IDX Catálogo. Intelligent Electronic Device para Monitoração de Disjuntores

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1 IDX Catálogo Intelligent Electronic Device para Monitoração de Disjuntores Os disjuntores são largamente empregados nos sistemas elétricos de potência para as funções de proteção e manobra, de forma que suas perfeitas condições de funcionamento são essenciais para a confiabilidade do sistema e segurança das instalações Com isso, a monitoração e diagnóstico on-line de seu estado, através do IED para monitoração de Disjuntor, contribui para a continuidade do fornecimento de energia e redução dos riscos de falhas, ao detectar e diagnosticar em fase incipiente os defeitos em evolução no equipamento. O funcionamento seguro dos disjuntores empregados nos sistemas elétricos de potência depende da operação confiável dos vários subsistemas que constituem esse equipamento, incluindo o mecanismo de acionamento e de acumulação de energia, os mecanismos de disparo e de movimentação do contato principal e o sistema isolante. Através de diversas medições e cálculos dos algoritmos de engenharia, o IDX monitora e diagnostica o estado do disjuntor e seus subsistemas, emitindo avisos de manutenção com antecedência programada, assim como alarmes em caso de anormalidades, através em um sistema de sinalização por cores, permitindo visualizar rapidamente o estado do disjuntor: Verde: Disjuntor em bom estado. Nenhuma manutenção necessária; Azul: Disjuntor em bom estado. Aviso para realização de manutenção programada; Amarelo: Alarme de anormalidade menor; Vermelho: Alarme de anormalidade maior. Para isso, o IDX supervisiona diversas variáveis, conforme aplicável, sendo algumas oscilografadas durante as operações: [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 1

2 Tensões e correntes das bobinas de abertura e fechamento; Contatos de sinalização de estado do disjuntor; Contatos de alarme e bloqueio por pressão do SF6; Tensões de comando; Temperaturas do mecanismo e ambiente e corrente do aquecedor (opcional 3); Correntes dos aquecedores do SF6 (opcional 3); Tensão, corrente e consumo do motor de acionamento (opcional 4); Pressão hidráulica ou pneumática (opcional 4); Deslocamento do contato principal durante a operação (opcional 5); Correntes de linha (opcional 5); Densidade e temperatura do SF6 (opcional 6). O IDX efetua ainda a correlação dessas medições, através de algoritmos especialistas de engenharia, obtendo diversas informações úteis para o diagnóstico e prognóstico, tais como: Tempos de reação e de pulso nas bobinas de abertura e fechamento; Resistência das bobinas durante a operação e continuidade das bobinas; Tensões mínimas e máximas nas bobinas durante a operação; Tempos de abertura e fechamento dos contatos auxiliares durante a operação; Coerência dos contatos de sinalização de estado do disjuntor (Opcinal 3); Nº de operações e tempo de serviço do disjuntor, totais e após a última manutenção (Opcional 3); Média de operações e tempo extrapolado para manutenção do disjuntor (Opcional 3); Funcionamento do aquecedor do mecanismo em função das temperaturas (Opcional 3); Funcionamento dos aquecedores dos pólos em função das temperaturas (Opcional 3); Assinatura de consumo, energia gasta e tempos do motor durante o carregamento (opcional 4); Nº de operações, horas de operação e tempo de serviço do motor, totais e após a última manutenção (Opcional 4); Média de operações diária e tempo restante para manutenção da bomba (Opcional 4); Falha na operação do mecanismo após operação do disjuntor (opcional 4); Excesso de operações da bomba hidráulica ou tempo de carregamento da mola alto (Opcional 4); Sub e sobretensão das alimentações de comando e do motor (Opcional 4); Velocidades e acelerações instantâneas e velocidade média do contato principal (Opcional 5); Curso (Stroke), ultrapassagem (overtravel) e retorno (rebound) do contato principal durante a operação (Opcional 5); Tempos de abertura, fechamento, pré-inserção e movimentação do contato principal (Opcional 5); Tempos de arco, pré-arco, estabelecimento, interrupção e re-ignição (Opcional 5); Integração das correntes de arco, separadas por regiões de arco e dos bocais (Desgaste Acumulado) (Opcional 5); Percentual de desgaste dos contatos principais e dos bocais do disjuntor (Opcional 5); Tempos de sincronismo entre pólos com acionamentos independentes (Opcional 5); Taxa de vazamento e tempo para recarga do gás SF6 (Opcional 6); Pressão do SF6, real e normatizada a 20 ºC (Opcional 6); [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 2

