UPS-GT000155 Protección

UNIVERSIDAD POLITCNICA SALESIANA Sede Guayaquil

FACULTAD DE INGENIERAS

CARRERA: Ingeniera Elctrica

Proyecto Final previa a la obtencin del Ttulo de:

INGENIERO EN ELECTRICIDAD

TEMA:

GUA DE SELECCIN DE SISTEMA DE PROTECCIN EN

SUBESTACIONES POR MEDIO DE RELS BASADOS EN

MICROPROCESADORES APLICADO EN SUBESTACIONES DE

TRANSMISIN.

Autores:

Jaime Espinoza Guerrero

Pablo Estupin Segura.

Director de Proyecto: Ing. Alexis Crdenas

Guayaquil, Marzo del 2010

DECLARACIN EXPRESA

La responsabilidad del contenido de este Tpico de

Graduacin nos corresponde exclusivamente; y el

patrimonio intelectual del mismo a la

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

(Reglamento de Graduacin de la UPS-G)

Jaime Bolvar Espinoza Guerrero

__________________________

Pablo Isaas Estupin Segura

__________________________

CERTIFICACIN

Haber revisado minuciosamente el Proyecto Final de Titulacin, De los Sres. Pablo

Estupin Segura y Jaime Espinoza Guerrero, que se ajusta a las normas establecidas

por la Universidad Politcnica Salesiana Sede Guayaquil, por tanto, autorizo su

presentacin para los fines legales pertinentes.

.

Ing. Alexis Crdenas.

DIRECTOR DEL PROYECTO

AGRADECIMIENTOS

A Dios que me ha iluminado a travs de mi vida, me dio sabidura y fortaleza

necesaria para culminar de manera exitosa la realizacin de este trabajo; a mis

padres, hermanos e hijos y a todas esas personas que de una u otra manera

colaboraron durante la realizacin de este trabajo, y con especial aprecio a todos los

Catedrticos que formaron parte en mi formacin acadmica, y de manera muy

especial al Ingeniero Alexis Crdenas por su apoyo incondicional, en la direccin de

este proyecto de graduacin.

Pablo Estupin

A la Universidad Politcnica Salesiana sede Guayaquil, que nos permiti formarnos

como profesionales, crecer como personas, y obtener el Titulo Acadmico. De

manera muy especial al Ingeniero Alexis Crdenas, por su colaboracin en la

direccin de desarrollo de este trabajo.

Adems nuestra gratitud sincera para aquellas personas que de una u otra manera nos

brindaron su ayuda desinteresada en la realizacin de este trabajo.

Jaime Espinoza

DEDICATORIAS

A Dios por brindarme salud vida y

sobre todo a poder discernir lo

bueno y lo malo, a mis padres

quienes han estado en los

momentos ms importantes en mi

vida, a mi hermano, mi esposa e

hijos que han sido pilar importante,

aliciente, e inspiracin a lo largo

de mi carrera.

Pablo Estupin.

Este trabajo est dedicado a Dios por

darme salud y fuerza para culminar mi

carrera. A mis padres quienes me

inculcaron siempre el estudio y el

espritu de superacin personal y

profesional.

A Viviana Gaona que siempre me dio

su amor y confianza para culminar mi

carrera.

A mis compaeros de Universidad

Richard Fierro, Charles Gaspar,

Erasmo Garca, Paul Vera, por su

apoyo incondicional.

Jaime Espinoza.

RESUMEN

La propuesta de este proyecto de graduacin; Gua de seleccin de sistemas de

proteccin en subestaciones por medio de rels basados en microprocesadores,

aplicado en subestaciones transmisin, tiene objetivos muy importantes que

ayudaran a la mejor comprensin en lo que concierne a protecciones elctricas.

Una de objetivos principales del presente proyecto de titulacin, tiene como finalidad

dar a conocer al estudiante que necesite obtener informacin sobre rels utilizados en

protecciones de subestaciones de transmisin elctricas y la seleccin de este tipo de

dispositivos y a su vez informacin para estudios posteriores de coordinacin que es

un tema muy importante como complemento de protecciones de subestaciones.

En esta propuesta se da a conocer desde el concepto de subestacin de transmisin,

elementos que conforman la subestacin, niveles de voltaje y como conocimiento

general las caractersticas de transmisin en el Ecuador.

A sus vez los diferentes tipos de configuracin de barras en subestaciones de

transmisin, funcionamiento de los rels que intervienen en la proteccin de lneas,

barras, y transformadores, caractersticas operativas del rel, como selectividad,

sensibilidad, fiabilidad, rapidez, economiza, que son caractersticas importantes para

la seleccin de los rels, adems la clasificacin de los rels segn su funcin y tipo.

Se presenta los equipos de medicin que toman las seales desde la baha de la

subestacin como son: los PTS, CTS que son los principales dispositivos de

monitoreo que interactan con los rels.

Adems se representa sus esquemas de operacin del sistema de proteccin primaria

y secundaria de una subestacin, nomenclatura y definiciones de las protecciones

elctricas. Arquitectura de una subestacin, niveles de control de baha y los

esquemas de proteccin de subestaciones de transmisin.

La tecnologa evoluciona da a da, por lo tanto las protecciones elctricas tambin

generan cambios. Siendo reemplazados los rels electromecnicos por los rels

multifuncin, con este tipo de tecnologa se ahorra espacio modular y el tiempo de

respuesta en despejar las fallas es mucho ms rpido.

Del tal manera que su costo de inversin es recuperado rpidamente por la infinidad

de bondades tecnolgicas que presentan estos tipos de dispositivos que resultan mas

eficientes.

OBJETIVO GENERAL.

El objetivo del presente proyecto es ser una gua para el estudio de las protecciones

elctricas, estableciendo y aplicando criterios para definir un esquema de desarrollo

en la metodologa de protecciones para sistemas elctricos de potencia.

El objetivo principal debe ser desarrollado con la finalidad de proporcionar al

estudiante interesado en el diseo de sistemas de proteccin elctrica, las

herramientas necesarias para una seleccin idnea de los rels basados en la

tecnologa de microprocesadores.

OBJETIVOS ESPECFICOS.

Con el propsito de cumplir con el objetivo general, se establecen los siguientes

objetivos especficos:

Definir el concepto de los diferentes tipos de protecciones, sus

configuraciones, avances tecnolgicos en sistemas de transmisin.

Establecer parmetros generales de proteccin a transformadores, en barras y

lnea

de transmisin, con reles digitales y multifunciones .

Aplicar los criterios para determinar las protecciones de los elementos de

transmisin.

ALCANCE.

Al analizar los diferentes tipos de protecciones que puedan presentarse en una

subestacin, se debe establecer los ajustes de protecciones, con el fin de garantizar el

nivel de seguridad, selectividad, rapidez y confiabilidad requeridas en el sistema

elctrico de transmisin. Con el fin de minimizar los daos en los equipos y

maximizar la continuidad de servicio ante la ocurrencia de fallas, usando equipos de

protecciones de ltima tecnologa.

Antes de hacer la seleccin de las protecciones se debe conocer en s el sistema a

proteger, tomando en cuenta su funcin y desempeo en el sistema de potencia.

CARATULA........................................................................................................

DECLARACIN EXPRESA..............................................................................

CERTIFICACIN.......................................................................................

AGRADECIMIENTOS.......................................................................................

DEDICATORIAS............................................................................................

RESUMEN..

OBJETIVO GENERAL..

OBJETIVO ESPECIFICO..................................................................................

ALCANCE......

NDICE GENERAL

NDICE DE FIGURAS.......................................................................................

NDICE DE TABLAS.................................................................................

NDICE GENERAL

CAPITULO I

INTRODUCCIN

1.1. GENERALIDADES. .........................................................................................

1.1.1 Concepto General de una Subestacin Elctrica..

1.1.2. Caractersticas de la Transmisin..........................................................

CAPITULO II

MARCO TERICO 2.1. Criterios generales...................................................................................

2.2. Introduccin a las protecciones..........................................................................

2.3. Esquemas de barras............................................................................................

2.3.1 Barra simple o sencilla.......

2.3.2 Barra simple seccionada....................................................................

2.3.3 Barra principal con seccionadores en derivacin...

2.3.4 Barra doble o mixta...

2.3.5 Barra principal y barra de transferencia....

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2.3.6 Doble barra con disyuntor y medio de salida.....

2.4. Rels de Proteccin. ............................................................................................

2.4.1. Caractersticas operativas del rel.........................................................

2.4.1.1. Fiabilidad. ..............................................................................

2.4.1.2. Selectividad. ..........................................................................

2.4.1.3. Sensibilidad............................................................................

2.4.1.4. Rapidez...................................................................................

2.4.1.5. Economa y Simplicidad. ......................................................

2.4.2. Tiempos de operacin del rel. ............................................................

2.4.2.1. Instantneas. ..........................................................................

2.4.2.2. Tiempo Diferido o con Retraso en Tiempo. ..........................

2.4.3. Clasificacin de los rels de proteccin segn su funcin...................

2.4.3.1 Rels de Proteccin.............................................................

2.4.3.2. Rels Auxiliares..................................................................

2.4.3.3. Rels de regulacin.................................................................

2.4.3.4. Rels de verificacin......................................

2.4.4. Rel numrico. .....................................................................................

2.4.4.1. Definicin...............................................................................

2.4.4.2. Funcionamiento de Rel Numrico........................................

2.4.4.3. Software del Rel...................................................................

2.4.4.4. Caractersticas Adicionales....................................................

2.4.4.4.1. Muestra de valores medidos....................................

2.4.4.4.2. Registrador Automtico de Perturbaciones.............

2.4.5. Clasificacin de rels numricos segn su tipo................................

2.4.5.1. Rel de Sobrecorriente............................................................

2.4.5.1.1. De manera instantnea............................................

2.4.5.1.2. Con temporizacin de tiempo definido. .................

2.4.5.1.3. Con temporizacin de tiempo inverso. ...................

2.4.5.2. Rel de Sobrevoltaje...............................................................

2.4.5.3. Rel Diferencial......................................................................

2.4.5.4. Rel de Distancia....................................................................

2.4.5.5. Rel Direccional.....................................................................

2.5. Transformadores de medida y proteccin...................................................

2.5.1. Definicin.............................................................................................

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2.5.2. Finalidad de los transformadores de medida y proteccin...........

