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  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

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    1Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 1Luis Morn T. 1

    Rels Digitales

    Multifuncin

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    2Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 2Luis Morn T.

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    3Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 3Luis Morn T.

    Clasificacin de acuerdo a la norma ANSI/IEEE C57-2-

    1979.

    N del Rel Funcin21 rel de distancia25 rel de sincronismo

    27 rel de bajo voltaje

    32 rel direccional de potencia40 rel de prdida de excitacin

    46 rel de balance de fase (corrientes)

    47 rel de secuencia de fase49 rel trmico de sobrecarga

    50 rel de sobrecorrientes instantneas

    51 rel de sobrecorriente

    52 Interruptor de Potencia

    59 rel de sobre voltaje

    60 rel de balance de voltaje

    67 rel direccional de sobrecorriente81 rel de frecuencia

    86 rel de bloqueo

    87 rel diferencial

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    4Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 4

    52

    21P

    G 32

    QVI

    OSB

    OST 67PG

    Q 50

    PGQ

    51PGQ

    87O

    U 27 59

    PGQ

    85

    25

    79

    Barra 220 kV

    Lnea 220 kV

    Interruptor

    Sobre/BajaFrecuencia

    BajoVoltaje

    Sobre Voltaje -Fase

    -Tierra -Sec. Neg.

    Distancia -Fase Mho -Tierra Mho -Tierra Quad.

    ElementoDireccional -Sec. Neg. V -Sec. Cero V -Sec. Cero. I

    Block/Trip Sobrecorr.Direccional -Fase -Tierra -Sec. Neg.

    27 59

    Sobrecorr. -Fase -Tierra -Sec. Neg.

    Sobrecorr. Inst. -Fase -Tierra -Sec. Neg.

    ReconectadorAutomtico

    SobrevoltajeBajovoltajeCanal Auxiliar

    Sincronismo

    Ejemplo Ajuste Rel de Distancia

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    5Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 5

    Resumen de los parmetros de la Lnea de Transmisin

    Lnea Tipo de Cable Longitud(km)

    Impedancia sec pos()

    Charra - Tap Off ACAR 900 MCM 23 2.904 + j 11.422

    Tap Off - Planta ACAR 700 MCM 30 2.282 + j 11.944

    Tap Off - NacimientoACSR 636 MCM

    25 2.807 + j 10.938

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    6Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 6

    Nacimiento

    Celulosa Laja

    CMPC

    CharraTap Off

    Rel SEL-311C

    2.9 + j11.42 2.28 + j11.94

    2.80 + j10.93

    Generador 3 Alstom

    52.5 MVAXd= 21%

    SIC

    I coci 3f = 9940 A

    I coci 3f = 4000 A

    Circuito equivalente monofsico de secuencia positiva del sistemade alimentacin de Planta.

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    7Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 7

    La potencia de cortocircuito trifsica del SistemaInterconectado Central (SIC) referida al nodo Charra es de3778 MVA, aportando una corriente de cortocircuito trifsicamxima de 9940 A.

    La corriente de cortocircuito trifsico de la Planta en la barra deempalme de 220 kV es de 4000 A totales (para una falla francaen la barra de 220 kV).

    El nodo Nacimiento se considera como barra de carga y sedesprecia el posible aporte de corriente de cortocircuito que

    pueda entregar, con respecto a la corriente aportada por labarra Charra.

    Informacin Tcnica Sistema de Transmisin

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    8Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 8

