50BF
+49 / 24
+27 / 59
50/51/51N-MV √ √ √50BF √ √ √
49 / 24 √ √27/59 – HV √ √27/59 MV √ √ √CT +
AVR+
M/S+
CONTROL
+ AVR
+M/S
+ CONTROL
27/59 – MV √ √ √Control – HV √ √Control – MV √ √ √
Regulación Voltaje √ √Marcha Paralelo √ √
CT-N
CONTROLCONTROL
50 / 51
CT
CELDA MT
VT
50 / 51+
50N / 51N+
50BF+
PT3
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CT
Q0
BARRAS 33KV
27 / 59+
CONTROL
Esquema de Regulación de TensiónEsquema de Regulación de Tensióny y
Operación en Paralelo de Transformadores Operación en Paralelo de Transformadores
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Esquema de Regulación Automática de Tensión (1)Esquema de Regulación Automática de Tensión (1)TRANSFORMADOR 1TRANSFORMADOR 1
BB1
BB2
TRANSFORMADOR 1TRANSFORMADOR 1
VCTR
ith C
T &
D
FF
OC Block
TAB. Control & Protección
on, S
calin
g w
ire
Filte
ring
& OC Block
Voltage and Corriente
PT1
A/D
Con
vers
ioV
T ra
tio, P U<
U>LDC & CC
PT2
BIM or MIM
AIEC 61850
Tap PositionIndication
Communic.for Parallel
Control
Tap Position 4-20mA
Para controlar otro Transformador
Comando Subir / Bajar Tap
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Esquema de Regulación Automática de Tensión (2)Esquema de Regulación Automática de Tensión (2)TRANSFORMADOR 1TRANSFORMADOR 1
BB1
BB2
TRANSFORMADOR 1TRANSFORMADOR 1VCTR
ng w
ith C
T &
g
& D
FF
OC Block
TAB. Control & Protección ersi
on, S
calin
o, P
reFi
lterin
g
U<PT1
A/D
Con
veV
T ra
tio U>LDC & CC
Tap PositionIndicationVCTRT
&
PT2
BIM or MIM
IEC 61850
Indication
Communic.for Parallel
Control
VCTRal
ing
with
CT
erin
g &
DFF
OC Block
onve
rsio
n, S
cara
tio, P
reFi
lte
U<U>
BIM or MIM
A/D
Co
VT
r
LDC & CC
Tap PositionIndication
Communic
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IEC 61850
Communic.for Parallel
Control
Esquema de Regulación Automática de Tensión Esquema de Regulación Automática de Tensión -- Operación en ParaleloOperación en ParaleloTRANSFORMADOR 1TRANSFORMADOR 1 TRANSFORMADOR 2TRANSFORMADOR 2 TRANSFORMADOR 3TRANSFORMADOR 3
BARRAS 220KVBARRAS 220KVBB1
BB2
TRANSFORMADOR 1TRANSFORMADOR 1
BB1
BB2
TRANSFORMADOR 2TRANSFORMADOR 2
BB1
BB2
TRANSFORMADOR 3TRANSFORMADOR 3
TAB. Control & Protección TAB. Control & Protección TAB. Control & Protección
PT1 PT1 PT1MAINGOOSE - IEC61850
MAINGOOSE – IEC61850
PT2 PT2 PT2
BACKUPGOOSE– IEC61850
BACKUPGOOSE– IEC61850
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Esquema de Protección de Barras Esquema de Protección de Barras yy
Fallo de Interruptor Fallo de Interruptor
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Esquema de Protección de Barras 220kVEsquema de Protección de Barras 220kVEsquema de Doble BarraEsquema de Doble Barra
ZA .. .