3 Funções Opcionais OPCIONAL 1 - PROTOCOLO DNP 3.0 Protocolo de comunicação selecionável pelo usuário entre Modbus RTU e DNP 3.0 nível 1; Atende ao nível 3 quando aplicável; OPCIONAL 2 MEMÓRIA DE MASSA Expande a Memória de Oscilografias do Disjuntor para 40 eventos; Expande a Memória de Oscilografias do Motor para 40 eventos, a depender da disponibilidade do opcional 4; Adiciona o Registro de Eventos, como alarmes e outras ocorrências em memória não volátil; OPCIONAL 3 MANUTENÇÃO DO DISJUNTOR Permite a manutenção otimizada do disjuntor, baseando-se tanto na contagem das operações realizadas e no tempo de serviço; Permite a monitoração dos componentes do sistema anti-condensação do painel, realizando medições da temperatura interna do painel e da temperatura ambiente; Permite também a monitoração de outras temperaturas que o usuário deseje, como o aquecimento do mecanismo; OPCIONAL 4 MANUTENÇÃO DO MOTOR Permite a monitoração e armazenamento da assinatura de torque do motor do disjuntor; Memória de Oscilografias do Motor suporta 10 eventos; Permite a manutenção otimizada do motor do disjuntor, baseando-se tanto na contagem das operações realizadas e no tempo de serviço; OPCIONAL 5 MEDIÇÃO DE POSIÇÃO DO DISJUNTOR Permite a medição da posição do Disjuntor através de um encoder incremental, possibilitando diversas informações e diagnósticos como: Tempos de arco e desgaste do contato e bocais; Deslocamento, velocidade e aceleração do contato; Tempos de operação do disjuntor; Sincronismo de operação entre polos; OPCIONAL 6 MEDIÇÃO DA DENSIDADE E TEMPERATURA DO SF6 Permite a medição da densidade e temperatura do gás SF6 do Disjuntor através de um sensor digital ou analógico, possibilitando as seguintes informações e diagnósticos: Densidades do SF6; Pressões do SF6; Taxa de vazamento e tempo para recarga; [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 3

4 Dados Técnicos Condição Intervalo / Descrição Tensão de Alimentação: 38 a 265 Vca/Vcc 50/60 Hz Consumo máximo: 13 W Temperatura de Operação: -40 a +85 ºC Grau de Proteção: IP 20 Conexões: 0,3 a 2,5mm2, 22 a 12 AWG Fixação: Fixação em painel Entradas de Medição Versão Monopolar Posição do contato do disjuntor: Correntes: 1 encoder incremental 6 TCs externos clip-on Aca / 14 A pico Tensões: 7 de Vca / Vcc, divididas em dois grupos isolados (4 + 3 entradas) Temperaturas: 2 sensores Pt100 Ω a 0 ºC faixa -55 a 200 ºC Densidade/temperatura de SF6: Contatos secos: 1 sensor pulsados densidade/temperatura ou 1 sinal 4-20 ma de densidade 2 livres de potencial Erros máximos Correntes: 1 % da medição na faixa 0, Aca Tensões: 1 % da medição na faixa Vca / Vcc Temperaturas: 0,5 % do fim de escala + erro do sensor Densidade: 0,5 % do fim de escala + erro do sensor Saídas a relés: Potência máxima de chaveamento: Tensão máxima de chaveamento: Corrente máxima de condução: 3 reversíveis + 2 NA/NF (especificar na compra) 70 W(cc) / 220 VA(ca) 250Vcc / 250 Vca 5 A Portas de Comunicação Serial: Protocolos de Comunicação: Armazenamento em memória não volátil: 1 RS-485 padrão Modbus RTU, DNP3.0 Memória não volátil para parâmetros, alarmes e registro de eventos, incluindo os contadores de operações. Armazenamento de no mínimo 45 oscilografias (manobras) do disjuntor. [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 4

5 Diagramas de Ligação O IDX pode ser fornecido em duas opções de hardware: uma para monitoração de disjuntores monopolares e outra para monitoração de disjuntores tripolares. Veja abaixo os desenhos esquemáticos de cada opção de hardware e suas capacidades: Diagrama de ligação do IDX monopolar: [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 5

6 Diagrama de ligação do IDX tripolar: Notas: 1) Os desenhos em verde representam ligações de sensores alternativos, substituindo as ligações em preto daquelas posições específicas e alterando as variáveis que podem ser monitoradas alí. 2) Os contatos de saída foram apresentados como quando o IDX está desenergizado. 3) O encoder e os sensores de densidade e temperatura do SF6 devem ser ligados por intermédio do equipamento auxiliar DEP. [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 6

