REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD RAFAEL URDANETAFACULTA DE INGENIERAESCUELA DE ELCTRICA

EVALUACIN DE COORDINACIONES DE LOS RELS DE SOBRECORRIENTE ASOCIADOS A LOS TRANSFORMADORES DE LAS SUBESTACIONES DE LA COSTA OCCIDENTAL DEL LAGO

Anteproyecto de Trabajo Especial de Grado presentado ante la Universidad Rafael Urdaneta para optar el ttulo de:

INGENIERO ELECTRICISTA

Autores: Br. Daz Daz, Jamfel SalomnBr. Rivero Snchez, Jos LeonardoTutor: Ing. Nancy Mora de MorilloCo-tutor: Ing. Sanyer Marn

Maracaibo, noviembre de 2014IDENTIFICACIN DEL GRUPO INVESTIGADOR

Br. Jamfel S. Daz. D. Br. Jos L. Rivero S.C.I.: 24.604.450 C.I.: 21.186.030E-mail: jamfeldiaz@hotmail.com E-mail: jrivero21186@gmail.comTelfono Mvil: 0424-131-6296 Telfono mvil: 0414-666-3088N de asignaturas aprobadas: 57 N de asignaturas aprobadas: 56

TUTOR ACADMICO TUTOR INDUSTRIALNombre: Ing. Nancy N. Mora M. Nombre: Ing. Sanyer MarnC.I.: 4.062.002 C.I.: 13.628.171E-mail: nmoramori@hotmail.com E-mail: sanyermarin@gmail.comNmero telefnico: 0414-6300462 Nmero telefnico: 0426-5678528Institucin: URU Institucin: CORPOELECCargo: Docente Activo Profesin: Ing. Electricista

1. Planteamiento del problema

A partir del descubrimiento de la energa elctrica y su posible utilizacin comercial por parte del hombre, la cual ha jugado un papel importante en el desarrollo de la humanidad. En la actualidad la electricidad es una de las principales fuentes de energa que mueve al mundo.

Un sistema de potencia es una red formada por unidades cuya funcin es generar, transmitir y distribuir energa elctrica hacia los consumidores o usuarios bajo ciertas condiciones y requerimientos. Un sistema de suministro y transporte de energa elctrica debe cumplir con una serie de requisitos indispensables para presentar un servicio con altos niveles de eficiencia y calidad. Por lo que, es necesario mantener una confiabilidad y continuidad por parte del sistema para garantizar un servicio elctrico eficaz para todos los sectores de nuestra sociedad.

As mismo, dentro del sistema elctrico puede ocurrir una serie de eventos o anormalidades capaces de alterar las condiciones operativas de funcionamiento de dicho sistema, stas pueden ser: sobrecargas, sobretensiones, sobrecorrientes, corto circuitos, entre otros, ocasionando as perturbaciones a los usuarios o suscriptores, lo que deteriora la calidad y eficiencia del servicio.

Ante la presencia de estas eventualidades, es de vital importancia prevenir cualquiera de estas perturbaciones mediante la instalacin de equipos selectivos, novedosos y de mnimo mantenimiento con la finalidad de garantizar un nivel aceptable de confiabilidad y continuidad hacia los usuarios as como prever cualquier posible efecto que las perturbaciones puedan ocasionar al sistema y aislarlas del resto del sistema, centrando as la interrupcin en una zona especfica de ste.

Estos equipos capaces de realizar dichas maniobras reciben el nombre de dispositivos de proteccin que en conjunto con los transformadores de instrumento y los interruptores se denomina sistema de proteccin. La funcin del sistema de proteccin es remover una falla del servicio en forma eficiente o cualquier componente del sistema de potencia que comienza a operar fuera de los valores establecidos o de forma anormal. As mismo, minimiza el dao causado a los equipos lo ms rpido posible para mantener tanto la integridad fsica del equipo as como la estabilidad del sistema de potencia.

Un sistema de proteccin consta de equipos de medicin tales como transformadores de corriente y transformadores de potencial, quienes tienen como funcin disminuir los valores de corriente y voltaje a niveles aptos donde los equipos de deteccin puedan operar. Los equipos de deteccin son los rels, stos monitorean las condiciones de trabajo del sistema de potencia y envan seales u rdenes a los equipos de interrupcin y despeje para aislar la falla o perturbacin ocurrida en la red. Por otra parte, existe un dispositivo de proteccin llamado fusible, el cual no es gobernado por ningn componente externo de deteccin para realizar una interrupcin, constituido de un filamento interno que se funde cuando es atravesado por un flujo de corriente superior al que es capaz de soportar.

Los rels, tambin dispositivos de monitoreo, deben estar ajustados y coordinados para poder detectar las ms mnimas condiciones anormales o de falla del sistema, garantizando as una intervencin efectiva de los equipos de despeje y evitar el dao a los equipos del sistema de potencia. El ajuste y coordinacin de protecciones asociadas a los elementos del sistema de potencia como lo son: transformadores, lneas de transmisin, entre otros, debe establecerse de forma precisa y con un margen de error absolutamente mnimo, es decir, que cumplan el criterio de selectividad.