2.5.3. Requerimientos.....................................................................................

2.5.4. Transformador de corriente (CTS)......................................................

2.5.4.1. Criterio de seleccin...............................................................

2.5.4.2. Polaridad de los CTS

2.5.4.3. Conexiones de los CTS.

2.5.4.4. Nivel de aislamiento nominal....

2.5.4.5. Corriente trmica nominal..

2.5.4.6. Corriente dinmica nominal

2.5.4.7. Corriente trmica permanente

2.5.4.8. Especificaciones del Transformador de Corriente.

2.5.4.8.1. Nivel de Aislamiento...............................................

2.5.4.8.2. Corriente Nominal Primaria....................................

2.5.4.8.3. Corriente Nominal Secundaria................................

2.5.4.8.4. Corriente Nominal Trmica Contina.................

2.5.4.9. Carga (Burden) y Exactitud..................................................

2.5.4.9.1. Medicin de corriente.............................................

2.5.4.9.2. Ncleos de medida. ...............................................

2.5.4.9.3. Ncleos de proteccin............................................

2.5.4.9.4. Diferencias entre los CTS.....

2.5.5. Transformador de potencial. ............................................

2.5.5.1. Definiciones...........................................................................

2.5.5.1.1. Voltaje primaria y secundaria nominal...........

2.5.5.1.2. Relacin de transformacin real..............................

2.5.5.1.3. Relacin de transformacin nominal...

2.5.5.1.4. Clase de precisin....................................................

2.5.5.1.5. Carga de precisin...................................................

2.5.5.1.6. Potencia de precisin...............................................

2.5.5.1.7. Coeficiente de puesta a tierra

2.5.5.1.8. Red con neutro puesto a tierra................................

2.5.5.2. Especificaciones del Transformador de Potencial..

2.5.5.3. Tipos de Transformador de Potencial....................................

2.5.5.4. Nivel de Aislamiento..............................................................

2.5.5.4.1. Niveles del aislamiento nominal segn IEC...

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2.5.5.5. Cargas y Clases de Exactitud. ...............................................

2.5.5.5.1. Transformadores de voltaje para medida. ..............

2.5.5.5.2. Transformadores de voltaje para proteccin............

CAPITULO III

SISTEMA DE PROTECCIONES EN SUBESTACIN

3.2. Proteccin del transformador de potencia...................................................

3.2.1. Generalidades....................................................................................

3.2.2. Criterios generales de equipamiento.................................................

3.2.3. Proteccin diferencial........................................................................

3.2.3.1. Tipos de Rels Diferenciales para Proteccin................

3.2.3.1.1. Proteccin diferencial usando rels de

Sobrecorriente temporizados...

3.2.3.1.2. Proteccin diferencial usando rels

Diferenciales porcentuales..

3.2.3.1.3. Proteccin diferencial usando rels

Diferenciales porcentuales con restriccin de armnicos....

3.2.4. Proteccin de sobrecorriente.................................................................

3.2.4.1. Sobrecorriente de fase instantnea............

3.2.4.2. Proteccin de falla a tierra...................................................

3.2.4.3. Proteccin de Sobrecorriente para el Devanado

Terciario....

3.2.4.4. Proteccin del Transformador de Puesta a Tierra..

3.3. Proteccin de barras............................................................................................

3.3.1. Generalidades......

3.3.2. Definicin de una proteccin de barras...

3.3.2.1. Proteccin Diferencial de Barras.......

3.3.2.1.1. Proteccin diferencial de alta impedancia......

3.3.2.1.2. Proteccin diferencial porcentual..

3.3.2.1.3. Proteccin diferencial porcentual con

alta impedancia moderada.........

3.3.2.2. Proteccin Diferencial Parcial...............................................

3.3.2.3. Proteccin de Barras con Comparacin Direccional.

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3.3.2.4. Zonas Diferenciales Combinadas...

3.3.3. Proteccin diferencial segn la configuracin de la subestacin.

3.3.3.1. Barra Principal y Barra de Transferencia....

3.3.3.2. Doble Barra. ...........................................................................

3.3.3.3. Disyuntor y Medio..............................................................

3.4. Proteccin de lneas. .......................................................................................

3.4.1. Proteccin de Distancia.........

3.4.2. Protecciones de Sobre y Bajo Voltaje...........

3.4.3. Rel de recierre y verificacin de sincronismo..

3.5. Elementos de un sistema de proteccin

3.5.1. Esquema de operacin del sistema de operacin primaria...

3.5.2. Esquema de operacin del sistema de operacin secundaria.......

3.5.3. Proteccin ante falla de disyuntor...............................................

3.5.4. Nomenclatura y definiciones de las protecciones elctricas.

CAPITULO IV

APLICACIN DE LOS RELS MULTIFUNCIN EN ESQUEMAS DE BARRAS

DE UN SISTEMA.

4.1 Introduccin....

4.2 Arquitectura de una subestacin...67

4.2.1 Nivel 0.

4.2.2 Nivel 1

4.2.3 Nivel 2

4.2.4 Nivel de control de baha

4.3. Esquemas de Proteccin de subestaciones de transmisin..

4.3.1 Aplicacin de rel multifuncin de un esquema barra doble

4.3.2 Aplicacin de rel multifuncin de un esquema barra doble con

proteccin a transformador..

4.3.3 Aplicacin de rel multifuncin de un esquema principal y

transferencia....

CONCLUSIONES..

RECOMENDACIONES.........

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BIBLIOGRAFA..

ANEXOS..

NDICE DE FIGURAS

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Fig. 1.1. Diagrama de Subestaciones de Transmisin.

Fig. 2.1. Componentes de un Sistema de Protecciones.

Fig.2.2. Esquema Barra Simple..

Fig.2.3 Esquema barra Simple...

Fig.2.4. Esquema barra simple con seccionadores en derivacin.

Fig.2.5.Esquema Barra doble.

Fig.2.6. Esquema barra principal y Transferencia..

Fig.2.7. Barra doble con disyuntor y medio de salida..

Fig.2.8.Rel Numrico..

Fig.2.9. Modulo del Rel y flujo de informacin.

Fig. 2.10. Caracterstica instantnea de los rels de proteccin de sobrecorriente...

Fig.2.11. Caracterstica con temporizacin fija en rels de sobrecorriente...

Fig.2.12. Caracterstica con temporizacin inversa en rels de sobrecorriente.

Fig.2.13. Proteccin diferencial....

Fig.2.14. Caracterstica de actuacin de proteccin diferencial....

Fig.2.15. Proteccin de distancia..

Fig.2.16. Disminucin de la tensin medida en una falla a tierra...

Fig.2.17. Proteccin direccional...

Fig.2.18. Esquemtico sencillo en el que se muestra CT y dos PT...

Fig.2.19. Circuito equivalente del transformador de corriente.............................

Fig.2.20. Diferentes representaciones de los CTS....

Fig.2.21. Polaridad de los CTS........

Fig.2.22. Conexin Estrella de CTS ..

Fig.2.23. Conexin Delta de CTS ......

Fig.2.24. Diferentes representaciones de los PTS

Fig. 2.25. Transformador de potencial..

Fig. 2.26. Circuito Equivalente del Transformador de Potencial..

Fig. 2.27. Circuito Equivalente del PT del Tipo Capacitivo.

Fig. 2.28. Polaridad de los transformadores de potencial.

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Fig.3.1. Proteccin de falla a tierra de una delta usando rels de

sobrecorriente residual y rels de tierra conectados diferencialmente...

Fig.3.2. Proteccin de transformadores de tierra (a) Zigzag (b) Y-delta..

Fig.3.3. Esquema unifilar de las protecciones de un transformador de potencia..

Fig. 3.4. Barra principal y barra de transferencia..

Fig.3.5. Barra Doble con sus dos Protecciones de Barras.....

Fig.3.6. Barra Doble con sus dos Protecciones de Barras.....

Fig.3.7. Configuracin Disyuntor y

Fig.3.8. Diagrama esquemtico del sistema de monitoreo y proteccin......

de barras y de lneas de transmisin en el SNT.

Fig.3.9. Circuito de contactos, proteccin piloto.....

Fig. 310. Circuito de contactos, proteccin por zonas...

Fig. 3.11. Circuito de contactos, proteccin falla de disyuntor.....

Fig. 4.1. Arquitectura de una subestacin Circuito

Fig. 4.2. Equipos de una subestacin

Fig. 4.3. Tableros dplex de una subestacin

Fig. 4.4. Estacin de monitoreo de la subestacin de trasmisin..

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NDICE DE TABLAS

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Tabla 2.1. Propiedades del Rel numrico de distancia ..

Tabla 2.2. Avances del rel numrico sobre el rel esttico.

Tabla 2.3. Capacidad de valores de relacin de transfor para transformadores de

corriente (IEEE C57.13)

Tabla 2.4. Valores r.m.s nominales de corriente trmica de corto tiempo (Ith) KA

(IEC 60044-1)

Tabla 2.5. Transformador de potencial inductivo segn IEC 60044-2.

Tabla 2.6. Transformador de potencial capacitivo segn IEC 60186, IEC 60358 y

IEC 60044-5..

Tabla2.7. Nomenclatura de protecciones elctricas..

