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Proteccin de Sistemas de Distribucin
YOFR JCOME
1
mailto:[email protected]:[email protected]7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
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Capitulo 1
Introduccin y filosofa de lossistemas de proteccin
2
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Revisin de sistemas de potencia
Sistema de Potencia : Punto de vista Tradicional3
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Revisin de sistemas de potencia
Sistema de Potencia : Punto de vista moderno 4
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Revisin de sistemas de potencia
Sistema elctrico interconectadoNacional (SEIN)- Predominantemente Radial- Esta dividido en tres regionesrea Norterea Centro
rea Sur
5
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Revisin de sistemas de potencia
Sistema elctrico interconectadoNacional- Mxima demanda (5790 MW)- Generacin Hidrulica, gas, diesel,
carbn, Elica, Solar
Por su caracterstica:- Congestin- Oscilaciones de potencia- Sobretensiones- Resonancia a frecuencia industrial
- Etc
6
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Porque Proteger un Sistema de Potencia?
LA PROTECCION ES INSTALADA PARA:Detectar la ocurrencia de una falla y aislar el equipo fallado
Por lo que: Se limita el dao al equipo fallado La interrupcin de cargas adyacentes es minimizada, los daos en
los equipos no fallados es minimizado
PROTECCION = SEGURO CONTRA DAOS DE FUTURAS FALLAS
Todos los sistemas de potencia experimentan fallas
7
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Porque Proteger?
RIESGOS
DAO DEL EQUIPO FALLADO-Excesivo flujo de corriente (rotura de conductores, etc)
-Daos en bobinados-Arcos que deterioran el aislamiento-Riesgo de explosin
DAO AL EQUIPOS ADYACENTES-Perdida de carga (Cargas Mineras)
-Deterioro de equipos
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Porque Proteger?
RIESGOS
DAO A LAS PERSONAS-Tensiones de Toque y Paso
-Arc Flash-Contacto elctrico directo-etc
DAO AL SISTEMA-Mala calidad de energa
-Perdidas de sincronismo-BlackOuts (Apagones)
OSCI LOGRAFA EN LNEA L1 4
S.E. CHIMBOTE 1
f = 3.2 Hz
f = 2.1 Hz (modo local de oscilacin)
(modo inestable de oscilacin)
f = 1.33 Hz (modo local de oscilacin)
OSCI LOGRAFA EN LNEA L1 4
S.E. CHIMBOTE 1
f = 3.2 Hz
f = 2.1 Hz (modo local de oscilacin)
(modo inestable de oscilacin)
f = 1.33 Hz (modo local de oscilacin)
9
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Porque Proteger?
EN RESUMEN
LA PROTECCION DEBE-Detectar fallas y condiciones de operacin anormales
-Aislar el equipo fallado
Adems-Limitar el dao causado por la energa de la falla-Limitar el efecto en el resto del sistema
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Causas y tipos de fallas
Descargas atmosfricasSon la causa mas comn en laSierra y Selva del Per
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Lo que no se debe hacer
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Causas y tipos de fallas
Vientos (Paracas) Hielo y nieve Objetos voladores ( Cometas,
instaladores de cable)
Contaminacin de aisladores Animales (Aves, ratas, etc) Error Humano rboles Edad de aislamiento
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Causas y tipos de fallas
Excavaciones Sobrecarga Deterioro del aislante Edad
Fallas en cables de potencia
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Causas y tipos de fallas
Descargas Atmosfricas rboles
Contaminacin
Lneas de transmisin
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Causas y tipos de fallas
Dao mecnico Cargas desbalanceadas
etc
Generadores y Motores
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Causas y tipos de fallas
Deterioro de aislamiento Sobrecargas
Fallas por el sistema etc
Transformadores de Potencia
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Causas y tipos de fallas
Falla MonofsicaPeligrosa para personas
TIPOS DE FALLAS
Falla Bifsica a tierraPeligrosa para personas
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Causas y tipos de fallas
Falla Bifsica
TIPOS DE FALLAS
Falla TrifsicaPeligrosa para el Sistema
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Causas y tipos de fallas
TIPOS DE FALLAS
Cross Country fault
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Causas y tipos de fallas
Tensiones y corriente durante la fallat/s
-0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
L232IR/kA
-1,0
-0,5
0,0
0,5
t/s-0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
L232IS/kA
-1,0
-0,5
0,0
0,5
t/s-0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
L232IT/kA
-1,0
-0,5
0,0
0,5
t/s-0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
L232IN/kA
-1,0
-0,5
0,0
0,5
t/s-0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
L232VR/KV
-200
-100
0
100
t/s-0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
L232VS/KV
-200
-100
0
100
t/s-0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
L232VT/KV
-200
-100
0
100
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Aspectos del sistema de proteccin
FIABILIDAD
VELOCIDAD
SELECTIVIDAD
SIMPLICIDAD
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Aspectos del sistema de proteccin
FIABILIDADSeguridad Confiabilidad
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Aspectos del sistema de proteccin
FiabilidadSeguridad Confiabilidad
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Aspectos del sistema de proteccin
Fiabilidad
Confiabilidad
- La proteccin debeoperar cuand o sea requ er idade operar
- Si no opera la fal la puede ser extremadamentedaina
- Si las fal las son raras: L a proteccin debe operar
an despus de aos de inac t iv id ad- Se mejora con el uso de respaldos dup l icacin
de p rotecc iones
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Aspectos del sistema de proteccin
Fiabilidad
Seguridad
- La proteccin no debeoperar cuando n o searequer ida ejm :
-Fal las en otras p artes d el sistema-Osci laciones de potencia estables
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Aspectos del sistema de proteccin
VELOCIDAD
Cada milisegundo importa
27
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Aspectos del sistema de proteccin
VELOCIDAD
PROTECCION RAPIDA (> 100ms)
- Minimiza el dao Peligro
PROTECCION ULTRA RAPIDA (< 100ms)- Minimiza la inestabilidad del sistema- Es contraria a la selectividad y confiabilidad
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Aspectos del sistema de proteccin
VELOCIDAD
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Aspectos del sistema de proteccin
La proteccin es arte y ciencia
Confiabilidad
Selectividad Velocidad
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Zonas de Proteccin Dnde es la falla?
