RELE DE FRECUENCIA

1. DESCRIPCIÓN

Los relés tipo MFF son relés digitales basados en microprocesador que proporcionan funciones de protección contra las variaciones de frecuencia en los sistemas de alterna.
Las funciones realizadas por el MFF son:

Función de protección contra las variaciones de frecuencia.
Medición de la frecuencia.
Registro de la frecuencia y tiempo de actuación del último disparo, así como el nivel de ajuste que ha disparado.

El MFF tiene dos niveles de ajuste que pueden programarse independientemente como de máxima o de mínima frecuencia, pudiendo obtenerse cualquiera de las siguientes combinaciones:

Dos ajustes de máxima frecuencia.
Dos ajustes de mínima frecuencia.
Un ajuste de máxima y otro de mínima frecuencia.

A cada ajuste se le puede programar independientemente un tiempo de retraso. Para el caso de los dos ajustes de mínima o los dos de máxima, si hay una variación rápida de frecuencia y alcanza al primer ajuste, se empieza a contar el tiempo de retraso. Si se alcanza el segundo ajuste antes de que acabe el tiempo de retraso del primero, este es disparado después de tres ciclos de temporización sin esperar a que termine el tiempo ajustado para el disparo a esta frecuencia.

Si la tensión es menor que una tensión de inhibición (ajustable en % de la tensión nominal) se bloquean los disparos del MFF.

Cada ajuste dispone de su propio relé de salida. Cada uno de estos relés dispone de un contacto normalmente abierto y de otro normalmente cerrado de forma que se pueda utilizar para máxima o mínima frecuencia. Además dispone de un relé auxiliar de alarma con un contacto normalmente cerrado.

1.1 Selección de Modelos

Los modelos disponibles se describen en la siguiente tabla:

2. APLICACIÓN BÁSICA DE LOS RELÉS DE FRECUENCIA

2.1. Deslastre de Cargas

Un sistema eléctrico verá deteriorada su operación si existe un exceso de carga en relación con la generación disponible. En esta situación, las máquinas primas asociadas a los generadores (turbinas) tenderán a frenarse haciendo el sistema eléctrico cada vez más inestable debido a la disminución de la frecuencia.

Asimismo, la disminución de la frecuencia, puede dañar a los propios generadores. Mientras que una planta hidroeléctrica prácticamente no es afectada por una reducción de la frecuencia de un 10%, una planta térmica es bastante sensible aun a reducciones del orden del 5% en la frecuencia. La potencia de una planta térmica depende en gran medida de elementos auxiliares tales como bombas de alimentación de agua, equipos de pulverización del carbón, equipos de ventilación, etc. Al bajar la frecuencia en la red, la potencia de salida de los generadores térmicos empieza a bajar muy rápidamente, lo cual a su vez disminuye la energía de entrada al generador, produciendo un efecto de cascada. El mayor peligro de esta situación, es el daño que se pueda ocasionar a las turbinas de vapor a l tener una operación prolongada a frecuencia reducida en una situación de sobrecarga severa.

Para prevenir el colapso completo del sistema eléctrico, se usan relés de mínima frecuencia para realizar un deslastre automático de cargas y así balancear la generación con la carga en el área afectada.

2.2. Reposición de Cargas

Si el sistema de deslastre de cargas ha sido aplicado con éxito, el sistema eléctrico se estabilizará y la frecuencia será otra vez la nominal (50Hz). Esta recuperación de la frecuencia se produce por acción de los reguladores de velocidad sobre la reserva rotante de potencia del sistema eléctrico.

Es posible implementar un sistema automático de reposición de cargas que hayan sido desconectadas, por medio de relés de máxima frecuencia de tal modo que cuando la frecuencia de la red sea muy cercana a la nominal, se puedan conectar las cargas que hayan sido desconectadas por acción de los relés de mínima frecuencia. Esta recuperación de cargas debe de hacerse en forma lenta con tiempos que pueden ser del orden de varios minutos para evitar que puedan producirse oscilaciones en la frecuencia al conectar cargas que por su magnitud pudieran dar lugar a descensos significativos de la frecuencia que ocasionen nuevos deslastre de la carga.

2.3. Problemas Especiales en el Deslastre de las Cargas

2.3.1. Cargas Compuestas por Motores

Una subestación con una gran cantidad de cargas compuestas por motores eléctricos, puede presentar problemas de coordinación de tiempo en la aplicación de relés de mínima frecuencia.

En el caso de una subestación cuyas líneas de aportación han sido desconectadas en el extremo remoto tendremos que las cargas compuestas por motores tenderán a mantener la tensión mientras que la frecuencia irá decreciendo conforme lo motores se vayan parando. Esta situación ocurriría en el caso de que la capacitancia de la línea mantiene a los motores excitados Este descenso lento de la tensión puede ser mayor que los tres o seis ciclos de retardo para el disparo rápido que tienen los relés de mínima frecuencia y el relé puede disparar y loquear interruptores innecesariamente. Esta situación puede ser desventajosa en instalaciones no atendidas donde nos e tiene un control remoto de todos los interruptores. Una solución es tener un retraso adicional en la operación de os relés de mínima frecuencia de alrededor de 20 ciclos.