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CAPITULO 1

INTRODUCCIN.

1.1. Generalidades.

Son requisitos indispensables, la continuidad y la calidad del servicio que van

ligados al funcionamiento de un Sistema Elctrico de Potencia (SEP). El diseo de

un sistema elctrico debe contemplar el hecho de que van a producirse fallas de

manera aleatoria e inesperada, por lo que es necesario dotarlo de los medios

adecuados para su tratamiento. Por esta razn, los SEP incorporan un sistema de

proteccion que tiene por objetivo minimizar los efectos derivados de los diferentes

tipos de fallas.

1.1.1 Concepto general de Subestacin Elctrica.

Una subestacin elctrica es un conjunto de elementos elctricos que se encuentra

dentro de un sistema elctrico de potencia que permite realizar cambios en sistema

elctrico como: la interconexin con otras partes del sistema (seccionamiento) y la

transformacin de voltajes para la interconexin de subestaciones a un nivel inferior

de voltaje (transformacin) donde el transformador es el componente primordial.

Figura 1.1. Diagrama de Subestaciones de Transmisin en el Ecuador.

Las subestaciones elctricas se clasifican de acuerdo a los niveles de potencia o de

voltaje:

Subestacin de transmisin mayor a 138kV (230kV)

Subestacin de subtransmisin entre 138kV y 46kV

Subestacin de distribucin primaria entre 46kV y 13.8kV

Subestacin de distribucin secundaria menor a 13.8kV

1.1.2. Caractersticas de la Transmisin.

La transmisin est a cargo de la unidad de negocio Transelectric S.A. Su principal

objetivo dentro del Sistema Nacional de Transmisin (SNT) es transportar la energa

elctrica desde la generacin hacia la carga, para esto cuenta con 33 subestaciones y

alrededor de 3182 km de lneas de transmisin a niveles de 230 kV y 138 kV.

El Sistema Nacional Interconectado (SNI) es el sistema integrado por los elementos

del sistema elctrico conectados entre s, el cual permite la produccin y

transferencia de energa elctrica entre centros de generacin y centros de consumo,

dirigido a la prestacin del servicio pblico de suministro de electricidad. En la

actualidad, el SNI est conformado por 17 empresas elctricas Generadoras, 1

Transmisora, 20 Autoproductoras y 20 Distribuidoras; de estas ltimas 13 cuentan

con generacin y 7 de las empresas Distribuidoras operan sistemas no incorporados;

asimismo, se han calificado 111 Grandes Consumidores.

El SNI es un anillo cerrado a nivel nacional que est conformado por:

Centrales de generacin

Lneas de transmisin a nivel de 230kV

Lneas de transmisin a nivel de 138kV

Lnea de transmisin de 69kV

Subestaciones a lo largo de todo el territorio nacional

TRANSELECTRIC es el ente encargado de la transmisin de energa elctrica, para

lo cual se tiene el Sistema Nacional de Transmisin (SNT) que est facultada para el

manejo, ampliacin y mantenimiento tanto de las lneas de transmisin como de las

subestaciones a su cargo. El SNT est conformado por lneas de transmisin a

230kV, 138kV y 69kV. Adicionalmente se tiene dos enlaces de interconexin con

Colombia y con Per. Hacia Colombia con la lnea de transmisin 230kV desde la

subestacin Pomasqui y para 138kV desde la subestacin Tulcn hasta Rumichaca.

Hacia Per con la lnea de transmisin 230kV desde la subestacin Machala.

A nivel de 230kV se tiene el anillo trocal conformado por las siguientes

subestaciones:

Santa Rosa

Totoras

Riobamba

Molino

Milagro

Dos Cerritos

Pascuales

Quevedo

Santo Domingo

A nivel de 138kV est la red radial que se deriva al nivel de 69kV, a 138kV se

encuentran las diferentes lneas de transmisin del SNT:

Cuenca Loja

Daule Peripa Chone

Electroquil Pascuales

Electroquil Posorja

Ibarra Tulcn. Milagro Babahoyo

Milagro - San Idelfonso

Mulal Vicentina

Pascuales Salitral

Pascuales - Sta. Elena

Paute Cuenca

Pascuales Policentro

Pucar Ambato

Pucar Mulal

Quevedo - Daule Peripa

San Idelfonso Machala

Sta. Rosa Vicentina

Sto. Domingo Esmeraldas

Totoras Agoyn

Totoras Ambato

Trinitaria Salitral

Tulcn Frontera

Vicentina Guangopolo

Vicentina Ibarra

Tena Coca

Puyo Tena

CAPITULO II

MARCO TERICO.

2.1. Criterios Generales.

La continuidad y la calidad del servicio son dos requisitos ntimamente ligados al

funcionamiento satisfactorio de un Sistema Elctrico de Potencia (SEP).

Tanto por razones tcnicas como econmicas, es imposible evitar que se produzcan

fallas. El diseo de un sistema elctrico debe contemplar el hecho de que van a

producirse fallas de manera aleatoria e inesperada, por lo que es necesario dotarlo de

los medios adecuados para su tratamiento. Por esta razn, los SEP incorporan un

sistema de proteccin que tiene por objetivo minimizar los efectos derivados de los

diferentes tipos de fallas que pueden producirse.

2.2. Introduccin a las protecciones.

Los sistemas de protecciones elctricas constituyen el equipo ms importante que se

incluye en una subestacin, por lo tanto se debe conocer los Componentes de un

sistema de protecciones, tal como se muestra en la fig. 2.1, son los siguientes:

Rels de proteccin

Transformadores de medida

Disyuntores de poder

Circuitos de control

Figura 2.1. Componentes de un Sistema de Proteccin

ELEMENTOS AUXILIARES REL

T/C

T/P

EQUIPO A PROTEGER

Adems las protecciones de la subestacin deben ser efectuadas con rels, los cuales

deben ser aplicados diferenciando los equipos segn se indica:

Proteccin de Lnea

Proteccin del Disyuntor

Proteccin del Transformadores (o Autotransformador)

Proteccin de Barras

Protecciones de Reactores

Protecciones de Banco de Capacitares

2.3. Esquema de barras.

Existen varios esquemas de barras para las subestaciones elctricas de transmisin o

distribucin que son usados por las distintas empresas elctricas para satisfacer el

requerimiento de una operacin confiable y flexible del sistema.

Los criterios que se utilizan para seleccionar la configuracin ms adecuada y

econmica de una instalacin, son los siguientes:

Anlisis previo que determina los requerimientos de la demanda de energa

Continuidad de servicio

Versatilidad de operacin

Facilidad de mantenimiento de los equipos

Cantidad y costo del equipo elctrico

Funcionalidad

Confiabilidad

Maniobrabilidad

Los arreglos de barras ms comunes son los que se indican a continuacin, en orden

de complejidad y costo:

Barra simple o sencilla

Barra simple seccionada

Barra principal con seccionadores de derivacin

Barra doble mixta

Barra principal y barra de transferencia

Doble barra con disyuntor y medio de salida

2.3.1 Esquema de barra simple o sencilla.

Este esquema utiliza un solo juego de barras formando un diagrama muy sencillo. En

condiciones normales de operacin, todas las lneas y bancos de transformadores

estn conectados al nico juego de barras; con este arreglo, en el caso de existir una

falla en las barras se desconectan todos los interruptores, quedando la subestacin

completamente desenergizada. Est conformado por una sola barra continua a la cual

se conectan directamente los diferentes tramos de la subestacin.

Figura 2.2. Esquema Barra Simple

Ventajas:

Fcil operacin e instalacin simple

Costo reducido

Requiere poco espacio fsico para su construccin

Mnima complicacin en la conexin de los equipos y el esquema de

protecciones

BARRA SIMPLE 138 KV

Desventajas:

No existe flexibilidad en las operaciones (El mantenimiento de un disyuntor

exige la salida completa del tramo involucrado)

Falla en barra interrumpe el servicio totalmente

Las ampliaciones de barra exigen la salida de la subestacin en su totalidad

2.3.2. Esquema de barra simple seccionada.

Est constituido por dos barras principales, con posibilidad de acoplamiento entre s

mediante un disyuntor y sus seccionadores asociados.

Figura 2.3. Esquema Barra Seccionada

Ventajas:

Mayor continuidad del servicio

Fcil mantenimiento de los tramos conectados a la barra

Requiere poco espacio fsico para su construccin

Para fallas en barra, queda fuera de servicio el tramo de la seccin de barra

afectada

Desventajas:

Falla en barra puede originar racionamiento

BARRA SECCIONADA POR UN DISYUNTOR

138 KV

El mantenimiento de un disyuntor deja fuera de servicio el tramo al cual est

asociado.

2.3.3. Esquema de barra simple con seccionadores en derivacin.

Similar al esquema de barra simple, y difieren en que los tramos tienen

adicionalmente un seccionador en derivacin (By-Pass).

Figura 2.4.Esquema Barra simple con Seccionador en derivacin

Ventajas:

Similar al esquema de barra simple, pero permite realizar labores de

mantenimiento en los tramos sin interrumpir el servicio, a travs del

seccionador en derivacin (By-Pass).

Requiere poco espacio fsico para su construccin.

Desventajas:

Falla en barra interrumpe totalmente el suministro de energa.

Las ampliaciones de barra exigen la salida de la subestacin en su totalidad.

BARRA SIMPLE

138 KV

2.3.4. Esquema de barra doble o mixta.

Est constituido por dos barras principales, las cuales se acoplan entre s mediante

un disyuntor y sus seccionadores asociados.

Figura 2.5.Esquema Barra Doble

Ventajas:

Las labores de mantenimiento pueden ser realizadas sin interrupcin del

servicio.

Facilita el mantenimiento de seccionadores de barra, afectando nicamente el

tramo asociado.

