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gGE Power Management
DTPProtectionNumériquede Transformateur
DTPProtectionNumériquede Transformateur
Protection différentielle triphasée de grande vitesse pour défauts de transformateur
DESCRIPTIONLe DTP est un relais numérique quifournit des fonctions de protection diffé-rentielle triphasée de grande vitesse (87)et de protection instantanée de secours(87B) pour des transformateurs de puis-sance. Il y a des différents modèles deDTP pour la protection de transforma-teurs de deux, trois ou quatre enroule-ments.Les caractéristiques spéciales du DTPsont nécessaires à la protection diffé-rentielle pour des défauts internes dutransformateur et pour éviter les déclen-chements causés par des déséquilibresprovoqués par des défauts externes degrande magnitude. Le retenue par desharmoniques est utilisé pour éviter ledéclenchement de la protection différen-tielle pendant l�énergisation ou la surex-citation du transformateur. Pour chaquephase, une fonction de surintensité dif-férentielle, sans retenue et avec unréglage de seuil haut, offre une protec-tion de secours pour les défauts internesde grandemagnitude qui produisent une
saturation des TCs suf�sante pour pro-voquer le retenue par des harmoniquesde la protection différentielle.Le DTP dispose de 7 entrées numéri-ques (avec un point commun), toutescon�gurables par l�utilisateur au moyendu logiciel �E-INTRO�. Le DTPdispose en plus de 13 sorties, dont 4sont des contacts de déclenchement, 1est un contact d�alarme d�équipementet les 8 autres sont programmables parl�utilisateur.Le DTP offre des fonctions de mesureet de contrôle-commande. Il montrel�intensité de ligne en module et enargument pour chaque phase et enrou-lement, l�intensité différentielle et depas pour chaque phase et l�intensitédifférentielle du second et cinquièmeharmonique pour chaque phase. LeDTP garde un enregistrement des 166derniers événements, qui sont étiquetésen temps avec une résolution de 1 ms.Sa mémoire peut garder 4 enregistre-ments oscilloperturbographiques avecune fréquence d�af�chage de 16 échan-tillons par cycle.
Application
� Protection principale de transformateur
Protection et Contrôle
� Protection différentielle d’intensité� 2, 3 ou 4 enroulements� Retenue à pourcentage de double pente� Retenue du deuxième et cinquième
harmonique� Compensation interne de phases� 7 entrées numériques programmables� 4 contacts de déclenchement� 8 sorties programmables
Contrôle-commande et Mesure
� Mesure de toutes les valeurs d’intensité� Enregistrement d’événements� Enregistrement d’oscilloperturbographie� Fonctions d’autotest� Groupes de réglages
Interfaces d’Utilisateur
� Clavier de 20 touches� Écran alphanumérique de deux lignes� 16 indicateurs LED� Communications RS232, fi bre optique en
plastique ou en verre, ou RS485� Synchronisation horaire
Caractéristiques
� Logiciel GE_NESIS™ pour communication et programmation de l’equipement
� Entrée IRIG-B� Placé dans rack de 19’’� Compatible à systèmes DDS
1
2 Famille de produits DDS
DTP Protection de Transformateur
Les entrées de Buccholz et de surtempéra-ture sont des contacts d�éléments de mesurelocalisés sur le transformateur. Ils peuventprovoquer la fermeture d�un contact d�alarmeou de déclenchement, et garder un événe-ment.
Sorties NumériquesLe système DTP dispose de 8 sorties pro-grammables par l�utilisateur et de 5 sortiesnon programmables dont 4 sont des contactsde déclenchement et l�autre est un contactd�alarme d�équipement. Les sorties program-mables peuvent être programmables en utili-sant une logique fondée sur les états internesde la protection (démarrage, déclenchement,alarmes, etc.). Les états internes du DTPpeuvent être utilisés pour réaliser des opéra-tions logiques NOT, AND ou OR.La programmation des sorties est réalisée àdivers niveaux. Dans le premier niveau, il estpossible d�utiliser des portesAND jusqu�à 16signaux. La sortie est incorporée à la matriced�états ; elle peut donc être utilisée dans lessuivantes portesAND de jusqu�à 16 entrées.Ce processus peut continuer jusqu�à ce queles 16 ANDs soient utilisées. Une fois con-�gurées les portes AND, il est possible decréer un second niveau avec des portes ORde 16 entrées limitées aux groupes de bytesexistants et dont les sorties logiques sontassignées aux sorties physiques de l�unité.