2.3.2. Reenganche de Alta Velocidad

Muchas grandes plantas industriales tienen implementado algún sistema de deslastre de cargas. Existen casos en los cuales la alimentación principal es realizada
mediante una derivación de una línea de transmisión que tiene reenganche automático de alta velocidad. En faltas que se produzcan en la línea de transmisión, por lo general se disparan los dos extremos y se inicia el reenganche de alta velocidad en al menos uno de los extremos. Debido a que este reenganche no estará sincronizado con ningún elemento de la planta industrial, tal como motores síncronos y generadores, es importante que la planta sea desconectada antes de que se produzca el reenganche, para así evitar daños en los equipos.

Esta es una buena aplicación para los relés MFF, que permitirán desconectar la planta entera o las cargas o generadores que pudieran ser dañados con el reenganche.


2.4 Protección por Mínima Frecuencia de los Generadores

Una turbina de vapor puede sufrir serios daños sise mantiene una operación prolongada a frecuencia reducida durante una condición de sobrecarga del sistema eléctrico.

Asimismo, hay que tener en cuenta que debido a la naturaleza oscilatoria de la variación de frecuencia durante disturbios en el sistema eléctrico, es posible tener frecuencias de operación por encima del valor nominal (caso de un exceso de deslastre de cargas), situación igual de peligrosa, para las turbinas de vapor, como la operación con frecuencias por debajo de la frecuencia nominal.

En el diseño de la turbina de un generador se tiene un cuidado extremo para que la frecuencia de resonancia de los álabes esté lo suficientemente alejada de la frecuencia natural del vapor, para así evitar vibraciones que puedan dañar a los álabes de la turbina, sin embargo, al variar la velocidad de giro de la turbina, la frecuencia natural del vapor puede acercarse a la frecuencia de resonancia de los álabes, produciendo una vibración excesiva con la consiguiente fatiga mecánica. Hay que tener en cuenta que la fatiga mecánica es acumulativa.

En la figura 2 se representa la curva del tiempo mínimo estimado en función de la frecuencia de operación (puede ser una frecuencia inferior o superior a la nominal), para dañar alguna parte de la estructura que forman los álabes. Las partes más débiles son las uniones metálicas entre las cubiertas de los álabes. La rotura de una de estas uniones, en sí no produce un daño severo, pero puede cambiar la frecuencia natural a velocidad nominal, produciendo fatiga mecánica y su posterior destrucción durante la operación normal de la turbina.

2.4.1. Protección de una Turbina por Máxima Frecuencia

La condición de sobrefrecuencia más frecuente es la debida a una súbita pérdida de carga de un generador al disparar su interruptor. En esta situación, la rápida respuesta del regulador de velocidad evita problemas de sobrefrecuencia a la turbina.

En caso de defecto del regulador de velocidad y asumiendo una reducción parcial de carga en el generador de digamos 50% y un estatismo del 5%, tendremos un incremento en la frecuencia de un 2.5%. Si observamos la Figura 2 notaremos que el tiempo límite que podemos mantener esta frecuencia es de unos 30 minutos, tiempo suficientemente largo para que el operador pueda realizar una acción correctiva.
La operación a baja frecuencia en una turbina de vapor es una situación más crítica debido a que el operador no tiene posibilidad de realizar un control de la operación.

2.4.2. Protección por Mínima Frecuencia de las Turbinas de Vapor

El establecer una protección por mínima frecuencia en una turbina no es simple, pues requiere un buen conocimiento del sistema eléctrico, así como del funcionamiento de la filosofía de deslastre de cargas que se haya implementado (en caso de existir). El procedimiento de protección requiere coordinar una característica del relé que es esencialmente un tiempo definido, con una curva variable en lo que se refiere a la capacidad de la turbina. Más aún, debido a que los efectos de una operación a baja frecuencia son acumulativos, esta situación introduce otra variable que es la historia previa de la turbina. Si una máquina se ha operado a frecuencia reducida por un periodo considerable de tiempo, los tiempos de operación de los relés de protección por mínima frecuencia también tienen que ser reducidos de acuerdo a esta nueva situación.

2.4.3. Protección por Mínima Frecuencia de Otros Tipos de Turbinas

Como habíamos mencionado anteriormente, las turbinas hidráulicas no son sensiblemente afectadas por la operación a baja frecuencia. En el caso de las turbinas a gas, al ser los álabes considerablemente más cortos que en el caso de las turbinas a vapor, no son tan sensibles, pero es preferible consultar al fabricante de la turbina la sensibilidad de esta a las variaciones de la frecuencia. Los motores diesel no tienen mayores problemas de operación a frecuencias bajas.

