coordinacion fusibles

CAPITULO 11 Coordinacin de dispositivos

11.1

En los tambims dialimen"respal

El requoperar (restau

CuandorespectpermanprotectA operuna faltransfotransfo

Los cotiempoProteccin de Sistemas Elctricos 513de proteccin en serie en redes de distribucin

PRINCIPIOS DE COORDINACIN.

sistemas de distribucin actuales, la coordinacin de los dispositivos de proteccin debe hacerse en serie;n se le conoce como "cascada", debido a la que la mayora de estos operan en forma radial. Cuando dos ospositivos de proteccin son aplicados en un sistema, el dispositivo ms cercano a la falla del lado detacin es el dispositivo protector, y el siguiente ms cercano del lado de la alimentacin es el dispositivodo" o protegido.

erimiento indispensable para una adecuada coordinacin consiste en que el dispositivo protector debey despejar la sobrecorriente antes que el dispositivo de respaldo se funda (fusible) u opere al bloqueorador). Un ejemplo simple coordinacin se muestra en la figura 11.1.

hay una falla en el punto 1, el fusible H es el dispositivo protector y el dispositivo C el de respaldo. Cono al dispositivo A, el dispositivo C es el dispositivo protector y debe interrumpir corrientes de fallaente en el punto 2 antes que el dispositivo A opere a bloqueo. El dispositivo B es tambin un dispositivoor para dispositivo A y opera en forma similar al dispositivo C para una falla en el punto 3. El dispositivoa a bloqueo solamente con fallas permanentes antes que los dispositivos B y C, como en el punto 4. Parala en el punto 6, el dispositivo E debe operar antes que el dispositivo D, previniendo con esto que elrmador salga de servicio, y con l el suministro de energa a las otras cargas en el secundariormador; igualmente, para una falla en el punto 5 el fusible D es el protector.

rtes de energa causados por fallas permanentes se deben restringir a secciones pequeas del sistema por ms corto.

Otros Dispositivos de Proteccin para Redes de Distribucin

514

FIG

11.2

11.2.1

Es un mla figudisposi

La figufusible

El fusibdespejecrtico Proteccin de Sistemas Elctricos

URA 11.1 Coordinacin de protecciones.

COORDINACIN FUSIBLE DE EXPULSIN-FUSIBLE DE EXPULSIN.

Mtodo 1: Usando curvas tiempo-corriente.

todo muy prctico para coordinacin de fusibles tipo H, N, T o K. Un estudio tpico se muestra dera 11.2 para parte de un sistema de distribucin. Se usarn fusibles de estao tipo T en todos lostivo de proteccin.

ra 11.3 muestra las curvas de tiempo de fusin mnima y tiempo de despeje mximo para posibless que pueden ser usados en los puntos A, B y C del sistema.

le 15T ratado para 23 A (Tabla 11.4) har frente a una corriente de carga de 21 A y provee un tiempo mximo de 0.021 s para 1550 en el punto C (figura11.3). El tiempo de fusin mnimo no es un factorsi otros dispositivos no necesitan ser coordinados con el ltimo fusible de la rama.

* Co

FIG

Apareccoordin

El fusiseleccide fusi

Puesto coordin

El tiem

Para ob

Que res

Un fusifusible

TiemTiem

-------------Proteccin de Sistemas Elctricos 515

rriente de carga normal

URA 11.2 Ejemplo de coordinacin Fusible - Fusible ( de expulsin)

e ahora con un nuevo fusible que llevar 36 A continuos de carga, interrumpiendo 1630 A en el punto B yado con el fusible 15T.

ble 20T no sirve puesto que puede transportar slo 30 A (Ver Tabla 11.4). El siguiente fusible aonar el 25T que puede llevar 38 A (Tabla 11.4) continuamente, pero para el fusible 25T el tiempo mnimon es de 0.016 s a 1550 A.

que el fusible 25T se quema antes de que el fusible 15T despeje la falla, la combinacin no sirve paraacin.

