(2) Curso de Protecciones Electricas

8/9/2019 (2) Curso de Protecciones Electricas

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PROTECCIN DE SISTEMAS ELCTRICOS DEDISTRIBUCIN

Misin de los Sistemas Elctricos de Potencia:Suplir Energa Elctrica a los Consumidores en Forma

tan confiable como Sea Econmicamente Factible.

Misin de un Sistema de Proteccin:1. Aislar el equipo o equipos que fallen de tal forma que el

resto del sistema pueda seguir operando exitosamente,

con el mnimo de disturbio para los consumidores2. Evitar o limitar el dao a equipos adyacentes.

El Sistema de Proteccin debe:

1. Detectar las fallas2. Localizarlas3. Iniciar la accin correctora: Iniciar la apertura de los

Interruptores, sonar alarmas y/o iniciar acciones de

control


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PROTECCION DE SISTEMASDE DISTRIBUCION

OBJETIVOS:1. Prevenir daos a los equipos y circuitos

2. Prevenir de peligros al pblico y al personal de la

Empresa de Servicios Elctricos (ESE).3. Mantener un alto nivel de servicio, previniendo

interrupciones de servicio cuando sea posible y

minimizando sus efectos cuando stas ocurran.


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CONFIABLIDAD:

Trmino cualitativo que indica el grado de

seguridad que se tiene de que el servicio estar

disponible cuando se requiera.La percepcin del cliente sobre la confiabilidad

del servicio es afectada por la FRECUENCIA yDURACIN de las INTERRUPCIONES.

El esfuerzo para mejorar la confiabilidad debe

estar dirigido a estos dos aspectos.


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2. Indice de Duracin Promedio de lasInterrupciones en el Sistema (SAIDI):

Se define como la Duracin Promedio deInterrupcin por cliente servido por ao

Suma de la duracin de Interrupciones-Cliente

SAIDI=-----------------------------------------------

Nmero Total de Cliente


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3. Indice de Frecuencia Promedio deInterrupcin del Cliente (CAIF): Sedefine como el nmero promedio deinterrupciones por cliente interrumpido

por ao.

Nmero Total de Interrupciones-ClienteCAIFI= ----------------------------------------------------------

Nmero total de Clientes Afectados


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4. Indice de la Duracin Promedio deInterrupcin del Cliente (CAIDI): Se define

como la duracin promedio de interrupcin para

aquellos clientes interrumpidos en un ao.

Suma de la Duracin de las Interrupciones-Clientes

CAIDI= -------------------------------------------------------------------

Nmero Total de Interrupciones-Cliente


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La confibilidad es afectada por :

Nivel de Tensin (4KV, 13.9KV, 24KV,33KV, 69KV).

Longitud del alimentador

Nmero de clientes por alimentador Carga del alimentador


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Fallas en Sistema de Distribucin: Causas de las Fallas:

1. Vientos y rboles....................................46%2. Rayos......................................................19%

3. Equipos y conductores............................11%

4. Varios......................................................24%

Ubicacin de las Fallas:

- En lneas...................................................77%

- En los Postes.............................................23%


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Tipos de Fallas:

1. Trifsicas.............................................5%2. Dos Fases a Tierra.............................10%

3. Bifsicas.............................................15%4. Monofsicas.......................................70%


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Caractersticas de las Fallas enSistemas de Distribucin:

En general, las corrientes no son de altosamperajes, luego el tiempo de despeje no eslimitante.

La mayora de las fallas (entre 70 y 80%) son

TEMPORALES.


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Una falla temporal es aquella en la cual su causa es de

naturaleza transitoria. Si la falla puede ser interrumpidaantes de que el arco cause daos permanentes, el serviciopuede ser restablecido inmediatamente (operacin derecierre). Como el tiempo entre la interrupcin de la fallay la re-energizacin es tan breve este tipo de fallasnormalmente no se registran como interrupciones.Una Falla Permanente es aquella en la cual ocurre dao ya

sea proveniente de la causa de la falla o el arco de la falla.Cuando ocurre una falla permanente, la lnea sedesenergiza y una cuadrilla de mantenimiento debe viajar

al sitio para corregirla y restablecer el servicio. Este tipode fallas se registran como interrupcin.Una Confibilidad Mxima de Servicio se obtiene cuandoel Sistema de Distribucin se disea y se opera paraminimizar los efectos de cualquier falla que pueda ocurrir.


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Dado el alto nmero de fallas temporales, surgendos REGLAS BSICAS de proteccin:1. A todas las fallas de les debe dar la oportunidad de

ser transitorias, mediante operaciones de recierre, parafallas en cualquier parte del sistema donde lasinterrupciones momentneas sean aceptables.

2. Para el bajo porcentaje de fallas que resultenpermanentes, despus de ejecutar las operaciones derecierre establecidas, los dispositivos de proteccin

slo deben sacar de servicio la porcin ms pequeadel sistema que sea necesaria para aislar el elemento enfalla.