El sistema de potencia se divide en zonas deproteccin
La proteccin debe aislar la zona fallada elequipo fallado (selectividad)
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Zonas de Proteccin Dnde es la falla?
Proteccin de lnea
Proteccin de barra
Proteccin de barra
Proteccin de
Generador
Proteccin de Motor
Proteccin de
Generador y transformador
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Zonas de Proteccin Dnde es la falla?Traslapes de Zonas de proteccin
Zona deProteccion B
Zona deProteccion A
A los rels dela Zona B
A los rels de
la Zona A
52 Zona deProteccion B
Zona de
Proteccion A
A los rels de la
Zona B
A los rels dela Zona A
52
33
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Zonas de Proteccin Dnde es la falla?
En que fase fue la falla?- Discriminacin de fase
La proteccin debe detectar la fase fallada
correctamenteImportante para aplicaciones de disparomonofsico y recierre monofsico
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Costo
- El costo del sistema de proteccin esequivalente a una pliza de seguro contra daosa los equipos, perdida de suministro y calidaddel suministro.
- Un costo aceptable se basa en un balance entrela economa y factores tcnicos. El costo debeser balanceado contra el costo de potencialesdaos
- Siempre hay un limite econmicoMINIMO COSTO: debe asegurar la falla en el equipos debe ser aislado
por su proteccin
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Costo
Qu costos se debe tomar en cuenta?
- Rels, paneles, cableado- Estudios de coordinacin
- Pruebas y puesta en servicio- TCs y TTs- Costos de Mantenimiento y reparacin- Costos de reparacin ( si falla durante su
funcionamiento)
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Costo
SISTEMAS DE DISTRIBUCION- Gran numero de puntos de distribucin, transformadores,
alimentadores- Economa > Aspectos tcnicos- Protecciones mnimas- Menos veloces que en sistemas de transmisin- Proteccin de respaldo simple- Aunque es importante, las consecuencias de una mala
operacin o falla de operacin es menos seria que en unsistema de transmisin
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Costo
SISTEMAS DE TRANSMISION Y GENERACION
- Consideraciones tcnicas > Econmicas- La economa no puede ser ignorada es de importancia
secundaria- Altos costos de la proteccin se justifica por altos costos
de equipamiento- Se deben considerar la calidad de suministro- Se deben usar respaldo para mayor confiabilidad- Se debe usar disparos monofsicos y recierres para
mantener la estabilidad del sistema
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COSTO: Reles numericos
39
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TIPOS DE PROTECCION
FUSIBLESUsados en redes de bajo voltaje, alimentadores y transformadoresde distribucin, TTs, servicios auxiliares.
EQUIPOS DE ACTUACION DIRECTAReclosers, etc.
SOBRECORRIENTE DE FASES Y TIERRAUsado en todos los sistemas de potenciaPueden ser direccionales no direccionalesPuede depender de la tensin
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TIPOS DE PROTECCION
DIFERENCIALLneas de transmisin, barras, transformadores de potencia,generadores, etc.- Alta impedancia- Baja impedancia- Por hilo piloto
- Digitales, etc
DISTANCIALneas de Transmisin y subtransmisin, alimentadoresComo respaldo de transformadores y generadores
COMPARACION DE FASE Y COMPARACIONDIRECCIONALLneas de transmisin
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TIPOS DE PROTECCION
OTROS
Mnima frecuencia,SobrefrecuenciaMnima tensinSobretensin
SobrecargaRel de recierreControl de tomas bajo cargaRels de disparo (86) y rels auxiliaresEtc
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CLASES DE PROTECCION
PROTECCIONES SISTEMICAS- Esquemas de rechazo de Carga- Esquemas de rechazo de generacin- Fasores sincronizados
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CLASES DE PROTECCION
PROTECCIONES SISTEMICAS- AGR (Esquema de rechazo de generacin)
G
G
G
G
SEIN
CHICLAYO
GUADALUPE
TRUJILLO
L-215 L-213
PARAMONGA
TINGO MARIA
CARHUAQUERO
CANON DEL PATO
AGUAYTIA
VIZCARRA
MALACAS
HUANUCO
L-121
L-253
L-234
G
G
G
G
SEIN
CHICLAYO
GUADALUPE
TRUJILLO
L-215 L-213
PARAMONGA
TINGO MARIA
CARHUAQUERO
CANON DEL PATO
AGUAYTIA
VIZCARRA
MALACAS
HUANUCO
L-121
L-253
L-234
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CLASES DE PROTECCION
PROTECCIONES SISTEMICAS- FASORES SINCRONIZADOS
45
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CLASES DE PROTECCION
PROTECCIONES SISTEMICAS- FASORES SINCRONIZADOS
46
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Consideraciones importantes
TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Y TENSION
- Son parte esencial del esquema de proteccin, reducen lascorrientes y voltios primarios a niveles bajos adecuados paralos rels de proteccin.
