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XI1-E/-E-R - Rel· de sobreintensidad a tierra para redes aisladas y ...

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PROFESSIONAL LINE<br />

<strong>XI1</strong>-E/-E-R - Relé <strong>de</strong> <strong>sobreintensidad</strong> a <strong>tierra</strong> <strong>para</strong><br />

re<strong>de</strong>s <strong>aisladas</strong> y compensadas


Índice<br />

1. Aplicaciones y características<br />

2. Esquemas y conexiones<br />

3. Funcionamiento<br />

3.1 Detección <strong>de</strong>l sentido <strong>de</strong> la corriente a<br />

<strong>tierra</strong> (<strong>XI1</strong>-E-R)<br />

3.2 Exigencias a los transformadores<br />

principales <strong>de</strong> corriente<br />

4. Mandos y ajustes<br />

4.1 Ajuste <strong>de</strong> los microinterruptores DIP<br />

4.2 Ajuste <strong>de</strong> los valores <strong>de</strong> disparo<br />

4.3 Comunicación a través <strong>de</strong>l interface<br />

serie XRS1<br />

5. Carcasa y datos técnicos<br />

5.1 Carcasa<br />

5.2 Datos técnicos<br />

5.3 Márgenes <strong>de</strong> ajuste <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E<br />

5.4 Márgenes <strong>de</strong> ajuste <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E-R<br />

6. Formulario <strong>de</strong> pedido<br />

1. Aplicaciones y características<br />

El relé <strong>XI1</strong>-E <strong>de</strong> la PROFESSIONAL LINE es un relé<br />

universal <strong>de</strong> protección contra corriente a <strong>tierra</strong> <strong>para</strong><br />

máquinas eléctricas, conductores y re<strong>de</strong>s con punto<br />

<strong>de</strong> estrella aislado o compensado. Se utiliza,<br />

preferentemente, en re<strong>de</strong>s radiales. Con frecuencia se<br />

utiliza también el <strong>XI1</strong>-E como protección <strong>de</strong> reserva en<br />

el punto central <strong>de</strong> puesta a <strong>tierra</strong> <strong>de</strong> la red. Entonces,<br />

el relé registra todas las <strong>de</strong>rivaciones a <strong>tierra</strong> <strong>de</strong>l<br />

sistema <strong>de</strong> red. En este caso se elige un retardo <strong>de</strong><br />

disparo mayor que el tiempo <strong>de</strong> disparo más largo <strong>de</strong><br />

todos los <strong>de</strong>más dispositivos <strong>de</strong> vigilancia <strong>de</strong> corriente<br />

a <strong>tierra</strong> conectados en la red.<br />

La variante <strong>XI1</strong>-E-R con registro <strong>de</strong>l sentido <strong>de</strong> la<br />

corriente a <strong>tierra</strong> es una protección selectiva contra<br />

<strong>de</strong>rivaciones a <strong>tierra</strong> y suele utilizarse, por lo general,<br />

en re<strong>de</strong>s anulares, en re<strong>de</strong>s con conductores <strong>para</strong>lelos<br />

y en re<strong>de</strong>s con sistemas muy complejos.<br />

Todos los a<strong>para</strong>tos <strong>de</strong> la PROFESSIONAL LINE ofrecen<br />

la precisión y superioridad <strong>de</strong> la técnica digital <strong>de</strong><br />

protección frente a dispositivos <strong>de</strong> protección<br />

convencionales, y se caracterizan por las<br />

propieda<strong>de</strong>s siguientes:<br />

• Elevada precisión <strong>de</strong> medida gracias al<br />

procesamiento digital <strong>de</strong> valores <strong>de</strong> medida<br />

• Indicación <strong>de</strong> fallos a través <strong>de</strong> LEDs<br />

• Márgenes extremadamente amplios <strong>de</strong> la tensión<br />

<strong>de</strong> alimentación, mediante su etapa <strong>de</strong> red<br />

universal<br />

• Márgenes <strong>de</strong> ajuste muy gran<strong>de</strong>s con<br />

escalonamientos <strong>de</strong> ajuste muy pequeños<br />

• Intercambio <strong>de</strong> datos con centrales <strong>de</strong> control y<br />

visualización gracias a un interface serie XRS1,<br />

que se pue<strong>de</strong> montar a posteriori<br />

• Filtrado digital <strong>de</strong> las magnitu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> medida con<br />

análisis <strong>de</strong> Fourier discreto<br />

• Tiempos <strong>de</strong> respuesta sumamente rápidos<br />

• Forma <strong>de</strong> ejecución compacta mediante técnica SMD.<br />

Nota: En caso <strong>de</strong> necesitar un relé <strong>de</strong> corriente a<br />

<strong>tierra</strong> sensible no direccional se dispone<br />

alternativamente <strong>de</strong>l relé tipo <strong>XI1</strong>-S.<br />

2 TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP


2. Esquemas y conexiones<br />

Entradas analógicas<br />

Las señales analógicas <strong>de</strong> entrada <strong>de</strong> las corrientes se<br />

hacen llegar al a<strong>para</strong>to a través <strong>de</strong> las bornas<br />

IE1 - IE2.<br />

La tensión cero, necesaria <strong>para</strong> <strong>de</strong>tección <strong>de</strong>l sentido<br />