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Dispositivos de Proteccin:1.Fusibles Smbolo:

Definicin:

Dispositivo de proteccin de sobrecorriente con unaparte que se Funde y Abre el Circuito cuando escalentada por el paso de una corriente (ANSIc37.40).

Tipos de Fusible:

a) Tipo Lmina B) Limitador de Corriente


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Caractersticas de Operacin.

Dimensionado:Tamao Preferido: 6-10-15-25-45-65-140-20Tamao No Preferido: 8-12-20-30-50-80

Por debajo de 6: 1-2-3-5(ProteccindeTransformadores)

Tipos de Lminas:

1) K (Rpida), T (Lenta).2) Tipo H (High Surge): Proveen Proteccin de

Sobrecarga No son afectados por

Corrientes Transitorias.3)Tipo N: Modelo Antiguo.- Similar al Tipo K

Superado por K y T


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Fusibles Tipo T y Tipo K:

Se diferencian por su relacin de velocidad (RV)

Hasta 100 A: Por encima de 100:

I0.1 I0.1RV= ------- RV= ------

I300 I600

- Tipo T (Lento) : RV: Entre 10 y 13

- Tipo K (Rpido): RV: Entre 6 y 8.1


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Cortacorrientes:

Dispositivo que soporta las Lminas Fusibles y quetambin tienen la funcin de interrumpir el arco yde servir de Seccionador de Maniobra.

Tipos:- Cerrados

De Expulsin

- Abierto

- De Lmina abierta


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Informacin del Sistema para Especificaciones.Vs, X/R, Ifmx, Icmx,Nivel de Aislamiento (Bil)Definen:

Inominal, Vmx, II(R.M.S.)a) IN Icmx (Ic + Isc + % Crecimiento).

b) Sistemas sin Puesta a Tierra: Vn VL-L

Sistemas Puestos a Tierra: 1 : Vn VL-t

3 : Vn VL-L

c) IInterrupcin (R.M.S.) Ifmx para X/R NormalesX/R 16


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Si X/R es ms Alto debe Reajustarse el Cortacorriente.

Capacidad SimtricaDe interrupcin para = Capacidad Dada x F.M.(X/Rdada)X/R nuevo. F.M.(X/Rnuevo)

IRMSAsimtricaFM=---------------------

IRMSSimtricaEjemplo:Sistema: 7.2/12.47kv ; IF(rms)= 7kA; X/R=25

Se dispone de dos Cortacorrientes:1) 7.1 KA Simetricos y 10 KA Asimtricos.2) 10.6 KA Simtricos y 16 KA Asimtricos.

Cal debe seleccionarse?


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SELECCIN DE LMINASFUSIBLES

a. Si se protegen transformadores capacitores dependen del equipo.

b. Cuando se utilizan en lneas losrequerimientos de coordinacinDICTANel tipo y tamao de lalmina.


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A1-PROTECCIN DE TRANSFORMADORES CON FUSIBLES

Un esquema completo de proteccin de sobrecorrientepara transformadores debe lograr:1. Proteger al sistema de fallas en el transformador

2. Proteger al transformador contra sobrecargasseveras3. Desconectar el transformador del sistema, tan rpido

como sea posible, y limitar la energa que puedaabsorver.

4. Soportar sobrecargas, inofensivas, de corta duracin5. Soportar las corrientes transitorias magnetizantes

(Inrush) y de carga fra6. Soportar sobrevoltages ocacionados por rayos.


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B. Proteccin de Lneas:

- Lminas K: Son ms rpidas ycoordinan mejor con rels de tiempomuy inverso y extremadamente inverso.

- Lminas T: Soportan mejor los

Transitorios y sobrecargas y tienen unrango de coordinacin ms amplio.

C di i F ibl F ibl


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Coordinacin Fusible-Fusible

- Regla de Coordinacin:El Fusible de la Fuente (Protegido) no debe ser daado porfallas en la zona del fusible de la carga (Protector). Esto

implica que: tMD-F2400 Variable: 2 Seg o -2-2 Seg.


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- I MNIMA DE OPERACIN: Ajustable

- Intervalo de Recierre: Ajustable .

Valores Tpicos.

a) Inst., 2 Seg., 2 Seg.

b) INST, 2 Seg. despus de operaciones rpidas> 2 Seg. despus de operaciones lentas

- Medio de interrupcin: Aceite, Vaco SF6


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Factores de Aplicacin:

1. VN VLL (3 ); VN VL-T (1 ) en

sistemas puestos a tierra2. IN I CMAX (3 )

3. I OPERACIN < I Mim de Falla en la Zona de Proteccin4. II IMAX DE FALLAS (no es necesario

chequear X/R)

5.Coordinacin con otros dispositivos.