- Estos deben ser especificados para mantener los requerimiento
de los equipos de proteccin- La correcta conexin de los TCs y TTs es importante para losrels de proteccin (direccional, distancia, comparacin,diferencial)
- Los transformadores de tensin pueden ser capacitivos inductivos
- En Alta tensin se necesita TTs en las barras (sincronismo, etc)
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Consideraciones importantes
TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Y TENSION
- Nunca abrir un circuito secundario de un TC, por lo que nuncase deben usar fusibles en los circuitos de corriente
- Los secundarios de los transformadores de tensin debenprotegerse con fusibles MCB
- Se deben usar borneras de pruebas (para ambos TC y TT),permite realizar pruebas a los rels- Aterrar los circuitos secundarios de los TTs y CTs
48
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Consideraciones importantes
SERVICIOS AUXILIARES
- Son requeridos para los circuitos de apertura y cierre de losinterruptores
- En Baja tensin y media tensin existen servicios auxiliares de
CA.- En alta tensin los servicios auxiliares son en CC.- La corriente continua en Servicios auxiliares es mas confiable
que la alterna ( 2 bancos de Bateras, 2 rectificadores).- Los circuitos de CC son inmunes a los efectos en alta tensin
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Consideraciones importantes
CONTACTOS DE SALIDA
NO: Normalmente abiertos (cerrados cuando estn energizados)NC: Normalmente cerrados (cerrados cuando estn
desenergizados)
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CODIGOS ANSI
21: Rel de distancia
25: Rel de sincronismo27: Rel de mnima tensin30: anunciador32: Rel direccional de potencia37: Mnima potencia y mnima corriente46: rel de secuencia negativa
49: rel trmico50: Rel de sobrecorriente instantaneo51: Rel de sobrecorriente temporizado50/51N : Rel de sobrecorriente de tierra (inst, temp)50BF: Rel de falla interruptor52: Interruptor59: Sobretensin60: rel de balance de tensin y corriente
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CODIGOS ANSI
64: Rel de falla a tierra (Tensin homopolar)
67/67N: Rel direccional de fases/tierra79: Rel de recierre81: Rel de frecuencia85: Rel de envo y recepcin86: Rel de bloqueo y disparo87: Rel diferencial
87T: Diferencial de transformador87B: Diferencial de barra87G: Diferencial de generador87L: Diferencial de lnea
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
INTERRUPTOR TRANSDUCTOR (TC TT)
RELEFUENTE DC (BATERIA)
Transductor : Transforma la corriente tensin de niveles valores primarios a secundarios.Rel : Encargado de procesar la informacin del tranductor y determinar una condicin de falla anormalInterruptor: Encargado de aislar el circuito falladoFuente DC: Alimentacin del rel y circuitos de mando del interruptor
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
LOS INTERRUPTORES:
definicin
Un Interruptor es definido en estndar ANSIcomo un equipo de maniobra mecnico,capaz de conducir interrumpir corrientesbajo condiciones normales. Tambin capazde conducir interrumpir corrientes bajocondiciones anormales especificas comocortocircuitos.
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
LOS INTERRUPTORES:
Requerimientos Generales
-Debe ser un conductor perfecto cuando esta cerrado-Debe ser un aislante perfecto cuando esta abierto-Debe ser rpido al cierre-Debe ser rpido a la apertura
Requerimientos desde el punto de vista de proteccin
-Debe se capaz de interrumpir grandes corrientes.
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
LOS INTERRUPTORES:
Clasificacin (por el medio de extincin del arco)
-Aire-Aceite-SF6-Vaco
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
LOS INTERRUPTORES:
Clasificacin (por el medio de extincin del arco)
-Aire-Aceite-SF6-Vaco
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
LOS INTERRUPTORES:
Clasificacin (por el medio de extincin del arco)
-Aire-Aceite-SF6-Vaco
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
LOS INTERRUPTORES:
Clasificacin (por el medio de extincin del arco)
-Aire-Aceite-SF6-Vaco
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
LOS INTERRUPTORES:
Clasificacin de los interruptores de HV
TANQUE VIVO
TANQUE MUERTO
60
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSION
La funcin de los transformadores de tensin y corriente esllevar los valores de alta tensin (PRIMARIOS) a niveles bajotensin (SECUNDARIOS).
Por el tamao de los equipos de proteccin y medida (1A,100V)
Estandarizados para fcil intercambio de los mismos
CTs (5 y 1 Amperio)VTs (100 V, 110V, 120V fase-fase)
61
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE
En general un transformador de corriente para proteccin es determinado porla siguiente informacin
Relacin de transformacin: Iprimario/Isecundario Ejm. 600/1, 400/1, 600/5
Burden o Potencia Nominal: Potencia definida por el CT en el lado secundarioa una corriente definida y carga definida(burden) Ejm: 30VA
Clase de Presicin: 5P 10P
Factor limite de precisin: Es un multiplo del ratio de corriente, sin componenteDC, que puede ser transformada por el CT con la clase de precisin definida,si la carga conectada es la carga definida (burden)Con grandes corrientes el CT se satura y distorsiona la corriente secundaria.
62
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE
CLASE DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE
- Comportamiento en estado estacionario IEC44-1De acuerdo al estandar IEC44-1, la designacin de los CTs parapropositos de proteccin empiezan con el maximo errr combinado (5 10%) a la corriente de cortocircuito limite, luego la letra P (Paraproteccin) y finalmente el factor limite de precisin (FLP).
