capitulo1 estudio de coordinacion de protecciones en alta y media tension subestacion machala cnel

8/12/2019 Capitulo1 Estudio de Coordinacion de Protecciones en Alta y Media Tension Subestacion Machala CNEL

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CAPITULO I

Marco Terico

En este captulo se pretende realizar una revisin terica de los

aspectos involucrados en el desarrollo de la tesis.


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1.1Generalidades

1.1.1 Definicin

A medida que el tiempo pasa se desarrollan diferentes dispositivos de

protecciones de sobrecorriente, teniendo en cuenta el factor econmico que dicta

la necesidad de cada uno de estos dispositivos de proteccin en serie. Cuando

aumentan las distancias de la subestacin, los dispositivos de proteccin a

utilizarse son menos costosos y menos sofisticados. El correcto estudio de la

aplicacin de estas filosofas y los dispositivos de proteccin se conoce con el

nombre coordinacin1.De acuerdo con esta definicin, cuando se aplican en un

sistema dos o ms dispositivos de proteccin, el dispositivo ms cercano a la falla

(en el lado de alimentacin de la falla) es el dispositivo principal. El

dispositivo adyacente a la alimentacin es el de respaldo.

1.1.2 Objetivos y Principios de Coordinacin.

GENERAL:

Realizar un Estudio de Coordinacin de Protecciones de sobrecorriente en los

alimentadores a nivel de media tensin, proteccin diferencial y sobrecorriente de

los transformadores de Potencia, de la subestacin Machala propiedad de

CNEL S.A. Regional El Oro.

ESPECFICOS:

o Recopilacin de informacin, de la topologa de las redes y equiposelctricos, curvas de equipos de proteccin, curvas de dao, etc.

o Determinacin de los parmetros requeridos para el anlisistcnico, esto es, resistencias y reactancias de los componentes de

secuencia.

1 ZAMBRANO Sergio, MONTALVO Mauricio; Coordinacin Grfica de Protecciones de

sobrecorriente en sistemas radiales; Tesis de grado de Ingeniera Elctrica; Universidad deCuenca; 2001.


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Modelacin de redes, distribucin de la carga, estudios de flujos depotencia y cortocircuito empleando programas computacionales

disponibles en la Empresa.

Obtener un estudio tcnico econmico de los cambios a efectuar a dichosequipos de proteccin.

Los principios comunes de coordinacin para cualquier dispositivo de proteccin

de sobrecorriente estn basados en reglas generales, las cuales se detallan a

continuacin.

El equipo de proteccin no debe actuar con la corriente mxima de cargaactual, ni con la proyectada adecuadamente hacia el futuro ms una

sobrecarga.

La proteccin principal debe eliminar una falla permanente o temporalantes de que la proteccin de respaldo inicie su proceso de interrupcin

(como en el caso de un elemento fusible) y opere hasta apertura definitiva

(como en el caso de un reconectador). De cumplirse con este criterio, la

proteccin de respaldo cubrir a la proteccin principal en caso de que esta

fallara en su actuacin.

El tiempo acumulado de permanencia de la falla debe ser menor que eltiempo de recocido de los conductores y de las curvas trmicas de los

equipos.

El equipo debe soportar, abrir y cerrar la corriente de falla mxima delsistema al que se encuentre conectado.

La proteccin principal debe detectar y actuar para la corriente de falla mnima en

la zona a proteger (punto extremo) contemplando la proteccin de respaldo, El

valor de esta corriente depende de la impedancia de la lnea, resistencia de falla y

tierra, exclusivamente de la impedancia de


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secuencia positiva y cero al inicio del alimentador. Estos valores deimpedancia son dados por el CENACE los mismos que son analizados y

simulados, obteniendo nuevos valores para cada uno de las subestaciones

existentes en la CNEL S.A. Regional El Oro.

Las interrupciones de servicio, causadas por fallas permanentes deben serrestringidas a una seccin lo ms pequea posible del sistema por el

tiempo ms corto posible.

Debe detectar y actuar coordinadamente, tanto para fallas con mximageneracin como con mnima generacin.