    3788 MVA

    220 kV

    T1

    11/14.63/18.37 MVA

    220/6 kV

    11%

    T2

    11/14.63/18.37 MVA

    220/6 kV

    11%

    T3

    11/14.63/18.37 MVA

    220/6 kV

    11%

    T36-2

    10 MVA

    6/13.2 kV

    11.23%

    0.4

    0.3 0.3

    Cargas

    Barra A2Cargas

    Barra A1

    Cargas

    Barra B

    Cargas

    Barra D

    Barra D13.2 kV

    Barra B6 kV

    Barra A26 kV

    Barra C6 kV

    Barra A16 kV

    G3

    G3

    52.5 MVA

    13.2 kV

    Xd''=21%

    Cargas

    Barra C

    T36-1

    10 MVA

    6/13.2 kV

    11.23%

    Barra E

    6 kV

    T XF2

    10 /16 MVA

    6/13.2 kV

    11.23%

    5.4 MVAr 5.4 MVAr 4.8 MVAr

    7.2 MVAr

    7.2 MVAr P=20 MWQ=16.5 MVAr

    P=10.3 MWQ=9.5 MVAr

    P=3.4 MWQ=2.9 MVAr

    P=7.6 MWQ=6.5 MVAr

    P=6 MWQ=5.3 MVAr

    Nacimiento

    Celulosa Laja

    CMPC

    Charra Tap Off

    2.9 + j11.42 2.28 + j11.94

    2.80 + j10.93

    SICX

    Falla 3F

    Rel SEL-311C

    4505 V

    1871 V

    111217 V

    1548 V 2207 V

    2495 V

    9154 V

    9154 V

    5405 Acoci

    230 Acoci

    76 Acoci Pri

    62 Acoci Pri 91 Acoci Pri

    3838 Acoci

    3273 Acoci Pri

    2792 Acoci Pri

    2756 Acoci

    465 Acoci

    1081 Acoci Pri

    555 Acoci

    1824 Acoci

    Flujo de corrientes aportadas por G3 en caso de cortocircuitotrifsico en Tap Off.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

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    9Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 9

    Criterios de Ajuste de las Zonas de Proteccin.

    Para el ajuste de la funcin de proteccin de distancia del Rel SEL-

    311C se definen tres zonas de proteccin, de modo de cubrir fallasque se pueden presentar en distintas partes de la lnea detransmisin.

    Zona 1: 90% de Impedancia de Lnea Celulosa Laja-Tap Off

    Zona 2: 100% de Impedancia de Lnea Celulosa Laja Tap Off

    ms 50% Lnea Charra-Tap Off.Zona 3: 100% de Impedancia de Lnea Celulosa Laja-Tap Off ms

    125% Lnea Charra-Tap Off.

    Impedancias de la lnea para las distintaszonas de proteccin

    Zona 1 2.66 + j 10.39 10.16 /_75.6

    Zona 2 4.26 + j16.64 17.18 /_75.6

    Zona 3 6.43 + j 25.21 26.02 /_75.6

    Tiempos de operacin para lasdistintas zonas de proteccin

    Zona 1 Unidad Instantnea

    Zona 2 0.5 s.

    Zona 3 1 s.

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    10Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 10

    3788 MVA

    220 kV

    T1

    11/14.63/18.37 MVA

    220/6 kV

    11%

    T2

    11/14.63/18.37 MVA

    220/6 kV

    11%

    T3

    11/14.63/18.37 MVA

    220/6 kV

    11%

    T36-2

    10 MVA

    6/13.2 kV

    11.23%

    0.4

    0.3 0.3

    Cargas

    Barra A2Cargas

    Barra A1

    Cargas

    Barra B

    Cargas

    Barra D

    Barra D

    13.2 kV

    Barra B

    6 kV

    Barra A2

    6 kV

    Barra C

    6 kV

    Barra A1

    6 kV

    G3

    G3

    52.5 MVA

    13.2 kV

    Xd''=21%

    Cargas

    Barra C

    T36-1

    10 MVA

    6/13.2 kV

    11.23%

    Barra E

    6 kV

    T XF2

    10 /16 MVA

    6/13.2 kV

    11.23%

    5.4 MVAr 5.4 MVAr 4.8 MVAr

    7.2 MVAr

    7.2 MVAr P=20 MWQ=16.5 MVAr

    P=10.3 MWQ=9.5 MVAr

    P=3.4 MWQ=2.9 MVAr

    P=7.6 MWQ=6.5 MVAr

    P=6 MWQ=5.3 MVAr

    Nacimiento

    Celulosa Laja

    CMPC

    Charra Tap Off

    2.9 + j11.42 2.28 + j11.94

    2.80 + j10.93

    SIC

    X

    Falla 3F en

    1.25 km desde

    Tap Off

    Rel SEL-311C

    10136 V

    1981 V

    114196 V

    1667 V 2310 V

    2590 V

    9271 V

    9271 V

    5269 Acoci

    225 Acoci

    74 Acoci Pri

    60 Acoci Pri 89 Acoci Pri

    3742 Acoci

    3190 Acoci Pri

    2721 Acoci Pri

    2687 Acoci

    454 Acoci

    1054 Acoci Pri

    541 Acoci

    1778 Acoci

    Flujos de corrientes parafalla en 5% de lneadesde Tap Off haciaNacimiento (1.25 km).