ZB
REB670 : Equipo deREB670 : Equipo deREB670 : Equipo de REB670 : Equipo de protección diferencial de protección diferencial de Baja Impedancia, incluye Baja Impedancia, incluye
función de fallo de función de fallo de InterruptorInterruptor
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PARTE 2PARTE 2
Sistema de Automatización de SubestaciónSistema de Automatización de Subestación
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SISTEMA DE AUTOMATIZACIONSISTEMA DE AUTOMATIZACION
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PARTE 3PARTE 3
Sistema de TelecomunicacionesSistema de Telecomunicaciones
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Configuración y Servicios Configuración y Servicios Sistema de ComunicacionesSistema de Comunicaciones
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Esquema Onda PortadoraEsquema Onda PortadoraAcoplamiento Fase Acoplamiento Fase -- FaseFasepp
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PARTE 4PARTE 4
AplicacionesAplicaciones
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EN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTO
Cliente : ISA Cliente : ISA –– REPREP
SE TINGO MARIASE TINGO MARIA
(Sistema Redundante)(Sistema Redundante)
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EN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTO
Cli t ISACli t ISA REPREPCliente : ISA Cliente : ISA –– REPREP
SE TOCACHESE TOCACHESE TOCACHESE TOCACHE
(Sistema Redundante)(Sistema Redundante)
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EN EJECUCIONEN EJECUCION
Cliente : CHINALCOCliente : CHINALCO
SE TOROMOCHOSE TOROMOCHOSE TOROMOCHOSE TOROMOCHO
(Sistema Redundante)(Sistema Redundante)
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EN EJECUCIONEN EJECUCION
Cliente : XTRATACliente : XTRATA
SE ANTAPACAYSE ANTAPACAYSE ANTAPACAYSE ANTAPACAY
(Sistema Tradicional)(Sistema Tradicional)
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EN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTO
Cliente : CONSORCIO TRANSMANTAROCliente : CONSORCIO TRANSMANTARO
SEsSEs COTARUSECOTARUSE –– MANTAROMANTARO --SOCABAYASOCABAYASEsSEs COTARUSE COTARUSE MANTARO MANTARO SOCABAYASOCABAYA
(Sistema Mixto)(Sistema Mixto)
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Contactos
Ronald Llerena [email protected] de PSN
51 1 993573319+51 1 993573319Jorge Chunga [email protected]
Jefe de Proyectos+51 1 986654057
Oscar Llanos [email protected] de Proyectos ySAS+51 1 989311495
Said Aguero said aguero@pe abb comSaid Aguero [email protected] de Ventas+51 1 991686063
Luis Olano luis olano@pe abb comLuis Olano [email protected] de Ventas+51 1 987506586
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Sistema de Control & Protección de LíneaSistema de Control & Protección de LíneaPropuesta ABB Propuesta ABB -- REDUNDANTEREDUNDANTE
79
A BIload
52PDPD
*)
TripC
1/3phO->I
79
SC/VC
25/27
60
DR
Circuit Breaker
2159
3I>BF50BF
86/94
TripBus
60FF
87L3Id/I>
Funciones Principales PL1 PL2
87L √ √
3I>
Z<
50/51
3U>
3U<27
ControlInterlook
86/94
I->O 21P/21N √ √
67/67N √ √50/51/51N √ √
√ √51N/67NI
59N
Interlook 50BF √ √79/25 √ √27/59 √ √SOFT √ √
UN
68PSB
60
59N
FF
SOFT √ √Teleprotección √ √
Control √ √
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68PSB
Zpsb
Para una unidadAnalisis de ConfiablidadAnalisis de Confiablidad
Disponibilidad:
MTTR
MTTFMTTF + MTTRA1 = Solución Tradicional
N = 6 unidades
Indisponibilidad:
donde MTTF = Mean Time To Failure (100 años)
MTTRMTTF + MTTRU1 = 1 – A1 = A6 = 0,99984
U6 = 0,00016
Propuesta Alternativadonde MTTF Mean Time To Failure (100 años)
MTTR = Mean Time To Repair (1 día)
Para un sistema completo con N unidadesAN = A1N
N = 2 unidades
A2 = 0,99995
U2 = 0 00005Disponibilidad:
Indisponibilidad:
AN = A1N
UN = 1 – AN
U2 0,00005
CONCLUSIONCONCLUSION1.- Ambas soluciones respetan el criterio N-1.
2 Con la alternativa propuesta se incrementa la funcionalidad pasando a ser2.- Con la alternativa propuesta se incrementa la funcionalidad, pasando a ser REDUNDANTE en control y protección.
3.- La alternativa brinda mejoras funcionales en el esquema de protección del transformador ZigZag proporcionanle una proteccion diferencial REDUNDANTE
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transformador ZigZag, proporcionanle una proteccion diferencial REDUNDANTE.
4.- El cambio de 6U → 2U reduce la indisponibilidad del sistema en 3.2 veces