República Bolivariana de VenezuelaInstituto Universitario Politécnico

“Santiago Mariño”Extensión Maturín

Escuela de Ingeniería Eléctrica

Tutor: Autora:

Mariangela Pollonais Laura Brito C.I: 19.257.973

Maturín, Agosto del 2.014

PROTECCIONES

El objetivo de los sistemas de protección es remover del servicio lo más rápido posible cualquier equipo del sistema de potencia que comienza a operar en una forma anormal. El propósito, es también, limitar el daño causado a los equipos de potencia, y sacar de servicio el equipo en falta lo más rápido posible para mantener la integridad y estabilidad del sistema de potencia.

Dado que la estabilidad transitoria está relacionada con la habilidad que tiene el sistema de potencia para mantener el sincronismo cuando está sometido a grandes perturbaciones, el comportamiento satisfactorio de los sistemas de protección es importante para asegurar la estabilidad del mismo.

COMPONENTES Y FUNCIONES DE LAS PROTECCIONES

Los sistemas de protecciones eléctricas constituyen el equipo más importante que se incluye en una subestación, por lo tanto se debe conocer los Componentes de un sistema de protecciones.

1. Relés de protección.2. Transformadores de medida.3. Disyuntores de poder4. Circuitos de control

RELEES Y SU CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A SU CONSTRUCCIÓN, TIEMPOS DE OPERACIÓN, FUNCIÓN DENTRO DE LA SUBESTACIÓN

Es un dispositivo que consta de dos circuitos diferentes: un circuito electromagnético (electroimán) y un circuito de contactos, al cual aplicaremos el circuito que queremos controlar. En la siguiente figura se puede ver su simbología así como su constitución (rele de armadura).

Símbolo del relé de un circuito

Símbolo del relé de dos circuitos

Partes de un relé de armaduras

Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético. Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). Este atrae al inducido que fuerza a los contactos a tocarse. Cuando la corriente se desconecta vuelven a separarse.

Los símbolos que aparecen en las figuras poseen solo 1 y dos circuitos, pero existen relés con un mayor número de ellos.

ESTRUCTURA DE UN RELÉ

En general, podemos distinguir en el esquema general de un relé los siguientes bloques:

Circuito de entrada, control o excitación. Circuito de acoplamiento. Circuito de salida, carga o maniobra, constituido por:

- circuito excitador. - dispositivo conmutador de frecuencia. - protecciones.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Las características generales de cualquier relé son:

El aislamiento entre los terminales de entrada y de salida. Adaptación sencilla a la fuente de control. Posibilidad de soportar sobrecargas, tanto en el circuito de entrada como en el de

salida. Las dos posiciones de trabajo en los bornes de salida de un relé se caracterizan por:

- En estado abierto, alta impedancia. - En estado cerrado, baja impedancia.

Para los relés de estado sólido se pueden añadir:

Gran número de conmutaciones y larga vida útil. Conexión en el paso de tensión por cero, desconexión en el paso de intensidad por

cero. Ausencia de ruido mecánico de conmutación. Escasa potencia de mando, compatible con TTL y MOS. insensibilidad a las sacudidas y a los golpes.

Cerrado a las influencias exteriores por un recubrimiento plástico.

TIPOS DE RELÉS

Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de contactos,

de su intensidad admisible, del tipo de corriente de accionamiento, del tiempo de activación

y desactivación, entre otros. Cuando controlan grandes potencias se llaman contactares en

lugar de relés.

Relés electromecánicos

Relés de tipo armadura: pese a ser los más antiguos siguen siendo los más utilizados

en multitud de aplicaciones. Un electroimán provoca la basculación de una armadura al

ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA (normalmente

abierto) o NC (normalmente cerrado).

Relés de núcleo móvil: a diferencia del anterior modelo estos están formados por un

émbolo en lugar de una armadura. Debido a su mayor fuerza de atracción, se utiliza

un solenoide para cerrar sus contactos. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas

corrientes

Relé tipo reed o de lengüeta: están constituidos por una ampolla de vidrio, con

contactos en su interior, montados sobre delgadas láminas de metal. Estos contactos

conmutan por la excitación de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada

ampolla.

Relés polarizados o biestables: se componen de una pequeña armadura, solidaria a

un imán permanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimán,

mientras que el otro lleva una cabeza de contacto. Al excitar el electroimán, se mueve

la armadura y provoca el cierre de los contactos. Si se polariza al revés, el giro será en

sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito.

Relé de estado sólido

Se llama relé de estado sólido a un circuito híbrido, normalmente compuesto por un

optoacoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la

corriente de línea y un triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia. Su

nombre se debe a la similitud que presenta con un relé electromecánico; este dispositivo es

usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los contactos

del relé que en comparación con un relé convencional generaría un serio desgaste

mecánico, además de poder conmutar altos amperajes que en el caso del relé

electromecánico destruirían en poco tiempo los contactos. Estos relés permiten una

velocidad de conmutación muy superior a la de los relés electromecánicos.

Relé de corriente alterna

Cuando se excita la bobina de un relé con corriente alterna, el flujo magnético en

el circuito magnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia

doble, sobre los contactos. Es decir, los contactos de un relé conectado a la red, en algunos

lugares, como varios países de Europa y Latinoamérica oscilarán a 2 x 50 Hz y en otros,

como en Estados Unidos lo harán a 2 x 60 Hz. Este hecho se aprovecha en

algunos timbres y zumbadores, como un activador a distancia. En un relé de corriente

alterna se modifica la resonancia de los contactos para que no oscilen.

Relé de láminas

Este tipo de relé se utilizaba para discriminar distintas frecuencias. Consiste en

un electroimán excitado con la corriente alterna de entrada que atrae varias varillas

sintonizadas para resonar a sendas frecuencias de interés. La varilla que resuena acciona su

contacto, las demás no. Los relés de láminas se utilizaron en aeromodelismo y otros

sistemas de telecontrol.

PROTECCIÓN PRINCIPAL Y PROTECCIÓN DE RESPALDO DEFINICIÓN Y FUNCIONAMIENTO

Hay dos razones por la cual se deben instalar protecciones de respaldo en un sistema de potencia. La primera es para asegurar que en caso que la protección principal falle en despejar una falta, la protección de respaldo lo haga. La segunda es para proteger aquellas partes del sistema de potencia que la protección principal no protege, debido a la ubicación de sus transformadores de medida.

La necesidad de respaldo remoto, respaldo local o falla interruptor dependen de la consecuencia de esa falta para el sistema de potencia.

- Respaldo remoto: Las protecciones de respaldo remoto se ubican en las estaciones adyacentes o remotas.

- Respaldo local y falla interruptor: El respaldo local está ubicado en la misma estación.

El objetivo de las protecciones de respaldo es abrir todas las fuentes de alimentación a una falta no despejada en el sistema. Para realizar esto en forma eficiente las protecciones de respaldo deben:

- Reconocer la existencia de todas las faltas que ocurren dentro de su zona de protección.

- Detectar cualquier elemento en falla en la cadena de protecciones, incluyendo los interruptores.

- Iniciar el disparo de la mínima de cantidad de interruptores necesarios para eliminar la falta.

- Operar lo suficientemente rápido para mantener la estabilidad del sistema, prevenir que los equipos se dañen y mantener la continuidad del servicio.