Desventajas:

La realizacin del mantenimiento en un disyuntor de un tramo, requiere la

salida del tramo correspondiente.

Requiere de gran espacio fsico para su construccin.

BARRA 2 230 KV BARRA 1 230 KV

BARRA DOBLE

2.3.5. Esquema de barra principal y transferencia.

Est constituido por una barra principal y una de transferencia, que permita la

transferencia de tramos.

Figura 2.6 Esquema Barra Principal y Transferencia.

Ventajas:

Permite la transferencia de carga de un tramo, durante el mantenimiento del

disyuntor correspondiente

Facilita el mantenimiento de seccionadores de lnea y transferencia, afectando

nicamente el tramo asociado

Requiere de poco espacio fsico para su construccin

Desventajas:

Para la realizacin del mantenimiento de la barra y los seccionadores

asociados, es necesario desenergizar totalmente la barra

2.3.6. Esquema de barra doble con disyuntor y medio de salida.

Constituido por dos barras principales interconectadas a travs de dos tramos de

disyuntor y medio a los cuales las salidas estn conectadas.

BARRA TRANSFERENCIA

BARR PRINCIPAL 69

Figura 2.7. Esquema Barra Doble con Disyuntor y medio de salida.

Ventajas:

No necesita tramo de enlace de barra

El mantenimiento de un disyuntor se puede realizas sin sacar de servicio el

tramo correspondiente

Desventajas:

Para la realizacin del mantenimiento de los seccionadores conectados

directamente al tramo, es necesario dejar fuera de servicio el tramo

correspondiente

Requiere gran espacio fsico para su construccin

2.4. Rels de proteccin.

El avance tecnolgico y el desarrollo del software asociado han permitido que los

rels de proteccin de los sistemas elctricos se transformen en un dispositivo

inteligente que adquiere seales de campo y realiza varias funciones de control,

BARRA 1 230KV L1

BARRA 2 230KV

L2 L3

L1 L2 L3

BARRA DOBLE CON DISYUNTOR Y

MEDIO DE SALIDA

proteccin y medida. As el rel de proteccin multifuncin adquiere an mayor

relevancia para los sistemas elctricos de potencia.

Los rels son una forma de proteccin activa designada a mantener un alto grado de

continuidad de servicio y un dao limitado de los equipos; en otras palabras se los

consideran los centinelas silenciosos de los sistemas de potencia.

Existen diversas formas de clasificar a los rels, entre ellas estn:

Por su funcin: de proteccin, de monitoreo, de recierre, de regulacin,

auxiliar y sincronizacin.

Por sus entradas: corriente, voltaje, potencia, presin, frecuencia, flujo,

temperatura, vibracin, etc.

Por su principio de operacin o estructura: balance de corriente,

porcentaje, producto, estado slido, trmico, electromecnico, etc.

Por su caracterstica de actuacin: distancia, sobrecorriente direccional,

tiempo inverso, bajo voltaje, piloto, etc.

Con el pasar del tiempo y el mejoramiento de la tecnologa, los rels han

experimentado lo que se puede llamar la clasificacin segn su historia:

Rels electromecnicos: atraccin e induccin electromagntica.

Rels electrnicos de estado slido.

Rels digitales o numricos (microprocesadores).

Los Rel electromecnicos se caracterizan porque las cantidades medidas son

convertidas en seales bajas pero similares, y son combinadas o comparadas

directamente con valores de referencia que se encuentran en los detectores de nivel

para producir la salida deseada.

Los Rel electrnicos son aquellos en los cuales las cantidades medidas son

manipuladas en forma anloga y convertida subsecuentemente en forma binaria.

Los Rel digitales las cantidades medidas son convertidas en datos numricos,

mientras que un microprocesador con operaciones matemticas y/o lgicas toma

decisiones de disparo.

2.4.1. Caractersticas operativas del rel.

Los rels de un sistema de proteccin deben satisfacer las siguientes caractersticas

operativas:

2.4.1.1. Fiabilidad.

Una proteccin fiable es aquella que responde siempre correctamente, esto significa

que la proteccin debe responder con seguridad y efectividad ante cualquier situacin

que se produzca.

La proteccin sta vigilando continuamente lo que pasa en el sistema por tanto sta

respondiendo en cada instante en funcin de las condiciones que se produzcan. En

consecuencia, la respuesta de la proteccin puede ser tanto de actuacin como de no

actuacin, en seguridad significa que no deben producirse actuaciones innecesarias ni

omitirse actuaciones necesarias.

Por otra parte, cuando la proteccin debe actuar es necesario que todas las etapas que

componen el proceso de despeje de la falla sean cumplidas con efectividad. Es

importante que las protecciones se establezcan un adecuado programa de

mantenimiento preventivo. Hay que tener en cuenta que una proteccin solamente

acta en condiciones de falla y que estas condiciones son escasas y excepcionales en

cualquier SEP. Por tanto aunque una proteccin a lo largo de su vida til va a operar

en escasas ocasiones, se debe tener la seguridad de que operara correctamente

aunque haya transcurrido un largo periodo de tiempo desde la ltima vez que lo hizo.

2.4.1.2. Selectividad.

La selectividad es la capacidad que debe tener la proteccin para detectar la

existencia de falla, discernir si la misma se ha producido dentro o fuera de su rea de

vigilancia y, en consecuencia, dar orden de disparar los disyuntores automticos que

controla, cuando as sea necesario para despejar la falla.

Es importante que una proteccin acte cuando tiene que actuar como que no acte

cuando no tiene que actuar. Si la falla se ha producido dentro del rea vigilada por la

proteccin sta debe dar la orden de abrir los disyuntores que aslen el circuito en

falla. Si, por el contrario, la falla se ha producido fuera de su rea de vigilancia, la

proteccin debe dejar que sean otras protecciones las que acten para despejarla, ya

que su actuacin dejara fuera de servicio un nmero de circuitos ms elevado que el

estrictamente necesario para aislar la falla y, consecuentemente, implicara un

innecesario debilitamiento del sistema. Existen diversas formas de dotar a las

protecciones de la caracterstica de selectividad. En algunos casos, la propia

configuracin de la proteccin hace que solamente sea sensible ante fallas ocurridas

en su rea de proteccin.

La selectividad resulta ser una cualidad inherente al propio funcionamiento de la

proteccin. En los casos en que las protecciones si son sensibles a fallas ocurridas

fuera de su rea de vigilancia la selectividad puede lograrse, por ejemplo, mediante

un adecuado ajuste de condiciones y tiempos de actuacin en coordinacin con el

resto de protecciones relacionadas.

2.4.1.3. Sensibilidad.

La proteccin debe saber distinguir inequvocamente las situaciones de falla de

aquellas que no lo son. Para dotar a un sistema de proteccin de esta caracterstica es

necesario establecer para cada tipo de proteccin las magnitudes mnimas necesarias

que permiten distinguir las situaciones de falla de las situaciones normales de

operacin.

El sistema de protecciones y sus elementos asociados debe ser capaz de operar

detectando la falla de mnimo nivel que ocurra dentro de su zona de operacin o la

menor variacin de la magnitud que controla respecto de la magnitud de referencia o

ajuste.

Por ejemplo, la energizacin de un transformador de potencia. La conexin del

primario del transformador a la red origina una fuerte intensidad de vaco,

denominada en Ingles inrush current o corriente de insercin, que si es

analizada nica y exclusivamente desde el punto de vista de su elevado valor puede

llevar a interpretaciones errneas. Un anlisis ms amplio, que incluya el estudio de

la forma de onda a travs de sus componentes armnicos, permite establecer si el

sbito incremento de la corriente es debido a la energizacin del transformador o ha

sido originado por una situacin de falla.

2.4.1.4. Rapidez.

Tras haber sido detectada una falla debe ser despejada lo ms rpidamente posible,

cuanto menos tiempo se tarde en aislar la falla, menos se extendern sus efectos y

menores daos y alteraciones se producirn al reducirse el tiempo de permanencia

bajo condiciones anmalas en los diferentes elementos. Todo ello redunda en una

disminucin de los costos y tiempos de restablecimiento de las condiciones normales

de operacin, as como de reparacin o reposicin de equipos daados por tanto en

un menor tiempo de indisponibilidad de las instalaciones afectadas por la falla, lo

que posibilita un mayor y mejor aprovechamiento de los recursos ofrecidos por el

SEP.

2.4.1.5. Economa y Simplicidad.

La instalacin de una proteccin debe estar justificada tanto por motivos tcnicos

como econmicos. La proteccin de una lnea es importante, pero mucho ms lo es

impedir que los efectos de la falla alcancen a las instalaciones alimentadas por la

lnea o que stas queden fuera de servicio. El sistema de proteccin permite:

Impedir que la falla se extienda a travs del sistema y alcance a otros equipos

e instalaciones provocando un deterioro de la calidad y continuidad del

servicio

Reducir los costos de reparacin del dao. Reducir los tiempos de

permanencia fuera de servicio de equipos e instalaciones

Por tanto, la valoracin econmica no debe restringirse solamente al elemento

directamente protegido, sino que debe tener en cuenta las consecuencias que

implicaran el fallo o funcionamiento anmalo del mencionado elemento.

Finalmente, es necesario sealar que una proteccin o sistema de proteccin debe

evitar complejidades innecesarias, ya que stas seran fuentes de riesgo que

comprometeran el cumplimiento de las propiedades que deben caracterizar su

funcionamiento.

2.4.2. Tiempos de operacin del rel.

El tiempo con que puede actuar una proteccin depende directamente de la

tecnologa empleada en su construccin y de la de la velocidad de respuesta del

sistema de mando y control de los disyuntores automticos asociados a la misma.