Dos clases de precisin son definidas
Clase dePresicin
Error de corrientea la corriente IN Error de angulo
a la corriente IN
Error combinadoFLP*IN
5P 1% 60 minutos 5%
10P 3% 10%
63
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE
El factor limite de precisin(FLP AFL) del CT solo aplica cuando la carga
nominal del CT es conectada
Ejm: Un transformador de corriente de
600/1
30VA
5P20
Significa que el error sera de 5% cuando la corriente sea 20 veces la
corriente nominal y la carga conectada sea carga nominal (20VA)
64
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
TRANSFORMADOR DE TENSION
TRANSFORMADORES INDUCTIVOS
- Son mas precisos- Son mas caros- Son similares a un transformador de
potencia
TRANSFORMADORES CAPACITIVOS
- Son mas comunes en HV- Son menos precisos
65
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
El transformador de tensin inductivo no tiene errores significativos enestado estacionario o transitorio
- El transformador de tensin capacitivo no tiene errores significativos enestado estacionario cuando la inductancia es sintonizada con (C1 + C2)
- Sin embargo la sintonia no puede ser mantenida bajo condicionestransitorias, y los errores transitorios del CVT tienen que serconsiderados en proteccin
TRANSFORMADOR DE TENSION
66
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
EL RELE
67
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
NATURALEZA DE LOS RELES DE PROTECCION
- Detecta condiciones anormales en el Sistema de Potencia
- Inicia acciones correctivas- El tiempo de Respuesta es en milisegundos
- No requiere intervencin de un operador
68
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
DISEO DE RELES
El propsito de los rels de proteccin es detectar fallas condiciones deoperacin anormales
- Nivel
- Magnitud
- Diferencial
- Angulo de Fase
- Impedancia (Distancia)
- Hilo Piloto
- Armnicos y Frecuencia
69
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PROTECCION
CONSIDERACIONES DE RELES
Proteccin Primaria y de Respaldo:
Proteccin Primaria DuplicadaRespaldo Remoto y Local
Para una falla F en la lnea AB
R1, R5 : Rels primariosR2 : Rel Primario Duplicado
R3 : Rel de Respaldo LocalR4, R9, R10 : Rels de Respaldo Remoto
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Capitulo 2
Componentes Simtricas
71
Fallas en Sistemas de Potencia
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72/201
Fallas en Sistemas de Potencia
Fallas Trifsicas
Fallas Bifsicas
Fallas a tierra
Conductor Roto
72
Cortocircuitos
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
73/201
Cortocircuitos
Alta Corriente
Dao Mecnico
Dao Trmico
Otros Problemas (Huecos deTensin, y afectan la estabilidad)
73
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
74/201
Cortocircuitos Tipicos
Monofsico
a tierra
Bifsico a tierra
Trifsico
74
Porque calcular la corriente de falla?
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
75/201
Porque calcular la corriente de falla?
Mxima Corriente de Falla
Diseo del Interruptor
Coordinacin de proteccin
75
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
76/201
Cortocircuito Trifsico
ZS
+Ea
+Eb
+Ec
Ia
Ib
Ic
-
-
-
Terminal
ZS
ZS
ZmZm
Zm
Ze
CortocircuitoTrifsico
76
f
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
77/201
Cortocircuito Trifsico
77
f
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
78/201
Modelo Simplificado
FalladeCorriente
Z
EI
IZE
R jX
CortocircuitoIE
78
d ll d
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
79/201
Corriente de Fase Fallada
)120(II
)120(II
III
c
b
a
79
Cortocircuito en un Sistema Trifsico
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
80/201
Cortocircuito en un Sistema Trifsico
Barra B3
80
Ci i h i i l
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
81/201
Circuito Thevenin Equivalente
ZTH=RTH+jXTH
CortoCircuitoIETH
Barra B3
FalladeCorrienteTH
TH
Z
EI
81
Falla Trifsica
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
82/201
Falla Trifsicacon Resistencia
R jX
IE
R jX
IE
Rf
Rf
Z
EI
fRZ
EI
82
F ll Li R di l
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
83/201
Falla en una Linea Radial
FallaTrifsica
ZS
ES
SS R
d
L
mZL
I
LSLs ZmZ
EZ)L/d(Z
EI
83
Fallas en sistemas anillados
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
84/201
Fallas en sistemas anillados
S R
(1-m)ZL
ZS ZR
ES
mZL
ER
Rf
S R
I
FallaTrifsica
84
Corriente y Voltaje Terminales
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
85/201
Corriente y Voltaje TerminalesFalla Trifsica
Va
VbVc
Normal Operation
Ib
Ia
Ic
Operacin Normal
Va
VbVc
3PH FaultIb
Ia
Ic
Falla 3Ph
85
Analisis Transitorio
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
86/201
Analisis Transitorio
R
dt
diLRitVm sin
jX
iVmsin(t+)
86
Corriente de Falla
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
87/201
Corriente de Falla
2222 LRXRZ
R
L arctan
tLR
mm eZ
Vt
Z
Vti
sinsin
Donde:
87
Corriente de Falla
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
88/201
Corriente de Falla
Corriente Resultante I(t)ComponenteTransitoria
)sin()LR(
V2
1222
m
)(
Componente Estacionaria
I
t
88
Cortocircuito en Terminales de un
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
89/201
Cortocircuito en Terminales de un
Generador Sincrono
La corriente transitoria tiene masde una constante de tiempo y masde una frecuencia.
i
89
Corriente de Falla Simetrica en el Estator
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
90/201
90
Corriente de falla en el estator
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
91/201
Maquina Sincrona
"
dI2
'
d
I2
"
d
'
d
"
d te
IItat
'
dd
'
d te
IItat
Tiempo
I
"
dt0 '
dt
dI
91
Corriente de falla en el estator
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
92/201
Maquina Sincrona
dd
'd
'd
"
d
"
XEI
XEIXEI
Componente Subtransitoria
Componente Transitoria
Componente Sincrona
92
Contribuciones Tipicas a una Falla
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
93/201
Sistema
Generador
Motor Sincrono
CorrienteTotal
Motor deInduccion
93
Que ocurre si la falla no es trifsica?