    El rel calcula la impedancia aparente

    (Zap rel) como el cuociente entre el

    voltaje fase-tierra y la corriente de

    lnea, para este caso, la impedancia

    aparente queda como:

    lnea-neutroap rel

    lnea

    V 101236/ 3Z = 26I 225

    Zap rel es menor que Zzona 3 y el

    rel puede detectar la falla.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

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    11Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 11

    Operacin de Rels de Distancia (21):

    El rel de distancia basa su operacin en la magnitud de la impedanciaque mide. El valor de la impedancia calculada depende de lascaractersticas del sistema elctrico.

    Ajustes Actuales:

    Primera Zona: 22.9 ohms, con operacin en unidad instantnea.Segunda Zona: 30.53 ohms, con un tiempo de retardo de 0.25 seg.Tercera Zona:no activada.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

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    12Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 12

    Sistema Interconectado 220 kV

    Charrua

    Laja Santa Fe

    1.21 + j 4.65 []

    2.27 + j 11.25 []

    3.82 + j 15.86 []

    Pacifico

    Inforsa

    TX 4

    30/40 MVA

    220-6.6 kV

    18 %

    SFE-TG

    26.25 MVA

    Xd=18 %

    TX 1

    33/44 MVA

    220-13.2 kV

    12 %

    P-TG 2

    50 MVA

    Xd=22.7 %

    L-TG 3

    52.5 MVA

    Xd=21 %

    TX 2

    33/54 MVA

    220-6 kV

    11 %

    TX 3

    30/40 MVA

    6-13.2 kV

    11.5 %

    Scoci=7469MVA

    Maria

    Dolores

    B-T1 B-T2

    1.81 + j 8.98 [] 1.2 + j 4.61 [] 1.92 + j 9.55 []j 12.74 []

    P-TG 1

    45.4 MVA

    Xd=18.9 %

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    13/50

    13Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 13

    Impedancias equivalentes vista por rel SEL de Laja ante distintosPuntos de falla.

    Los ajustes existentes en el rel no son capaces de detectar loscortocircuitos en las barras Charra, B-T2, Santa Fe y Pacfico yaque los valores de impedancia estn fuera de los alcances de laszonas.

    Tabla 1.5.-Impedancias equivalentes vistas por rel SEL de Laja para distintos

    Puntos de Cortocircuito Trifsico en la Lnea de 220 kVBarra en Falla Impedancia Equivalente

    Vista por relR () XL()

    Charra 61.23 [] 12.43 59.95

    B- T1 28.7 [] 6.41 27.97

    Mara Dolores 11.48[] 2.27 11.25

    B T2 113.75[] 17.48 112.39

    Santa Fe 317.63[] 33.25 315.88

    Pacfico 666.14[] 81.29 661.16

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    14/50

    14Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 14

    Ajustes Propuestos:

    Z[] Tiempo retardo Direccin

    Zona 1 22.9 Instantneo Forward

    Zona 2 30.53 0.25 (seg.) Forward

    Zona 3 64 0.5 (seg.) Forward

    Charrua

    Laja Santa Fe

    Pacifico

    Inforsa

    TX4

    30/40 MVA

    220-6.6 kV18 %

    SFE-TG

    26.25 MVA

    18 %

    TX1

    33/44 MVA

    220-13.2 kV

    12 %

    P-TG 2

    50 MVA

    22.7 %

    L-TG 3

    52.5 MVA

    21 %

    TX2

    33/54 MVA220-6 kV

    11 %

    TX3

    30/40 MVA

    6-13.2 kV

    11.5 %

    100%

    Charrua

    Laja Santa Fe

    Pacifico

    Inforsa

    TX 4

    30/40 MVA

    220-6.6 kV18 %

    SFE-TG

    26.25 MVA

    18 %

    TX 1

    33/44 MVA

    220-13.2 kV

    12 %

    P-TG 2

    50 MVA

    22.7 %

    L-TG 3

    52.5 MVA

    21 %

    TX 2

    33/54 MVA

    220-6 kV11 %

    TX 3

    30/40 MVA

    6-13.2 kV

    11.5 %

    6 Km

    Charrua

    Laja Santa Fe

    Pacifico

    Inforsa

    TX 430/40 MVA220-6.6 kV

    18 %

    SFE-TG

    26.25 MVA

    18 %

    TX 133/44 MVA220-13.2 kV

    12 %

    P-TG 2

    50 MVA

    22.7 %

    L-TG 3

    52.5 MVA

    21 %

    TX 233/54 MVA

    220-6 kV11 %

    TX 330/40 MVA6-13.2 kV11.5 %

    100 %

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    15/50

    15Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 15Luis Morn T.

    Rel de proteccin de motores (Multilin 269, SEL

    749M).

    Rel de proteccin de generadores (SEL 300G, ABB

    SA-1).

    Rel de proteccin de transformadores (Multilin 745,

    SEL 451, ABB SPAD 346.) .

    Rels de proteccin de alimentadores (SEL 501,

    Multilin 750).

    Tipos de rels.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    16/50

    16Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 16

    Ejemplo de Funciones de Proteccin en Rel Digital GE:

    Diagrama simplificado de proteccin Rel GE-G60.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    17/50

    17Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 17

    Ejemplo de Funciones de Proteccin en Rel Digital GE:

    ANSI Funcin ANSI Funcin

    21P242527P27TN27X324046

    50G50N50P50SP50/2751G51P

    Phase Distance BackupVolts Per HertzSynchrocheckPhase UndervoltageThird Harmonic NeutralUndervoltageAuxiliary UndervoltageSensitive Directional PowerLoss of Excitation

    Generator UnbalanceGround InstantaneousOvercurrentNeutral InstantaneousOvercurrentPhase InstantaneousOvercurrentSplit Phase ProtectionAccidental Energization

    Ground Time OvercurrentPhase Time Overcurrent

    59N59P59X59_264TN67_267N67P68/78

    81A81O81R81U87G87S

    Neutral OvervoltagePhase OvervoltageAuxiliary OvervoltageNegative Sequence Overvoltage100% Stator GroundNegative Sequence DirectionalOvercurrentNeutral Directional OvercurrentPhase Directional Overcurrent

    Power Swing DetectionFrequency Out-Of-BandAccumulationOverfrequencyRate of Change of FrequencyUnderfrequencyRestricted Ground FaultStator Differential

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    18/50

    18Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 18Luis Morn T.

    Normalmente vienen equipados con 2 entradas de corriente:

    1 Ampre

    5 Ampre

    Nivel de cortocircuito trifsico y razn transformacin T/C

    definen cual de las 2 entradas usar.

    Capacidad de sobrecarga de rels digitales.

    Capacidad de sobrecarga

    Entrada 1 A Entrada 5 A

    Sobre carga permanente 4 A 20 A

    Sobre carga por 10 seg. 25 A 100 ASobre carga por 1 seg. 100 A 500 A

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    19/50

    19Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 19Luis Morn T.

    Forma de sensar la corriente.

    Secundario

    T/C

    R1

    R2 Voltaje de

    entrada al

    rel

    R1>>R2

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    20/50

    20Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 20Luis Morn T.

    Puertas de comunicacin (ajuste va PC, comunicacin con

    SCADA).

    Gran flexibilidad en los ajustes (permite definir nueva curva

    tiempo corriente).

    Capacidad de control.

    Registro de tiempo de arco del interruptor.

    Caractersticas de operacin de rels digitales.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    21/50

    21Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 21Luis Morn T.

    Anlisis de forma de onda.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    22/50

    22Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 22Luis Morn T.

    Rels de Sobrecorriente (curvas tiempo-corriente)

    0,001

    0,01

    0,1

    1

    10

    100

    1000

    10000

    100 1000 10000 100000

    Inverso Muy Inverso Extre. Inverso Tpo. Largo Inverso

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    23/50

    23Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 23Luis Morn T.

    Lever:

    Tipo de curva tiempo corriente del rel, que definepara una misma caracterstica de operacin, distintosvalores de tiempo de operacin, para un mismo valorde corriente.