2.4.2.1. Instantneas

Actan tan rpido como debido a que la falla se ha producido dentro del rea que

vigilan directamente. En la actualidad, el tiempo usual de despeje de una falla en

Alta Tensin (AT), mediante una proteccin instantnea puede situarse en el entorno

de dos o tres ciclos. Si el tiempo de despeje es menor la proteccin se denomina de

alta velocidad.

2.4.2.2. Tiempo Diferido o con Retraso en Tiempo.

Son aquellas en las que de manera intencionada se introduce un tiempo de espera que

retrasa su operacin, es decir, que retrasa el inicio de la maniobra de apertura de

disyuntores una vez que ha sido tomada la decisin de operar. Este retraso facilita,

por ejemplo, la coordinacin entre protecciones con el objetivo de que acten

solamente aquellas que permiten aislar la falla desconectando la mnima parte

posible del SEP.

2.4.3. Clasificacin de los rels de proteccin segn su funcin.

Cumplen diferentes aplicaciones, existe una gran diversidad de tipos que

desempean una funcin en particular. Se pueden clasificar en:

2.4.3.1 Rels de proteccin.

Detectan las anormalidades y dan inicio a la desconexin de un equipo o un grupo de

equipos de potencia en el momento que se produzcan fallas y sobrecargas.

2.4.3.2 Rels auxiliares.

Normalmente trabajan en dos condiciones: energizado o desenergizado y asisten a

otros rels o dispositivos en alguna funcin. Su operacin generalmente es del tipo

instantnea, aunque tambin existen rels temporizados.

2.4.3.3 Rels de regulacin.

Operan cuando la magnitud que supervisan, se sale de mrgenes aceptables

predeterminados, dando instrucciones a travs de otros dispositivos para que se

restaure la magnitud en particular a sus lmites usuales.

2.4.3.4 Rels de verificacin.

Su funcin es verificar una condicin en particular, en relacin a un cierto lmite

prescrito e iniciar acciones diferentes a la desconexin de equipos.

2.4.4. Rel numrico (Microprocesadores)

2.4.4.1. Definicin.

Los rels numricos se basan exclusivamente en la tcnica de microprocesadores.

Estos equipos representan la generacin ms potente y moderna de los sistemas de

proteccin, caracterizados por sus capacidades como son, relacionar enlaces

matemticos de valores de medida, procesar operaciones aritmticas y adoptar

decisiones lgicas.

Los rels digitales ofrecen la precisin y superioridad de la tcnica digital de

proteccin frente a dispositivos de proteccin convencionales, y se caracterizan por

las siguientes propiedades:

Precisin de medida debido al procesamiento digital de los valores de

medida.

Indicacin de fallas mediante LEDs.

Mrgenes extremadamente amplios del voltaje de alimentacin

Intercambio de datos con tcnica de comunicaciones.

Medicin de valor efectivo real.

Tiempos de respuesta sumamente rpidos.

La utilizacin de tecnologa digital en las protecciones de sistemas elctricos

proporciona la reduccin de complejidad de proyectos elctricos, pero tiene que ver

con dos elementos de suma importancia: el software y la comunicacin.

El software de un rel de proteccin posee diferentes rutinas dentro de las cuales se

tiene:

Rutinas de proteccin compuestas por los algoritmos que envuelven todo el

proceso de medicin y obtencin de las seales y de la obtencin de las

magnitudes de inters que pueden ser valores eficaces, fasores de

voltaje/corriente, impedancia, etc. Finalmente, como ncleo principal, el

proceso de comparacin con los valores de referencia para la toma de

decisin (trip, bloqueo/desbloqueo, alarma, etc.).

Rutinas de auto diagnstico que son incorporadas a los rels para un control

constante de la integridad de los mismos, tanto a nivel de software como a

nivel de hardware (CPU, memorias, mdulos de I/O, etc.)

Rutinas de Comunicacin que son necesarias para que el rel se comunique

con el mundo externo de modo que cuando reciba las informaciones de

usuarios o de otros dispositivos para su referencia, actuacin o reset como

tambin enviar informaciones a los usuarios u otros dispositivos cuando lo

requieran, tales como: valores actuales, cambios de estados, registros de

eventos.

En la Tabla 2.1, se esquematiza una lista de las funciones tpicas disponibles de los

rels numricos, mientras en la Tabla 2.2., se resume las ventajas de un rel

numrico sobre un equivalente esttico.

Figura 2.8. Rel Numrico.

Tabla 2.1. Propiedades del rel numrico de distancia

Tabla 2.2. Avances del rel numrico sobre el rel esttico

2.4.4.2. Funcionamiento de Rel Numrico.

Al rel se aplican seales analgicas provenientes de los transductores primarios de

corriente y potencial, y seales discretas que reflejan el estado de disyuntores,

cuchillas y otros rels.

Estas seales reciben un procesamiento en los sistemas correspondientes antes de su

aplicacin a la microcomputadora, que constituye el elemento principal del rel. Las

seales analgicas pasan adicionalmente por un proceso de conversin anlogo-

digital antes de entrar a la unidad central de procesamiento de la microcomputadora.

Las seales discretas de salidas del relevador reciben procesamientos en el

subsistema de salida discreta, que generalmente incluye rel electromecnicos

auxiliares para proveerlo de salidas discretas de tipo contacto. El rel realiza tambin

la funcin de sealizacin de su operacin (banderas) y su estado funcional mediante

dispositivos de sealizacin (generalmente de tipo lumnico) visibles en su exterior.

Los rel digitales disponen tambin de capacidad de comunicacin con otros equipos

digitales, mediante puertos de tipo serial y paralelo.

El subsistema de seales analgicas de un rel digital tiene las siguientes funciones:

Acondicionar las seales de voltaje y corriente proveniente de los

transductores primarios a voltajes adecuados para la conversin anlogo-

digital.

Aislar elctricamente los circuitos electrnicos del relevador de los circuitos

de entrada.

Proteger el rel contra sobrevoltaje transitorios inducidos en los conductores

de entrada por conmutacin y otros procesos transitorios en el sistema

primario o en los circuitos secundarios del esquema de proteccin.

El subsistema de entradas discretas tiene la funcin de acondicionar las seales para

su aplicacin al procesador (lo que puede incluir una fuente de alimentacin auxiliar

para censar el estado de contactos) proveer el aislamiento elctrico necesario entre

las entradas y los circuitos electrnicos, y proteger al relevador contra sobrevoltajes

transitorios. En la interfaz anlogo-digital se lleva a cabo los procesos de muestreo y

conversin anlogo-digital de las seales analgicas.

El procesador del rel digital es el encargado de ejecutar los programas de

proteccin, de controlar diversas funciones de tiempo y de realizar tareas de

autodiagnstico y de comunicacin con los perifricos. En el rel se requieren

distintos tipos de memorias; la memoria de acceso aleatorio (RAM) es necesaria

como buffer para almacenar temporalmente los valores de las muestras de entrada,

para acumular resultados intermedios en los programas de proteccin, y para

almacenar datos para ser guardados posteriormente en memoria no voltil. Los

programas del relevador se guardan en memoria de lectura solamente, de tipo no

programable (ROM) o programable (PROM), y se ejecutan directamente desde ah, o

se carga inicialmente a memorias RAM para su posterior ejecucin. Los parmetros

de ajuste del rel y otros datos importantes que no varan con gran frecuencia se

almacenan en memoria tipo PROM borrables (EPROM) o electrnicamente

borrables (EEPROM); una alternativa a este tipo de memoria puede ser una RAM

con respaldo de batera.

En los rel digitales su capacidad de comunicacin lo realiza mediante interfaces de

comunicacin serie que permiten el intercambio de informacin remota fuera de la

lnea con el rel para tareas de asignacin, valores de parmetros de ajuste y de

lectura de registros de fallas. Para el intercambio de informacin de tiempo real es

necesario de disponer de una interfaz de comunicacin paralela.

El subsistema de salidas discretas procesa la informacin de un puerto paralelo de

salida del procesador, consistente en una palabra digital en que cada bit puede ser

utilizado apara definir el estado de un contacto de salida. Debe existir acoplamiento

ptico entre este puerto y el rel auxiliar o tiristor de salida del rel. El diseo tpico

de un rel numrico se demuestra la figura. 2.9.

Figura 2.9. Modulo del Rel y flujo de informacin

Consiste en uno o ms microprocesadores con procesador digital de seales (DSP,

Seal Digital del Procesador), que posee memoria integrada, entrada salida de seal

digital y anloga y una fuente de alimentacin, donde es provisto con procesadores

mltiples que generalmente solo uno es dedicado para ejecutar los algoritmos para

proteccin, mientras que el resto est asociado con el manejo lgico de interfaz

hombre-mquina (HMI).

2.4.4.3. Software del Rel

El software es provisto para realizar una serie de tareas, pero debe estar funcionando

en tiempo real. Un componente esencial es el sistema operativo en tiempo real, su

funcin es asegurarse de que las otras tareas sean ejecutadas cuando estn sean

requeridas.

Otras tareas provistas al software varan segn la funcin del rel especificado, pero

puede ser generalizado como lo siguiente:

Software para funciones del sistema.- est relacionado con el BIOS de una

PC ordinaria, y controla el bajo nivel de entrada-salida del rel.

SUBSISTEMA DE

ENTRADA ANALGICA

ENTRAD ANALGICA

SUBSISTEMA DE

ENTRAD DISCRETA

ENTRAD ANALGICA DISCRETA

INTERFAZ A/D

RAM

ROM PROM

EEPROM

PROCESADO

SUBSISTEMA DE

SALIDA DISCRETA

SEALIZACIN OPERACIN

PUERTO

PUERTO PARALELO

CO

MU

NIC

ACIO

NES

MICROCOMPUTADOR

FUENTE ALIMENTACIN

Software de interfaz hombre-mquina. - el software de alto nivel para

comunicarse con un usuario, va los controles del panel delantero o con una

transmisin de datos a otra computadora que funciona con un software

conveniente.