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
94/201
94
Monofsicoa tierra
Bifsico a tierra
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
95/201
Charles Fortescue (1918) Componentes Simtricas
DefinicinConjunto de fasores que tienen igual magnitud, pero estndesfasados 120
ObjetivoDescomponer un conjunto de tres fasores asimtricos en:-Un conjunto asimtrico de 3 fasores pero iguales en magnitud-Dos Conjuntos simtricos de 3 fasores
Luego se puede analizar cada conjunto individualmente yusando el mtodo de superposicin obtener el resultado
Componentes Simtricas
95
Cortocircuito Desbalanceado
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
96/201
Cortocircuito Desbalanceado
96
Herramientas para los Ingenieros de Proteccin II
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
97/201
Componentes Simtricas
Ib
Ia
Ic
Ib2
Ic2
Ia1
Ib1Ic0
Secuencia Positiva Secuencia Negativa
Ia2
MonofasicoBalanceado
Secuencia Cero
Ic1
Ib0
Ia0
Balanceado97
Herramientas para los Ingenieros de Proteccin II
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
98/201
Componentes Simtricas
Ia = Ia0 + Ia1 + Ia2 Definimos el operadorIb = Ib0 + Ib1 + Ib2 = 1
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
99/201
Componentes Simtricas
2
2
1
1
111
A
2
1
0
I
I
I
A
I
I
I
c
b
a
Calculando la inversa de A
c
b
a
II
I
AII
I1
2
1
0
2
21
1
1
111
31A
99
Herramientas para los Ingenieros de Proteccin II
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
100/201
Componentes Simtricas
c
b
a
I
I
I
I
I
I
2
2
2
1
0
1
1
111
3
1
Importante:
3Io = Ia + Ib + Ic3Vo = Va + Vb + Vc
100
Redes de Secuencia de un generador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
101/201
Z1 Z2=Z1 Z0
+
-V1 V2 V0
+
-
+
-
+
-
111 VIZE 2 2 20 Z I V 00e00 VIZ3IZ0
Positiva Negativa Cero
E 3ZeI1 I2 I0
101
Redes de Secuencia de una Lnea de Transmisin
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
102/201
Z1 Z2=Z1 Z0
V1
+
-V2
+
-V0
+
-V1 V2 V0
+
-
+
-
+
-
1111 VIZV 2222 VIZV
0000 VIZV
Positiva Negativa Cero
I1 I2 I0
102
Transformador YnYn
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
103/201
Z1 Z2=Z1 Z0
V1+-
V2+-
V0+-
V1 V2V0
+
-+-
+
-
1111 VIZV 2222 VIZV 0000 VIZV
Positiva Negativa Cero
I1 I2 I0
103
Transformador DYn
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
104/201
Z1 Z2=Z1 Z0
V1
+
-
V2
+
-
V0
+
-
V1 V2 V0
+
-
+
-
+
-
oj
eVIZV 30
1111
o30j
2222 eVIZV
Positiva Negativa Cero
I1 I2 I0
104
Transformador YnD
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
105/201
Z1 Z2=Z1 Z0
V1
+
-
V2
+
-
V0
+
-
V1 V2 V0
+
-
+
-
+
-
oj
eVIZV 30
1111
o30j
2222 eVIZV
Positiva Negativa Cero
I1 I2 I0
105
Redes de Secuencia de un Sistema Radial
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
106/201
Sin Carga
106
Redes de Secuencia de un Sistema Radial
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
107/201
N1
Zg1
ZT1
ZL1
N2
Zg2
ZT2
ZL2
N0
Zg0
ZT0
ZL0
N1
Z1
N2
Z2
N0
Z0
I1 I2 I0
Eg
T
L
107
Redes de Secuencia de un Sistema de Potencia Simple
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
108/201
S R
ZS1 ZR1
ES
ZL1
ER
ZS2 ZR2
ZL2
ZS0 ZR0
ZL0
(+) (-) (0)
Equivalente Equivalente
108
Redes de Secuencia ante una falla trifsica
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
109/201
I1
+
-E
Z1 I2=0Z2 I0=0Z0
3Ze
acaba IaIyIaIZ
EII ;;
:FalladeCorriente
2
1
1
109
Redes de Secuencia ante una falla bifsica
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
110/201
I1
+
-E
Z1 I2Z2 I0=0Z0
3Ze
+
V1
-
+
V2
-
121
1
2
b
2
3j-3j-
)(I
FalladeCorriente
Z
E
ZZ
E
IaaIc
110
Redes de Secuencia ante una falla monofsica
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
111/201
I1
+
-E
Z1 I2Z2 I0
Z0
3Zea 1 2 0
a
1 2 0 e
I 3I 3I 3I3E
IZ Z Z 3Z
Fault Current:
Corriente de Falla
111
Redes de Secuencia ante una falla Bifsica a Tierra
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
112/201
I1
+
-
E
Z1 I2Z2 I0
Z0
3Ze
112
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
113/201
Componentes simtricas y proteccin
En las fallas a tierra siempre estn presentes las componentes de secuenciaCero (3V0) y (3Io). Estas pueden ser medidas:
-Sumando las corrientes de fase
-Sumando las tensiones (delta Abierto)
Las corrientes y tensiones de secuencia negativa pueden obtenerse a travsde filtros que veremos mas adelante.
113
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
114/201
Componentes simtricas y proteccin
Equipo Aplicacin Cantidades de secuencia q usa
50N/51N Sobrecorriente a tierra 3Io
59N Sobretensin de tierra 3Vo
67N Direccional a tierra Io & Io, Vo &Io V2I2
21N Distancia Io, Vo, V1, V2
87L Diferencial de lnea K1 I1 + K2 I2 + Ko Io
etc
114
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
115/201
Capitulo 3
Proteccin de sistemas de distribucin
(Fusibles y rels de sobrecorriente,seccionalizadores)
115
FUSIBLES
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
116/201
El elemento mas simple de proteccin
TiposFusible de Distribucin CUTOUTSFusible limitador de corrienteFusible de material slidoFusible electrnico
116
FUSIBLES
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
117/201
Fusible de Distribucin CutOutsEs el tipo mas usado
1. Cuando se funde se produce un arco2. El tubo de expulsin emite gases desionizantes3. Los gases son expulsados del tubo y la corr iente es
interrump ida por cero
117
FUSIBLES
T
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
118/201
t
T
i
t
tm
Fusin
Fusion
Ti
Tm
Despeje
tarc
tc
Vaporizacion
i
i
FusibleT
118
FUSIBLES
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
119/201
Fusible de Distribucin CutOutsNota importante : la corr iente es interrump ida po r cero. Existe TRV
119
FUSIBLES
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
120/201
Fusible limitador de corriente
Este tipo de fusible elimina la falla rpido, forzando a la corriente a que seacero.