    Tap:Es el valor mnimo de corriente de entrada al rel, quese considera como referencia, y que define la corrienteque har operar al rel. Es un ajuste interno del rel

    que define la corriente de pickup.Pickup:

    Mnima corriente de operacin del rel.

    Definiciones importantes.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    24/50

    24Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 24Luis Morn T.

    Curvas tiempo-corriente de tiempo inverso.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    25/50

    25Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 25Luis Morn T.

    Mxima corriente de carga nrush mximo del transformador

    Proteccin de Sobrecorriente

    Ejemplo.

    AkV

    kVA138

    8.13*3

    3300 A

    kV

    kVA125512*

    8.13*3

    2500

    2.5/3.3 MVA

    13.8/600 kV

    13.8 kV 600 V

    carga

    RELE (5 amp)

    150/5

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    26/50

    26Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 26Luis Morn T.

    Ejemplo. Ajuste del Pickup

    La corriente de sobrecarga se ajusta generalmente entre 1.2 a 1.5 de lacorriente mxima, por ejemplo 1.3*138 A = 179.4 A.

    Ajuste del pickup del rel (Multilin 735/737) =

    Dependiendo del estudio de coordinacin, tomando un mnimotiempo de coordinacin entre curvas de 0.3 seg (normalmenteentre 0.2 y 0.5 seg), se determina el tipo de curva y elmultiplicador.

    Ajuste de curva = Very Inverse. Phase Time Multiplier = 3

    %120100*150

    4.179

    A

    A

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    27/50

    27Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 27Luis Morn T.

    Ejemplo. Ajuste del Pickup

    Tambin se desea que esta proteccin opere en caso de una falla en600 V.

    Corriente de falla en 13.8 kV =

    Esta corriente es menor que la corriente inrush del

    transformador (1255 A), por lo tanto este valor no puede serusado.

    Corriente de pickup instantnea =

    Ajuste del instantneo del rel =

    AA

    A895

    13800

    600*120600

    A15061255*2.1

    101501506

    AA

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    28/50

    28Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 28Luis Morn T.

    100 1K 10K 100K0.01

    0.10

    1

    10

    100

    1000

    CURRENT IN AMPERES

    fuses.tcc Ref. Voltage: 13800 Current Scale X 10^0

    TIMEINSECONDS

    179.4 A

    Very Inverse

    1506 A

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    29/50

    29Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 29

    Coordinacin de Protecciones de Fase:Ejemplo

    1

    TX Inrush

    160 XF01

    4

    6

    9

    11

    1

    160 XF014

    6

    911

    100 1K 10K 100K 1M0.01

    0.10

    1

    10

    100

    1000

    CURRENT IN AMPERES

    Mina.tcc Ref. Voltage: 6900 Current Scale X 10^0

    TIMEINSECONDS

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    30/50

    30Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 30

    Rle de Proteccin de Motores E3.

    Luis Morn T.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    31/50

    31Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 31Luis Morn T.

    Rel de Proteccin de motores E3.

    Principales caractersticas:

    Conexin DeviceNet integrada. Valores de trip y alarma programables.

    Funciones de diagnstico y monitoreo de seales online.

    Indicadores LED de falla y botn prueba/rearme.

    Medicin de corriente rms verdadera por fase.

    Imagen trmica a travs de modelo que simula calentamiento delmotor.

    Utilizable en motor monofsico y trifsico.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    32/50

    32Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 32Luis Morn T.

    Rel de Proteccin de motores E3

    Protecciones:

    Sobrecarga.

    Prdida de fase (I).

    Desequilibrio de corriente.

    Falla a tierra. (solo E3 Plus).

    Baja carga.

    Bloqueo durante el arranque.

    Bloqueo durante el funcionamiento.

    Temperatura motor mediante PTC (solo E3 Plus).

    Proteccin contra falla en la comunicacin.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    33/50

    33Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 33Luis Morn T.

    Caractersticas corriente-tiempo del rel de sobrecarga E3.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    34/50

    34Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 34Luis Morn T.

    Resumen de protecciones y alarmas

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    35/50

    35Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 35

    Ejemplo motor

    M

    T/C

    600:5 A

    3

    Trip

    400 A

    NH3 aM

    E3

    In motor = 313 A.

    FLAmotor= 313 A.