Aplicacin del software de uso - Es el software que define la funcin de

proteccin del rel.

2.4.4.4. Caractersticas Adicionales.

La DSP en un rel numrico tiene una suficiente capacidad de procesamiento para el

clculo de la funcin de proteccin del rel tan solo ocupando parte de la capacidad

de procesamiento, el restante est disponible para realizar otras funciones, pero se

debe tener el cuidado de no sobrepasar la capacidad de procesamiento, ya que si

ocurre esto el algoritmo de la proteccin no ser capaz de terminar el clculo

realizado y comprometiendo al sistema.

Las funciones tpicas que se pueden encontrar en un rel numrico adems de la

funcin de la proteccin, son diversas dependiendo del fabricante.

2.4.4.4.1. Muestra de valores medidos

Los valores que el rel mide para realizar su funcin de proteccin son adquiridos y

procesados mostrndolos en un panel delantero o transmitindolos a un computador,

dependiendo de las seales de entrada disponibles, se puede incluir lo siguiente:

Cantidad de secuencia (positivo, negativo, cero).

Potencia, potencia reactiva y factor de potencia.

Energa.

Frecuencia.

Temperatura.

Distancia de falla.

2.4.4.4.2. Registrador Automtico de Perturbaciones RAP.

Es un equipo electrnico digital de registro de falla localizado en una subestacin de

transmisin elctrica. Los RAPS, es una red de comunicacin para integrar los

registradores con una unidad de almacenamiento y un computador porttil para la

conexin con los RAPS con motivo de comunicacin y monitoreo. El equipo debe

cumplir con las caractersticas de detectar y registrar directamente los datos, debe

permitir la integracin de una red de comunicacin mediante TCP/IP o protocol de

IEC 61850.

2.4.5. Clasificacin de rels numricos segn su tipo.

2.4.5.1. Rel de Sobrecorriente.

Son los encargados de abrir el disyuntor correspondiente cuando la corriente que

circula por el elemento elctrico que se est protegiendo (lnea, barra, transformador)

supera un valor predeterminado (I>Iarranque).

2.4.5.1.1. De manera instantnea.

Es decir, con retardo de actuacin nulo. Cuando I>Iarranque, inmediatamente el rel

abre el disyuntor. La grfica de funcionamiento se muestra en la figura 2.10

Figura 2.10. Caracterstica instantnea de los rels de proteccin de sobrecorriente.

t

I I Falla

2.4.5.1.2. Con temporizacin de tiempo definido.

Cuando I>Iarranque, paso un tiempo fijo el rel abre el disyuntor. Tambin se utiliza

para la coordinacin entre distintos rels de sobrecorriente. Si queremos que ante una

falla acte primero uno y si ste se avera que acte otro, pondremos una

temporizacin mayor en el segundo.

Figura 2.11. Caracterstica con temporizacin fija en rels de sobrecorriente.

2.4.5.1.3. Con temporizacin de tiempo inverso.

En este caso la temporizacin es dependiente de la magnitud medida, cuanto mayor

es la (I) corriente detectada, menor es el tiempo de actuacin del rel. Con esto se

reduce el tiempo de actuacin en fallas graves y se es ms permisivo con las fallas

leves.

Figura 2.12. Caracterstica con temporizacin inversa en rels de sobrecorriente

t

I I Falla

t

I I Falla

2.4.5.2. Rel de Sobrevoltaje.

Tienen un funcionamiento similar a los de proteccin de sobrecorriente. La

diferencia reside en la magnitud medida, ahora es el voltaje, y en la consigna de

accin, ahora es V>Varranque. Los tres tipos de funcionamiento de los rels de

sobrecorriente.

2.4.5.3. Rel Diferencial

Es un rel diseado para detectar a travs de la medida de la magnitud y la diferencia

angular entre las corrientes medidas en los extremos de la zona cubierta por el

sistema de proteccin. En esencia su fundamento se basa en que las sumas de las

corrientes que entran y salen a la zona de proteccin, debe ser siempre cero, excepto

cuando exista una falla interna, proporciona proteccin a equipos tales como:

transformadores, generadores y barras en las subestaciones elctricas.

Figura 2.13. Proteccin diferencial

Los rels de proteccin diferencial miden:

I(Dif) = I1 I2 e I Frenado = (I1+I2)/2.

La caracterstica de la proteccin diferencial se muestra en la figura 2.14. se

observar como la caracterstica de funcionamiento tiene una pendiente de frenado

que evita la actuacin de la proteccin diferencial en caso de fallos externos

prximos al elemento elctrico que se protege. En dichos fallos, I1 e I2 son muy

altas, pudiendo llegar a saturar a alguno de los transformadores de intensidad.

Supongamos que se satura el CTS 1. En ese caso, la I1 medida es menor a lo que

I1 ELEMENTOELCTRICO

I2

I1 I2

IDif

debiera, con lo que la I(Dif) (I1-I2) ser distinta de cero cuando I1 e I2 son iguales.

Con la pendiente de frenado, la I(Dif) necesaria para la actuacin del rel es mayor en

el caso de que la IFrenado adquiera valores de intensidad de falta.

Figura 2.14. Caracterstica de actuacin de proteccin diferencial

2.4.5.4. Rel de Distancia. (21)

Se basa en la comparacin de la corriente de falla, vista por el rel, contra el voltaje

proporcionado por un transformador de potencial, con lo cual se hace posible medir

la impedancia de la lnea al punto de falla, es decir, miden la impedancia en el

comienzo de la lnea, Z=V/I. As, si se produce una falla a tierra en un punto de la

lnea, las magnitudes medidas por el rel al comienzo de la misma quedarn de la

siguiente manera: U disminuye, I aumenta y, por tanto, Z disminuye mucho.

Figura 2.15. Proteccin de distancia

En la figura 2.16 se muestra la evolucin de la tensin en la lnea al producirse una

falta a tierra en un punto de la misma.

I Dif

I FrenadoNo actaActa

TCs

TPs I falla

Figura 2.16.Disminucin de la tensin medida en una falla a tierra

2.4.5.5. Rel Direccional. (67)

Tiene la funcionalidad de comparar magnitudes o ngulos de fase y distinguir el

sentido de los flujos de corrientes. Por tanto, estos rels contarn con dos unidades

bien diferenciadas:

Unidad de sobrecorriente: Vigila el valor del mdulo de la corriente.

Unidad direccional: Determina el sentido en el que est circulando la

intensidad comparando el ngulo elctrico que forma el fasor I con el fasor de

una magnitud de referencia (Habitualmente la tensin). El funcionamiento de

los rels de proteccin direccional se muestra en la figura 2.17.

Figura 2.17. Proteccin direccional

Vn

Punto deFalla a tierraPosicin delrleV en falla

Funcionamiento NormalFalla

2.5. Transformadores de medida y proteccin.

2.5.1. Definicin.

Los equipos de medida y los rels de proteccin, utilizados en las instalaciones

elctricas, generalmente no estn construidos para soportar altas tensiones ni

elevadas intensidades de corriente. Adems los equipos deben estar aislados de las

altas tensiones para prevenir accidentes. Por estas razones, los equipos de medida y

dispositivos de proteccin se conectan en las instalaciones a travs de los

denominados transformadores de medida y proteccin. En las condiciones normales

de operacin y las condiciones de falla, estos dispositivos de medida y proteccin

estn referidos siempre a la deteccin de los niveles de voltaje y corriente.

Los transformadores de voltaje e intensidad son de dos tipos, que se denominan:

Transformadores de Corriente o Intensidad

Transformadores de Voltaje o Potencial

Figura 2.18. Esquema sencillo en el que se muestran un CT y dos TP uno de los cuales est conectado

entre fases y el otro entre fases y tierra.

2.5.2. Finalidad de los transformadores de medida y Proteccin.

Los transformadores de medida tienen la finalidad de reducir en adecuada relacin

los valores de corriente, adems otras consideraciones:

Asla a los instrumentos de medicin y proteccin del circuito primario o de

alta voltaje, permitiendo as medir altos voltajes y altas corrientes con

instrumentos de bajo alcance

Da mayor seguridad al no tener contacto con partes en alto voltaje

Permite la normalizacin de las caractersticas de operacin de los

instrumentos

2.5.3. Requerimientos.

Los principales requerimientos que se debe considerar en la seleccin de un

transformador son:

Dimensionamiento del aislamiento para el voltaje de utilizacin.

Precisin en la reproduccin de la magnitud primaria.

Calentamiento del equipo y capacidad de sobrecargas.

De la correcta definicin de estos parmetros depender el funcionamiento de los

equipos de proteccin en los momentos crticos pero tomando en cuenta las zonas a

instalar este tipo de transformadores, que son las siguientes:

Zona de entrada, donde los transformadores de medida alimentan los equipos

los equipos de la energa de entrada, as como las protecciones de entrada a la

subestacin.

Zona de medida, tenemos las protecciones y medida de las diferentes lneas y

transformadores de potencia.

2.5.4. Transformador de corriente (CTS).

2.5.4.1 Criterio de Seleccin.

Uno de los criterios para seleccionar la relacin de los transformadores de corriente

es el rango de corriente continua de los equipos conectados ya sea rel,

transformadores de corriente auxiliares, instrumentos, etc. y el devanado secundario

del mismo transformador de corriente. Ya en la prctica, cuando fluye corriente de

carga a travs de las fases de los rels o de los dispositivos conectados, se utiliza una

relacin de corriente del CT tal que en el secundario su salida sea alrededor de 5 a 1

amperios con corriente de carga mxima en el primario. Sin embargo, la actuacin

que se requiere del CT vara de acuerdo a la aplicacin del rel. Se necesitara de

CTs de alta calidad por ejemplo en esquemas de proteccin diferencial, debido a la

exactitud de los datos que permitan al rel actuar; mientras que en la proteccin de

lneas de transmisin no es tan crtico un CT de alta calidad debido a que se utiliza

terminales remotos como respaldo a fallas.