Retenue par HarmoniquesPour chaque phase, on calcule une intensitéde retenue par harmoniques proportionnelleau second et au cinquième harmonique d�in-tensité différentielle. Les harmoniques sont�ltrés à travers d�une TDF. Le retenue totalpar harmoniques est une valeur réelle quiest proportionnelle à la racine carrée de lasomme des carrés du second et du cin-quième harmonique.La magnitude de l�intensité de retenue parharmoniques est utilisée pour différencierune condition de défaut et l�intensité d�exci-tation du transformateur lorsque celui-ci esténergisé.Cette valeur est utilisée pour éviterque la protection différentielle opère dansdes conditions d�énergisation ou de surexci-tation du transformateur. Le retenue croisépar harmoniques est utilisé lorsque les deuxautres phases se freinent et que le contenud�harmonique est dans une phase suf�sam-ment grande pour la freiner.
Surintensité Instantanéesans RetenueLe DTP comprend une fonction de surinten-sité différentielle sans retenue de seuil hautpour chaque phase. Celle-ci agit commeprotection de secours face à des défautsinternes de grande magnitude qui provo-quent une saturation de TCs suf�sante pourcauser la retenue par harmoniques de la pro-tection différentielle. La fonction de déclen-chement instantané utilise le composantfondamental de l�intensité différentielle.
Entrées NumériquesLe DTP dispose de 7 entrées numériques(avec un point commun), toutes program-mables par l�utilisateur au moyen du pro-gramme de con�guration GE_INTRO�. Onpeut assigner à chaque phase l�une desvaleurs suivantes :� Entrée sans utiliser� Démarrage externe del�oscilloperturbographie (P)
� Sélection Table 0 (N)� Sélection Table 1 (N)� Alarme Buchholz (N)� Déclenchement Buchholz (N)� Alarme Surtempérature (N)� Déclenchement Surtempérature (N)� Blocage de déclenchement (N)
(P) signi�e que la fonction assignée àl�entrée est activée par pulsations, et
(N) signi�e que la fonction est activée parniveau.
En plus de ces possibilités, les entrées pro-grammables peuvent être utilisées pour aug-menter les différents schémas en réalisantdes ANDs logiques avec les entrées et enles assignant aux sorties.
Protection DifférentiellePour des défauts externes de grande magni-tude, l�impossibilité d�obtenir un circuit dif-férentiel totalement équilibré à cause desdifférences des mesures des TCs fait queles caractéristiques spéciales du DTP soientindispensables. Pour éviter un déclenche-ment dû à ces déséquilibres, on utilise undifférentiel d�intensité avec retenue à pour-centage.L�intensité différentielle est dé�nie commela différence entre les intensités des deuxextrémités du circuit. L�intensité de pas estdé�nie comme la plus petite des intensitésqui traversent le circuit. A mesure que l�in-tensité de pas augmente, le niveau d�inten-sité différentielle doit aussi augmenter pourfaire s�activer la protection. L�unité différen-tielle du DTP dispose de retenue à pourcen-tage à double pente programmable, avec unpoint de changement sélectionnable.Le composant fondamental de l�intensité dif-férentielle est obtenu à travers la Transfor-mation Discrète de Fourier (TDF). Cette TDFfournit un excellent �ltrat de fréquence enfaisant que la mesure de l�intensité diffé-rentielle soit immune au bruit, aux compo-sants de courant continu et aux distorsionsd�onde. Ceci suppose un clair avantage duDTP face à d�autres protections analogiquesou hybrides (mesure analogique et supportde microprocesseur pour d�autres fonctions).L�intensité de pas est mesurée comme valeurréelle.On considère non seulement la valeurfondamentale mais aussi les harmoniquesjusqu�au cinquième. L�algorithme utilisé pourcalculer la valeur réelle permet un granddegré de précision dans la mesure de l�in-tensité de pas.