po mnimo de fusin del fusible 30T a 1550 A es de 0.031 s.

tener buena coordinacin se de cumplir que la relacin:

(11.1)

ulta ser menor al 75% que es el mximo para coordinacin (no cumple).

ble 80T interrumpir satisfactoriamente 1800 A, transportando 105 A continuamente y coordinado con el 30T en el punto B (vea Tabla 11.4), por lo tanto:

Tiempo de despeje mximo del fusible protectorTiempo de fusin mnima del fusible protejido

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 100 75%


516

Este valor resulta ser menor del 75% y la coordinacin es satisfactoria. Los resultados de este estudio sepresentan en la tabla 11.1.

FIG

* No

T

LodpProteccin de Sistemas Elctricos

URA 11.3 Curvas t-I para coordinacin del circuito dado en la figura 11.2.

hay coordinacin para la combinacin 25T - 15T.

ABLA 11.1. Resultados del estudio de coordinacin.

calizacinel fusiblerotegido

Fusible protegido

Fusibleprotector

Corriente max de

falla

Corriente de

carga

Tiempo de despeje

mximo del fusible deproteccin

Tiempo de fusin mnimo

del fusibleprotegido

PorcentajeCT/MT

C 15T 21

*B 25T 15T 1550 36 0.021 0.0165 1128(0.021/0.01651)

B 30T 15T 1550 36 0.021 0.031 68(0.021/0.0311)

A 80T 30T 1630 105 0.051 0.160 32(0.0511/0.1601)

11.2.2 Mtodo 2: Usando tablas de coordinacin.

El uso corriende falla

Repitieprotegi

La Tabcon una

La Tab(como A (Tab

Obsrvcontinu

Las TaNEMAde tiemlos fusi

11.2.3

Se hancategor

1. Lospor

2. Lospor

Repitie

El fusibms gracorrienProteccin de Sistemas Elctricos 517

de tablas de coordinacin requiere que los fusibles sean operados dentro de su capacidad continua dete. Las Tablas 11.2 a 11.6 listan los fusibles de proteccin, los fusibles protegidos y la corriente mxima a la cual la proteccin es asegurada.

ndo el ejemplo anterior de coordinacin usando la Tabla 11.3: Para el fusible de proteccin 15T el fusibledo 25T slo coordina por encima de 730 A (no sirve).

la 11.3 muestra que fusible 15T coordinar bien con fusible 30T por encima de 1700 A (mayor a 1630 A) corriente de transporte de 45 A segn tabla 11.4 (mayor a 36 A de corriente de carga).

la 11.3 tambin muestra que el fusible 30T (como fusible de proteccin) se coordina con el fusible 80Tfusible protegido) por encima de 5000 A (mayor a 1800 A) y una corriente de transporte continua de 110la 11.3) mayor a 105 A de corriente de carga.

ese en la Tabla 11.3 que el fusible 65T no se coordina con 30T puesto que la corriente de transportea es de 95 A menor a 105 A de corriente de carga.

blas 11.2 a 11.6 muestran los valores mximos de las corrientes de falla a las cuales los fusibles EEI, se coordinan (K con K, T con T, K con H, T con H y N con N). Estas tablas estn basadas en las curvaspo de despeje mximo para los fusiles de proteccin y el 75% de las curvas de tiempo fusin mnima parables protegidos.

Mtodo 3: Reglas prcticas o empricas.

formulado la siguiente reglas prcticas para coordinacin de fusibles EEI-NEMA del mismo tipo ya. Por ejemplo usando T preferido con T preferido o K preferido con K no preferido.

fusibles K pueden satisfactoriamente coordinarse entre valores nominales adyacentes de la misma serie encima de valores de corriente 13 veces el valor nominal del fusible proteccin. fusibles T pueden coordinarse satisfactoriamente entre valores nominales adyacentes de la misma serie encima de valores de corriente 24 veces el valor nominal del fusible de proteccin.

ndo el ejemplo anterior pero aplicando la regla:

le 15T puede coordinarse con un fusible X por encima de A. El fusible X tendr que sernde que 25T. En este caso es 30T pues la corriente de falla 1630 A es menor a 1700 A que es la mxima

te falla que puede despejar el fusible 30T

15 24 360=


518

TABLA 11.2. Coordinacin entre fusibles tipo K (EEI-NEMA).