<strong>de</strong> la corriente, se conecta <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el bobinado en<br />

triángulo abierto <strong>de</strong> los transformadores <strong>de</strong> tensión a<br />

las bornas Ue y Un <strong>de</strong>l relé <strong>XI1</strong>-E-R.<br />

Tensión auxiliar<br />

El a<strong>para</strong>to <strong>XI1</strong>-E/-E-R necesita una fuente se<strong>para</strong>da<br />

<strong>de</strong> tensión auxiliar, <strong>para</strong> lo que se pue<strong>de</strong> utilizar una<br />

tensión alterna o una tensión continua. Para ello el<br />

<strong>XI1</strong>-E/-E-R cuenta con una etapa integrada <strong>de</strong> red<br />

universal <strong>de</strong> amplio margen. A las bornas <strong>de</strong><br />

conexión A1 - A2 se pue<strong>de</strong>n conectar tensiones<br />

auxiliares en un margen comprendido entre<br />

19 - 390 V DC ó 36 - 275 V AC.<br />

Figura 2.1: Esquema <strong>de</strong> conexiones <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E<br />

Figura 2.2: Esquema <strong>de</strong> conexiones <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E-R<br />

Posición <strong>de</strong> los contactos (<strong>XI1</strong>-E)<br />

Figura 2.3: Posiciones <strong>de</strong> los contactos <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E<br />

Observación:<br />

Si se <strong>de</strong>sea que los contactos <strong>de</strong> disparo <strong>de</strong> IE> y <strong>de</strong><br />

IE>> actúen conjuntamente sobre la bobina <strong>de</strong><br />

disparo <strong>de</strong>l interruptor <strong>de</strong> potencia, <strong>de</strong>berán unirse<br />

externamente.<br />

Posición <strong>de</strong> los contactos (<strong>XI1</strong>-E-R)<br />

Figura 2.4: Posiciones <strong>de</strong> los contactos <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E-R<br />

A<strong>para</strong>to sin tensión, ó<br />

funcionamiento sin avería<br />

Contactos tras haberse<br />

producido un disparo por<br />

corriente a <strong>tierra</strong><br />

Contactos tras haberse<br />

producido un disparo<br />

rápido por cortocircuito a<br />

<strong>tierra</strong><br />

A<strong>para</strong>to sin tensión ó<br />

funcionamiento sin avería<br />

Aviso <strong>de</strong> corriente a <strong>tierra</strong><br />

(Disparo por tensión<br />

homopolar)<br />

Contactos tras haberse<br />

producido un disparo por<br />

sentido <strong>de</strong> la corriente a<br />

<strong>tierra</strong><br />

Observación:<br />

Sin sobrepasar el ajuste <strong>de</strong> tensión a <strong>tierra</strong> no se realiza<br />

disparo <strong>de</strong>l sentido <strong>de</strong> la <strong>de</strong>rivación a <strong>tierra</strong>.<br />

Alternativamente al registro <strong>de</strong> la <strong>de</strong>rivación a <strong>tierra</strong> se pue<strong>de</strong><br />

conectar un transformador toroidal a las bornas IE1 y IE2.<br />

TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP 3


3. Funcionamiento<br />

Las corrientes alternas características proce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong><br />

los transformadores principales <strong>de</strong> corriente se<br />

transforman en la etapa analógica, a través <strong>de</strong><br />

transmisores <strong>de</strong> entrada y resistencias Shunt, en<br />

tensiones se<strong>para</strong>das galvánicamente. A continuación<br />

unos filtros analógicos RC suprimen la influencia <strong>de</strong><br />

perturbaciones acopladas.<br />

La tensión <strong>de</strong> medida se hace llegar a las entradas<br />

analógicas (Transformador Analógico/Digital) <strong>de</strong>l<br />

microprocesador, y a continuación se transforma en<br />

señales digitales a través <strong>de</strong> circuitos Sample y Hold.<br />

Todo el procesamiento posterior se efectúa con estos<br />

valores digitalizados. El registro <strong>de</strong> los valores tiene<br />

lugar con una frecuencia <strong>de</strong> exploración <strong>de</strong> 800 Hz<br />

(960 Hz) <strong>de</strong> manera que, cada 1,25 ms (1,04 ms) a<br />

una frecuencia <strong>de</strong> 50 Hz, (60 Hz) se registran los<br />

valores momentáneos <strong>de</strong> las magnitu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> medida.<br />

Cuando se excitan los circuitos <strong>de</strong> medida, parpa<strong>de</strong>a<br />

el LED correspondiente. Una vez transcurrido el tiempo<br />

<strong>de</strong> retardo ajustado, el parpa<strong>de</strong>o intermitente pasa a<br />

luz continua.<br />

3.1 Detención <strong>de</strong>l sentido <strong>de</strong> la<br />

corriente a <strong>tierra</strong> (<strong>XI1</strong>-E-R)<br />

La <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong>l sentido <strong>de</strong> la corriente a <strong>tierra</strong> se<br />

basa en el registro <strong>de</strong>l sentido <strong>de</strong> la potencia en el<br />

sistema cero. Para ello se valora la tensión homopolar<br />

y la corriente <strong>de</strong> suma <strong>de</strong> los conductores que<br />

representan un fallo.<br />

La tensión homopolar, necesaria <strong>para</strong> la <strong>de</strong>tección <strong>de</strong>l<br />

sentido, se mi<strong>de</strong> a través <strong>de</strong> los bobinados en<br />

triángulo abierto <strong>de</strong> los transformadores <strong>de</strong> tensión.<br />