3. CARACTERISTICAS

3.1. Características Generales

Precisión, fiabilidad y bajo consumo.
Montaje empotrado.
Indicadores LED para: Disparo ajuste 1.
Disparo ajuste 2.
Disponibilidad del sistema

Displays de 7 segmentos de alta legibilidad.
Tapa precintable de plástico, antichoque e ignífuga, que permite reponer los indicadores desde el exterior.
Alta respuesta anti-sísmica.
Componentes de estado sólido de alta fiabilidad
Sistema de microprocesador.

3.2. Especificaciones Técnicas

3.3. Rangos y Valores de Ajustes

A continuación se indican los rangos correspondientes a los modelos normales. Existe la posibilidad de suministrar modelos especiales con otros rangos de ajuste bajo demanda.

Ajuste de Frecuencia (independiente para unidades 1 y 2):
Selección de tipo: Máximo o mínimo.
Frecuencia: 42.0 - 67.5 Hz en pasos de 0.1 Hz.
Temporización (independiente para unidades 1 y 2):
10.0s en pasos de 0.05s.
Tensión de Inhibición: 40% - 100% de Vn en pasos de 10%.


4. PRINCIPIOS DE OPERACIÓN

4.1. Entradas
El diagrama de bloques del MFF viene representado por la figura 3

La tensión aplicada a la entrada del relé es reducida mediante un transformador de tensión interno. Esta tensión pasa a través de dos filtros pasabajos que la convierten en dos tensiones complementarias. Estas tensiones pasan a su vez por dos amplificadores cuadradores que las convierten en dos ondas cuadradas. Estas dos ondas cuadradas son complementarias y son las que llegan al microcontrolador.

4.2. Medida

Las ondas cuadradas que llegan al microcontrolador se miden independientemente. Se miden los tiempos entre flancos para cada onda y con estos valores se obtienen dos frecuencias, una por cada onda (si el relé funciona correctamente las dos frecuencias deben ser idénticas). Estas frecuencias se comparan entre sí para mayor seguridad. Las frecuencias de cada onda se unen en grupos de cuatro para hallar las medias y obtener una medida más estable.

Una vez pasado el límite de disparo por la frecuencia medida en una onda el relé espera durante tres ciclos antes de disparar (siempre que la frecuencia no caiga por debajo del límite). El relé muestrea alternativamente una y otra onda. Cuando la frecuencia de las dos ondas supere el límite durante tres ciclos el relé disparará. Si hay una avería en el relé y una de las ondas no es generada, el relé espera a que la frecuencia de la otra onda supere el límite de disparo durante al menos cuatro ciclos, antes de disparar (si no hay tiempo de retraso). Cuando desaparecen las condiciones de disparo, el MFF tarda tres ciclos en desactivar los relés de disparo.

Después de permanecer sin tensión de entrada, cuando se aplica ésta, el MFF permanece sin posibilidad de disparar durante 5 ciclos para darle tiempo a la medida de la frecuencia a estabilizarse.

Después de los filtros pasabajos y antes de los amplificadores cuadradotes aparecen unas tensiones de referencia proporcionales a la tensión de entrada. Estas tensiones se comparan entre sí para mayor seguridad. Si estas tensiones son menores que la tensión de inhibición ajustada no se permiten los disparos.

4.3. Manejo del MFF

El MFF se controla mediante tres pulsadores situados en el frente del relé.
Estos pulsadores están alineados verticalmente y, comenzando por el superior, son:
<>
< + >
< - >
Los dos pulsadores inferiores están rotulados con < + > y < - >. El símbolo que lleva el pulsador de ENTER es:

El relé suministra información mediante tres displays de siete segmentos y tres LEDs, todos situados en la parte frontal. Los LEDs están alineados en vertical y están rotulados, comenzando por el superior:

"EN SERVICIO"
"FREC 1''
"FREC 2"

Con la tapa puesta, sólo el pulsador ENTER es accesible desde el exterior.

El MFF puede encontrarse en dos situaciones:

Secuencia de Lecturas: Proporciona información sobre el estado del relé, valores de la frecuencia, registros del último disparo, etc. Para su operación sólo requiere el pulsador ENTER.

Secuencia de Ajustes: Permite consultar y cambiar los ajustes de operación del MFF. Requiere los tres pulsadores.

Además de estas secuencias, se puede realizar otra operación con el teclado: Borrado del último disparo. Trataremos esta operación con detalle más adelante.



4.3.1. Lecturas

Esta es la secuencia fundamental del MFF y en ella se coloca automáticamente al arrancar. Está dividida en una serie de “Funciones”, cada una de las cuales corresponde a una información diferente. Estas funciones están numeradas del 0 al 4, y se identifican mediante la letra F seguida del número de función.