Compensation du Groupe duTransformateurLe DTP permet de sélectionner la com-pensation interne pour régler la rotation dephase causée par le groupe du transforma-teur protégé. Ceci est obtenu au moyen deréglages qui dé�nissent le groupe de con-nexion de chaque enroulement du transfor-mateur ainsi que les connexions des TCs.En sélectionnant la compensation interne, leDTP réalise les réglages de phase nécessai-res aux intensités appliquées et �ltre le com-posant de séquence homopolaire.Il est également possible de sélectionnerla compensation externe conventionnelle.Dans ce cas, la compensation de rotationde phases et l�élimination du composant deséquence homopolaire sont menées à bienà travers les connexions correspondantesdes TCs externes. Ce réglage est appropriépour tester le relais avec des sources de testmonophasées et triphasées qu�appliquentles intensités de phase.
PROTECTION ET CONTRÔLE
DIAGRAMME DEBLOCS
3Famille de produits DDS
CONTRÔLE-COMMANDE ET MESURE
DTP Protection de Transformateur
MesureLe DTP peut mesurer les magnitudes sui-vantes:� Intensité de ligne (module et argumentpour chaque phase et enroulement).
� Intensité différentielle et de pas pourchaque phase.
� Intensité du deuxième et cinquièmeharmonique
On peut accéder à ces mesures de manièrelocale, sur l�écran du frontal de l�équipe-ment, ou au moyen logiciel de communica-tion GE-LOCAL� sur l�écran de mesures.
Enregistrementd�EvénementsL�équipement DTP maintient un enregistre-ment des 166 derniers événements et gardel�information suivante :� Date et heure (résolution de 1 ms).� Type d�événement� Valeur des intensités différentielles et depas.
� Matrice d�états internes de l�unité.
Cet enregistrement d�événements est gardédans une mémoire non volatile et peut êtreconservé indé�niment,même en a�sence detension auxiliaire. Les événements généréssont associés aux états internes de protec-tion et de communication.Oscilloperturbographie du DTP
Enregistrementd�OscilloperturbographieLes unitésDTPstockent jusqu�à 4 enregistre-ments oscillographiques avec une résolutionde 16 échantillons par cycle. Chaque enre-gistrement dispose d�une capacitémaximalede 66 cycles. Le nom�re de cycles pré-défaut peut être sélectionné entre 2 et 10.Chaque enregistrement comprend l�informa-tion suivante :� Valeurs instantanées pour entréesd�intensité
� Information numérique� Date et heure� Causes ayant provoqué l�enregistrementoscillopertur�ographique
� Réglages actifs au moment del�enregistrement
Les causes qui peuvent générer le démar-rage de l�oscillopertur�ographie sont les sui-vantes :� Déclenchement 87B phase A� Déclenchement 87B phase B� Déclenchement 87B phase C� Déclenchement 87 phase A� Déclenchement 87 phase B� Déclenchement 87 phase C� Déclenchement Buchholz� Déclenchement surtempérature� Démarrage de l�oscillopertur�ographiepar entrée
� Démarrage de l�oscillopertur�ographiepar communications
Il est possi�le de programmer les fonctionsou les déclenchements internes qui fontdémarrer l�oscillopertur�ographie. Il peutaussi démarrer à travers d�une entrée numé-rique programma�le, à travers des commu-nications ou directement depuis le HMI.Les enregistrements d�oscillopertur�ographiesont récupérés et transformés en un �chieren format standard COMTRADE IEEE enutilisant le programme de communicationsGE_LOCAL�. Ces �chiers peuvent êtrevisualisés en utilisant le programmeGE_OSC� ou tout autre programme quiaccepte le format standard internationalCOMTRADE IEEE C37.111-1991.
Fonctions d�AutotestGrâce à sa technologie numérique, le DTPincorpore des fonctions d�autotest qui garan-tissent un fonctionnement correct de l�unité etqui �loquent son opération en cas de défautsinternes.Ces autotests sont réalisés au moment dudémarrage de l�unité et pendant son fonc-tionnement normal. Au cours de ceux-ci, lasource d�alimentation interne, la mémoire deprogramme (ROM), la mémoire de travail(RAM), la mémoire d�oscillopertur�ographie(RAM) et la mémoire de réglages et de cali-�rage (EEPROM) sont véri�ées.En plus, un test du matériel est réalisépour les indicateurs LED qui s�allument enappuyant sur le �outon TARGET RESET.