7 Legenda: Variável Descrição ENCODER IL, IL1, 2 e 3 A leitura dos sinais A, A/, B e B/ permitem conhecer a posição do contato principal do disjuntor. Corrente de linha, manobrada pelo disjuntor. No modelo monopolar só haverá a corrente IL, no tripolar haverão as corrente IL1, IL2 e IL3. IBA1 e 2 Corrente das bobinas de abertura 1 e 2. IBF IAQ IAQSF1, 2 e 3 IMT Corrente da bobina de fechamento. Corrente do sistema de aquecimento do disjuntor. Corrente de aquecimento do gás isolante SF6. Haverão IAQSF2 e 3 apenas nos modelos tripolares. Corrente do motor de carregamento. VBA1 e 2 Tensão nas bobinas de abertura 1 e 2. VBF V1 e V2 VMT DJA DJB SF6AL SF6BL SF6D SF6T PRMEC TMEC TAMB Sincronismo Tensão na bobina de fechamento. Tensões de alimentação 1 e 2 do sistema de comando do disjuntor. Tensão do motor de carregamento. Contato de status disjuntor aberto. Contato de status disjuntor fechado. Contato de alarme por pressão do gás islolador SF6. Contato de bloqueio por pressão do SF6. Densidade do gás SF6. Temperatura do gás SF6. Pressão do mecanismo de acinamento do disjuntor. Temperatura do mecanismo de acionamento. Temperatura ambiente. Sincronismo entre disjuntores, para modelos monopolares. R1, 2 e 3 Saídas a relés de lógica conversível. R4 e 5 RS+ e RS - Saídas a relés NA. Porta de comunicação serial tipo RS-485. [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 7

8 Dimensões Especificação para Pedido A entrada de alimentação é universal (38 a 265 Vcc/Vca 50/60 Hz). Deste modo, no pedido de compra do aparelho somente é necessário especificar: Monitor para Disjuntores - IDX: Quantidade requerida do produto; Quantidade requerida de TCs Clip-on e outros acessórios opcionais; Configuração dos reles (NA / NF); Modo de ligação unipolar ou tripolar; Funções opcionais desejadas entre as listadas na página 3; [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 8

9 Acessórios Opcionais Sensor de Temperatura Pt100Ω a 0ºC Para a medição de temperatura é necessário um sensor de temperatura instalado. Os sensores utilizados devem ser do tipo Pt100Ω a 0ºC. Caso necessário, a Treetech dispõe de sensor adequado para instalação em termopoço, conforme desenho abaixo (dimensões especiais sob consulta), fornecido como acessório opcional. Características Norma: ASTM E1137, classe B Coeficiente Alfa: 0, / ºC Faixa de Medição: Cabeçote: Bulbo (haste): Prensa cabo: Corrente: Parafusos: Adaptador: Isolação: -100 a +300ºC Alumínio fundido, pintado Aço inoxidável Latão, niquelado Latão, niquelado Latão niquelado ou aço inoxidável Aço inoxidável 2kV, 50/60 Hz, 1 min. Sensor de Temperatura Ambiente O IDX dispõe de entradas para medição de temperatura, que pode ser utilizada, por exemplo, para medição de temperatura ambiente ou outras. Caso seja utilizada para medição da temperatura ambiente, deve ser utilizado um sensor de temperatura tipo Pt100Ω a 0ºC instalado em um abrigo térmico, que minimiza os erros que sol, chuva, vento, etc. causariam sobre a medição. Caso necessário, a Treetech dispõe de sensor e abrigo térmico adequados para esta medição, fornecido como acessório opcional. TCs Externos Tipo Janela Seccionável (Clip-on) A utilização de TCs externos do tipo janela com núcleo seccionável é requerida para a operação do IDX. Este item é fornecido na quantidade necessária ao tipo de aplicação desejada, devendo ser solicitada a quantidade no pedido de compra. Ele permite a instalação do produto sem a conexão direta do circuito de corrente, eliminando o risco de abertura acidental. Temperatura de operação: C. Dimensões (mm). [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 9

10 Gabinetes Para Instalação ao Tempo O IDX deve ser instalado sempre abrigado das intempéries, e para isto é geralmente instalado no interior de um painel de controle ou no interior de um edifício. Nos casos em que isto não for conveniente, como por exemplo em modernizações de transformadores antigos, o IDX pode ser fornecido em gabinete à prova de tempo, de fácil instalação. Características Fixação ao trafo: Fixação do IDX: Conexão da fiação: Grau de Proteção: Teste de isolação: Parafusada ou com ímãs de alta capacidade de carga Em rack extraível Plug multipolar removível na parte inferior do gabinete IP55 2kV, 50/60 Hz, 1 min. Encoder Incremental Um encoder deve ser utilizado para medir a posição do contato principal. Veja abaixo as características principais esperadas deste acessório: Especificações elétricas Código: Formato da Saída: Incremental 2 canais em quadratura. Resolução: 1 a Tensão de alimentação: 5 a 28 V. Corrente máxima: Proteções: Resposta em Freqüência: Até 250 ma. reversão, sobretensão e curto-circuito. 100 KHz (até 1024 ctp) Especificações ambientais Nível de proteção: NEMA 13 ou IP66. Temperatura de Operação: -40 to 85 C Choque: Vibração: Umidade: 50 g para 11 ms de duração 5 a 2000 Hz a 20 g 98%, UR sem condensação [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 10