En operación normal, el MFF muestra habitualmente en el display el valor de una de las lecturas. Generalmente, esta lectura será la medida de la frecuencia; si suponemos, por ejemplo, que el valor de la frecuencia es de 49.8 Hz, veríamos en el display el número 49.8. Si pulsamos en ese momento la tecla ENTER y la mantenemos pulsada, veremos aparecer una F seguida por un número, en este caso el 2.

Mientras la tecla siga pulsada, se mantendrá este código en el display.

Esto nos indica que estamos en la Secuencia de Lecturas, y que al soltar la tecla ENTER, veremos en el display el valor de la función 2 (Código de la unidad que efectuó el último disparo).

Esta es una norma general en toda la Secuencia de Lecturas: el código que aparece mientras mantenemos pulsado ENTER corresponde a lo que veremos en el display cuando lo soltemos. Supongamos que ya hemos soltado ENTER. Entonces estaremos viendo el código de la unidad que efectuó el último disparo. Así, si disparó la unidad 1, veríamos en el display lo siguiente:

Si volvemos a pulsar ENTER aparecerá F3, código de la siguiente lectura, y al soltarla aparecerá el valor de F3, que corresponde a la frecuencia que se alcanzó en el último disparo; si seguimos pulsando y soltando, iremos viendo sucesivamente todas las lecturas hasta la 4. De ésta se pasará a la 0 y así sucesivamente.

Las lecturas del MFF son las siguientes:
F0: Estado del relé
F1: Medida de la frecuencia.
F2: Código de la unidad que efectuó el último disparo.
F3: Frecuencia que se alcanzó en el último disparo.
F4: Tiempo de actuación.

Si se mantiene sin pulsar ninguna tecla durante dos minutos la secuencia de lecturas pasa a mostrar la medida de la frecuencia. Pasa lo mismo si antes estábamos en la secuencia de ajustes, iría a la medida de frecuencia después de los dos minutos.

F0: ESTADO DEL RELÉ

El estado del MFF viene dado por un código de dos dígitos, situado a la izquierda del display. Para distinguirlo de otras lecturas, los dos puntos decimales correspondientes están encendidos. Así, un código de estado de 00 (Todo correcto) ser representaría:

Los códigos de estado del MFF son:

00: Todo correcto.
01: Fallo de ajustes. Los ajustes almacenados son los de defecto.
80: Fallo de ROM. La memoria de programa ha fallado.
81: Fallo por checksum de ajustes en la EEPROM y no puede grabar datos por defecto posteriormente.
82: Fallo por no poder grabar datos en EEPROM en un cambio de ajustes.
84: Fallo por error en el sistema de medida de la tensión de entrada.
85: Fallo al intentar borrar el último disparo en la EEPROM.

Los errores cuya primera cifra es 0 pueden ser subsanables por el usuario. Los errores cuya primera cifra es 8 indican fallos de la electrónica del relé y requieren reparación del MFF. Los procedimientos de recuperación de errores se verán al tratar de la operación 4.3.4. Errores.

F1: MEDIDA DE FRECUENCIA

Esta lectura nos proporciona el valor de la frecuencia de la tensión de entrada del relé en ese momento. El MFF es capaz de medir desde 20 hasta 99.9 Hz. Si sobrepasa este valor aparecen los indicadores de overflow “- - -“ en el display.


F2: CODIGO DE LA UNIDAD DEL ÚLTIMO DISPARO

Esta lectura muestra el código de la unidad que ha causado el último disparo. En caso de que las dos unidades hayan ordenado disparar, se registrarán ambas.

La figura de la izquierda describe cómo mostraría esta lectura un disparo ordenado por la unidad 1, por la 2 y por ambas.

Como puede verse, a la izquierda aparece la letra U (unidad), el dígito del centro corresponde a la unidad 1 y el de la derecha a la unidad 2. Si no hubiese ninguna registrada, aparecería la letra U y los otros dos displays en blanco. Esta información se conserva aunque al relé se le retire la tensión auxiliar y puede ser borrada por el usuario.

F3: FRECUENCIA ALCANZADA EN EL ULTIMO DISPARO

Esta lectura muestra la frecuencia alcanzada en el último disparo. Cuando se produce un disparo, el relé guarda la máxima o mínima frecuencia de disparo. Supongamos que los dos ajustes están en máxima frecuencia, entonces el MFF guardará la máxima frecuencia que mida mientras el relé de disparo esté activado. Si los ajustes son de mínima frecuencia, el MFF guardará la mínima frecuencia que mida mientras el relé de disparo esté activado. Si hay un ajuste de máxima y otro de mínima, guardará la mayor o menor frecuencia dependiendo de qué ajuste haya disparado.