(Conexión a las bornas Ue y Un: Ver figura 2.2).<br />

La corriente suma pue<strong>de</strong> medirse, o bien conectando<br />

el a<strong>para</strong>to a un transformador toroidal, o al<br />

transformador <strong>de</strong> corriente en circuito Holmgreen. La<br />

sensibilidad máxima se consigue cuando se conecta<br />

el a<strong>para</strong>to <strong>de</strong> protección a un transformador toroidal.<br />

En re<strong>de</strong>s <strong>aisladas</strong> o compensadas, es <strong>de</strong>terminante la<br />

medición <strong>de</strong> la potencia reactiva o respectivamente<br />

<strong>de</strong> la potencia efectiva <strong>para</strong> el registro <strong>de</strong> la corriente<br />

a <strong>tierra</strong>. Por ello, el <strong>XI1</strong>-E-R tiene que estar ajustado a<br />

procedimiento <strong>de</strong> medida <strong>de</strong> seno <strong>de</strong> phi o <strong>de</strong><br />

coseno <strong>de</strong> phi, <strong>de</strong>pendiendo <strong>de</strong>l tratamiento <strong>de</strong>l punto<br />

<strong>de</strong> estrella (Ver tabla 4.1).<br />

(a) Conductor sin corriente a <strong>tierra</strong> (b) Conductor con corriente a <strong>tierra</strong> (c) Margen <strong>de</strong> respuesta / bloqueo<br />

Figura 3.1: Diferencia entre fases <strong>de</strong> la tensión homopolar y <strong>de</strong> las corrientes <strong>de</strong> suma <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s <strong>aisladas</strong> al producirse una corriente a <strong>tierra</strong><br />

(seno phi)<br />

UE<br />

IE<br />

IC<br />

IW<br />

Tensión homopolar<br />

Corriente <strong>de</strong> suma<br />

Componente capacitivo <strong>de</strong> la corriente <strong>de</strong><br />

suma<br />

Componente óhmico <strong>de</strong> la corriente <strong>de</strong><br />

suma<br />

Mediante la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> la componente <strong>de</strong><br />

corriente reactiva a través <strong>de</strong>l ajuste <strong>de</strong> seno phi y<br />

con ayuda <strong>de</strong> la posterior com<strong>para</strong>ción con la<br />

tensión homopolar UE , el <strong>XI1</strong>-E-R <strong>de</strong>ci<strong>de</strong> entonces<br />

si el cable que se ha <strong>de</strong> proteger tiene una<br />

corriente a <strong>tierra</strong>.<br />

En caso <strong>de</strong> conductores sin <strong>de</strong>rivaciones a <strong>tierra</strong>, el<br />

componente capacitivo IC (a) <strong>de</strong> la corriente <strong>de</strong><br />

suma está <strong>de</strong>splazado en 90° sobre la tensión<br />

homopolar. Cuando un conductor tiene una<br />

corriente a <strong>tierra</strong>, la corriente capacitiva presenta<br />

un retraso <strong>de</strong> 90° respecto a la tensión homopolar.<br />

4 TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP


(a) Conductores sin corriente a <strong>tierra</strong> (b) Conductores con corriente a <strong>tierra</strong> (c) Margen <strong>de</strong> respuesta / bloqueo<br />

Figura 3.2: Diferencia entre fases <strong>de</strong> la tensión homopolar y <strong>de</strong> las corrientes <strong>de</strong> suma en re<strong>de</strong>s compensadas, en caso <strong>de</strong><br />

corriente a <strong>tierra</strong> (Cos, phi)<br />

UE IE IL I C<br />

I W<br />

Tensión homopolar<br />

Corriente <strong>de</strong> suma<br />

Componente inductivo <strong>de</strong> la cooriente <strong>de</strong><br />

suma<br />

Componente capacitivo <strong>de</strong> la corriente <strong>de</strong><br />

suma<br />

Componente óhmico <strong>de</strong> la corriente <strong>de</strong><br />

suma<br />

En las re<strong>de</strong>s compensadas, no pue<strong>de</strong> obtenerse<br />

ninguna conclusión <strong>de</strong>finitiva sobre el sentido <strong>de</strong> la<br />

corriente a <strong>tierra</strong> en base al componente <strong>de</strong><br />

corriente reactiva, ya que el componente reactivo<br />

<strong>de</strong> la corriente a <strong>tierra</strong> <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong>l grado <strong>de</strong><br />

compensación <strong>de</strong> la red. Para <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong>l<br />

sentido <strong>de</strong> la corriente a <strong>tierra</strong> se recurre al<br />

componente óhmico <strong>de</strong> la corriente <strong>de</strong> suma (Ajuste<br />

cos. Phi).<br />

En conductores libres <strong>de</strong> corriente a <strong>tierra</strong>, la<br />

corriente efectiva y la tensión homopolar presentan<br />

coinci<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> fases, mientras que el componente<br />

óhmico se encuentra en contrafase respecto a la<br />

tensión homopolar cuando el conductor presenta<br />

una corriente a <strong>tierra</strong>.<br />

Con un filtrado digital eficaz, se consiguen eliminar<br />

todos los armónicos. De este modo los armónicos<br />

impares, que se producen en caso <strong>de</strong> un fallo <strong>de</strong><br />

arco voltaico, no interfieren sobre la función <strong>de</strong><br />

protección.<br />

Si la tensión homopolar medida es mayor que el<br />

valor <strong>de</strong> ajuste UE>, se produce el disparo <strong>de</strong>l relé<br />