1.1.3 Dispositivos de Proteccin

1.1.3.1 Fusibles

Se puede decir que es uno de los dispositivos de proteccin ms utilizado y

confiable dentro del sistema de proteccin. Realizan diferentes funciones como:

Sentir cualquier subida de corriente en el sistema protegido.

Interrumpir sobrecorrientes. Soportar voltajes transitorios de recuperacin para no permitir reignicin

(extincin controlada del arco).

Cuando por el fusible circula una sobrecorriente, el intervalo de tiempo desde que

se detecta, hasta que empieza a fundirse se denomina tiempo mnimo de fusin;

y el intervalo de tiempo que termina en fundirse todo el fusible se denomina

tiempo mximo de despeje. La principal limitacin de un fusible es, siempre

que es sometido a una corriente superior a su mnima corriente de fusin, se funde

y queda sin servicio la parte del sistema ms all de ste, esta interrupcin se da

hasta que un tcnico llegue y analice el tipo de falla y reponga dicho fusible.


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Figura 1.1. Porta fusible Tipo L (intercambiable) fuente (COOPER-KEARNEY).

Existen diferentes subdivisiones de los tipos de fusibles segn la norma ANSI

C37.42. Mencionaremos una descripcin de cada uno de ellos.

Fusible tipo K:Conducen hasta 150% de su In sin daos (relacin develocidades 6 a 8).

Fusibles Tipo T:Ms lentos que los K (relacin de velocidad 10 a 13). Fusible tipo Std: Intermedia entre los K y T; son permisivos a las

fluctuaciones de corriente (relacin de velocidad 7 a 11).

Fusible Tipo H: Conducen hasta el 100% de su In sin dao; tienencaracterstica de fusin muy rpida (relacin de velocidad 7 a 11).

Fusible Tipo N: Conducen hasta el 100% de su In sin daos. Son msrpidos an que los H.

Fusible Tipo X: Provistos de un elemento dual; son permisivos a lasfluctuaciones de la corriente (relacin de velocidad 32).

Fusible Tipo Sft: Provisto de elemento dual; no actan ante fallastemporarias en transformadores.

Fusibles Tipo MS o KS:Respuesta ultra lenta y mayor permisividad decorriente que los T; bueno como proteccin de lnea (relacin de velocidad

20).


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Fusibles Tipo MN241 AYEE: Conducen hasta el 130% de su In sindaos; poseen un resorte extractor necesario en los seccionadores MN241

AYEE.

Fusibles tipo DUAL: Son fusibles extra lentos, cuya relacin de velocidades de 13 y 20 (para 0.4 y 21 amperios, respectivamente).

En siguiente grafico mostraremos diferentes tira fusibles los cuales conocemos

comnmente, existen tira fusibles de diferentes marcas entre las ms comunes

estn Change, ABB, Cooper etc. A continuacin se muestra la grfica de algunos

tira fusibles segn el tipo de amperaje.

Figura 1.2. Tira fusibles utilizados en media tensin

Un fusible de Tipo K, se comporta de forma diferente de un fusible de tipo T o de

cualquier tipo. Dentro de un mismo tipo de fusibles existe una subdivisin que los

diferencia en valores de amperios utilizados para una correcta coordinacin de


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protecciones por lo cual se recomienda utilizar fusibles del mismo tipo y

subdivisin.

De manera que el fabricante garantiza que un fusible de 10 A se fundir antes que

uno de 15 A, uno de 20 A se fundir antes que uno de 25 A, y as sucesivamente

hasta llegar al fusible de mayor valor en amperios, si estos son del mismo tipo y

sub divisin, lo que no garantiza el fabricante que un fusible de 8 A no preferido

se funda antes que uno de 10 A preferido, o que uno de 10 A preferido se funda

antes que uno de 12 no preferido. Cabe aadir que cada fusible tiene diferentes

curvas segn su valor de interrupcin, la curva viene dada en amperios- segundos.

En la siguiente grfica mostraremos curvas de tira fusibles de diferentes valores

en amperios.

Figura 1.3. Curvas de fusibles de diferentes valores de corriente.

Fuente (SYNERGEE ELECTRICAL 3.8).