Groupes de RéglagesLe DTPdispose de trois groupes de réglagesindépendantes, stockées dans une mémoirenon volatile. Seulement une groupe deréglages reste active à chaque fois, et c�estcelle qu�utilise le système pour réaliser lesdifférentes fonctions.Parmi tous les réglagesexistants dans une unité DTP, il existeplusieurs groupes génériques (RéglagesGénéraux, Ta�le Active, Réglages Propres,Masques d�Oscillographie et Permis pourchaque Fonction) qui sont communs à tousles groupes de réglages alors qu�on accèdeindépendamment au Groupe de Réglagesde la Fonction Différentielle pour chaquegroupe.
INTERFACESD�UTILISATEURInterface Homme-Machine(HMI)Les unitésDTP comprennent un clavier de 20touches et un écran à cristaux liquides (LCD)de 2 lignes avec 16 caractères par lignes.Cet écran dispose d�une illumination de fondde diodes LED de grande �a�ilité. A traverscette interface, l�utilisateur peut modi�er lesréglages, visualiser des mesures, réaliserdes man�uvres et accéder à l�informationstockée dans l�unité.Un clavier et un écran facilitent la communicationlocale avec l�équipement
SET 1/Y 2 3/N CLR
INF 4 5 6 ➞➞➞
ACT 7 8 9➞
END +/- 0 . ENT
READY
DIAGRAMME DE BLOCS
4 Famille de produits DDS
DTP Protection de Transformateur
Ces programmes font partie du logicielGE_NESIS� (GE Network Substation Inte-gration System), utilisé par le système DDS.
Logiciel GE_LOCAL�
Logiciel de CommunicationLe DTP comprend deux logiciels fondés surWindows :� GE_LOCAL� permet à l�utilisateur devisualiser les réglages, les alarmes, lesLEDs, les mesures et les états dela protection ainsi que de récupérerdes registres d�oscilloperturbographie etd�événements.
� permet à l�utilisateur de con�gurer lesentrées, les sorties et les LEDs.
En option, le programmeGE_OSC�est dis-ponible et permet à l�utilisateur d�analyserles enregistrements oscillographiques.
Indicateurs LEDLes unités DTP disposent d�un total de 17indicateurs LED, un �xe de deux couleursassigné à la fonction d�alarme de l�unité et 16indicateurs LED de couleur rouge, alignéssur une colonne. Ils peuvent être assignésau moyen du programme GE_INTRO� surtoute alarme con�gurée entre les états deprotection et de communication. ChaqueLED peut être con�gurée pour maintenir lamémoire en absence d�alimentation auxi-liaire. Elles peuvent aussi être programméespour clignoter au moment de s�allumer.Tableau 1: Programmation des LEDs par défaut
Nº LED Description1 Déclenchement 87 A2 Déclenchement 87 B3 Déclenchement 87 C4 Déclenchement 87 B A5 Déclenchement 87 B B6 Déclenchement 87 B C7 Alarme Buchholz8 Déclenchement Buchholz9 Alarme de température10 Déclenchement de température11 Hors Service12 Déclenchement non autorisé13 Alarme EEPROM14 Alarme Date et Heure15 Erreur interne de communication16 Mode à distance
Ports de CommunicationLe DTP dispose de deux ports série et de3 connecteurs. On peut accéder au port 1depuis le front du relais à travers le connec-teur 1 (PORT1) ou depuis la partie arrière(PORT 3). On peut accéder au port 2 depuisle connecteur 2 (PORT 2) situé sur la partiearrière de l�équipement.Le connecteurPORT1 a la priorité sur le con-necteur PORT 3. Il est sélectionné lorsquele signal de DCD (Data Carrier Detect) estactivé. Le port 1 (connecteurs PORT 1 etPORT 3) et le port 2 (connecteur PORT 2)sont indépendants entre eux et l�unité peutopérer avec les deux en même temps.LeDTPest disponible en différentes versionsselon le moyen physique du connecteurPORT 2. Sur les modèles RS232, les deuxconnecteurs sont RS232 (le PORT 3 n�existepas). Sur les modèles RS232 et RS485, leconnecteur PORT 1 est RS232 alors que lePORT 2 est RS485 (le PORT 3 n�existe pas)Sur le modèle RS232 et FIBRE OPTIQUE,les connecteurs PORT 1 et PORT 3 sontRS232 et un connecteur de �bre optiqueremplace le PORT 2.Le protocole de communications est lemêmeque celui utilisé dans les autres ProtectionsNumériques GE des systèmes DDS et exigel�utilisation du programmeGE_LOCAL�. Ceprotocole est hautement �able et permet lacommunication avec différents systèmes deprotection. Il garantit un transfert de donnéestrès ef�cace (spécialement pour oscilloper-turbographie et d�autres �chiers de grandformat) ainsi que la détection d�erreurs etrécupération automatique de communica-tion.