    E3 trip class = 20.

    Con Ipartida= 6 xIn.

    Se aprecia que no existeselectividad por lo que seproduce traslape en las curvas.

    100 1K 10K0.01

    0.10

    1

    10

    100

    1000

    CURRENT IN AMPERES

    mareto.tcc Ref. Voltage: 690 Current Scale x10^0

    TIMEIN

    SECONDS

    E3 class 20 Fusible 400A

    MOTOR

    E3 class 20 Fusible 400A

    MOTOR

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    36/50

    36Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico 36

    Ejemplo motor

    M

    T/C

    600:5 A

    3

    Trip

    500 A

    NH3 aM

    E3

    100 1K 10K0.01

    0.10

    1

    10

    100

    1000

    CURRENT IN AMPERES

    mareto.tcc Ref. Voltage: 690 Current Scale x10^0

    TIMEIN

    SECONDS

    MOTOR

    Fusible 500A

    E3 class 30

    MOTOR

    Fusible 500A

    E3 class 30

    Aumentar fusibles a 500 A

    Subir trip class a 30

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    37/50

    37Laboratorio De Calidad de

    Suministro Elctrico 37

    Flujos de Corr ientes de Corto circu ito por Cada Trafo

    Mult 565 Mult 565Mult 565

    52-1 52-2 52-3

    52-4

    Barra N1

    T1 T2 T3

    Barra N2 Barra N3

    ABB

    Micro 51ABB

    Micro 51

    ABB

    Micro 51

    ABB

    Micro 5152-5

    NC NC

    52-1 52-2 52-3

    PD-0933 PD-0791 PD-0934 PD -0793

    Icc = 6.3 kAIcc = 6.3 kA Icc = 6.3 kA

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    38/50

    38Laboratorio De Calidad de

    Suministro Elctrico 38

    Anlisis de Operacin con Actu ales A jus tes

    En caso de existir un cortocircuito trifsico simtrico en la

    barra N1, la corriente de falla calculada es de 18,9 [kA]. Lacorriente que aporta cada transformador principal es de 6,3

    [kA].

    Segn las curvas tiempo corriente la primera proteccin en

    detectar la falla es la ABB Micro 51 y despus de 0,7segundos comanda la apertura del interruptor diferencial de

    barra (52-4), despejando la falla para las barras N2 y N3 y

    limitando el aporte de la corriente de cortocircuito a un slo

    transformador (slo T1), lo que permite que el sistema de

    distribucin energizado desde las barras N2 y N3 pueda

    seguir trabajando en forma normal.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    39/50

    39Laboratorio De Calidad de

    Suministro Elctrico 39

    Problema en la Operacin con Actuales Aju stes

    Se tiene que el rel Multilin 565 detecta este valor de corriente

    de falla de 6,3 [kA] en 0,8 segundos, comandando as la

    apertura del interruptor principal 52-1 y con ello el despeje total

    de la falla, con un intervalo de coordinacin de 0,1 segundo

    entre las protecciones ABB Micro 51 y Multilin 565. Este

    esquema de proteccin diferencial permite despejar un

    cortocircuito en cualquiera de las 3 barras, sin tener que

    desenergizar la totalidad de la planta.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    40/50

    40Laboratorio De Calidad de

    Suministro Elctrico40

    Problema en la Operacin con Actuales Aju stes

    La descoordinacin en este caso no se observa, sin embargo el nivel de

    corriente pickup de los rels Micro 51 de 4800A y el tiempo de

    respuesta de 0,7 segundos es excesivo.

    La mxima corriente permitida por los transformadores considerando

    ventilacin forzada segunda etapa es de 1569A en el lado de 23kV.

    En caso de desenergizar un transformador por mantencin, o por laocurrencia de una falla, la mxima corriente que puede circular por los

    acopladores de barra es 3138A.

    Cualquier corriente de mayor valor a sta debe ser considerada como

    corriente de falla, por lo tanto, la recomendacin en este caso, esajustar la corriente pickup de los rels ABB Micro 51 a este nuevo

    valor (3600A) y con un tiempo de respuesta igual a 0,5 segundos.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    41/50

    41Laboratorio De Calidad de

    Suministro Elctrico41

    Luis Morn T.