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1.1.3.2 Reconectadores

Los reconectadores son dispositivos automticos de recierre de un circuito

cuando se produce una falla temporal en el mismo. Son diseados para soportar

corrientes de cortocircuito, tambin poseen un sistema de control capaz de medir

la corriente de lnea que estn protegiendo; en caso que se produzca una falla

abren o cierran el circuito en una secuencia predeterminada. Si la falla persiste

despus de ejecutada la secuencia de apertura y cierre, el reconectador se encarga

de aislar el resto del sistema.

Los reconectadores se clasifican de acuerdo a la tcnica de extincin del arco

utilizado, existen los de vaco y los de aceite mineral y al tipo de control que

utilizan para ejecutar la secuencia de recierre, la inteligencia o control puede ser

hidrulico electrnico. Las caractersticas principales del reconectador son las

siguientes:

Corriente de interrupcin: Es la mxima corriente simtrica RMS que el

reconectador puede interrumpir.

Ciclo de trabajo: El ciclo de trabajo del reconectador es la secuencia de

operacin que el equipo utiliza para despejar una falla y sobre la cual se determina

el tiempo de vida til del equipo segn la corriente de interrupcin.

Corriente nominal: Es la corriente continua a 60 Hz que el equipo puede

soportar por un tiempo indefinido. Los reconectadores con control electrnico

vienen provistos de bobinas de 560 A 1120 A, segn las cantidades de potencia

manejadas por el sistema. Los reconectadores con control hidrulico tienen

bobinas en serie con el circuito bajo supervisin, los cuales estn en un rango de

25 hasta 560 A.


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Tensin de servicio: Es el voltaje nominal de operacin delreconectador, generalmente, el reconectador est diseado para

soportar voltajes superiores a los voltajes de lnea del sistema. Por

ejemplo, para un sistema de distribucin a 13.8 KV, la clase de voltaje

de un reconectador es de 15.5 KV.

Los reconectadores tienen diversas curvas de tiempo inverso, lo que permite

escoger la adecuada para cualquier caso de coordinacin, estas curvas se

denominan lentas, mientras que la operacin de apertura instantnea tambin

posee curvas, denominadas curvas rpidas.

Figura 1.4. Curva de un reconectador Cooper Form 4. Fuente (SYNERGEE ELECTRICAL 3.8.)

La secuencia de operacin es un parmetro que se puede manejar, generalmente la

secuencia se compone de cuatro operaciones, entendindose cada operacin como

una apertura del circuito. La rapidez de cada operacin (apertura) la podemos

ajustar estableciendo en el reconectador qu curva domina la primera apertura, la

segunda, la tercera y la cuarta. La secuencia o ciclo estndar de trabajo para un

reconectador se muestra en la figura 1.5, el recierre del circuito despus de una

apertura demora dos segundos en equipos con control hidrulico, y para equipos

con control electrnico este tiempo es ajustable. La figura 1.6 se muestra la

secuencia de operacin del reconectador ante una falla en el circuito que

supervisa.


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Figura 1.5. Ciclo de trabajo de un reconectador 2

Figura 1.6. Secuencia completa de operacin de un reconectador2

Adems los reconectadores poseen curvas que pueden ser usadas para el caso de

coordinacin de un reconectador con cualquier equipo de proteccin, los

reconectadores pueden ser trifsicos o monofsicos dependiendo de las redes de

distribucin existentes en el sistema de distribucin.

ESTADOINICIALCONTACTOS

APERTURAINSTANTANEADECONTACTOS

CIERREYAPERTURADECONTACTOS

CIERREYAPERTURADECONTACTOS

CIERREYAPERTURADECONTACTOSESTADOFINALCONTACTOSABIERTOS

Sinretardo retardo2seg.

Sinretardo retardo 2seg

retardo2seg.