UE>, una vez transcurrido el tiempo <strong>de</strong> retardo <strong>de</strong><br />

disparo previamente ajustado tUE>.<br />

Al mismo tiempo que se produce la excitación <strong>de</strong>l<br />

relé UE> tiene lugar el cálculo <strong>de</strong>l sentido <strong>de</strong> la<br />

corriente a <strong>tierra</strong>, a través <strong>de</strong>l procedimiento <strong>de</strong><br />

seno phi, o respectivamente <strong>de</strong> cos. Phi.<br />

Si el componente óhmico (procedimiento <strong>de</strong><br />

medida <strong>de</strong> cos. phi) o respectivamente el<br />

componente capacitivo (procedimiento <strong>de</strong> medida<br />

<strong>de</strong> seno phi) <strong>de</strong> la corriente <strong>de</strong> suma se encuentra<br />

por encima <strong>de</strong>l valor <strong>de</strong> ajuste IE>, tiene lugar el<br />

disparo <strong>de</strong>l relé IE> una vez transcurrido el retardo<br />

<strong>de</strong>l tiempo <strong>de</strong> disparo, previamente ajustado tIE>.<br />

3.2 Exigencias a los<br />

transformadores principales<br />

<strong>de</strong> corriente<br />

Los transformadores <strong>de</strong> corriente <strong>de</strong>ben<br />

dimensionarse <strong>de</strong> tal modo que, no lleguen a<br />

saturarse con las corrientes siguientes:<br />

Etapa in<strong>de</strong>pendiente <strong>de</strong> corriente a <strong>tierra</strong> y tiempo<br />

K1 = 2.<br />

Disparo rápido por corriente a <strong>tierra</strong><br />

K1 = 1,2 – 1,5.<br />

Siendo:<br />

K1 = Factor <strong>de</strong> corriente referido al valor <strong>de</strong> ajuste,<br />

con el que el transformador <strong>de</strong> corriente no<br />

funciona aún en el margen <strong>de</strong> saturación.<br />

A<strong>de</strong>más, los transformadores tienen que<br />

dimensionarse <strong>de</strong> acuerdo con las corrientes<br />

máximas <strong>de</strong> cortocircuito que puedan producirse en<br />

la red, o respectivamente en el objeto a proteger.<br />

En el dimensionado <strong>de</strong> los transformadores <strong>de</strong><br />

corriente repercute <strong>de</strong> forma muy positiva la<br />

reducida potencia absorbida por el <strong>XI1</strong>-E/-E-R, que<br />

es tan sólo <strong>de</strong>


4. Mandos y ajustes<br />

En la placa frontal <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E/-E-R se encuentran<br />

todos los mandos necesarios <strong>para</strong> el <strong>para</strong>metrado<br />

<strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to, así como todos los elementos <strong>de</strong><br />

indicación.<br />

De esta manera es posible efectuar los ajustes <strong>de</strong>l<br />

a<strong>para</strong>to sin necesidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>smontarlo <strong>de</strong> la barra<br />

<strong>de</strong> fijación.<br />

Figura 4.1: Placa frontal <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E<br />

Figura 4.2: Placa frontal <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E-R<br />

Para ajustar el a<strong>para</strong>to hay que quitar<br />

cuidadosamente la cubierta transparente <strong>de</strong>l<br />

a<strong>para</strong>to y abrir éste, como se indica en la figura.<br />

¡No forzar el a<strong>para</strong>to!.<br />

En la cubierta transparente hay dos zonas <strong>para</strong><br />

introducir rótulos <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificación.<br />

Figura 4.3: Apertura <strong>de</strong> la tapa <strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to<br />

6 TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP<br />

LEDs<br />

El LED "ON" sirve <strong>para</strong> indicar la disponibilidad <strong>de</strong>l<br />

a<strong>para</strong>to <strong>para</strong> el servicio (estando aplicada la<br />

tensión auxiliar Uv). Los LED´s IE> e IE>>, (IE> y<br />

UE> en el a<strong>para</strong>to <strong>XI1</strong>-E-R) indican la excitación<br />

(luz intermitente) o respectivamente el disparo (el<br />

LED está encendido con luz continua) <strong>de</strong> las<br />

correspondientes funciones.<br />

Tecla <strong>de</strong> prueba<br />

Esta tecla sirve <strong>para</strong> disparo <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong>l<br />

a<strong>para</strong>to. Tras haber pulsado la tecla durante 5<br />

segundos, tiene lugar la comprobación <strong>de</strong>l<br />

Hardware, en cuyo caso los relés <strong>de</strong> salida pasan<br />

a posición <strong>de</strong> disparo y se encien<strong>de</strong>n todos los<br />

LEDs <strong>de</strong> disparo.