Resulta oportuno mencionar que, en Venezuela se maneja varios sistemas elctricos interconectados administrados por la empresa CORPOELEC (Corporacin Elctrica Nacional) antes ENELVEN, ENELBAR, CADAFE, ELEVAL, EDELCA, ENELCO y La Electricidad de Caracas. Anteriormente las empresas ENELVEN (Energa Elctrica de Venezuela) y ENELCO (Energa Elctrica de la Costa Oriental) eran las encargadas de controlar el funcionamiento de las plantas de generacin y subestaciones que se encuentran en el estado Zulia, siendo ENELVEN especficamente la empresa que controlaba la Zona de la Costa Occidental.

En la red elctrica de la Costa Occidental del Lago se ha evidenciado una serie de eventualidades no deseadas, que pudiesen estar vinculadas con la poca selectividad y ajustes incorrectos en la sensibilidad de los dispositivos de proteccin, lo que ha trado como consecuencia que corrientes de falla no sean detectadas ni despejadas debidamente, as como tambin, operaciones inconclusas en los rels de proteccin durante condiciones anormales de operacin, particularmente en eventos caracterizados por cambios significativos que introducen inestabilidades transitorias en la red, stas se define como la presencia de fluctuaciones o variaciones elctricas del sistema durante periodos cortos debido a perturbaciones.

La instalacin de nuevas lneas, cargas, entre otros, gener cambios fsicos a la red, lo que trajo como conjeturas que los ajustes de los equipos de proteccin no estn actualizados debidamente y esto podra estar trayendo como consecuencia el despeje de fallas de manera no selectiva debido al aumento de corriente en el sistema. Es evidente entonces, la actualizacin en los ajustes de las coordinaciones entre los dispositivos de proteccin contra sobrecorriente mediante simulaciones con el software DIGSILENT POWER FACTORY, lo que permitir generar una propuesta a la problemtica detectada.

1. Formulacin del problema

El sistema de proteccin contra sobrecorriente asociado a los transformadores de las subestaciones de la zona de la Costa Occidental del Lago del estado Zulia est operando de forma selectiva ante anormalidades simuladas con el programa DIGSILENT POWER FACTORY?

1. Objetivos

2. Objetivo General

Evaluar el comportamiento dinmico de los dispositivos y equipos de proteccin de sobrecorriente asociados a los transformadores de las subestaciones de la zona de la Costa Occidental del Lago en el sistema elctrico del Zulia, mediante simulaciones, ante diferentes anormalidades operativas, utilizando el software de simulacin DIGSILENT POWER FACTORY.

2. Objetivos especficos

Recopilar informacin tcnica de los elementos de la red actual de la Costa Occidental del Lago as como los ajustes de los dispositivos de proteccin. Modelar la red de la Costa Occidental del Lago con el software de simulacin DIGSILENT POWER FACTORY. Realizar simulaciones dinmicas al comportamiento de la red de la Costa Occidental del Lago bajo condiciones de falla, identificando los dispositivos de proteccin cuyo comportamiento no sea selectivo. Construir una propuesta tcnica para mejorar las coordinaciones de rels de sobrecorriente asociados a los transformadores de las subestaciones de la Costa Oriental del Lago.

1. Justificacin e importancia

Este trabajo se justifica debido a que proporcionar informacin tcnica a la empresa referida a los elementos y equipos de proteccin que no cumplan con los criterios de selectividad bajo condiciones anormales de operacin, con el fin de brindar una mayor confiabilidad ante cualquier evento en el sistema de protecciones y los equipos asociados. Esta informacin servir como garanta para justificar las futuras modificaciones, ajustes del sistema de proteccin y para mejorar la calidad del servicio en la zona de la Costa Occidental del Lago.

En caso de implementarse los nuevos ajustes requeridos, se tendra un sistema elctrico con servicio continuo y de calidad, dando un aporte social que garantizar un alto nivel de satisfaccin a la comunidad o suscriptores, influyendo positivamente en la imagen de la empresa, repercutiendo as un beneficio econmico en el aspecto de la recaudacin de fondos en esta zona, aumentando la rentabilidad de la empresa.

Es importante la realizacin de este Trabajo especial de grado debido a que ampliar el conocimiento acadmico de los autores, especficamente en lo relativo a sistemas de proteccin de sobrecorriente asociados a transformadores de potencia, rea de significativa relevancia en el campo de la Ingeniera Elctrica.

5. Delimitacin

5.1. Delimitacin espacial.

El estudio ser realizado en la Gerencia de Protecciones y Anlisis (GPA) del Centro de Transmisin Occidente de CORPOELEC, ubicada en el Sector Altos de la Venega, Av. Don Manuel Belloso, especficamente en el centro de control Caujarito, Maracaibo Estado Zulia.