COORDINACIN FUSIBLE-RECLOSER


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-Caso 1: Fusible de la Fuente con Recloser.Objetivo: Para la peor condicin de falla en elRecloser, ste debe ser capaz de efectuar todas sus

operaciones sin que el fusible se dae.t mf(Ifmax/Nt) > t L(Ifmax)

Explicacin del Efecto Acumulativo del Calor


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Explicacin del Efecto Acumulativo del Calor.

Para coordinar se utiliza el factor K (Tabla 4)

tmf(Ifmax) tL(Ifmax) x K


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EJEMPLO N 3:Seleccionar el fusible, Tipo H, de tamao mnimo, que

coordine con el Recloser 25L, en el sistema de la Figura.

Caso 2: Coordinacin Fusible de la Carga Recloser


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Caso 2: Coordinacin Fusible de la Carga-Recloser

Objetivo: El Recloser debe ejecutar susoperaciones rpidas sin que el fusible sufradaos. Durante la primera operacin lenta, elfusible debe fundirse y despejar la falla.


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1 Condicin:

La coordinacin depende de la tolerancia delas curvas, de la precarga, temperatura

ambiente, predao y efecto acumulativo delcalor. Se utiliza el Factor K de la Tabla 5

Se debe cumplir: tmf-(Ifmax)

K x tA(Ifmax)2 Condicin:Se debe cumplir que:

tLENTA (IfMIN)Tolerencia tMD(Ifmin)

Ejemplo N 4:


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Ejemplo N 4:

Coordine los Dispositivo de la figura, Utilizandofusibles tipo T y Recloser Tipo L (I.R= 90 ciclos).

Suponga una secuencia: 2 Rpidas - 2 Lentas.


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Coordinacin Recloser-Recloser

Objetivo:

Para fallas permanentes en la zona de R2 slo debe

abrirse este recloser.

Caso 1: Coordinacin con Reclosers Hidrulicos


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a) Hasta 200 amperios: t > 12 ciclosPara mayores de 200 amperios: t > 8 ciclos

b) El recloser protegido debe tener un nmero deoperaciones rpidas menor o igual a las delrecloser protector

Caso 1.1: Se pueden coordinar reclosers con igualesbobinas siempre y cuando se mantenga el t.

Caso 2: Coordinacin con Reclosers Electrnicos


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Condicin:Si el Recloser Protector opera primero que el Recloser

Protegido hay coordinacin.El tiempo de operacin del protegido menos la

tolerancia debe ser mayor que el tiempo del protector

ms la tolerancia, para la mxima corriente de falla.Se debe cumplir el requerimiento de las secuencias.

TR1(Ifmax) Tolerancia > tR2(Ifmax) + Tolerancia

Ejemplo N 5: Coordine la lnea de distribucin de la figura


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Ejemplo N 5: Coordine la lnea de distribucin de la figura

utilizando reclosers Tipo L.

Coordinacin Rel de Sobrecorriente con Recloser


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Casos:

a) Con Rels Estticos

b) Con Rels Electromagnticos

c) Con Rels Electromagnticos y Recloser Electrnico

Caso a:


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Caso a:

t51(Ifmax) tlenta + t

Normalmente t= 0.2 Seg.

Caso b: Problemas: -Integracin de los tiempos de operacin

-Sobre PasoMtodo: Se evala el movimiento del disco, durante las

operaciones del recloser y se coordina en funcin del viajeneto.


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Mtodo Exacto:


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%Viaje en A= (tA + tsp)/to x 100%Viaje en L = (tL + tsp)/to x 100% Reposicin= (t

IR)/t

REPx 100

Donde:tA: tiempo de operacin segn la curva A

tL: tiempo de operacin segn la curva lentato: tiempo de operacin del reltsp

: tiempo de sobrepaso del rel (Tabla 6)tIR: tiempo del intervalo de recierre de RtREP: tiempo de reposicin del rel (Fig. 27)

EJEMPLO N 6 D t i i h


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EJEMPLO N 6: Determine si haycoordinacin entre el recloser y el rel desobrecorriente en el sistema de la figura.

Caso C:


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Se ajustan los intervalos de recierre del recloser detal forma de garantizar la reposicin completa delrel, despus de cada una de sus operaciones (rpidas olentas).Clculo de los Intervalos de Recierre:

1- t51(Ifmax)

tlenta + t2- %VA =(tA +tSP) x 100/t513- IR %VA x t51/100 - Luego de operaciones rpidas

4- %VL= (tL + tSP) x 100/t515- IR %VL x t51/100 - Luego de operaciones lentas

Seccionalizadores Automticos de Lnea


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-Definicin

-Caractersticas:* Operan en combinacin con dispositivos de

recierre* No tienen curvas tiempo-corriente

* Abren con el circuito desenergizado

* Pueden operar manualmente para interrumpircargas

A-Corriente de Actuaccin:


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Hidrulicos: Ima=160% de la corriente nominal(80% de la corriente de disparo)

Electromagnticos: Se ajusta al 80% de la corrientede disparo del recloser

Esto garantiza que si el recloser opera el

seccionalizador cuenta.Ejemplo:

C-Tiempo de Memoria


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Tiempo durante el cual mantienen los conteos realizados.En los Seccionalizadores Hidrulicos es una funcin de

la temperatura del aceite.-En los Electrnicos se puede ajustar.