1.El elemento fusible esta compactado con un tipo de arena especial2.La arena confina al arco a una pequea rea3.Se producen alta presiones y altas resistencias
4.La alta resistencia obliga a la corriente a que disminuya a cero.
El propsito d e este fusib le es in terrump ir altas co rr ientes, no esta
dis eado para interrum pir c orr ientes de sob recarga de baja magn itud
120
FUSIBLES
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
121/201
Fusible limitador de corriente
121
FUSIBLES
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
122/201
Caractersticas de los fusibles
Tiempo
CorrienteMinimun melt time
Tiempo de fusin mnimo
Total clearing timeTiempo total de aclaramiento
122
FUSIBLES
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
123/201
Caractersticas de los fusibles
CurvasDel Fusible
I
t
ImmIn
Curva de daodel equipoprotegido
I
EquipoProtegido
Fusible
td
tc
Ix
123
FUSIBLES
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
124/201
Seleccin de los fusibles
Para seleccionar un fusible se debe considerar lo siguienteLa tensin de operacinLos tiempos de fusin melt time
La corriente de carga nominalCold load pickup
124
FUSIBLES
Seleccin de los fusibles
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
125/201
La figura muestra un equivalente rmsde la corriente de carga fra (Cold
load pickup) y la corriente demagnetizacin de la corriente nominalde una transformador que alimentacargas residenciales (En USA).Los puntos 6x 3x 2x corresponden acargas industriales.Se muestra tambin la relacincorriente de carga a corriente de falla( fuente). Fuentes de potencia decortocircuito tendr menores ratios(Iload/Iflt).
125
Rel de sobrecorriente
O L f llC i t
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
126/201
tc
tcb
tr tm ta
Ocurrela Falla
La falla esdespejada
Corriente
Corrientede Carga
Corrientede Falla
CT
PR
CB IP
IS
BUS
Falla
126
Rel de sobrecorriente
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
127/201
Como naciRel Electromecnico Instantneo (50)
Contacts
Coil
Armature
Hinge
Contacts
Coil
Iron Core
Adjustablestop
Contacts
Armature
Restrainingmagnet
Hinge
Operatingmagnet
127
Rel de sobrecorriente
C i
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
128/201
Como naciRel Electromecnico Instantneo (50)
t
I
Ajustable
Iins
tins
Tiempo tins < 1.5 ciclos128
Rel de sobrecorriente
C i
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
129/201
Como naciRel Electromecnico de tiempo inverso (51)
129
Rel de sobrecorriente
C i
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
130/201
Como naciRel Electromecnico de tiempo inverso (51)
-5 -6 -7 -8 -9 1.0
Main CoilNTturns
Spring
Permanent
MagnetMain Core
Disc
MovingContact
Time Dial
130
Rel de sobrecorriente
C i
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
131/201
Como naciRel Electromecnico de tiempo inverso (51)
El desplazamiento de los contactos
moviles es ajustable
El Dial de Tiempo es el conjunto de
desplazamiento Angular
t
I
Ipickup
Ipu
Dial
131
Rel de sobrecorriente
C t ti IEC
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
132/201
Caractersticas IEC
Normalmente Inversa IECNormal Inverse IEC
Muy Inversa IECVery Inverse IEC
Extremadamente Inversa IECExtremely Inverse IEC
Inversa de larga duracin IECLong time Inverse IEC
132
Rel de sobrecorriente
Caractersticas ANSI
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
133/201
Caractersticas ANSI
133
Rel de sobrecorriente
Caractersticas IEC y ANSI (USOS)
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
134/201
Caractersticas IEC y ANSI (USOS)
Caracterstica rea de aplicacin Caracterstica nica deaplicacin
Tiempo Definido Transmisin
Subtransmisin
Distribucin
Se usa si la impedancia defuente es variable
Normalmente Inverso
Inverse
Transmisin Proteccin de fase y tierra en
donde se necesita asegurar laselectividad de la proteccin
Muy Inverso
Very Inverse
Distribucin Excelente caracterstica parauso de sobrecorriente a tierra.
Coordina con fusibles
Extremadamente Inverso
Extremely Invers
Distribucin
Industrias
Uso exclusivo en distribucin,
e industrias, coordina contermomagneticos
134
Rel de sobrecorriente
Caractersticas IEC y ANSI (USOS)
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
135/201
Caractersticas IEC y ANSI (USOS)
135
Proteccin de sobrecorriente
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
136/201
aCLineaFuente
CARGA
ZZZ
EI
arg
LineaFuente
FALLA
ZZEI
IFALLA>> ICARGA
Carga
Carga Normal:
Falla Trifsica:
136
Proteccin de sobrecorriente
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
137/201
52
50, 51 50, 51 50, 51 50N, 51N
3I0
Ia
IbIc
a
bc
CorrienteResidual
137
Proteccin de sobrecorriente
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
138/201
Distancia, d
I
LineaFuente
FALLAZLdZ
EI
)/(||
Carga138
Proteccin de sobrecorriente
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
139/201
tTiempo deOperacin delRele
I
Carga
139
Proteccin de sobrecorriente : Coordinacin de Rels
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
140/201
Distancia
Distancia
T
I
TTT
140
Proteccin de sobrecorriente : Coordinacin de Rels
Con elemento instantneo
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
141/201
Con elemento instantneo
tTiempo deOperac. del
Rele
I
Carga
141
Proteccin de sobrecorriente : Coordinacin de Rels
Con elemento instantneo
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
142/201
Con elemento instantneo
Distancia
Distancia
T
I
142
Proteccin de sobrecorriente : Coordinacin de Rels
Con elementos 51/50
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
143/201
Con elementos 51/50
Distancia
Distancia
T
I
143
Proteccin de sobrecorriente : Coordinacin de Rels
Con elementos 51/50
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
144/201
Con elementos 51/50
Distancia
Distancia
T
I
144
Seccionalizadores
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
145/201
Los seccionalizadores son dispositivos de proteccin, que aslan lazona afectada, no teniendo capacidad de interrupcin de las corrientesde falla, quedando esta funcin delegada en interruptores oreconectadotes asociados al seccionalizador. Dentro de lascaractersticas generales pueden dividirse dos tipos de sistema decuenta :
Pasaje de corriente de fallaAusencia de tensin.