Esta información se conserva aunque al relé se le retire la tensión auxiliar y puede ser borrada por el usuario.

F4: TIEMPO DE ACTUACION DEL ULTIMO DISPARO

Esta lectura muestra el tiempo que ha pasado desde que ha arrancado una unidad de disparo hasta que se produzca el disparo.

Normalmente esta medida será la del tiempo de retraso ajustado, pero se puede dar el caso de que los dos ajustes estén programados para mínima o para máxima frecuencia y que haya una variación rápida de frecuencia. En este caso, si se alcanza el primer ajuste comienza a contar el tiempo de retraso, pero si se alcanza el segundo ajuste sin acabar este tiempo, automáticamente se dispara el primer ajuste, tras tres ciclos sin tener en cuenta su temporizador.

Esta información se conserva aunque al relé se le retire la tensión auxiliar y puede ser borrada por el usuario

4.3.2. Ajustes

La Secuencia de Ajustes es el estado del relé en el cual se puede modificar los ajustes de las distintas unidades del MFF. La Secuencia de Ajustes requiere el uso de los tres pulsadores del MFF, por lo que no puede accederse a ella con la tapa puesta.

Si en cualquier punto de la Secuencia de Ajustes transcurren dos minutos sin que se pulse ninguna tecla, el MFF volverá a la Secuencia de Lecturas, a la medida de la Frecuencia.

Para entrar en la Secuencia de Ajustes debemos estar en Secuencia de Lecturas; es indiferente en qué punto de ella estemos. La entrada se efectúa pulsando la tecla “-“ mientras mantenemos pulsada ENTER. Vamos a ver esta operación con detalle, suponiendo que nos encontramos en F1 viendo el valor de la frecuencia, que resulta ser de 49.8 Hz.

El display muestra ahora el valor de la frecuencia, 49.8 Hz. Ahora pulsamos ENTER y lo mantenemos pulsado. Aparecerá el código de la siguiente función, F2. No olvidemos que cualquier otra función valdría exactamente igual para entrar en Ajustes.

Manteniendo pulsado ENTER pulsamos la tecla “- “. El display cambia y aparece la lectura 1-1. Esto es lo que veremos siempre que entremos en la Secuencia de Ajustes. El número de la izquierda muestra la unidad y el de la derecha el ajuste. Así pues, 1-1 significa Unidad 1 – Ajuste 1; la unidad 1 corresponde al primer ajuste de frecuencia (FREC 1) y el ajuste 1 es la elección de máxima o mínima frecuencia. Si queremos ver o modificar el valor de la frecuencia de FREC 1 pulsaremos la tecla “+” y pasamos a 1-2 que corresponde al valor de la frecuencia ajustada para FREC 1. Si entonces pulsamos ENTER (sin mantener) veremos aparecer el valor que en este momento tiene el ajuste, que supondremos es de 47.3. El valor del ajuste parpadeará. Siempre que en el display aparezca el valor de un ajuste lo hará parpadeando.

Antes de seguir adelante, es conveniente dar una relación completa de las unidades y ajustes del MFF. Así pues, vamos a salir de la Secuencia de Ajustes.

Para ello, lo primero es volver a pulsar (y soltar) ENTER. Esto hace que vuelva a salir en el display el código del ajuste (1-2). Para volver a la Secuencia de Lecturas se pulsan al mismo tiempo “+” y “-“; no importa en qué orden se pulsen, con tal de que las dos estén pulsadas al mismo tiempo. Esto nos lleva de nuevo a la Secuencia de Lecturas, pero no al mismo punto por donde entramos. Siempre que salgamos de la Secuencia de Ajustes iremos al estado habitual del relé, la función F1 (medida de la frecuencia).



El MFF consta de tres unidades de protección, a saber:

Unidad 1: Ajuste de Frecuencia 1
1-1 Elección del ajuste como de máxima o mínima frecuencia.
Rango: máxima o mínima frecuencia (ver figura 4)
1-2 Frecuencia a la que dispara
Rango: 42.0 a 67.5 Hz en pasos de 0.1 Hz.
1-3 Tiempo de retardo
Rango: 0.00 a 10s en pasos de 0.05s.

Unidad 2: Ajuste de Frecuencia 2
2-1 Elección del ajuste como de máxima o mínima frecuencia.
Rango: Máxima o mínima frecuencia (ver figura 4)
2-2 Frecuencia de disparo
Rango: 42.0 a 67.5 Hz en pasos de 0.1 Hz.
2-3 Tiempo de retardo.
Rango: 0.00 a 10s en pasos de 0.05s.

Unidad 3: Tensión de Inhibición
3-1 Tensión por debajo de la cual se bloquean los disparos del relé.
Rango: 40% a 100% de Vn en pasos de 10%.