Se debe garantizar que el TTA sea menor que el tiempo

de memoria del Seccionalizador.

B-Operacin de Conteo y Conteos para Apertura


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Cuenta si la corriente supera la Ima y luego cae por debajo

del 40% de la Ima

Puede contar por:

-Apertura del dispositivo de recierre-Por apertura de un fusible aguas abajo

-Por carga fra o INRUSH.Se ajustan a un conteo menos que el nmero de

operaciones del dispositivo protegido.

Factores de Aplicacin:


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1- VN > V LL (3) VN > VL-t (1 puestos a tierra)

2- Corriente Momentnea: La corriente de cortotiempo para 1 y 10 segundos debe ser mayor quela corriente mxima simtrica de falla.

3- La Corriente Nominal debe ser mayor que lacorriente mxima carga. Depende del dispositivoprotegido.

4- La Corriente Mnima de Actuacin se seleccionade acuerdo al dispositivos de respaldo.

Tipos:


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Monofsicos:

Trifsicos:

No debe utilizarse disparo 1- con seccionalizadores 3-

Coordinacin Recloser Hidrulico-Seccionalizador


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Se asegura la coordinacin seleccionado

dispositivos con igual corriente nominal.

-No es necesario chequear el tiempo de memoria.

-Se debe chequear la Corriente de Corto Tiempo

Hidrulico.

Coordinacin Recloser Electrnico (o Rel Recloser) con


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Seccionalizador Hidrulico.-El tiempo de memoria depende de la temperatura del aceite.

-Temperatura del aceite = f(Temp.Ambiente + Temp.Carga)

La Fig. 33 da los valores mximos de TTA posible en

funcin de la temperatura del aceite (TTAMAX )

La tabla 7 da los valores de temperatura del aceite en funcinde la corriente de carga.

REGLAS:

1 El TTA< TTAMAX

2 La sumatoria de los tiempos mximos de falla (para laIfmin) debe ser menor o igual al 70% del TTA

MAX

-Para secuencia 1A-3L: tMAX= 2 . tL(Ifmin)


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MAX L(Ifmin)

-Para secuencia 2A-2L: tMAX= tA(Ifmim) + tL(Ifmin)

EJEMPLO N 7: Dadas las condiciones de


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temperatura ambiente y precarga, determine lacoordinacin entre el Seccionalizador y elRecloser de la figura

Coordinacin Recloser Electrnico - Seccionalizador Electrnico


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- La Corriente Nominal del Seccionalizador debe ser mayor quela corriente mxima de carga.

- La IMA debe ser igual al 80% de la corriente de disparo del

dispositivo de recierre.- El Tiempo de Memoria debe ser mayor que el TTA.

Ejemplo N 8:

Coordinacin Recloser Seccionalizador- Fusible


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Mtodo:1 -Se coordina el Recloser con el Fusible

2 -Se coordina el Recloser con el Seccionalizador

Problema: Si se utiliza la secuencia 2A-2L, cuando se abre elfusible, se abre S y se pierde la selectividad.

Soluciones:1: Utilizar la Secuencia 1A-2L


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2: Utilizar la Secuencia 2A-2L con S con restriccin devoltaje

RELE DE SOBRECORRIENTE (50/51)Dispositivo que opera al detectar una corriente


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mayor o igual al valor de ajuste. El valor de ajustees la corriente de arranque del rel (Ipick-up).Caracterstica de Operacin:

Los rels de sobrecorriente pueden ser:1. Instantneos: Cuando no se tiene un retraso

intencional en su tiempo de operacin (50).

2. De tiempo Definido: Cuando el tiempo es ajustablepero es independiente de la corriente (51).

3. De Tiempo Inverso (51): cuando el tiempo de

operacin es inversamente proporcional a lacorriente. Se distinguen tres tipos: de TiempoInverso, de Tiempo Muy Inverso y de Tiempo

Extremadamente Inverso.

RELE DE SOBRECORRIENTE (50/51)


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RELE DE SOBRECORRIENTE (50/51)

AJUSTES:Los rels de sobrecorriente tienen 3 ajustes:1. La Corriente de Arranque (Ipickup): Se

ajusta mediante la Toma (Tap) del rel.2. El Tiempo de Operacin: Se ajustamediante el Dial de tiempo

3. La Corriente de Arranque de la UnidadInstantnea (Ipickup-50)

-Rel Recloser (79):

Es un dispositivo que convierte a un Interruptor de Potencia en un


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dispositivo automtico de recierre, ordenando una o varias vecesel cierre del interruptor una vez que ste ha sido disparado por un

rel de proteccin.