Por lo general, todos los tipos de transformadores de corriente se utilizan para

propsitos de proteccin por rels. El CT de boquilla es el ms usado en los circuitos

de alta tensin porque es menos costoso que otros. Este consta de un ncleo de forma

anular con un arrollamiento secundario, y se construye dentro de equipos como

interruptores, transformadores de potencia, generadores, etc., y su ncleo rodea una

boquilla de aislamiento a travs del cual pasa un conductor de potencia.

Los CTs de este tipo se caracterizan por tener una amplia seccin transversal en los

cuales la saturacin es menor y por ende ms precisin a elevadas corrientes.

Adems existen otros tipos de CTs como el del ncleo concentrado o el ventana.

El circuito equivalente de un transformador de corriente se muestra en la figura 2.10.

La curva caracterstica secundaria de excitacin de un CT est dada por la corriente

de excitacin secundaria Ie que es una funcin del voltaje secundario de excitacin

Es y de la impedancia secundaria de excitacin Ze. Con esta curva se calcula la

precisin de un CT tipo boquilla.

Figura 2.19. Circuito Equivalente del transformador de corriente.

N^2*Zp Zs

ZbZe

H2

H1

Ip/N

X1

X2

Para clasificar la precisin del CT se tiene las normas ASA, por ejemplo 10H10 o

2.5L50, donde H es la impedancia secundaria interna alta (CTs de ncleo

concentrado); L es la impedancia secundaria interna baja (CTs tipo boquilla); el

nmero antes de la letra es el error mximo de relacin especificado en porcentaje; el

nmero despus de la letra en la tensin final mxima secundaria para el error de

relacin con corriente secundaria 20 veces la corriente nominal. Existen diversas

forma de representacin de los CTs, entre ellas estn las que se muestran en la

figura 2.20.

Figura 2.20. Diferentes representaciones de los CTS

2.5.4.2 Polaridad de los CTS.

La polaridad de los CTs est dada por marcas o por smbolos H1 y H2 en el

primario y X1 y X2 en el secundario. La conveccin es que si la corriente primaria

entra por el terminal H1, la corriente secundaria sale por X1; o bien, si la corriente

primaria entra por el terminal H2, la corriente secundaria sale por X2. Un ejemplo se

observa en la figura 2.12.

Figura 2.21. Polaridad de los CTS

A

A

P1 P2

S1 S2

A

H1 H2

X1 X2

2.5.4.3 Conexiones de los CTS.

Las conexiones de los CTs se realizan de acuerdo a la polaridad de los mismos.

Dependiendo de que tipo de uso se le est dando a ellos y que rel est usndose en

la proteccin, tenemos ejemplos de las conexiones Estrella (figura 2.13) y Delta

(figura 2.14).

Figura 2.22. Conexin Estrella de CTS

Figura 2.23. Conexin Delta de CTS

El mayor problema de los transformadores de corriente es la saturacin a la que estn

expuestos en momentos en que se presenten corrientes de falla de gran magnitud,

debido a su valor o cercana. Sin embargo, para algunos rels no es crtico esta

corriente, como por ejemplo los rels de sobrecorriente del tipo induccin, gracias a

que poseen gran exactitud. La saturacin puede darse por componentes DC o AC en

Ia

Ib

Ic

Ia

Ia

a

Ibb

Icc

Ib

IcRelsfase

Ia-Ib

Ib-Ic

Ic-Ia

Ia-Ic

Ib-Ia

Ic-Ib

Ia

Ia

a

Ibb

Icc

Ib

IcRelsfase

Reltierra

la corriente de falla. La componente DC es la ms daina, debido a que el CT se

satura en los primeros ciclos de la falla haciendo que se pueda colapsar. Para evitar

estos problemas, hay que seleccionar los CTs de acuerdo a las necesidades de la

proteccin.

2.5.4.4. Nivel de aislamiento nominal.

Combinacin de los valores del voltaje soportado al impulso tipo rayo y voltaje

soportado tipo maniobra, que caracteriza el aislamiento del transformador en lo que

concierne a soportar las solicitaciones dielctricas.

2.5.4.5. Corriente trmica nominal de corta duracin (Ith).

Es el valor eficaz de la corriente primaria que un transformador soportara durante un

segundo sin sufrir efectos dainos, estando el arrollamiento secundario en

cortocircuito.

2.5.4.6. Corriente dinmica nominal (Idin).

Es el valor pico de la intensidad primaria que un transformador soportar sin ser

daado elctrica o mecnicamente por las fuerzas electromagnticas resultantes,

estando el arrollamiento secundario en cortocircuito.

2.5.4.7. Corriente trmica permanente.

Es el valor de la intensidad que puede circular permanentemente en el arrollamiento

primario, con el arrollamiento secundario conectado a la carga nominal sin que la

elevacin de temperatura exceda los valores especificados.

2.5.4.8. Especificaciones del Transformador de Corriente.

Los factores importantes para la seleccin de los CTS son:

Normas (IEC o IEEE).

Nivel de aislamiento (Voltaje de servicio).

Altitud sobre el nivel del mar (si es >1000msnm).

Temperatura ambiente.

Corriente Nominal Primaria.

Corriente Nominal secundaria.

Corriente dinmica.

Burden (Carga) y exactitud para cada ncleo.

Nivel de contaminacin.

2.5.4.8.1. Nivel de Aislamiento.

La rigidez dielctrica del aire disminuye conforme aumenta la altitud, por lo tanto

para aquellas instalacin que sobrepasen la altitud ms arriba de 1000msnm, el

aislamiento externo del transformador tienen que ser adaptados a la altitud real del

sitio.

Segn IEC 60044-1 la distancia de formacin de arcos bajo condiciones atmosfricas

estandarizadas es determinada multiplicando los voltajes soportados en el instalacin

del equipo por un factor K.

2.5.4.8.2. Corriente Nominal Primaria.

La corriente nominal primaria puede ser seleccionada aproximadamente del 10% -

40% de la corriente de operacin estimada, los valores estndares ms cercanos, de

corriente son:

10 12.5 15 20 25 30 40 50 60 75 A, y sus mltiplos o fracciones

segn (IEC 60044-1).

Tabla 2.3. Capacidad de valores de relacin para transformadores de corriente (IEEE C57.13)

2.5.4.8.3. Corriente Nominal Secundaria.

La corriente nominal secundaria puede ser de 1 o 5 A, pero hay una tendencia clara

hacia 1 a 2A, es debido a las protecciones modernas y el equipo medidor que poseen

cargas relativamente bajas, la nica carga predominante son los cables.

2.5.4.8.4. Corriente Nominal Trmica Contina.

Es la corriente que puede fluir continuamente por la bobina primaria sin que ocurra

la subida de temperatura que excede los valores estipulados en las normas.

En IEC 60044-1 tiene valores estndares de 120%, 150% y 200% de la corriente

nominal primaria.

La corriente dinmica es el valor mximo de la corriente primaria que un CTS

soportar, sin ser daado elctricamente o mecnicamente por las fuerzas

electromagnticas, ya que en el caso de un cortocircuito, el primer pico de corriente

puede alcanzar aproximadamente 2.5 veces Ith. Este pico de corriente da subida a las

fuerzas electromagnticas.

Por lo tanto se debe asegurar de que el transformador de corriente sea capaz de

soportar la corriente dinmica as como la corriente trmica de corto tiempo.

Tabla 2.4. Valores de Corriente mxima dinmica (d) (IEC 60044-1)

2.5.4.9. Carga (Burden) y Exactitud

Todos los CTS se deben adaptar en la prctica especialmente para cada subestacin.

2.5.4.9.1. Medicin de corriente

La salida requerida de un transformador corriente depende del uso y del tipo de carga

conectados con ella:

El transformador de medida tiene como funcin medir mediante equipos o

instrumentos de medida, como kW, kVAr, A, kWh o contador de kVArh, que

verifica el valor de corriente bajo condiciones de normales de carga, estos CTS

requieren de una alta precisin, carga baja y un voltaje bajo de saturacin, operando

en el rango de 5 120% de la corriente nominal segn la IEC clase de precisin 0.2 -

0.5 o IEEE clase de exactitud 0.3 0.6.

El transformador de proteccin informa y registras disturbios en el lado primario y

transfiere al lado secundario, con eso los rels de proteccin puedan registrar todos

los eventos que puedan ocurrir, estos CTS en condiciones de sobrecorriente

requieren una exactitud ms baja, pero una alta capacidad de transformar altas

corrientes de falla, y permitir que los rels de proteccin midan y desconecten en

caso de falla.

2.5.4.9.2. Ncleos de medida.

Los CTS para medida son aquellos especialmente concebidos para alimentar

equipos de medida, siendo una de sus caractersticas fundamentales el hecho de que

deben ser exactos en las condiciones normales de servicio.

El grado de exactitud de un transformador de medida se mide por su clase o

precisin, la cual nos indica en tanto por ciento el mximo error que se comete en la

medida.

La norma IEC 60044-1 especifica que la clase o precisin debe mantenerse siempre y

cuando la corriente que circula por el arrollamiento primario se encuentre por debajo

del 120 % de la corriente primaria nominal debiendo tambin mantenerse dicha

precisin cuando la carga conectada al secundario del transformador est

comprendida entre el 25 y el 100 % de la carga nominal Tabla 2.4.

2.5.4.9.3. Ncleos de proteccin.

Los transformadores de corriente para proteccin son los destinados a alimentar rels

de proteccin, por lo que deben garantizar una precisin suficiente para corrientes

primarias que sean varias veces superiores a la corriente primaria nominal.