Una vez citadas todas las unidades, es el momento de realizar un auténtico cambio de ajustes. Como ejemplo, vamos a programar la UNIDAD DE FRECUENCIA 2 como de mínima frecuencia, con un valor de 46.5 Hz y un tiempo de retardo de 1.25 segundos.

Entramos en la Secuencia de Ajustes de la forma ya explicada, con lo que aparecerá el código 1-1. Nuestro ejemplo requiere que cambiemos los ajustes del 2-1, 2-2 y 2-3. Para llegar a ellos, pulsamos repetidamente las teclas “+” y “-“ hasta que aparezca en el display el código que deseamos, en este caso 2-1. La selección de ajuste es circular, de forma que si se pulsa “+” cuando se tiene en pantalla el último ajuste se pasa al primero, y si se pulsa “-“ cuando se tiene en pantalla el primer ajuste se pasa al último.

Una vez con el 2-1 en pantalla, pulsamos ENTER y aparecerá, parpadeando, el valor del ajuste. Supongamos que estaba en máxima frecuencia, entonces aparece el símbolo de máxima . Para cambiarlo a mínima pulsamos la tecla “+”. En el display aparecerá el símbolo de mínima. Para aceptarlo pulsamos ENTER y aparece el código 2-1 de nuevo. Con esto el valor del ajuste 2-1 ha cambiado de máxima a mínima frecuencia. A la izquierda puede verse el gráfico de esta operación.

Este proceso es el mismo para cualquier ajuste que se quiera cambiar. Seleccionar el código del ajuste que se quiera cambiar. Cuando el código aparezca en el display, pulsar ENTER. Aparecerá el valor actual del ajuste en el display. Con las teclas “+” y “-“ se incrementa y disminuye el valor del ajuste hasta que el valor deseado aparece en el display. En ese momento se pulsa ENTER y el nuevo valor del ajuste es aceptado.

Si en el display aparece el valor máximo permitido para ese ajuste, la pulsación de “+” no producirá ningún efecto. Lo mismo ocurriría si en el display apareciese el valor mínimo permitido para ese ajuste y se pulsase la tecla “-“.

Si se mantiene pulsada la tecla “+” o la “-“, el valor del ajuste se incrementa o disminuye de forma automática diez veces por segundo. Para evitar pulsaciones indeseadas, la primera repetición tarda un cuarto de segundo en producirse.

Este mecanismo sólo funciona en el cambio del valor del ajuste, y no en la selección del código de

ajuste. En ésta hay que pulsar y soltar “+” o “-“ para cada incremento o disminución del código.

En la figura superior, vemos de forma resumida cómo haríamos el cambio de los otros dos ajustes, teniendo en cuenta que las teclas a pulsar serían las ya citadas.

Se ha supuesto que el valor original del ajuste 2-2 era 49.4 Hz, el del ajuste 2-3 era 1.00 y el valor de la frecuencia que está midiendo es 50.0 Hz. Si hubiesen sido otros, hubiera bastado con pulsar las teclas “+” y “-“ hasta seleccionar los valores deseados, pulsando después ENTER.

Si el valor del ajuste no ha variado, la unidad no se reinicializa, aunque se hayan pulsado las teclas “+” y “-“

La reinicialización de la unidad cuyos ajustes han cambiado es completa, incluyendo la eliminación del arranque o disparo si se hubiesen producido.


4.3.3. Borrado del Último Disparo

Los registros del último disparo, una vez visualizados, pueden ser puestos a cero. Para borrarlos hay que estar en la Secuencia de Lectura y apretar a la vez las teclas ENTER y “+”, y al soltarlas, la frecuencia y el tiempo del último disparo aparecerán en el display con valor cero. La indicación de qué unidad ha disparado saca una U en el display izquierdo y los otros dos en blanco.


4.3.4. Errores

Cuando el MFF detecta durante su operación un fallo de funcionamiento, pueden pasar dos cosas:

· El fallo no afecta al funcionamiento del relé. Simplemente se indica en el status. Los valores del status tendrán un valor que comienza por cero.

· El fallo afecta al funcionamiento del relé. En este casos se muestra en el display el código de error correspondiente, se apaga el LED de EN SERVICIO y se desactiva el relé de alarma. Si en estas condiciones se pulsa la tecla ENTER durante cinco segundos, el relé procederá a una reinicialización completa del software, permitiendo así reanudar el funcionamiento si las causas de error han desaparecido.

Vamos a ver con detalle los códigos de error y su significado.

01- Error de Ajustes

Al comienzo del programa, el MFF carga los ajustes de EEPROM. Si los ajustes almacenados no pasan alguno de los controles a los que son sometidos, se cargan los ajustes por defecto y el status pasa a un valor 01 que nos indica el estado de los ajustes. Este error es subsanable por el usuario, para lo cual debe programar de nuevo los ajustes del relé.

Este error siempre se produce cuando la EEPROM es nueva y no tiene ningún ajuste almacenado. Cargando los ajustes deseados el MFF funcionará correctamente.