Coordinacin Rel de Sobrecorriente con Fusible.


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Caso 1: Coordinacin con fusible de la fuenteObjetivo: El Interruptor debe completar su secuencia

de operacin sin causar daos al fusible.

Mtodo: Sumar los tiempos de operacin separados menos de 10

segundos y comparar con la curva de mnima fusin del fusible

permitiendo un Factor de Coordinacin de 0.5para tomar en


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cuenta: Temperatura Ambiente, Pre-Carga, Pre-dao y el EfectoAcumulativo de Calor.

Ejemplo:

Caso 2: Coordinacin con Fusible de la Carga

Caso 2.1: Si el rel no tiene Unidad Instantnea (50), la curva


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mxima de despeje del fusible debe ser, ms rpida que lacurva del rel. Normalmente se utiliza un intervalo de

coordinacin de 0.2 segundos.

Caso 2.2: Si hay Unidad Instantnea se debe cumplir:


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1 Condicin: tmf(Ifmax) (t50(Ifmax) + t52)/ F.C.2 Condicin: t51(Ifmax) tMD(Ifmax) + t

Ejemplo N 9: Determinar el Tamao del


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Fusible (tipo K) y el Dial del Rel

TAREA N 1


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Proteccin de Lneas con Rels de Sobrecorriente:


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Se utilizan rels de tiempo-inverso y rels instantneos, usandoel mtodo de Proteccin Coordinada.

Definiciones:

a) Coordinacin:Proceso mediante el cual se ajustan los rels de tal forma de

que su operacin sea secuencial y que la falla sea despejada por

el rel ms cercano a ella, causando el mnimo disturbio.b) Ajustar un rel: Significa definir sus valores de operacin, esdecir:

1. Definir la corriente del arranque (Corriente Pick-Up)

2. Definir su tiempo de operacin (Dial de Tiempo)

3. Definir el valor de la corriente de arranque de la unidadinstantnea si la tiene.

Reglas Bsicas de Coordinacin


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1. Siempre que sea posible, use rels con la misma

caractersticas de operacin, cuando estn en serie.

2. Asegrese que el rel ms alejado de la fuente

(Protector) tenga un ajuste de corriente de Pick-upmenor, en amperios primarios, que el rel que estadetrs de l (Protegido).

Proceso de Coordinacin


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I- Datos Previos

Antes de iniciar el proceso de coordinacin debe tenerse la

siguiente informacin:

a. Diagrama unifilar del circuito con indicacin de losdispositivos de proteccin y de los transformadores demedicin y sus caractersticas.

b. La impedancia (en ohmios, % o por la unidad) de loselementos del sistema.

c. La corriente mxima y mnima de falla, tomando en cuenta

las diferentes condiciones de operacin.d. Corriente mxima de carga, mxima sobrecarga permitida

y mximo desbalance en las fases.

Esquemas de Proteccina. Circuito de Potencia

1 C t l d f 2 C d l d f


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a1.-Con tres rels de fase a2-Con dos rels de fase

b) Ci it d C t l


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b) Circuito de Control

II-Mtodos de Coordinacin

A C di i Ti


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A. Coordinacin por Tiempos

B. Coordinacin por Corrientes

C. Coordinacin Tiempo-Corriente

a- Coordinacin por Tiempos:


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b- Coordinacin por Corrientes:


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c- Coordinacin por Tiempo-Corriente


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Ventajas

Reduce el tiempo de operacin y permite


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Reduce el tiempo de operacin y permiteproteccin de alta velocidad en grandes

porciones de la lnea protegida.

Permite realizar la coordinacin del Rel

protegido con el Rel protector usando el valorde ajuste de la unidad instantnea del protectory no con el nivel de falla en la barra, comocuando se usa slo proteccin por tiempos.

Determinacin de la Porcin (n) de la Lnea a ProtegerInstantneamente


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II = VS/(Zs +nZAB)

IB = VS/(Zs + ZAB)


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IB = VS/(Zs + ZAB)Luego:

Ki = II/IB = (Zs + ZAB)/(Zs + n ZAB)(Zs +n ZAB) = (Zs + ZAB)/Ki

n= (Zs + ZAB)/(ZAB.Ki) - Zs/ZABn= (Ks + 1)/Ki Ks

n= [Ks(1-Ki) + 1]/Ki

El factor Ki depende del tipo de rel que se utilice y

establece la proporcin mnima que debe existir entreI I i l i d l


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establece la proporcin mnima que debe existir entreII e IB para garantizar la operacin correcta de la

unidad tomando en cuenta el mximo error que se

pueda presentar. En la prctica se utiliza:Ki = 1.1 para rels estticos

Ki = 1.3 para rels electromagnticos

Para: Ki = 1.3 n = (1 - 0.3 Ks)/ 1.3

Ki = 1.1 n = (1 - 0.1Ks)/1.1

Si:IA / IB < Ki La unidad instantnea no es aplicable

III-Criterios para Coordinacin

a. Relacin de los Transformadores de CorrienteL l i d b l i d l f


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a. Relacin de los Transformadores de CorrienteLa relacin debe seleccionarse de tal forma que:1 Para la mxima condicin de carga esperada, la corriente

secundaria no sea mayor a la nominal (5A o 1A)

In CORRIENTE MAXIMA CARGA / NCT

2 Para la peor condicin de la falla, en la ubicacin deltransformador, la corriente secundaria debe ser menor a 20 vecesla corriente nominal.

CORRIENTE MAXIMA DE FALLA / NCT < 20.In

b. Corriente de Arranque (pick-up)La corriente de arranque del rel debe ser mayor o igual a

dos veces la corriente de carga mxima y menor que la i di i d f ll d d


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g y qmnima condicin de falla esperada en su zona deproteccin. El rel bajo estudio debe respaldar, al menos,todo el tramo de lnea de su rel protector para garantizarproteccin de respaldo.

2x ICARGA IPU < Imnima de fallac. Tiempo de Operacin

El tiempo de operacin del rel protegido, para la corrientede coordinacin, debe ser mayor o igual al tiempo deoperacin del protector para la corriente de coordinacin,

ms el intervalo de coordinacin ( t)t51A(Ifmax) t51B(Ifmax) + t

Ejemplo N10:Coordinar por tiempo y contra fallas de fase, el circuito

de la figura Utilice rels CO 8 Tomas disponibles en el


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de la figura. Utilice rels CO-8. Tomas disponibles en el

Rel CO-8: 4-5-6-7-8-10-12

NIVELES DE FALLA 3F 2FA 7840 4720

B 4500 3150

C 2600 1470

D 1395 790

S/E CORRIENTE DE FALLA

Ejemplo N 11:Coordinar por tiempo corriente y contra fallas de fase, el

circuito del ejemplo anterior Utilice rels CO 8 con


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circuito del ejemplo anterior. Utilice rels CO-8 con

unidad instantnea ajustable entre 20 y 80 A. Compare

los resultados con los del ejemplo anterior.

V- Coordinacin con Rels Direccionales

Cuando la corriente de falla puede cambiar de sentido, en la

ubicacin de un rel, es necesario direccionar su operacin.


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ubicacin de un rel, es necesario direccionar su operacin.

Cuando se coordina con rels direccionales, se deben

coordinar entre si, los rels que tengan igual direccin de

disparo.

A. Lnea alimentada por ambos extremos.

B. Circuito Mallado


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NIVELES DE FALLA

A. Con G2 Fuera de Servicio B. Con G1 Fuera de Servicio

If-2If-3S/E If-2If-3S/E


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C. Con Ambos Generadores Operando

26482940D

28693174C

49115276B

56509840A

If 2If 3S/E

23752646D

28693170A

40464401B

56509840C

35153954D

89579677B

If-2If-3S/E

Coordinacin con Lneas Paralelas

Anlisis del caso:


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EJERCICIO N 1 El Sistema de la figura trabaja normalmente con el Interruptor de enlace E

abierto. Si por alguna razn se desconecta uno de los generadores, se cierraE y se alimenta TODA la carga con el otro generador (nunca trabajan

b d E d ) D t i ) C l l d b


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ambos generadores con E cerrado). Determine: a) Cules rels deben serdireccionales? b) El ajuste de los rels para coordinacin Tiempo-Corrientecontra fallas de fase. Use rels CO-8 y Fusibles tipo T. Taps: 4, 5, 6, 7, 8, 10

y 12. Unidad Instantnea: 10-40 A

Coordinacin de Rels de Tierra

Los rels de tierra se coordinan siguiendo eli di i t l l d


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gmismo procedimiento que para los rels defase, pero utilizando los niveles de cortocircuito para fallas a tierra.

La corriente de arranque de los rels se

calcula en funcin del mximo desbalancepermitido en el sistema

IPU % DESBALANCE MAXIMO

Coordinacin de Rels de Tierra

Cuando en el camino de coordinacin hayt f d Y l l d l l d d


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ytransformadores Y, los rels del lado dela , se coordinan en forma independientede los rels del lado de la Y

EJERCICIO N 2 Coordine por Tiempo-Corriente el sistema de la figura

utilizando rels CO-9 y fusibles tipo K. El mximo desbalancepermitido es de 20 %. Taps rel 51: 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12. Taps


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permitido es de 20 %. Taps rel 51: 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12. Tapsrel 51N: 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5.