4.1 Ajuste <strong>de</strong> los microinterruptores DIP<br />

El bloque <strong>de</strong> microinterruptores DIP, situado en la<br />

placa frontal <strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to sirve <strong>para</strong> ajustar los<br />

márgenes nominales y <strong>para</strong> <strong>para</strong>metrar las<br />

funciones <strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to:<br />

Tipo <strong>XI1</strong>-E:<br />

Microinterruptor DIP OFF ON Función<br />

1 Sin función<br />

2 Sin función<br />

3 Sin función<br />

4 Sin función<br />

5 no bloqueado bloqueado Bloqueo <strong>de</strong> la etapa IE>><br />

6 50 Hz 60 Hz Ajuste <strong>de</strong> la frecuencia nominal<br />

7* x1 s x 10 s Factor <strong>de</strong> tiempo <strong>para</strong> tIE><br />

8* x1 s x 100 s Factor <strong>de</strong> tiempo <strong>para</strong> tIE><br />

Tabla 4.1: Funciones <strong>de</strong> los microinterruptores DIP en el a<strong>para</strong>to <strong>XI1</strong>-E<br />

*De los microinterruptores DIP 7 - 8 solamente uno <strong>de</strong> ellos pue<strong>de</strong> estar es posición “ON”.<br />

Tipo <strong>XI1</strong>-E-R:<br />

Microinterruptor DIP OFF ON Función<br />

1 Sin función<br />

2 Sin función<br />

3 Sin función<br />

4 Sin función<br />

5 seno coseno Procedimiento <strong>de</strong> cálculo <strong>para</strong> re<strong>de</strong>s<br />

<strong>aisladas</strong>/compensadas<br />

6 50 Hz 60 Hz Ajuste <strong>de</strong> la frecuencia nominal<br />

7* x1 s x 10 s Factor <strong>de</strong> tiempo <strong>para</strong> tIE><br />

8* x1 s x 100 s Factor <strong>de</strong> tiempo <strong>para</strong> tIE><br />

Tabla 4.2: Funciones <strong>de</strong> los microinterruptores DIP en el a<strong>para</strong>to <strong>XI1</strong>-E-R<br />

*De los microinterruptores DIP 7 - 8 solamente uno <strong>de</strong> ellos pue<strong>de</strong> estar es posición “ON”.<br />

Bloqueo <strong>de</strong> la etapa <strong>de</strong> disparo rápido por<br />

corriente a <strong>tierra</strong> <strong>XI1</strong>-E (IE>>)<br />

Si el microinterruptor DIP 5 se encuentra en posición<br />

“ON”, entonces está bloqueada la etapa <strong>de</strong><br />

disparo rápido por corriente a <strong>tierra</strong> <strong>de</strong>l relé <strong>XI1</strong>-E.<br />

Procedimiento <strong>de</strong> cálculo <strong>para</strong> re<strong>de</strong>s <strong>aisladas</strong><br />

/compensadas (<strong>XI1</strong>-E-R)<br />

Dependiendo <strong>de</strong>l tratamiento <strong>de</strong>l punto <strong>de</strong> estrella <strong>de</strong><br />

la red que se <strong>de</strong>sea proteger, en el a<strong>para</strong>to <strong>XI1</strong>-E-R<br />

hay que ajustar el elemento <strong>de</strong> medición <strong>de</strong>l sentido<br />

<strong>para</strong> el circuito <strong>de</strong> corriente <strong>de</strong> <strong>tierra</strong> medición <strong>de</strong> seno<br />

phi (re<strong>de</strong>s <strong>aisladas</strong> – Microinterruptor DIP 5 en<br />

oposición “OFF”), o respectivamente a medición <strong>de</strong><br />

coseno phi (re<strong>de</strong>s compensadas - Microinterruptor DIP<br />

5 en posición “ON”).<br />

Frecuencia nominal<br />

El <strong>XI1</strong>-E/-E-R pue<strong>de</strong> ajustarse con ayuda <strong>de</strong>l<br />

micrtointerruptor DIP 6, a 50 ó 60 Hz, <strong>de</strong>pendiendo<br />

<strong>de</strong> las características dadas <strong>de</strong> la red.<br />

Conmutación <strong>de</strong> márgenes <strong>de</strong> tiempo<br />

Con ayuda <strong>de</strong>l microinterruptor DIP 7 se multiplica el<br />

tiempo <strong>de</strong> disparo tIE> por el factor 10.<br />

Con el microinterruptor DIP 8 se pue<strong>de</strong> multiplicar el<br />

tiempo <strong>de</strong> disparo tIE> pór el factor 100.<br />

TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP 7


4.2 Ajuste <strong>de</strong> los valores <strong>de</strong> disparo<br />

Los a<strong>para</strong>tos <strong>de</strong> la PROFESSIONAL LINE disponen <strong>de</strong><br />

una posibilidad <strong>de</strong> ajuste con un porcentaje <strong>de</strong><br />

exactitud único. Para ello se utilizan dos<br />

potenciómetros. Un potenciómetro <strong>de</strong> ajuste basto<br />

pue<strong>de</strong> ajustarse, con valores discretos, igual que un<br />

interruptor escalonado y <strong>de</strong> este modo se prefija el<br />

valor <strong>de</strong> disparo en etapas <strong>de</strong> 0,05 x In. Un segundo<br />

potenciómetro <strong>para</strong> ajuste fino es ajustable <strong>de</strong> forma<br />

continua <strong>para</strong> el valor correspondiente. Sumando los<br />

valores se obtiene un valor <strong>de</strong> disparo ajustable <strong>de</strong><br />

forma extraordinariamente precisa.<br />

Ajuste <strong>de</strong> la etapa <strong>de</strong> corriente a <strong>tierra</strong><br />