Para estos transformadores ya no se considera el mismo error que representa la clase

de precisin en los transformadores de medida, sino que se considera otro tipo de

error compuesto.

Se define como corriente lmite de precisin nominal aquella corriente primaria ms

elevada para la cual, estando el transformador con la carga de precisin, se asegura

que no se sobrepasar el error compuesto. A partir de este concepto de error

compuesto, las clases de precisin para los transformadores de corriente para

proteccin, depende mucho de la norma que se ocupe, que a continuacin se muestra

en las Tablas 2.7 y 2.8. Adems los grados de precisin se dividen en dos grupos:

clases de precisin normales y clases de precisin especiales.

Los transformadores de clase de precisin especial son los que se utilizan para

aquellos equipos de medida que garantizan su exactitud entre el 20 y el 120 % de la

corriente nominal del secundario del transformador. El valor de corriente del

secundario de estos transformadores es de 5 A.

2.5.4.9.4. Diferencia Entre un CT para Medida y otro para Proteccin.

Los transformadores de corriente para medida deben mantener su precisin hasta el

nivel de corrientes prximo a la nominal y es conveniente que se saturen rpidamente

cuando esta se sobrepase, con objeto de proteger los instrumentos de medida. En

cambio, cuando se trate de proteccin, la precisin debe existir tanto para

intensidades bajas como altas, dado que estas ltimas son las que indican la

existencia de fallas en la red. Por tanto no podrn utilizarse transformadores de

intensidad de medida para proteccin ya que, en caso de una falla, la informacin

que suministraran no sera correcta. El caso contrario, consiste en conectar aparatos

de medida a transformadores de intensidad para proteccin, es posible, si bien se

deber tener en cuenta de que en casos de una falla el aparato de medida recibir una

intensidad muy elevada que puede llegar a desajustarlo o incluso averiarlo.

2.5.5. Transformador de potencial.

Un transformador de voltaje es un dispositivo destinado a la alimentacin de equipos

de medicin y proteccin con tensiones proporcionales a las de la red en el punto en

el cual est conectado. El primario se conecta en paralelo con el circuito por

controlar y el secundario se conecta en paralelo con las bobinas de voltaje de los

diferentes aparatos de medicin y de proteccin que se requiere energizar. Cada

transformador de voltaje tendr, por lo tanto, terminales primarios que se conectarn

a un par de fases o a una fase y tierra, y terminales secundarios a los cuales se

conectarn aquellos aparatos de medida y proteccin.

Los transformadores de potencial se utilizan para alimentar bobina voltimtricas

(contadores, voltmetros ordinarios o registradores, rels, etc.). Son de dos clases:

transformadores de potencial para alimentacin de instrumentos y transformadores

de potencial capacitivos. Se basan en dos criterios de seleccin: el nivel de voltaje

del sistema y el nivel de aislamiento bsico de impulso requerido por el sistema en el

cual van a ser usados. Bajo las normas ANSI se utilizan dos tipos de voltaje nominal

secundario, 115 y 120 voltios, con sus correspondientes valor lnea a neutro de

115/3 y 120/3voltios. Para los transformadores del tipo capacitivo los voltajes

nominales secundarios son 115 y 66.4 voltios. Diferentes representaciones de los

transformadores de potencial se muestran en la figura.

Figura 2.24. Diferentes representaciones de los PTS

La diferencia en el uso de uno u otro tipo de transformadores de potencial radica en

que los PTs del tipo capacitivo para proteccin por medio de rels son ms baratos

que los PTs para instrumentos, aunque no son tan precisos. Adems influye que

existen ciertas disposiciones de circuitos que no permiten el uso de uno u otro, como

por ejemplo, en sistemas donde se conectan dos o ms secciones de lneas de

transmisin a una barra colectora comn, los PTs normales tendrn capacidad

suficiente para alimentar los equipos de proteccin, lo que no podra hacer los del

tipo capacitivos. Mientras que en sistemas donde se utilizan barras colectoras en

anillo, no hay lugar para un conjunto sencillo de transformadores normales que

abastezca los rels de todos los circuitos, mientras que los del tipo capacitivo se los

puede colocar en el lado de la lnea de los interruptores de cada circuito.

Existen dos tipos de PTs del tipo capacitivos para proteccin: el de condensador de

acoplamiento y el de boquilla. Los dos son bsicamente semejantes, pero su

diferencia radica en el tipo de divisor de tensin capacitivo utilizado, que a su vez

afecta su carga nominal. El primero de ellos utiliza una aglomeracin de

condensadores conectados en serie y de un condensador auxiliar, como se muestra en

la figura 2.16. El segundo utiliza el acoplamiento capacitivo de una boquilla de un

P1 P2

S1 S2VV

V

interruptor o transformador de potencia especialmente construida, como se muestra

en la figura 2.17.

Figura 2.25. Transformador de potencial

Los circuitos equivalentes de las dos clases de PTs que existen se muestran en las

figuras 2.18 y 2.19. En el transformador de potencial normal se observa que la

corriente del lado de baja tensin fluye a travs de las impedancias del lado de alta

tensin referida al de baja ms la respectiva impedancia de este lado; tambin hay

que considerar el burden que tiene el transformador. Tpicos valores de error mximo

que se tiene en estos dispositivos van desde 0.3 hasta el 1.2%, con lo que se

demuestra que tienen excelente actuacin frente a transientes.

Figura 2.26. Circuito Equivalente del Transformador de Potencial

Figura 2.27. Circuito Equivalente del Transformador de Potencial del Tipo Capacitivo

w1 w2

V

N

v

n

V1 V2

TP inductivo TP Capacitivo

a

b

n:1c

d

ZH/n^2 ZL

Burden

e

f

RLC

CircuitosPrimarios

Rels

La caracterstica del transformador de potencial del tipo capacitivo se basa en la

energa almacenada dentro de los elementos L y C en momentos de ocurrencia de

una falla en el lado primario. Debido a la tendencia de tintineo inherente en los

circuitos RLC, un cortocircuito repentino en el lado del primario no produce un

colapso instantneo del voltaje aplicado a los rels. Otros transientes son

introducidos por la presencia de los circuitos ferrosonantes y hasta por los mismos

rels, pero estos PTs no son afectados significativamente y reproducirn transientes

primarios con excelente fidelidad.

La polaridad de los transformadores de potencial por lo general estn marcadas para

el lado de alta y baja tensin con H1 y X1, respectivamente. Las marcas de polaridad

tienen el mismo significado que para los transformadores de corriente, es decir, que

cuando la corriente entra por la terminal H1, sta sale por la terminal X1. La relacin

entre las tensiones alta y baja es tal que X1 tiene la misma polaridad instantnea que

H1, como se muestra en la figura 2.20. No tiene importancia alguna el que el

transformador tenga polaridad aditiva o substractiva porque esto no tiene efecto en

las conexiones.

Figura 2.28. Polaridad de los transformadores de potencial

Los transformadores de potencial se conectan de acuerdo a la utilizacin: medicin o

proteccin; si se lo va a utilizar en proteccin, la conexin variar dependiendo del

elemento que van a proteger y el tipo de proteccin que se va a dar. Por ejemplo, si

se quiere hacer una proteccin a un banco de transformadores de potencia conectados

en estrella delta, se necesitar hacer una conexin delta estrella del banco de

transformadores de potencial, y con stos transmitir las seales a los rels de

proteccin (distancia, sobrevoltaje, etc.).

Direccininstantaneadel flujo decrriente.

H2 H1

X2 X1

En la Central se encuentran transformadores de potencial del tipo capacitivo en la

Subestacin, y transformadores de potencial para instrumentos en la unidades. Las

caractersticas de cada uno de ellos se los detall en el captulo 1 dentro del sistema

elctrico de la central.

2.5.5.1. Definiciones.

2.5.5.1.1. Voltaje primario y secundario nominal

El valor del voltaje primario y secundario sobre la cual est basada la condicin de

funcionamiento del transformador.

2.5.5.1.2. Relacin de transformacin real

Es la relacin de voltaje primario real sobre el voltaje secundario real.

2.5.5.1.3. Relacin de transformacin nominal

Es la relacin de voltaje primario nominal sobre el voltaje secundario nominal.

2.5.5.1.4. Clase de precisin

Designacin aplicada a un transformador de potencial cuyos errores permanecen

dentro de los lmites especificados para las condiciones de empleo especificadas.

Con ella se designa el error mximo admisible que el TP puede introducir en la

medicin de potencia operando con su Un primaria y la frecuencia nominal.

2.5.5.1.5. Carga de precisin

Es el valor de la impedancia del circuito secundario expresado en ohmios con

indicacin del factor de potencia en la que estn basados los requerimientos de

precisin.

2.5.5.1.6. Potencia de precisin.

Es el valor de la potencia aparente (en Volt-Ampere con un factor de potencia

especificado) que el transformador suministra al circuito secundario a la voltaje

secundaria nominal cuando est conectado su carga de precisin.

2.5.5.1.7. Coeficiente de puesta a tierra.

El coeficiente de puesta a tierra de una red trifsica en el punto de instalacin de un

equipo, y para una configuracin dada de la red, es la relacin, expresada en tanto

por ciento, de la voltaje eficaz ms elevada a la frecuencia de la red entre una fase

sana y tierra en dicho punto durante una falla a tierra (que afecte a una o dos fases en

un punto cualquiera de la red), a la voltaje eficaz entre fases de frecuencia de la red

que se tendra en un punto de instalacin en ausencia de la falla.

2.5.5.1.8. Red con neutro puesto a tierra

Red cuyo neutro est conectado a tierra bien sea directamente o por una resistencia o

reactancia de valor pequeo para reduci

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