80 – Fallo de ROM

El contenido de la memoria de programa se ha deteriorado. Es preciso reemplazarla.

81- Fallo de Escritura a EEPROM (Inicio de Programa)
Al comienzo del programa se han chequeado los ajustes de la EEPROM y han fallado. Al intentar cargar los de defecto no se ha conseguido.

La memoria no volátil EEPROM se ha deteriorado y ya no es capaz de almacenar los ajustes. Es preciso reemplazarla.

82 – Fallo de Escritura a EEPROM (Cambio de ajustes)
Al intentar cargar los nuevos ajustes a la EEPROM ha fallado y no se han podido grabar.

La memoria no volátil EEPROM se ha deteriorado y ya no es capaz de almacenar los ajustes. Es preciso reemplazarla.

84 – Fallo del Sistema de Medida de la Tensión de Entrada
La medida de la tensión de entrada se realiza por dos caminos diferentes. Si los resultados difieren en un cierto valor indica que hay un error en un componente del sistema de medida.

85 – Fallo al Intentar Borrar el Ultimo Disparo en la EEPROM
Después de ordenar el borrado del último disparo en la EEPROM, se verifica si realmente se ha producido. Si no ha sido así, se produce este error.

La memoria no volátil EEPROM se ha deteriorado y ya no es capaz de borrarse. Es preciso reemplazarla.


4.4. Autochequeos y Rutinas de Error

Cuando el MFF detecta un fallo grave de alguno de sus componentes inmediatamente da una orden de error fatal y deshabilita los disparos. En este caso se deja al relé en un bucle de programa del que no puede salir hasta que se quite y se restablezca la tensión de alimentación o se apriete la tecla ENTER durante cinco segundos. Para indicarlo localmente apaga el LED de EN SERVICIO del frente del relé y en el display aparece el estado del relé. El error también se indica con el relé de alarma. Una vez pasados los cinco segundos con la tecla ENTER pulsada, se apagan los LEDs y los displays para indicar que ya se puede reinicializar el MFF. Si se mantiene el error volverá a dar la orden de error fatal.

Lo primero que hace el MFF una vez alimentado es un chequeo completo de la EPROM. Si hubiese un error pasaría a dar un error fatal.

Una vez el relé en funcionamiento se realizan chequeos parciales de la EPROM durante el tiempo que dejan libre las funciones de protección. Si alguno da error se
pasa a error fatal.

El MFF dispone de un WATCHDOG como sistema de vigilancia del programa.

Continuamente se comprueban las medidas de la tensión de entrada para asegurar que el circuito de entrada funciona correctamente.

5. CONSTRUCCION

5.1. Caja
La caja del MFF es de chapa de acero. Las dimensiones generales se muestran en la Figura 5.

La tapa frontal es de material plástico y se ajusta a la caja del relé haciendo presión sobre una junta de goma situada en toda la periferia del relé, lo que produce un cierre hermético que impide la entrada de polvo.

5.2. Uniones Eléctricas y Conexiones Internas

La unión de los cables exteriores se hace en el bloque de terminales montado en la parte posterior de la caja. Este bloque contiene 12 bornas a base de tornillo de 4mm de diámetro roscado.

Las conexiones se hacen a través de terminales engastados a presión.

5.3. Identificación
El modelo completo del relé se indica en la placa de características. La figura 6 representa la placa frontal del MFF.

5.4. Señalizaciones Externas

El MFF dispone de tres diodos luminiscentes (LEDs) en el frente del relé para señalizar las siguientes situaciones:

· EN SERVICIO : LED verde que indica que el relé está funcionando.

· FREC 1: LED rojo que indica que se ha producido el disparo de la unidad de ajuste 1.

· FREC 2: LED rojo que indica que se ha producido el disparo de la unidad de ajuste 2.


6. RECEPCION, MANEJO Y ALMACENAJE

Los relés se suministran al cliente dentro de un embalaje especial que lo protege debidamente durante el transporte, siempre que éste se haga en condiciones normales.

Inmediatamente después de recibir el relé, el cliente deberá comprobar si se presenta algún signo de que el relé haya sufrido deterioro durante el transporte. Si resulta evidente que el relé ha sido dañado por mal trato, deberá avisarse inmediatamente por escrito a la agencia de transportes, dando parte a fábrica del hecho.

Para desembalar el relé es necesario tomar las precauciones normales teniendo cuidado de no perder los tornillos que se suministran dentro de la caja.

Si el relé no va a ser instalado inmediatamente, es conveniente almacenarlo en su embalaje de origen en un lugar seco y libre de polvo.

Es importante comprobar que la inscripción de la placa de características coincide con los datos del pedido.


7. PRUEBAS DE RECEPCION

Con el MFF sin conectar se comprueban los contactos de los relés de alarma y disparo.