La etapa <strong>de</strong> corriente a <strong>tierra</strong> IE> pue<strong>de</strong> ajustarse<br />

con ayuda <strong>de</strong> los potenciómetros que se indican en<br />

la figura siguiente en un margen entre 0 - 0,3 x In.<br />

(Valor límite mínimo 0,001 x In).<br />

Ejemplo:<br />

Se <strong>de</strong>sea ajustar un tiempo <strong>de</strong> disparo IE> <strong>de</strong> 0,18<br />

x In. El valor <strong>de</strong> ajuste <strong>de</strong>l potenciómetro <strong>de</strong> la<br />

<strong>de</strong>recha se suma sencillamente al valor <strong>de</strong> ajuste <strong>de</strong>l<br />

potenciómetro <strong>de</strong>l ajuste basto.<br />

Figura 4.4: Ejemplo <strong>de</strong> ajuste<br />

Retardo <strong>de</strong> disparo <strong>para</strong> el disparo por corriente a<br />

<strong>tierra</strong><br />

El tiempo <strong>de</strong> respuesta <strong>para</strong> disparo por corriente a<br />

<strong>tierra</strong> tIE> es ajustable en un margen comprendido<br />

entre 0 - 100 segundos.<br />

Disparo rápido por corriente a <strong>tierra</strong> (<strong>XI1</strong>-E)<br />

El disparo rápido por corriente a <strong>tierra</strong> IE>> pue<strong>de</strong><br />

ajustarse <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> un margen comprendido entre<br />

0 -1,5 x In (valor límite mínimo 0,001 x In). El ajuste<br />

se efectúa <strong>de</strong> manera similar a la etapa <strong>de</strong><br />

sobrecorriente.<br />

Retardo <strong>de</strong> disparo <strong>para</strong> la etapa <strong>de</strong> disparo<br />

rápido por corriente a <strong>tierra</strong> (<strong>XI1</strong>-E)<br />

El tiempo <strong>de</strong> respuesta tIE>> <strong>para</strong> el disparo rápido<br />

por corriente a <strong>tierra</strong> es ajustable continuamente en<br />

el margen <strong>de</strong> 0 - 1,25 segundos.<br />

Disparo por tensión homopolar (<strong>XI1</strong>-E-R)<br />

El disparo por tensión homopolar UE> pue<strong>de</strong> ajustarse en<br />

el margen <strong>de</strong> 10 - 120 V. El ajuste se efectúa <strong>de</strong> manera<br />

análoga al ajuste <strong>de</strong> la etapa por <strong>sobreintensidad</strong>.<br />

Retardo <strong>de</strong> disparo <strong>de</strong> la etapa <strong>de</strong> tensión<br />

homopolar (<strong>XI1</strong>-E-R)<br />

El tiempo <strong>de</strong> disparo tUE > <strong>para</strong> la etapa <strong>de</strong> la<br />

tensión homopolar pue<strong>de</strong> ajustarse continuamente en<br />

un margen comprendido entre 0 - 10 s.<br />

4.3 Comunicación a través <strong>de</strong><br />

interface serie XRS1<br />

Figura 4.5: Principio <strong>de</strong> la conmutación<br />

Para la comunicación <strong>de</strong> los a<strong>para</strong>tos con un nivel<br />

superior <strong>de</strong> control, se dispone <strong>de</strong>l adaptador <strong>de</strong><br />

interface serie XRS1, <strong>para</strong> transmisión <strong>de</strong> datos,<br />

junto con todo el Software necesario <strong>para</strong> ello. El<br />

adaptador, se monta lateralmente e instala<br />

posteriormente <strong>de</strong> forma muy sencilla.<br />

Mediante transmisión óptica permite la se<strong>para</strong>ción<br />

galvánica <strong>de</strong>l relé. De esta manera se pue<strong>de</strong>n<br />

seleccionar los valores <strong>de</strong> medida, se pue<strong>de</strong><br />

<strong>para</strong>metrar el relé y se pue<strong>de</strong>n asimismo configurar<br />

las funciones <strong>de</strong> protección <strong>de</strong>l relé <strong>de</strong> salida.<br />

Para más <strong>de</strong>talles sobre el funcionamiento <strong>de</strong>l XRS1<br />

ver la <strong>de</strong>scripción específica <strong>de</strong> este a<strong>para</strong>to.<br />

8 TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP


5 Carcasa y datos técnicos<br />

5.1 Carcasa<br />

El <strong>XI1</strong>-E/-E-R, al igual que todos los a<strong>para</strong>tos <strong>de</strong> la PROFESSIONAL LINE, está pre<strong>para</strong>do <strong>para</strong> montaje sobre<br />

carril <strong>de</strong> fijación DIN EN 50022.<br />

La placa frontal <strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to está protegida mediante una tapa transparente precintable (IP 40).<br />

Figura 5.1: Esquema <strong>de</strong> dimensiones<br />

Bornas <strong>de</strong> conexión<br />

Las bornas <strong>de</strong> conexión <strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to permiten la conexión <strong>de</strong> conductores con sección máxima <strong>de</strong> 2 x 2,5 mm 2 .<br />

Para efectuar las conexiones hay que quitar la tapa transparente <strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to (Ver capítulo 4).<br />

TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP 9


5.2 Datos técnicos<br />

Entrada <strong>de</strong> medida<br />

Frecuencia nominal fn: 50 / 60 Hz<br />

Carga termica <strong>de</strong> los circuitos<br />

<strong>de</strong> corriente: Corriente <strong>de</strong> choque (una semionda) 250 x IN<br />