    Normalmente, rels de ltima generacin vienen equipados

    con: 1 puerta serial de comunicacin RS232 (panel frontal)

    2 puertas seriales de comunicacin RS485 (panel posterior).

    Puerta RS232 se usa para grabar ajustes del rel realizadospreviamente en un PC.

    Puertas RS485 se usan para comunicar rel con sistema decontrol y supervisin remota.

    Sistema de comunicacin.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    42/50

    42Laboratorio De Calidad de

    Suministro Elctrico42

    Luis Morn T.

    Cmo se realiza la comunicacin

    en los rels?

    Puertas o interfaces de comunicacin tpica:

    RS-232

    RS-422

    RS-485

    Puertas Ethernet

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    43/50

    43Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico

    43Luis Morn T.

    Caractersticas de las diferentes puertas

    RS-232

    Enlaza slo dos dispositivosconectando la lnea transmisora de undispositivo con la lnea receptora del otro.

    Comunicacin full duplex.

    Envan seales de tensin por las lneas con referencia a tierraalcance mximo de 15 m entre equipos

    velocidad mxima de transmisin de datos de 20 Kbps.

    Su corta distancia y baja inmunidad al ruido no las hace idneas paratrabajo industrial

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    44/50

    44Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico

    44Luis Morn T.

    RS-422

    Distancias hasta 1500 mts. Velocidades hasta 10 Mbps Posee buen rechazo al ruido.No son compatibles con RS-232 por lo que debe disearse una

    interfaz (adaptador de seales) Soporta operacin full-duplex permite comunicar hasta 10 dispositivos esto obliga a asignar nombres a los dispositivos

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    45/50

    45Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico

    45Luis Morn T.

    RS-485

    Distancias de hasta 1500 mtrs. Velocidad de 10 Mbps.

    Comparten la misma conexin hasta 32 dispositivos.

    Utiliza slo un par de cables para la seal

    Operacin half-duplex

    Debido a que no hay protocolos de comunicaciones, el trfico en el bus debeser controlado por software.

    esto obliga a asignar nombres (ID) a los dispositivos

    No es compatible con la puerta RS-422 ni con la RS-232

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    46/50

    46Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico

    46Luis Morn T.

    Interfaz Ethernet

    Soporta mltiples nodos en comunicacin full-duplex

    requiere asignar nombres a los equipos, pero este nombreviene incrustado en la tarjeta o mdulo Ethernet.

    Conexin a travs de UTP, fibra ptica e inalambrico.

    Velocidades: 10 Mbps (Ethernet), 100 Mbps (Fast-

    Ethernet), 10 Gbps (Gigabit Ethernet)Distancias de hasta 2 km.

    Puede comunicar cualquier dispositivo con una tarjeta dered o bien un adaptador Ethernet/RS-232, Ethernet/RS-485,Ethernet/USB, etc.

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    47/50

    47Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico

    47Luis Morn T.

    Qu es un Protocolo de comunicacin?

    Protocolo de comunicacin es una forma de intercambiarinformacin entre los distintos dispositivos que conforman unared.

    Para el caso de rels, el protocolo se basa en un conjunto dereglas o acuerdos que se deben seguir para establecer lacomunicacin entre los dispositivos .

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    48/50

    49Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico

    49Luis Morn T.

    Los Protocolos ms utilizados son:

    Profibus

    Modbus

    Device net

    Ethernet

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    49/50

    50Laboratorio De Calidad deSuministro Elctrico

    50Luis Morn T.

    Es el lenguaje tcnico que usan los equipos para

    comunicarse entre s.

    Los equipos Multilin utilizan el protocolo Modbuspara sistemas locales.

    Esta caracterstica permite la conexin de unidades conprotocolos Modbus (hasta 19200 bps) o Modbus Plus(hasta 1Mbps).

    Esto se muestra en el siguiente esquema.

    Protocolos de comunicacin (Multiln).

  • 5/26/2018 Reles de Protecci n At

    50/50

    51Laboratorio De Calidad de 51

    Conexin tpica para unidades Multilin a Modbus plus

    Protocolos de comunicacin (Multiln).

    MULTILIN MULTILIN MULTILIN MULTILIN

    BRIDGE

    MODBUS RS485

    MODBUS PLUS