Alarma A6 - A8 Cerrado
Relé 1 A7- A8 Abierto
A9 - A8 Cerrado
Relé 2 A10 - A11 Abierto
A12 - A11 Cerrado


Alimentamos el MFF con una tensión continua (cuyo valor depende del modelo de MFF) entre A1 y A2. En el display debe aparecer el status del MFF (0.0.). Comprobar que el relé de alarma se ha abierto.

Por las bornas A4 y A5 se aplica una fuente de tensión de frecuencia variable. Programar el MFF con una tensión de inhibición del 60% de la tensión nominal y los ajustes 1 y 2 a 49.0 y 48.0 Hz respectivamente, con un tiempo de retraso cualquiera. Aplicar 110V con una frecuencia de 50 Hz. Bajar lentamente la frecuencia hasta pasar de 49.0. En este punto el MFF empieza a contar el tiempo de retraso y tarda en disparar este tiempo más 3 ó 4 ciclos.


Comprobar que se enciende el LED FREC 1 del frente del relé y que los contactos del relé 1 están de la forma:

Relé 1 A7- A8 Cerrado
A9 - A8 Abierto


Seguir bajando la frecuencia y comprobar que el relé 2 dispara a la frecuencia y tiempo programado, encendiendo el LED FREC 2 y dejando los contactos del relé 2 de la manera siguiente:

Relé 2 A10 - A11 Cerrado
A12 - A11 Abierto

Incrementar la frecuencia y comprobar que los disparos caen cuando deben.

Repetir lo anterior pero esta vez, no incrementar la frecuencia una vez disparados, sino bajar la amplitud de la tensión. Comprobar que los disparos caen aproximadamente al 60% de la tensión nominal. Si se incrementa la amplitud de la tensión volverá a disparar, esperando el tiempo de retraso, ya que al estar por debajo del nivel de la tensión de inhibición, se reinicializan los disparos.



8. INSTALACION

8.1. Introducción

El lugar donde se instale el relé debe ser limpio, seco, no debe haber polvo ni vibración y debe estar bien iluminado para facilitar la inspección y las pruebas. El relé debe montarse sobre una superficie vertical. La figura 5 representa el croquis de dimensiones y de taladrado.

Los esquemas de conexiones externas vienen reflejados en la figura 1.

8.2. Conexión a Tierra para Supresión de Sobretensiones

La toma A3 del relé debe conectarse a tierra para que los circuitos de supresión de perturbaciones incluidos en el relé funcionen correctamente. Esta conexión debe ser multifilar de 2.5 mm de sección y lo más corta posible para asegurar la máxima protección (preferiblemente 25 cm o menor).

8.3. Pruebas

Puesto que la mayor parte de los usuarios utilizan procedimientos diferentes en las pruebas de instalación, el apartado PRUEBAS DE RECEPCION incluye todas las pruebas necesarias que pueden realizarse como pruebas de instalación según el criterio del usuario.

Si por algún motivo no se hubieran realizado las pruebas específicas en el apartado PRUEBAS DE RECEPCION se recomienda que se realicen en el momento de la instalación.


9. PRUEBAS Y MANTENIMIENTO PERIODICO

Dado el papel primordial de los relés de protección en el funcionamiento de cualquier instalación se recomienda seguir un programa periódico de pruebas. Puesto que el intervalo que separa las pruebas periódicas varía habitualmente para diferentes tipos de relés, tipos de instalación, así como con la experiencia que tenga el usuario sobre pruebas periódicas, se recomienda que los puntos descritos en el apartados INSTALACION se comprueben a intervalos de 1 a 2 años.

En caso de que la temperatura y la humedad del lugar donde se opera difieran de los valores especificados, o si la atmósfera contiene gases químicamente activos o polvo, el relé debería inspeccionarse visualmente durante la prueba secundaria. En esta inspección visual deberá observarse lo siguiente:

- Signos de daños mecánicos en la caja del relé y terminales.
- Acumulación de polvo dentro de la caja del relé; quitar con aire comprimido.
- Signos de corrosión en los terminales, caja o interior del relé.


El relé deberá ser revisado si tiene funcionamiento defectuoso o si los valores de operación difieren de los especificados. Medidas menores pueden ser realizadas por el cliente pero cualquier reparación mayor que incluya electrónica deberá ser llevada a cabo por el fabricante. Por favor, contacte con el fabricante o su representante más cercano para mayor información respecto al control, revisión y recalibración del relé.

Los relés de protección contienen circuitos sensibles a descargas electroestáticas. Antes de retirar un módulo del relé, asegúrese de estar al mismo potencial que el módulo, por ejemplo, tocando la caja.

¡Nota!
Los relés de protección son instrumentos de medición y deberán manejarse con cuidado y protegerse contra humedad y esfuerzo mecánico, especialmente durante el transporte.