Durante 1 s 100 x IN<br />

Durante 10 s 30 x IN<br />

De forma permanente 4 x IN<br />

Potencia absorbida en circuito <strong>de</strong> corriente: con In = 1 A 0,1 VA<br />

con In = 5 A 0,1 VA<br />

Potencia absorbida en el circuito <strong>de</strong> tensión: con Un = 100 V 0,1 VA<br />

Tensión auxiliar<br />

Tensión auxiliar nominal UV/<br />

Potencia absorbida: 19 - 390 V DC ó 36 - 275 V AC (f = 40 - 70 Hz)<br />

4W (Bornas A1 - A2)<br />

Datos comunes<br />

Relación <strong>de</strong> <strong>de</strong>sexcitación: > 97%<br />

Tiempo <strong>de</strong> reposición <strong>de</strong> la excitación: < 50 ms<br />

Tiempo <strong>de</strong> <strong>de</strong>sexcitación <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> un disparo: 200 ms<br />

Tiempo mínimo <strong>de</strong> respuesta al conectarse<br />

la tensión <strong>de</strong> alimentación: 100 ms<br />

Tiempo mínimo <strong>de</strong> respuesta estando aplicada<br />

la tensión <strong>de</strong> alimentación: < 50 ms<br />

Relés <strong>de</strong> salida<br />

Número <strong>de</strong> relés: 2<br />

Contactos: Cada uno con un contacto conmutado por relé <strong>de</strong> disparo<br />

Potencia máx. <strong>de</strong> conmutación: óhmica 1250 VA / AC, ó respectivamente 120 W / DC<br />

Inductiva 500 VA / AC ó respectivamente 75 W / DC<br />

Tensión máx. <strong>de</strong> conexión: 250 V AC<br />

220 V DC carga óhmica Imax. = 0,2 A<br />

carga inductiva Imax. = 0,1 A con L / R < 50 ms<br />

24 V DC carga inductiva Imax. = 5 A<br />

Carga mínima: 1 W / 1 VA con Umin > 10 V<br />

Corriente nominal máxima: 5 A<br />

Corriente <strong>de</strong> conexión (16 ms) 20 A<br />

Duración <strong>de</strong> los contactos: 10 5 Conmutaciones con tensión <strong>de</strong> conmutación máxima<br />

Material <strong>de</strong> los contactos: AgCdO<br />

10 TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP


Datos <strong>de</strong> sistema<br />

Normas: VDE 0435, parte 303; VDE 0843, parte 1 - 4; VDE 0160;<br />

IEC 255 - 4; BS142; VDE 0871<br />

Margen <strong>de</strong> temperatura<br />

durante el almacenamiento y servicio: -25° C hasta + 70° C<br />

Resistencia a condiciones climáticas clase F<br />

según DIN 40040 y DIN IEC 68, parte 2 - 3: Más <strong>de</strong> 56 días a 40° C y 95% <strong>de</strong> humedad relativa <strong>de</strong>l aire<br />

Pruebas <strong>de</strong> alta tensión según VDE 0435,<br />

parte 303;<br />

Prueba <strong>de</strong> tensión: 2,5 kV (efectivos) 50 Hz, 1 minuto<br />

Prueba <strong>de</strong> tensión <strong>de</strong> choque: 5 kV; 1,2 / 50 ms, 0,5 J<br />

Prueba <strong>de</strong> alta frecuencia: 2,5 kV / 1 MHz<br />

Resistencia a perturbaciones por <strong>de</strong>scarga<br />

<strong>de</strong> electricidad estática (EDS) según<br />

VDE 0843, parte 2: 8 kV<br />

Resistencia a perturbaciones por campos<br />

electomagnéticos según VDE 0843, parte 3: 10 V / m<br />

Resistencia a perturbaciones por magnitu<strong>de</strong>s<br />

<strong>de</strong> perturbación transitorias rápidas (Burst)<br />

según VDE 0843, parte 4: 4 kV / 2,5 kHz, 15 ms<br />

Prueba <strong>de</strong> supresión <strong>de</strong> interferencias según<br />

DIN 57 871 y VDE 0871: Valor límite clase A<br />

Exactitud <strong>de</strong> repetición: 1%<br />

Exactitud fundamental <strong>de</strong>l retardo <strong>de</strong> tiempo: 0,5% ó + 25 ms<br />

Exactitud <strong>de</strong>l valor nominal <strong>de</strong> magnitu<strong>de</strong>s<br />

características: + 2% <strong>de</strong> IE ó + 0,002 x IN<br />

+ 1% <strong>de</strong> Ue ó + 0,5 V<br />

Influencia <strong>de</strong> corrientes superpuestas: < 5 %<br />

Influencia <strong>de</strong> la temperatura: 0,08 % por K<br />

Influencia <strong>de</strong> la frecuencia: 1% por Hz <strong>de</strong> <strong>de</strong>sviación <strong>de</strong>l valor nominal en el rango<br />

<strong>de</strong> + 10% <strong>de</strong> fn (50 Hz ó 60 Hz)<br />

Exactitud <strong>de</strong> la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong>l sentido <strong>de</strong> la <strong>de</strong>rivación a <strong>tierra</strong> (<strong>XI1</strong>-E-R)<br />

Medición <strong>de</strong> la componente <strong>de</strong><br />

corriente activa en re<strong>de</strong>s compensadas: I E x coseno phi<br />

Medición <strong>de</strong> la componente <strong>de</strong><br />

corriente reactiva en re<strong>de</strong>s <strong>aisladas</strong>: I E x seno phi<br />