RangofusibleprotecI nom

68

101215202530405065801014

TAB

Rango dfusible dprotecciI nomin

6T8T10T12T15T20T25T30T40T50T65T80T

100140Proteccin de Sistemas Elctricos

del de cininal (A)

Fusible Protegido I nominal (A)

8K 10K 12K 15K 20K 25K 30K 40K 50K 65K 80K 100K 140K 200K

Mxima corriente de fallo en la cual B proteger A

KKKKKKKKKKKK0K0K

190 350210

510440300

650650540320

840840840710430

1060106010601050870500

134013401340134013401100660

1700170017001700170017001350850

220022002200220022002200220017001100

2800280028002800280028002800280022001450

39003900390039003900390039003900390035002400

5800580058005800580058005800580058005800580045002000

92009200920092009200920092009200920092009200920091004000

LA 11.3. Coordinacin de fusibles tipo T (EEI-NEMA).

el e nal (A)


8K 10K 12K 15K 20K 25K 30K 40K 50K 65K 80K 100K 140K 200K


TT

350 680375

920800530

120012001100680

1500150015001280730

20002000200020001700990

2540254025402540250021001400

32003200320032003200320026001500

410041004100410041004100410031001700

5000500050005000500050005000500038001750

61006100610061006100610061006100610044002200

9700970097009700970097009700970097009700970072004000

152001520015200152001520015200152001520015200152001520015200138007500

TABLA 11.4. Coordinacin entre fusiles tipo K y tipo H de alta descarga (EEI-NEMA).Rango del fusible de proteccinI


T

RfuprI Proteccin de Sistemas Elctricos 519

nominal (A)

8K 10K 12K 15K 20K 25K 30K 40K 50K 65K 80K 100K 140K 200K


1H2H3H5H8H

125 28045454545

380220220220220

510450450450450

650650650650650

840840840840840

10601060106010601060

13401340134013401340

17001700170017001700

22002200220022002200

28002800280028002800

39003900390039003900

58005800580058005800

92009200920092009200

ABLA 11.5. Coordinacin entre fusibles tipo T y tipo H de alta descarga (EEI-NEMA).ango del sible de oteccinnominal

(A)


8T 10T 12T 15T 20T 25T 30T 40T 50T 65T 80T 100T 140T 200T


1H2H3H5H8H

400240240240240

520500500500500

710710710710710

920920920920920

12001200120012001200

15001500150015001500

20002000200020002000

25402540254025402540

32003200320032003200

41004100410041004100

50005000500050005000

61006100610061006100

97009700970097009700

1520015200152001520015200


520

SimilarcoordinPero obcorrien

50T no65T qu80T si cual es

Donde corriencoordin

Una cola figu

TABLA 11.6. Coordinacin entre fusibles tipo N (EEI-NEMA).Rango del fusible de proteccin

I nominFusible Protegido I nominal (A)

5810152025304050607585100150Proteccin de Sistemas Elctricos

es resultados se encuentran cuando se chequea el acomodamiento del fusible 30T el cual puedearse con un fusible Y por encima de A, que es la corriente mxima de coordinacin.servando la tabla 24 se ve que la coordinacin slo puede darse por encima de 1500 A, adems la

te de falla es de 1800 A esto indica que:

sirve pues 1800 A es mayor que 1500 A.e no sirve pues Inominal = 95 A es menor que 105 A la cual es la corriente de carga.sirve pues 5000 A es mayor que 1800 A y la corriente nominal = 120 A que es mayor que 105 A la la corriente carga.