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Figura 1.7. Curvas de un reconectador

Fuente (TCC simulador Cooper)

Figura 1.8. Reconectador Trifsico fuente (Ing. Sergio Zambrano CNEL EL ORO

SF 62)

1.1.3.3 Rels de Sobrecorriente

Este dispositivo de proteccin es uno de los ms simples y muy altamente

utilizado, especialmente en alimentadores radiales de distribucin (10 a 25 KV) y

transformadores de poca potencia hasta 4 MVA. Se usa como proteccin de

respaldo en equipos ms importantes dentro de un sistema elctrico de potencia,

2LEN Andrs, VILLN Javier Estudio de Coordinacin de las protecciones elctricas para la

Empresa Elctrica Pennsula de Santa Elena (EMEPE), Sub-Estaciones: Sta. Rosa, Libertad,Salinas y Chipipe Escuela Suprior Politcnica del Litoral Ao 2001.


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como generadores, transformadores de gran potencia, lneas de media tensin, etc.

El funcionamiento de un rel de sobrecorriente es simple ya que su operacin

depende de dos variables bsicas las cuales describimos a continuacin:

El nivel de corriente mnima de operacin (o corriente de pickup), que esaquel valor que produce el cambio de estado del rel.

La caracterstica de tiempo de operacin.

Caractersticas de operacin

De acuerdo a la caracterstica de tiempo de operacin, los rels puedenclasificarse en:

Cuadro 1.1. Tipos de rels segn su caracterstica de tiempo de operacin.

Protecciones de sobrecorriente instantneas

Los rels de unidades aisladas, son pocos usados en los sistemas elctricos de

potencia, normalmente se utilizan en conjunto con otras protecciones, con el

propsito de combinar sus caractersticas. Se construyen del tipo de armadura

succionada, armadura atrada y copa de induccin. El torque de estos elementos

responde a una expresin del tipo KI2, sus tiempos de operacin son del orden de

los 10 a los 60 milisegundos.

instantaneos

tiemposderels tiempodefinidoretardados inverso

tiempoinverso muyinversoextremadamenteinverso


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Protecciones de sobrecorriente de tiempo definido.

Una proteccin simple de tiempo definido se puede obtener usando un rel

instantneo en conjunto con un elemento temporizador (T) que produzca un

retardo necesario, en la prctica se utiliza muy poco una solucin en base a

elementos independientes, sino que se usa un rel del tipo disco de induccin cuya

curva sea muy poco inversa, de modo que pueda llamarse de tiempo definido, en

este tipo de rel el tiempo se define para 10 veces la corriente de operacin, en

adelante. Esta caracterstica de operacin se consigue utilizando una unidad de

medida cuyo ncleo se satura rpidamente. En los rels de estado slido se utiliza

un elemento comparador que acta a travs de un temporizador. El rel opera slo

si la sobrecorriente se mantiene durante el tiempo necesario. En caso contrario, el

rel no entra en proceso de operacin.

Protecciones de sobrecorriente de tiempo inverso.

La principal caracterstica de este tipo de rels es, que mientras mayor sea la

corriente aplicada, menor es su tiempo de operacin. En el caso de los de tipoelectromecnico, el rel est basado en una unidad de medida de disco de

induccin, ya sea del tipo de espira en cortocircuito o wattmtrica. En la siguiente

figura se muestra las curvas de los tres tipos de rels.

Figura 1.9. Curvas de tiempo corriente de rels: a) Instantneo; b) Tiempo definido; c)Tiempo inverso3

_________________

3. VILLARROEL, Manuel Programa docente especial: Ingeniera de ejecucin en electricidadpara tcnicos de nivel superior protecciones de sistemas elctricos Ao 2008.


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1.1.3.4 Rels Diferencial.

Es el nico dispositivo ideado para la proteccin de personas y proteccin contra

contactos indirectos, debe tener una correcta toma de tierra para garantizar su

ptimo funcionamiento. Su misin es detectar de una intensidad de defecto (Idef),

que es una intensidad que surge cuando ocurre un defecto en la instalacin, ya que

en ninguna circunstancia debe circular corriente por el conductor de tierra, este

dispositivo es capaz de detectar la diferencia entre la intensidad de entrada y la de

salida, abriendo sus contactos cuando los valores de estas intensidades no

coinciden. Una de las caractersticas principales es la sensibilidad que tiene para

detectar el mnimo valor de intensidad de defecto.