INTERFACES D�UTILISATEUR
CABLAGE CONVENTIONNEL
DIMENSIONS
SPÉCIFICATIONS TECHNIQUES DU DTPPROTECTIONRéglages Généraux : Fréquence : 50 ou 60 Hz Rapport TCs de l'enroulement : 1-4000 en pas de 1Réglages de protection : Réglage de l'enroulement : 0.5-20 x In
Confi guration de l'enroulement : Y, D, ZZ Groupe horaire de l'enroulement: 0-11 Confi guration TCs de l'enroulem.: Y0, Y6, D1, D5, D7, D11Réglages de la fonction différentielle: Sensibilité: 0.2-0.4 x Iprise
Constante de retenue K1: 15-100% Constante de retenue K2: 15-100% Retenue du second harmonique: 12-100% Retenue du cinquième harmonique: 12-100% Réglage: 4-12 x Iregl. prot.
COMMUNICATIONSMode: Half duplexVitesse: de 1.200 à 19.200
bpsMilieu physique : RS232 (ports 1 et 2) Fibre optique en plastique (en option pour le port 2): Type de connecteur : HFBR-4516 Puissance émise : -8 dBm Sensibilité du récepteur : -39 dBm Longueur d'onde : 660 nm Fibre optique en verre (en option pour le port 2): Type de connecteur : STA Puissance émise : -17.5 dBm Sensibilité du récepteur : -24.5 dBm Longueur d'onde : 820nm
ENVIRONNEMENTTempératures: Stockage: -40ºC à +85ºC Fonctionnement: -20ºC à +55ºCHumidité: Jusqu'à 95% sans condensation
NORMESLe système DTP respecte les normes suivantes, y compris la norme GE électromagnétique et d’isolation et les normes exigées par la directive communautaire 89/336 pour le marquage CE, conformément aux normes européennes. De même, il respecte les conditions de la directive européenne sur la basse tension et les conditions environnementales et d’opération établies dans les normes ANSI C37, 90, CEI 255-6 et CEI 68.Tension d'isolation: CEI 255-5, 600V, 2kV, 50/60 Hz,
1 minTest d'impulsion: CEI 255-5, 5 kV pic, 0.5 JInterférence 1 MHz: Classe III selon IEC 60255-22-1Décharge électrostatique: Classe IV selon IEC60255-22-2
et EN 61000-4-2, 8kVImmunité aux radiofréquences:
CEI 255-22-3, classe IIIChamps électromagnétiques radiés avec modulation d'amplitude: ENV50140, 10 V/m Mode commun: ENV50141, 10 V/mChamps électromagnétiques radiés avec modulation de fréquence: ENV50204, 10 V/mTransitoires rapides: CEI 255-22-4 EN 61000-4-4, classe IVChamps électromagnétiques à fréquence industrielle:
EN 61000-4-8, 30 Av/mEmission de radiofréquence: EN 55011, classe B
EMBALLAGEDimensions: 484 mm x 260 mm x 185 mm (19'' x 10.25'' x 7.7'')Poids: Net: 12 kg (26.4 lbs) Emballé: 13 kg (28.6 lbs)
* Les spéci�c�tions sont sujettes à modi�c�tions s�ns�vis pré�l�ble
BOÎTEMatière enveloppante métalliqueDegré de protection IP52 (selon IEC529)
DTP Protection de Transformateur
ENTRÉESTension des entrées numériques: comme pour les
tensions aux.Capacité Thermique: Circuits d'Intensité: Continue : 4 x In
Pendant 3 secondes: 50 x In
Pendant 1 seconde: 100 x In
Charge CC: 12 W Pour chaque entrée active: 8 mA
SOURCE D�ALIMENTATIONTension auxiliaire: 48/125 Vcc 110/250 Vcc
SORTIESCONTACTS DE DÉCLENCHEMENTTension Nominale: 250 VCATension Maximale d'Ouverture: 440 VCAIntensité Nominale: 16 AIntensité de Fermeture: 25 APuissance d'Opération: 4000 VA