Exactitud <strong>de</strong> medida <strong>de</strong>l ángulo con Ue> 20 V: + 6° con IE = 0,002 x IN<br />

+ 3° con IE = 0,005 x IN<br />

+ 2° con IE = 0,010 x IN<br />

+ 1° con IE > 0,015 x IN<br />

Esfuerzos mecánicos:<br />

Choques: Clase 1 según DIN IEC 255 - 21 - 2<br />

Vibraciones: Clase 1 según DIN IEC 255 - 21 - 1<br />

Clase <strong>de</strong> protección frontal <strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to: IP 40 con tapa <strong>de</strong>l frontal cerrada<br />

Peso: aprox. 0,7 Kg<br />

Posición <strong>de</strong> montaje: cualquiera<br />

Material <strong>de</strong> la carcasa: auto-extinguible<br />

TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP 11


5.3 Márgenes <strong>de</strong> ajuste <strong>de</strong>l relé <strong>XI1</strong>-E<br />

Parámetro Margen <strong>de</strong> ajuste Escalonamiento<br />

IE> 0 - 0,3 x In (Valor límite<br />

mínimo 0,001 x In)<br />

continuo<br />

IE>> 0 - 1,5 x In (Valor límite<br />

mínimo 0,001 x In)<br />

continuo<br />

tIE> 0 - 1 s / 0 - 10 s / 0 - 100 s continuo<br />

tIE>> 0 - 1,25 s continuo<br />

Tabla 5.1: Márgenes <strong>de</strong> ajuste y escalonamientos<br />

5.4 Márgenes <strong>de</strong> ajuste <strong>de</strong>l relé <strong>XI1</strong>-E-R<br />

Parámetro Margen <strong>de</strong> ajuste Escalonamiento<br />

IE> 0 - 0,3 x In (Valor límite<br />

mínimo 0,001 x In)<br />

continuo<br />

tIE> 0 - 1 s / 0 - 10 s / 0 - 100 s continuo<br />

UE> 10 - 120 V continuo<br />

tUE> 0 - 10 s continuo<br />

Tabla 5.2: Márgenes <strong>de</strong> ajuste y escalonamientos<br />

6. Formulario <strong>de</strong> pedido<br />

Relé <strong>de</strong> <strong>sobreintensidad</strong> a <strong>tierra</strong> <strong>XI1</strong> - E<br />

Para re<strong>de</strong>s <strong>aisladas</strong> / compensadas<br />

Con <strong>de</strong>tección <strong>de</strong>l sentido <strong>de</strong> la corriente a <strong>tierra</strong> R<br />

Corriente nominal: 1 A<br />

5 A<br />

Reservado el <strong>de</strong>recho a introducir modificaciones técnicas.<br />

12 TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP<br />

1<br />

5


Lista <strong>de</strong> ajustes <strong>de</strong>l <strong>XI1</strong>-E/-E-R<br />

Proyecto: _________________________________ Nº Com. SEG: __________________________________<br />

Grupo <strong>de</strong> funciones: =______ Localidad: + ____ I<strong>de</strong>ntificación <strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to: __________________________<br />

Funciones <strong>de</strong> los relés: ______________________ Fecha: _________________________________________<br />

Ajuste <strong>de</strong> los parámetros<br />

Función Unidad<br />

Ajuste <strong>de</strong><br />

fábrica Ajuste actual<br />

IE> Disparo por cortocircuito a <strong>tierra</strong> x In 0,001<br />

IE>> Disparo rápido por cortocircuito a <strong>tierra</strong> x In 0,001<br />

tIE> Retardo <strong>de</strong> tiempo <strong>para</strong> disparo por cortocircuito a<br />

<strong>tierra</strong> (<strong>XI1</strong>-E)<br />

s 0<br />

tIE>> Retardo <strong>de</strong> tiempo <strong>para</strong> disparo rápido por<br />

cortocircuito a <strong>tierra</strong> (<strong>XI1</strong>-E)<br />

s 0<br />

UE> Disparo por tensión homopolar (<strong>XI1</strong>-E-R) V 1<br />

tUE> Retardo <strong>de</strong> tiempo <strong>para</strong> el disparo <strong>de</strong> tensión<br />

homopolar (<strong>XI1</strong>-E-R)<br />

s 0<br />

Ajuste <strong>de</strong> los microinterruptores DIP<br />

Microinterruptor DIP Función Ajuste <strong>de</strong><br />

fábrica<br />

1 Sin función<br />

2 Sin función<br />

3 Sin función<br />

4 Sin función<br />

5 Bloqueado <strong>de</strong> IE>> Etapa (<strong>XI1</strong>-E) ó<br />

Procedimiento <strong>de</strong> cálculo <strong>para</strong> re<strong>de</strong>s<br />

<strong>aisladas</strong>/compensadas (<strong>XI1</strong>-E-R)<br />

no bloqueado /<br />

sin<br />

6 Ajuste <strong>de</strong> la frecuencia nominal 50 Hz<br />

7* Factor <strong>de</strong> tiempo <strong>para</strong> tIE> x1 s<br />

8* Factor <strong>de</strong> tiempo <strong>para</strong> tIE> x1 s<br />

* Únicamente uno <strong>de</strong> los microinterruptores 7 - 8 pue<strong>de</strong> estar en posición “ON”.<br />

Ajuste actual<br />

TB <strong>XI1</strong>-E/-E-R 02.02 SP 13


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