11 Dispositivo de Proteção para Encoder e Sensor Digital de Densidade e Temperatura - DEP O equipamento auxiliar DEP provê isolação melhorada, proteção contra surtos e outras anomalias potencialmente destrutivas para sensores de circuito elétrico menos robusto, como é o caso do encoder e dos sensores de densidade e temperatura do SF6. Um único DEP pode intermediar a conexão de um encoder e de um sensor de densidade+temperatura. Porém, se forem utilizados mais de um sensor de densidade e temperatura do SF6, é preciso especificar no pedido um DEP a mais para cada sensor extra. Para mais detalhes, consulte o catálogo do DEP. Características Tensão de Alimentação: 85 a 265 Vcc/Vca, 50/60 Hz Consumo: Temperatura de Operação do Relé: Entrada: < 3 W -40 a +85 ºC 1 Sensor de Posição Digital do tipo Encoder Ótico Incremental por Pulsos 1 Sensor de Densidade e Temperatura do SF6 com saída por pulsos digitais, modelo Trafag ou similar Saída: 1 Saída para ligação ao IDX do Sensor de Posição Digital do tipo Encoder Ótico Incremental por Pulsos 1 Saída para ligação ao IDX do Sensor de Densidade e Temperatura do SF6 com saída por pulsos digitais, modelo Trafag ou similar. Grau de Proteção do Dispositivo: Montagem do Relé: IP 20 Trilho DIN 35 mm Conexões: 0,3 a 2,5mm², 22 a 12 AWG Medidas em mm [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 11

12 Ensaios de Tipo O IDX é um equipamento desenvolvido sobre a plataforma SmartSensor 3, assim os ensaios realizados e seus resultados seguem a tabela abaixo: Imunidade a Surtos (IEC e IEC ): Modo diferencial: 1kV, 5 por polaridade (+/-) Modo Comum: 2kV, 5 por polaridade (+/-) Imunidade a Transitórios Elétricos (IEC , IEC e IEEE C ) Valor de pico 1º ciclo, Frequência, Tempo e taxa de repetição, Descaimento a 50% 2,5 kv modo comum, 1kV modo dif., 1MHz, 2 seg., 200 surtos/s, 5 ciclos Impulso de Tensão (IEC ): Forma de onda, Amplitude, Número de pulsos: 1,2/50 µs, 5kV, 3 negativos e 3 positivos, intervalo 5s Tensão Aplicada (IEC ): Tensão suportável à frequência industrial: 2kV 60 Hz 1min. contra terra Imunidade a Campos Eletromagnéticos Irradiados (IEC e IEC ): Frequência, Intensidade de campo: 80 a 2500 Mhz, 10V/m Imunidade a Perturbações Eletromagnéticas Condizidas (IEC e IEC ): Frequência, Intensidade de campo: 0,15 a 80 MHz, 10V/m Imunidade a campos magnéticos de frequência industrial (IEC ): Intensidade e direção de campo magnético: 30 A/m, 3 eixos ortogonais Descargas eletrostáticas (IEC , IEC e IEEE C ): Intensidade e repetições: Modo ar 15kV, dez descargas por polaridade Imunidade a Transitórios Elétricos Rápidos (IEC , IEC e IEEE C ): Alimentação, entradas e saídas: 4kV Falha de alimentação (IEC e IEC ): Quedas de Tensão: 0-80% de U, 1/2 a 300 ciclos, 85V e 265V, 50/60 Hz [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 12

13 Interrupções curtas: 5 segundos, 85V e 265V, 50/60 Hz Suportabilidade ao frio (IEC ): Temperatura, Tempo de teste: -40 C, 16 horas Suportabilidade a calor seco (IEC ): Temperatura, Tempo de teste: +85 C, 16 horas Suportabilidade a calor úmido (IEC ): Temperatura e umidade, Tempo de teste: +40 C, 85% RH, 24 horas Ciclo térmico (IEC ): Faixa de temperatura, Tempo total do teste: -40 a +85 C, 96 horas Resposta à vibração (IEC ): Modo de Aplicação, Duração, Frequência, Intensidade: 3 eixos, senoidal 160 min/eixo, 10 a 150 Hz, 2G Segurança elétrica (EN ): Proteções contra choque elétrico, risco mecânico, risco por fluídos e propagação de chama Resistência ao calor e dispositivos de proteção [ Catalogo IDX CA /12/2012 Revisão: 2.00 ] 13

14 BRASIL Treetech Sistemas Digitais Ltda Praça Claudino Alves, 141, Centro CEP Atibaia/SP comercial@treetech.com.br