Por motivos prcticos y econmicos, este rel es de mayor uso para la proteccin

de mquinas sincrnicas y asincrnicas, transformadores de potencia, barras de

subestaciones y lneas cortas, de potencias importantes (de 5 a 8 MVA). Para el

caso de lneas largas se utiliza la proteccin de lneas pilotos. En el siguiente

esquema podemos observar que la corriente que detecta el rel diferencial R, enlas condiciones indicadas, es igual a cero. Cuando ocurre una falla, sea

monofsica, bifsica o trifsica, en la zona protegida (entre los TT/CC),

produciendo una variabilidad que hace circular una corriente diferencial Id

distinta de cero, por el rel R, de modo que ste da la orden de abrir el interruptor

correspondiente.

Figura 1.10. Diagrama esquemtico de un rel diferencial.


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1.2 Tipos de Coordinacin

1.2.1 Coordinacin de Sobrecorriente

1.2.1.1 Coordinacin Fusible Fusible

Figura 1.11. Coordinacin fusible - fusible 1

En este tipo de coordinacin el fusible 2 que se encuentra ms cercano a la falla se

denomina proteccin principal y debe terminar su proceso de fundicin antes que

la proteccin de respaldo fusible 1 inicie su proceso de fusin, con lo cual estamos

cumpliendo uno de los criterios ms importantes que es el de selectividad. Para la

coordinacin fusible - fusible se logra mediante la seleccin adecuada del tipo de

fusible y su capacidad de manera que el fusible ms cercano a la falla se funda

antes que el de respaldo, aislando el rea con problemas. En la prctica, la

coordinacin de fusibles dicta que el tiempo mximo de despeje de falla de un

fusible no debe exceder el 75% del tiempo mnimo de fusin del fusible de

respaldo, en el rango posible de corriente de cortocircuito. Adems, se practica

la coordinacin de fusibles del mismo tipo (K, T, N, XS, etc.) para un alimentador

circuito. Tmese en cuenta que cuando el fusible es de estao se debe

multiplicar por 1,5 la corriente nominal con sobrecarga que depende de los

criterios del practicante que va a realizar dicha coordinacin.

1.2.1.2 Reconectador fusible

Para la coordinacin del reconectador - fusible se pretende que una falla

permanente en el ramal secundario sea liberada por el fusible que protege y una

falla temporal sea liberada por el reconectador de cabecera. A continuacin se

explica dicha coordinacin mediante un ejemplo. En la figura mostrada a

continuacin se presenta un diagrama unifilar muy sencillo para ejemplificar la

correcta coordinacin de protecciones que debe existir entre un fusible y el

G TFallaF1

F2


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reconectador de cabecera, tomando en cuenta dos situaciones diferentes a las

cuales debe actuar o no un reconectador, una falla temporal y una falla

permanente que ocurren en el mismo lugar pero en diferentes ocasiones.

Figura 1.12. Coordinacin reconectador fusible 1

Para comprender el comportamiento de coordinacin de protecciones es

necesario explicar de una manera grafica, donde se muestran las curvas del

reconectador y del fusible colocadas para la correcta coordinacin.

Figura 1.13. Grafica de coordinacin de protecciones Reconectador - fusible 3

En primera instancia se analiza una falla temporal que ocurre en el punto x entre

los puntos a y b que son protegidos por el fusible como se muestra en la figura

Ramalprincipal

Fusible

Falla

a

b

Reconectador


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1.12. Al ocurrir una falla temporal en el punto x la corriente aumenta

instantneamente de valor hasta alcanzar el valor Ifx censando primero este

aumento de intensidad la curva 1 que es la curva rpida del reconectador esto

sucede en un tiempo t1 lo que provoca en este instante la primera apertura del

interruptor, el fusible no detecta el cambio de corriente ya que el valor alcanzado

por Ifx no llega a alcanzar su curva mnima de fusin, el reconectador cierra

automticamente y como la falla es temporal esta fue liberada, de esta forma se

asegura la continuidad del servicio.