El alcance abarca la actualizacin de los dispositivos de proteccin contra sobrecorriente instalados en los transformadores de las subestaciones pertenecientes a la zona de la costa occidental del lago.

5.2. Delimitacin temporal

El estudio ser realizado en un tiempo de seis (6) meses, a partir de la aprobacin del anteproyecto por parte de la Universidad Rafael Urdaneta.

5.3.Delimitacin Cientfica.

El estudio ser realizado en el mbito de la Ingeniera Elctrica, orientado hacia el rea de Potencia, especficamente las sub-reas de Sistemas de Potencia y Sistemas de Proteccin, dentro de la lnea de investigacin: comportamiento dinmico de sistemas de proteccin.

1. Descripcin de la empresa

CORPOELEC (Corporacin Elctrica Nacional) es una Sociedad Annima Gubernamental encargada del sector elctrico de la Repblica Bolivariana de Venezuela. Forma parte del Ministerio del Poder Popular de la Energa Elctrica. Originalmente estaba dividida en empresas regionales unificadas, posteriormente, a partir de la entrada en vigencia del Decreto-Ley N5.330.

Esta corporacin fue creada por el Ejecutivo Nacional, el 31 de julio de 2007, en el marco de la reorganizacin del sector elctrico nacional, con la finalidad de mejorar la calidad del servicio en todo el pas, maximizar la eficiencia en el uso de las fuentes primarias de produccin de energa, la operacin del sistema y redistribuir las cargas y funciones de las actuales operadoras del sector.

El Parque de Generacin de CORPOELEC asciende a unos 24.000 MW de capacidad instalada, de los cuales el 62%, se encuentran conformado por complejos hidroelctricos situados en la regin de Guayana. El otro 35% de la generacin de electricidad lo proporcionan plantas termoelctricas y casi un 3% est formado por generacin distribuida conformado por grupos electrgenos.

El Proceso de Transmisin de CORPOELEC posee un total de 18.000 kms en lneas extendidas de red elctrica de 400, 230 y 115 KV., 180 Subestaciones y una capacidad de transformacin mayor a los 24.000 MVA.

El Proceso de Distribucin de la Energa Elctrica generada y transmitida por CORPOELEC es posible a que posee 572 subestaciones con una capacidad de transformacin de 9.200 MVA y una red de distribucin de 88.000 kms de longitud.En el Proceso de Comercializacin, CORPOELEC ofrece a sus usuarios diferentes formas de atencin tales como Oficinas Comerciales, Atencin Telefnica y Oficinas Virtuales, con el fin de ofrecer comodidad y bienestar a sus usuarios.

La estructura de la empresa actualmente se basa en las siguientes reas organizativas: Asuntos Jurdicos, Proteccin Integral, Gestin Humana, Relaciones Institucionales, Finanzas y Servicios, Telecomunicaciones y Tecnologas de Informacin, Comercial, Generacin, Operacin, Ingeniera y Desarrollo de Transmisin, Transmisin y Distribucin.

CORPOELEC tiene como objetivos fundamentales prestar un servicio econmico con calidad, incluyente y en armona con el medio ambiente; incrementar ventas, cobranzas y promover el uso eficiente de la energa; lograr el equilibrio econmico; satisfacer las necesidades y expectativas de los usuarios y comunidad; mantener un personal competente comprometido con la Corporacin Elctrica y con el bienestar del Pueblo.

Filosofa de gestin de CORPOELEC

Visin

Ser una Corporacin con tica y carcter socialista, modelo en la prestacin de servicio pblico, garante del suministro de energa elctrica con eficiencia, confiabilidad y sostenibilidad financiera. Con un talento humano capacitado, que promueve la participacin de las comunidades organizadas en la gestin de la Corporacin, en concordancia con las polticas del Estado para apalancar el desarrollo y el progreso del pas, asegurando con ello calidad de vida para todo el pueblo venezolano.

Misin

Desarrollar, proporcionar y garantizar un servicio elctrico de calidad, eficiente, confiable, con sentido social y sostenibilidad en todo el territorio nacional, a travs de la utilizacin de tecnologa de vanguardia en la ejecucin de los procesos de generacin, transmisin, distribucin y comercializacin del sistema elctrico nacional, integrando a la comunidad organizada, proveedores y trabajadores calificados, motivados y comprometidos con valores ticos socialistas, para contribuir con el desarrollo poltico, social y econmico del pas.

1. Valores corporativos1. tica Socialista1. Responsabilidad1. Autocrtica1. Respeto1. Honestidad1. Eficiencia1. Compromiso

Estructura organizativa

En la figura 1 se aprecia la estructura organizativa de la Gerencia de Protecciones y Anlisis (GPA) del Centro de Transmisin Occidente de CORPOELEC.

Figura 1. Estructura Organizativa de la Gerencia de Protecciones y Anlisis del Centro de Transmisin Occidente