Vie mécanique: 30 x 106 manœuvres
Pour ré�liser votre comm�nde, sélectionnez le modèle de b�se et les c�r�ctéristiques sou-h�itées sur l� liste suiv�nte :
DTP * * * * * 010 * 00 B
1 2 Enroulements 2 3 Enroulements 3 4 Enroulements 0 P1, P2, P3: Protocole M-link 2 P1, P3: Protocole M-link; P2: Prot. ModBus® RTU 1 In = 1 A sur tous les enroulements 5 In = 5 A sur tous les enroulements A In = 5 A sur le 1er enroulement, et 1 A sur les autres B In = 1 A sur le 1er enroulement, et 5 A sur les autres C In= 1 A sur enroulements 1 et 2, y 5 A sur les autres 0 P2: RS232 1 P2: F.O. plastique + P3: RS232 commuté 2 P2: F.O. verre + P3: RS232 commuté 3 P2: RS485 M Espagnol D Anglais G Source d’alimentation: 48/125 VCC H Source d’alimentation: 110/250 VCC
LISTE DES MODÈLES
GES-F-0006A
GUIDE DE SPÉCIFICATIONSL� protection princip�le de tr�nsform�teurdevr� être fournie comme un système numé-rique intégré. On utiliser� des tr�nsform�-teurs d�intensité st�nd�rd pour les entréesde CA. Il devr� exister deuxmodèles pour 2,3 ou 4 enroulements.L� protection devr� comprendre les fonc-tions suiv�ntes :� Fonction différentielle d�intensitétriph�sée �vec retenue à pourcent�ge.
� Retenue p�r h�rmoniques en utilis�ntle second et le cinquième h�rmoniquede l�intensité différentielle pour éviter desdéclenchements pend�nt l�énergis�tionou surexcit�tion du tr�nsform�teur
� Fonction de surintensité différentielleinst�nt�née de seuil h�ut, s�ns retenue,comme protection de secours
� Régl�ges internes ou externes pourl� compens�tion du déph�s�ge etélimin�tion du compos�nt de séquencezéro.
En plus des entrées �n�logiques pour lesintensités, le rel�is devr� disposer de 7entrées numériques. Un m�sque de déclen-chement déterminer� le sign�l de déclen-chement qui �ctiver� les qu�tre cont�cts dedéclenchement. L�équipement comprendr�huit sorties.Les fonctions de mesure devront inclure :� Intensité de ligne pour ch�que ph�se etenroulement
� Intensité différentielle pour ch�que ph�se� Intensité de p�s pour ch�que ph�se� Intensité de second et cinquièmeh�rmonique pour ch�que ph�se
Les fonctions de contrôle-comm�nde devrontinclure :� Séquences de l�enregistrementd�événements en stock�nt les 166derniers événements.
� Oscilloperturbogr�phie �vec 16éch�ntillons p�r cycle, en stock�nt 4enregistrements.
� Autotest.
L�interf�ce d�utilis�teur devr� comprendre uncl�vier de 20 touches et un écr�n LCD de2 lignes. 16 indic�teurs LED pourront êtreprogr�mmés sép�rément pour indiquer n�im-porte quelle �l�rme dé�niss�ble p�r l�utilis�-teur, �ssignée p�rmi les ét�ts de protectionet de communic�tion. Il y �ur� 2 ports série et3 connecteurs pour �ccès loc�l ou à dist�ncedepuis PC. On pourr� choisir entre des con-nexions de �bre optique ou RS 485. Le rel�isdevr� être pl�cé d�ns un boîtier de r�ck de19� et de qu�tre unités de h�uteur.GE Power Management
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