Por su principio de funcionamiento, permiten generar un eslabn
en la cadena de coordinacin, sin necesidad de adicionar tiempos
de coordinacin.
145
Coordinamiento de una red radial
Dada una red de distribucin radial como la mostrada
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
146/201
Dada una red de distribucin radial como la mostrada1- Informacin necesaria para analizar la red
Relay
Relay
Relay
R SF1
F2
F3
F4
Distribution Sub
146
Coordinamiento de una red radial
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
147/201
Determinar las caracteristicas y ajustes delos equipos de proteccin y simultaneamentelograr:
Maxima Sensibilidad
Maxima Velocidad Maxima Seguridad Maxima Selectividad
147
Coordinamiento de una red radial
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
148/201
2 1
Phase-Phase
Fault
DownstreamDevice
UpstreamDevice
I
t
ILOAD
IPU
IF 148
Coordinamiento de una red radial
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
149/201
R
Relay
d
I
ILOAD
Relay
Minimum
Pickup
3-ph Fault Current
Ph-Ph Fault Current
149
Coordinamiento de una red radial
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
150/201
2 1
Phase-Ground
Fault
DownstreamDevice
UpstreamDevice
I
t
IIMB
IPU
IF 150
Coordinamiento de una red radial
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
151/201
R
Relay
d
I
IIMB
Relay
Minimum
Pickup
Ph-Gnd Fault Current
with Fault Resistance
151
Coordinamiento de una red radial
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
152/201
2 1
DownstreamDevice
UpstreamDevice
L
0.8L
IF1
IF80%
Instantaneous
Pickup
IPU
> IF1
IPU
= IF80%
or
IPU
= 1.25 IF1
152
Coordinamiento de una red radial
Seleccin de un fusible adecuado
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
153/201
- Tensin nominal del sistema- Corriente de carga
- Curva de Cold load pickup- Curva de dao del transformador
153
Coordinamiento de una red radial
Seleccin de un fusible adecuado
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
154/201
- Tensin nominal del sistema- Corriente de carga
- Curva de Cold load pickup- Curva de dao del transformador
Cold Load Pickup
Corriente
Tiempo Dao de Trafo
Fusible
154
Coordinamiento de una red radial
Coordinamiento de un transformador con Fusibles.
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155/201
Cold Load Pickup
Corriente
Tiempo
Dao de Trafo
Fusible Rpido
Fusible Lento
155
Coordinamiento de una red radial
Verificacin de coordinacin
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156/201
F2
F3
I
t
IF
IF_LIM
F2F3
156
Coordinamiento de una red radial
Ajuste de un recloser rel de sobrecorriente
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157/201
1 Determinar la mnima corriente de operacin del rel Recloser
(pickup arranque)
Para fases- Ajustar al 50% menos de la mnima corriente de falla en el
extremo remoto del elemento protegido.- Verificar que sea mayor al 120-150% de la mxima corriente de
carga del elemento protegido.- Ajustar el elemento instantneo (100ms) El valor de ajuste tiene
que ser menor que la corriente mxima de fallas local pero mayorque 1.2 veces la mxima corriente en la ubicacin del primerequipos de proteccin aguas abajo.
157
Coordinamiento de una red radial
Ajuste de un recloser rel de sobrecorriente
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158/201
1 Determinar la mnima corriente de operacin del rel Recloser
(pickup arranque)
Para tierra- Ajustar al 50% menos de la mnima corriente de falla monofsica
en el extremo remoto del elemento protegido.- Ajustar al 10-20% de la corriente nominal del TC.- Ajustar el elemento instantneo (100ms) El valor de ajuste tiene
que ser menor que la corriente mxima de fallas local pero mayorque 1.20 veces la mxima corriente en la ubicacin del primerequipos de proteccin aguas abajo.
158
Coordinamiento de una red radial
Coordinamiento entre un fusible y un recloser
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
159/201
- Falla transitoria (Fuse Saving)- Falla Permanente
Corriente
Tiempo
R
Iccmn
Iccmx
159
Coordinamiento de una red radial
Coordinamiento del Rel con los Reclosers y fusibles
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160/201
R
160
Coordinamiento de una red radial
Coordinamiento entre fusibles, reclosers y Rels
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
161/201
161
Coordinamiento de una red radial
Coordinamiento entre fusibles, reclosers y Rels
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
162/201
162
Coordinamiento de una red radial
Coordinamiento entre fusibles, reclosers y Rels
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
163/201
0.3
163
Coordinamiento de una red radial
Coordinamiento Reclosers sin instantaneos
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164/201
Relay
RAB
Intervalo de Coordinacion,tipicamente 0.2 0.5 s
I
t
CI
IF
tB
tA
BA
164
Coordinamiento de una red radial
Coordinamiento Reclosers con instantneost B
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
165/201
I
t
CI
Iinst_A
tB
tA
Iinst_B
BA
Usar esta Corriente parala coordinacion en tiempo
Relay
R
AB
80%
165
Coordinamiento de una red radial
Esquema Fuse Clearing
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166/201
Relay
F150
I
t
CI
IF
tR
tF1
50/51F1
166
Coordinamiento de una red radial
Esquema Fuse Saving
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
167/201
Relay
RF1
50
I
t
CI
IF
tR
tF1
Iinst A
50/51F1
167
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
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168/201
Seccionalizador vs Reconectador:
Para los seccionalizadores de tensin, el modo de operacin genera una selectividaddiferente de la que normalmente es analizada cuando se esta con equipamientoamperomtrico.