V-Proteccin Direccional de TierraA. Polarizacin por Voltaje

Se utiliza el voltaje de secuencia cero en la barra.1 Ci it d P t i


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1. Circuito de Potencia

B.Polarizacin por Corrientes

B.1-Transformador Estrella-Delta


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B.2 Transformador Delta - Estrella


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Aplicaciones Especiales con Rels Digitales


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Aplicaciones Especiales con rels Digitales


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Aplicaciones Especiales con Rels Digitales


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TRANSFERENCIA AUTOMATICA DE CARGASPara CARGAS CRITICAS: Hospitales, aeropuertos, suministro de

agua, prisiones, centros comerciales, plantas industriales, etc. 1. Esquema de Transferencia Automtica de Carga:


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q g

TRANSFERENCIA AUTOMATICA DE CARGASUtiliza un Control Automtico de Transferecia y dos

Seccionadores Operados Elctricamente.La carga est normalmente alimentada por la Fuente Normal,


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mediante el Seccionador Automtico N 1. El Seccionador N 2 est

normalmente abierto. Si por alguna razn se pierde la FuenteNormal, el Control de Transferencia detecta esta condicin y ordenala apertura del Seccionador N 1 y el Cierre del N 2, alimentando lacarga desde la Fuente Alterna.

Al retornar el servicio a la Fuente Normal, el servicio es retransferidoya sea en forma automtica o manual. La restauracin puede ser deTransicin Cerrada (retorno paralelo), en el cual la fuente cierra antes

de que abra la alterna o de Transicin Abierta, en el cual la FuenteAlterna se abre antes de que cierre la Normal.

TRANSFERENCIA AUTOMATICA DE CARGAS

2. Esquema de Transferencia de Cargas con Reconectadores.

Utiliza Reconectadores equipados especialmente con controlelectrnico localizados, tanto en la fuente preferida como en


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, p

la fuente alterna.

-Transferencia de Carga con Retorno Manual


Explicacion:

R1 alimenta normalmente a la carga desde la fuente F1(Fig A) Al perderse la tensin en la fuente F1 R1 abre


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(Fig. A). Al perderse la tensin en la fuente F1, R1 abreluego de un retardo de tiempo. R2, normalmente

abierto, detecta la prdida de voltaje en su lado de lacarga y cierra despues de un retardo de tiempo mayor alde R1, restableciendo el servicio a la carga (Fig. B). Si

en F2 no hay tensin, R2 no cierra. Al retornar elservicio en F1, la transferencia a la fuente preferencialse hace manualmente. Si las dos fuentes pueden trabajar

en paralelo, R1 se puede programar para que recierreautomticamente al retornar F1. R2 debe ser abiertomanualmente.


Si ocurre una falla permanente en el lado de la carga (Fig.

C), R1 opera hasta Lock-Out. R2 detecta la prdida devoltaje y, despues de un retardo de tiempo, R2 cierra sobre


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la falla y opera hasta Lock-Out. R2 se puede programarpara slo un disparo cuando cierre sobre una falla. Luegode que la falla es corregida, el retorno al servicio normal esmanual.


Transferencia de Carga con Retorno Automtico


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TRANSFERENCIA AUTOMATICA DE CARGAS Este esquema es similar al anterior, pero los

Reconectadores deben estar suficientemente cerca paraestablecer un canal de comunicacin entre ellos (Fig. A).Al perderse la fuente F1 R1 la detecta y se abre luego de


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Al perderse la fuente F1, R1 la detecta y se abre luego deun Retardo de Tiempo y enva una seal, va canal de

comunicacin, ordenando a R2 cerrarse para restablecer elservicio (Fig. B). Si F2 no est en servicio R2 no cierra. Alretornar F1, el retorno puede ser de Transicin Cerrada(Fig. C), donde R1 cierra antes de que R2 abra o deTransicin Abierta donde R2 abre antes de que R1 cierre(Fig. D). Si ocurre una falla permanente en el lado de lacarga, R1 hace todas sus operaciones y se abre (Lock-Out).

R2 no cierra porque no recibe seal desde R1, debido a queste detecta voltaje en F1. Cuando la falla es despejada elsistema se restablece cerrando R1.

SECCIONALIZACIN DE ANILLOS OBJETIVO: Incrementar la confiabilidad y mantener la continuidad

de servicio al mayor nmero posible de clientes. En un esquema en anillo, dos circuitos de distribucin estn unidos

mediante un Reconectador normalmente abierto de tal forma que si


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mediante un Reconectador normalmente abierto, de tal forma que sihay una interrupcin en uno de ellos, la carga se transfiere

temporalmente al otro. Seccionalizacin de Anillos con Tres Reconectadores

SECCIONALIZACIN DE ANILLOS R1 y R2 son reconectadores normalmente cerrados y se abren, luego

de un Retardo de Tiempo, al ocurrir una falla en cualquiera de susrespectivos circuitos de alimentacin. R3, normalmente abierto,detecta la prdida de tensin en cualquiera de sus lados y cierra luego


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de un retardo de tiempo mayor al de R1 y R2, restableciendo elservicio a la carga (Fig. A). Por ejemplo, si falla el circuito C1, tantoR1 como R3 detectan la prdida de tensin. R1 se abre luego de unretardo de tiempo y R3 se cierra luego de un retardo mayor. Todas lascargas hasta R1 se alimentan desde C2 (Fig. B). El retorno a lacondicin normal, se hace manualmente.

