Arquitectura de Subestaciones y Onda Portadora - ABB - Abril 2011 PCM-PEABB-REV0

Revisión 0.14 de abril 2011Oscar LlanosSubstation Automation System

SistemaSistema de de ProtecciónProtección y y AutomatizaciónAutomatización

© ABB Group April 15, 2011 | Slide 1

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


PARTE 1PARTE 1

Esquema de Control y ProtecciónEsquema de Control y ProtecciónLínea 220KVLínea 220KVLínea 220KVLínea 220KV


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 √


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 √ √


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)


Esquema de Teleprotección y Esquema de Teleprotección y Protección Diferencial de Línea 220kVProtección Diferencial de Línea 220kV


Esquema de Control y ProtecciónEsquema de Control y ProtecciónTransformadores 220/33KV Transformadores 220/33KV


Sistema de Control & Protección de TransformadorSistema de Control & Protección de TransformadorSolución TradicionalSolución Tradicional

CAMPO DE HVCAMPO DE HV

BARRAS 220KVBARRAS 220KVBB1

BB2


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


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



BB2


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


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


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


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


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


IEC 61850


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


BB2


BB1

BB2


BB1

BB2


TAB. Control & Protección TAB. Control & Protección TAB. Control & Protección

PT1 PT1 PT1MAINGOOSE - IEC61850

MAINGOOSE – IEC61850

PT2 PT2 PT2

BACKUPGOOSE– IEC61850

BACKUPGOOSE– IEC61850


Esquema de Protección de Barras Esquema de Protección de Barras yy

Fallo de Interruptor Fallo de Interruptor


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


PARTE 2PARTE 2

Sistema de Automatización de SubestaciónSistema de Automatización de Subestación


SISTEMA DE AUTOMATIZACIONSISTEMA DE AUTOMATIZACION


PARTE 3PARTE 3

Sistema de TelecomunicacionesSistema de Telecomunicaciones


Configuración y Servicios Configuración y Servicios Sistema de ComunicacionesSistema de Comunicaciones


Esquema Onda PortadoraEsquema Onda PortadoraAcoplamiento Fase Acoplamiento Fase -- FaseFasepp


PARTE 4PARTE 4

AplicacionesAplicaciones


EN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTO

Cliente : ISA Cliente : ISA –– REPREP

SE TINGO MARIASE TINGO MARIA

(Sistema Redundante)(Sistema Redundante)


EN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTO

Cli t ISACli t ISA REPREPCliente : ISA Cliente : ISA –– REPREP

SE TOCACHESE TOCACHESE TOCACHESE TOCACHE



EN EJECUCIONEN EJECUCION

Cliente : CHINALCOCliente : CHINALCO

SE TOROMOCHOSE TOROMOCHOSE TOROMOCHOSE TOROMOCHO



EN EJECUCIONEN EJECUCION

Cliente : XTRATACliente : XTRATA

SE ANTAPACAYSE ANTAPACAYSE ANTAPACAYSE ANTAPACAY

(Sistema Tradicional)(Sistema Tradicional)


EN FUNCIONAMIENTOEN FUNCIONAMIENTO

Cliente : CONSORCIO TRANSMANTAROCliente : CONSORCIO TRANSMANTARO

SEsSEs COTARUSECOTARUSE –– MANTAROMANTARO --SOCABAYASOCABAYASEsSEs COTARUSE COTARUSE MANTARO MANTARO SOCABAYASOCABAYA

(Sistema Mixto)(Sistema Mixto)


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


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 √ √


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


transformador ZigZag, proporcionanle una proteccion diferencial REDUNDANTE.

4.- El cambio de 6U → 2U reduce la indisponibilidad del sistema en 3.2 veces

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