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
168
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
Suponiendo la falla transitoria la operacin del sistema ser :
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
169/201
Suponiendo la falla transitoria, la operacin del sistema ser :
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Equipamiento abierto
Equipamiento cerrado
169
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
170/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Ta en los seccionalizadores
170
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
171/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Tc1 en los seccionalizadores
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
171
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
172/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Tc3 en los seccionalizadores
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
172
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
173/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
173
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
174/201
Suponiendo la falla no transitoria, la operacin del sistema ser ( suponiendo 1R+2L):
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Equipamiento abierto
Equipamiento cerrado
174
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
175/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Ta en los seccionalizadores
175
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
176/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Tc1 en los seccionalizadores
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
176
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
177/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Tc2 en los seccionalizadores
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
177
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
178/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Tc4 en los seccionalizadores
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
178
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
179/201
Suponiendo la falla no transitoria, la operacin del sistema ser ( suponiendo 1R+2L):
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Equipamiento abierto
Equipamiento cerrado
Equipamiento abierto y bloqueado
179
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
180/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Ta en los seccionalizadores
180
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
181/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Tc1 en los seccionalizadores
181
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
182/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Ta en los seccionalizadores
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
182
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
183/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Tc3 en los seccionalizadores
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
183
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
184/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
184
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
185/201
Suponiendo la falla no transitoria, la operacin del sistema ser ( suponiendo 1R+2L):
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Equipamiento abierto
Equipamiento cerrado
185
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
186/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo Ta en los seccionalizadores
186
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
187/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo de la primera lenta
187
Coordinamiento Recloser con un Seccionalizador
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
188/201
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
R
SV 1 SV 2
SV 3 SV 4
F
Pasado el tiempo de la segunda lenta
188
Fallas a tierra en redes de distribucin
Aterramiento de la red de distribucin
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
189/201
Las redes de distribucin pueden no estar aterradas.
Dependiendo del tipo de aterramiento se clasifican en:-Sistemas no aterrados-Sistemas solidamente aterrado-Sistemas aterrados a travs de una impedancia.
189
Fallas a tierra en redes de distribucin
Comparacin delos mtodos de
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190/201
aterramiento
190
Fallas a tierra en redes de distribucin
Sistemas solidamente aterrados
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191/201
Vr
Vs
Vt
IrIs
It
Vr
Vs
Vt
Ir
Is
It
Sistema NormalSistema Con falla
Vts
191
Fallas a tierra en redes de distribucin
Sistemas solidamente aterradosPolarizacin del rel de falla a tierra
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192/201
Vr
Vs
Vt
IrIs
It
Vr
Vs
Vt
Ir
Is
It
Sistema Normal Sistema Con falla Resistiva
Vts
3Vo
3Io
192
Fallas a tierra en redes de distribucin
Sistemas solidamente aterradosPolarizacin del rel de falla a tierra
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
193/201
Vr
Vs
Vt
IrIs
It
Vr
Vs
Vt
Ir
Is
It
Sistema Normal Sistema Con falla Inductiva
Vts
3Vo
3Io
193
Fallas a tierra en redes de distribucin
Sistemas no aterrados con conexin
L t d l d d di t ib i d li d
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194/201
La mayor parte de la red de distribucin de lima opera de esa
forma
Sistema Normal
Vr
VsVt
Ir
Is
It
Sistema Con falla
Vr
VsVt
Ir
Is
It
3Vo
194
Fallas a tierra en redes de distribucin
Sistemas no aterrados con conexin
A t d i t
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
195/201
Aportes de corriente
YnD
195
Fallas a tierra en redes de distribucin
Como se calcula la direccin
U f d d t i l di i d l t i
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196/201
Uno forma de determinar la direccin es usando la potencia
3Vo
3Io L
3Io R
3Io C
En sistemas solidamente aterradosPo = - 3Vo 3Io Cos(< Vo,Io)Po > 0, falla hacia delantePo < 0, falla hacia atrs
196
Fallas a tierra en redes de distribucin
Como se calcula la direccin
U f d d t i l di i d l t i
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197/201
Uno forma de determinar la direccin es usando la potencia
3Vo
3Io L
3Io R
3Io C
En sistemas solidamente aislados ()Qo = 3Vo 3Io Sen(< Vo,Io)Qo > 0, falla hacia adelanteQo < 0, falla hacia atrs
197
Disparo Rapido de Barras
Carga o Corriente de Falla
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
198/201
Carga o Corriente de Falla
F1
M
Load
F2M
Relay
Relay
Load
LoadF3
198
Disparo Rapido de Barras
Carga o Corriente de Falla
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
199/201
Carga o Corriente de Falla
F1
M
Load
F
M
IRelay
Relay
Load
Load
F2
F3
199
Disparo Rapido de Barras
Falla en Barra
7/23/2019 01 PROT-DISTRIBUCION.pdf
200/201
Falla en Barra
M
LoadF
F1
F2
F3
M
I
Relay
Relay
Load
Load
200
Disparo Rapido de Barras
Time
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201/201
Time
Main 1
Feeder
Main 2