SECCIONALIZACIN DE ANILLOS Si ocurre una falla permanente en el lado de la carga de R1, R1 hace

todas sus operaciones hasta abrirse en forma permanente (Lock-Out).R3 detecta la ausencia de voltaje y cierra sobre la falla. R3 hace susoperaciones y tambin se abre despejando la falla. R3 se puede

li l di d i b f ll


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programar para realizar un slo disparo cuando cierra sobre una falla.Fig. (C)

SECCIONALIZACIN DE ANILLOS Esquema con Cinco Reconectadores: Cada circuito de distribucin se divide

en dos secciones con igual carga, mediante reconectadores normalmente

cerrados. Los circuitos se conectan mediante un reconectador de enlacenormalmente abierto.Los reconectadores se ajustan para aislar la seccin quetenga una falla permanente y transferir la seccin sana al circuito adyacente


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tenga una falla permanente y transferir la seccin sana al circuito adyacente.

SECCIONALIZACIN DE ANILLOS R1 y R2 son reconectadores Normalmente Cerrados. Se abren,

luego de un retardo de tiempo cuando se pierde el Voltaje de

alimentacin. R3 y R4 tambin estn Normalmente Cerrados. Sin embargo,

d i d l lt j d li t i l d t d


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cuando se pierde el voltaje de alimentacin y luego de un retardo

de tiempo mayor al de R1 y R2, ellos cambian su corriente dedisparo y el nmero opcional de disparos a Lock-Out.

R5, Normalmente Abierto, se cierra luego de la prdida devoltaje en cualquiera de sus lados, despus de un retardo de

tiempo mayor que el de R3 y R4. Por ejemplo: Si se pierde el voltaje en C1, R1, R3 y R5 sensan la

prdida de tensin y, si el voltaje no retorna dentro del retardo de

tiempo seleccionado, R1 abre; R3 cambia su corriente de disparode 560 A a 280 A y su nmero de Disparos para Lock-Out a uno,para coordinar con R5 (Fig. B)

SECCIONALIZACIN DE ANILLOS


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SECCIONALIZACIN DE ANILLOS Si ocurre una falla permanente F1, R1 opera a Lock-Out. R3 y R5 sensan

la prdida de voltaje. R3, despus de su retardo de tiempo, cambia sucorriente de disparo a 280 A y sus operaciones a uno. Despus de suretardo de tiempo (ms largo que el de R3), R5 cierra sobre la falla y R3opera a Lock Out La falla se despeja pero se mantiene el servicio a tres


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opera a Lock-Out. La falla se despeja pero se mantiene el servicio a trescuarta partes del anillo (Fig. C).


Esquema en el cual la Falla F1 ha sido aislada y el servicio

restablecido en partes del anillo (Fig. D).


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Si ocurre una falla permanente en F2, R3 la detecta y opera hasta Lock-Out.

Entonces R5 sensa la prdida de voltaje y luego de su retardo de tiempocierra sobre la falla y opera a Lock-Out. La falla es ailada y se mantiene elservicio en del anillo (Fig. E)


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SECCIONALIZACIN DE ANILLOS Esquema con Tres Reconectadores y dos Seccionalizadores.

Se utiliza cuando no es posible coordinar con cinco reconectadores.

R1 y R2 estn Normalmente Cerrados y abren, luego de un retardo de tiempo,cuando pierden el voltaje de alimentacin. S1 y S2 estn normalmentecerrados y estn equipados con Restriccin de Voltaje. Se ajustan a un


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Conteo y su corriente de mnima actuacin se coordina con R3. R3 est

Normalmente Abierto y cierra cuando se pierde el voltaje en cualquiera desus lados. Su retardo de tiempo es mayor al de R1 y R2 (Fig. A).


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SECCIONALIZACIN DE ANILLOS Si ocurre una falla permanente F2, tanto S1 como R1 sensa la falla. R1

opera y durante su primer disparo S2 cuenta y abre y R1 cierra sobre la

lnea sana. R3 sesnsa la prdida de vvoltaje en el lado de S1 y cierrasobre la falla. R3 opera a Lock-Out y aisla la falla. S2 no cuenta por surestriccin de voltaje. El servicio se mantiene en del anillo (Fig. C).


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TAREA N 2


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(2) Curso de Protecciones Electricas

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