En segunda instancia ocurre una falla permanente en el punto x, la corriente sufre

un aumento instantneo significativo. La curva 1 detecta el aumento de corriente

en el tiempo t1 opera por primera vez una curva rpida interrumpiendo el flujo de

corriente, el reconectador cierra sus contactos nuevamente y como la falla es

permanente la corriente aumenta de valor instantneamente, el segundo aumento

de corriente ya no lo detecta la curva 1, ahora lo detecta la curva mnima de fusin

del fusible en el tiempo t2 comenzando a fundir en este instante, en el tiempo t3 el

fusible se funde totalmente y la falla es liberada antes que el reconectador opere

en la curva lenta 2, de esta forma se asegura la continuidad del servicio a los

lugares donde no existe falla.

Entonces, los tcnicos liberan esta falla permanente, este tipo de fallas se pueden

presentar por:

Postes quebrados por choque de vehculos. Vandalismo. Lneas reventadas por rboles o fallas de aislamiento o diferentes aspectos

que concurren a producir diversos tipos de fallas.

Cuando se tiene dos dispositivos diferentes, la coordinacin depende de la

ubicacin relativa de ellos, es decir en el caso de que el fusible est ubicado del

lado de la fuente operara como proteccin de respaldo del reconectador o

viceversa.


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Fusible del lado de la Fuente.

Como se mencion anteriormente para este caso la proteccin principal sera el

reconectador, y el fusible desempea la funcin de respaldo, todas las operaciones

del reconectador deben actuar antes que el fusible, para lo cual el (mtf) del fusible

debe ser mayor que el tiempo de despeje lento del reconectador afectado por el

factor k, como se puede observar a continuacin.

Figura 1.14. Coordinacin fusible reconectador3

Segn Cooper Power Systems, los factores k para esta coordinacin dependen del

tiempo del recierre en ciclos y del nmero de intentos, en la tabla a continuacin

se presentan algunos valores de dicho factor.

Tabla 1.1. Secuencia de apertura de los reconectadores3

Fusible del lado de la Carga

Es necesario que el (mtf)3 del fusible sea mayor que la curva rpida del

reconectador multiplicada por el factor k, tabla mostrada a continuacin, el punto

3mtf = mnimo tiempo de fusin.

2lentas 2rpidas 2lentas 1rpida 4lentas

2.70 3.20 3.70

2.60 3.10 3.50

2.10 2.50 2.70

1.85 2.10 2.20

1.70 1.80 1.90

1.40 1.40 1.45

1.35 1.35 1.35

90

120

240

600

SECUENCIADEAPERTURA

Tiempodereconexinensegundos

25

30

60


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mximo de coordinacin (PMC)4 y adems de esto (mtd)5 del fusible debe ser

menor que la curva temporizada del reconectador sin la multiplicacin por el

factor, punto mnimo de coordinacin (pmc)6.

Tiempo de reconexin en ciclos Secuencia de apertura

2 rpidas,2 lentas 1 rapida,3 lentas

25-30 1,8 1,25

60 1,35 1,25

90 1,35 1,25

120 1,35 1,25

Tabla 1.2. Factor k lado de la carga (Fuente Cooper System).

El reconectador debe tener al menos dos o ms operaciones temporizadas o

retardadas para evitar la salida del circuito en caso de que el reconectador se

dispare cuando el fusible opere. Podemos visualizar de mejor manera en la grafica

de coordinacin de curvas fusible - reconectador mostradas a continuacin. Se

obtiene una mejor coordinacin entre un reconectador y fusibles ajustando al

reconectador con dos operaciones instantneas seguidas de dos temporizadas. Con

la primera operacin se logra despejar el 80% de las fallas temporales, la segunda

despejar un 10% adicional, dejando claro que los fusibles son coordinados para

operar antes del tercer disparo del reconectador, logrando as redimir fallas

permanentes.

4PMC = punto mximo de coordinacin5

mtd = mnimo tiempo de despeje6pmc = punto mnimo de coordinacin


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tiempo - corriente temporizada del rel debe quedar por arriba de la curva de

(mtd) de F1 y tambin debe estar por debajo de la curva de (mtf) F2, esta

coordinacin es indicada en el siguiente grafico.

Figura 1.17. Coordinacin Rel-Reconectador1

1.2.1.4Rel Reconectador.

Figura 1.17. Coordinacin Rel-Reconectador1

Cuando en una subestacin de distribucin, las salidas se realizan con disyuntor

comandado por rels, y se tiene un reconectador en el alimentador, la

coordinacin estar dada entre el rel que comanda al disyuntor y el

reconectador. El reconectador debera actuar cuantas veces sean necesarias pero el

rel no debe llegar a completar su ciclo de actuacin. La secuencia acumulada de

operaciones del reconectador debe ser menor que la curva caracterstica de

tiempo - corriente del rel. Este rango de coordinacin est limitado por los rels

con curvas de tiempo extremadamente inversa.

G T D RFalla


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Figura 1.18. Coordinacin Rel - Reconectador 3

1.2.1.5Rel Rel

En la coordinacin de rels de sobrecorriente es obtenida a travs del

establecimiento de la corriente mnima de disparo y del retardo de tiempo, de

manera que exista sensibilidad para poder detectar los diferentes tipos de fallas

que se pueden presentar en lneas de distribucin, selectividad para poder

discriminar fallas en zonas de proteccin primarias y secundarias (de respaldo).

Para que la operacin de los rels en conjunto sea selectiva, es preferible utilizar

curvas de tiempo inverso con el mismo grado de inversin (curvas inversas, muy

inversas, extremadamente, etc.)

Para lograr una correcta coordinacin de rels de sobrecorriente, primero debemos

establecer lmites en las zonas de proteccin que dichos equipos debern actuar y

todos los datos necesarios de los equipos de proteccin, como marca, modelo,

nmero de partes del rels, transformadores de corriente; tambin debemos

conocerse las caractersticas del sistema elctrico a proteger, parmetros de las

lneas como tipo y distancias, transformadores de potencia y celdas de media

tensin y caractersticas de los interruptores de potencia.


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En este tipo de coordinacin para determinar si los rels pueden tener unidad

instantnea se debe verificar si la corriente en el punto hasta donde se quiere que

vea el rel excedida en un 30% no sea mayor que la corriente de falla mxima

en el punto donde se ubicar el mismo, IFM2> IFM (punto hasta donde se ve) x

1,3. Para la unidad temporizada, el taps se calibrar con un valor adicional a la

corriente de carga (vara del 10 al 50% dependiendo del caso), en el punto donde

se instalar el rel.

Figura 1.19. Coordinacin rels - rels 3

El primer rel desde el lado de carga toma el dial ms bajo si no existen otros

elementos de proteccin hacia el lado de carga. El clculo del dial para los rels

siguientes hacia el lado de alimentacin se realiza tomando en cuenta un tiempo

de 0.3 segundos, que corresponde a errores de tolerancia, sobrecarga, etc, que

pudieran presentarse en stos1.


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1.3. Coordinacin diferencial.

La coordinacin diferencial es una de las protecciones de mayor importancia en

los sistemas elctricos de potencia, la misma que consiste en proteger al

transformador de potencia de las subestaciones. La proteccin diferencial se basa

en una comparacin de corrientes, hace uso del hecho que un objeto protegido

siempre lleva la misma corriente (i) a sus dos lados cuando se encuentra en una

operacin normal, una diferencia en corriente es una clara indicacin de una falla

entre estas dos secciones. Si la relacin del transformador de corriente actual, es la

misma, el devanado secundario del transformador de corriente CT1 y CT2 a los

lados del objeto protegido puede ser conectado formando un circuito elctrico

cerrado con una corriente secundaria I; un elemento de medicin M, que es

conectado al punto de balance elctrico, si la diferencia de corriente de secuencia

es cero se establece una buena operacin. Cuando ocurre una falla en el lmite de

la zona del transformador de corriente, una corriente i1+i2, que es proporcional a

la corriente de falla I1+I2 fluyendo en ambos lados del elemento de medida.

Como resultado, el circuito mostrado en la figura # 20 asegura un confiable

disparo de la proteccin, si la corriente de falla fluye dentro de la zona de

proteccin, durante una gran falla para el elemento de medida M.

Figura 1.20. Proteccin diferencial 1

TRANSFORMADORCT1 CT2

I1i2

i1+i2

i1 i2

M

i1+i2


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Figura 1.21. Componentes de un sistema de proteccin 1

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TP

T/C

ELEMENTOAUXILIAR REL

LINEA

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