las reglas empricas pueden probar uso extremo son los sistemas donde la corriente de carga y late de falla decrecen proporcionalmente a una rata razonablemente lineal a medida que los puntos deacin se mueven hacia afuera de la subestacin.

ordinacin confiable puede alcanzarse cuando la reglas empricas se aplican a circuitos como los dera 11.4.

al (A)

8 10 15 20 25 30 40 50 60 75 85 100 150 200


22 150 280175

400350200

490490370200

640640640450175

12501250125012501250900

1450145014501450145014501300

20002000200020002000200020001300

265026502650265026502650265025001700

3500350035003500350035003500350032002000

49504950495049504950495049504950495049503700

8900890089008900890089008900890089008900890089006000

100001000010000100001000010000100001000010000100001000010000100003000

30 24 720=

FIG

La corrnominatienen fusible

Un fusipuesto

11.3

Aqu sproblemlos otroel uso d11.5.

Para un(fusible11.6.Proteccin de Sistemas Elctricos 521

URA 11.4 Porcin de circuito para la aplicacin de las reglas empricas.

iente de carga de 12 A en el punto C sugiere un fusible 10K que segn la tabla 4 es de 15A de corrientel continua el cual se coordina con el siguiente fusible de la serie 15K por encima de A y

corriente nominal de 23A mayor que 20A puesto que la corriente de falla en el punto B es de 130A, loss 10K y 15K se coordinarn satisfactoriamente.

ble 25K se coordinar con un fusible 15K por encima de A y la coordinacin es alcanzadaque la corriente de falla en el punto A es de 190A menor que 195A.

COORDINACIN FUSIBLE LIMITADOR DE CORRIENTE-FUSIBLE DE EXPULSIN.

e debe verificar que de despeje total de de fusin mnima de fusible de expulsin. Ela bsico en el uso de FLC de rango completo es que sus caractersticas t-I son diferentes a la mayora de

s dispositivos y dificultan la coordinacin. Una situacin muy comn de las empresas electrificadoras ese fusibles de expulsin en derivacin lateral y un FLC en un transformador como se muestra en la figura

a falla en el transformador se quiere que el FLC despeje la falla sin daar el fusible de expulsin 65K protegido). Una grfica de las caractersticas del fusible usando la regla del 75% es mostrada la figura

10 13 130=

15 13 195=

I2t FLC I2t


522

FIG

FIGProteccin de Sistemas Elctricos

URA 11.5 FLC protegiendo un fusible de expulsin.

URA 11.6 Coordinacin entre FLC y fusible de expulsin.

Como puede verse, estos dos fusibles coordinan bien al menos por debajo de 0.01s (y el FLC puede fundirse enmenos de 0.01s y la coordinacin completa por debajo de 350 A es asegurada). Otro chequeo se hacecomparando el ecuacin de fusin mnima del fusible 65K con de el ecuacin de despeje total del fusible 10LC.

Por eje

calculafundir

Las Tacomo f

11.4

Por otrcoordin

FIG

La cooresultad(figuraprobabProteccin de Sistemas Elctricos 523

mplo, el mximo total del 10LC es menor a 4400 s mientras el de fusin mnima del 65K es

do en el punto 0.01 s por ejemplo . Es evidente que el FLC 10LC siempre bien antes de que el fusible 65K lo haga y la coordinacin por encima de los 5000A es asegurada.

blas 11.7 a 11.10 muestran la coordinacin adecuada cuando fusible limitador de corriente FLC actausible de proteccin y los fusibles K y T actan como fusible protegido.

COORDINACIN FUSIBLE EXPULSIN-FLC.

o lado, cuando el FLC es el fusible protegido y el fusible de expulsin es el fusible proteccin, laacin es limitada. Un lateral protegido con FLC se muestra en la figura 11.7.

URA 11.7 Fusible de expulsin protegiendo un FLC

rdinacin es limitada porque el fusible de expulsin debe esperar la corriente 0 para interrumpir. Comoo, una corriente asimtrica puede fluir en el dispositivo por encima de 0.013s. Si graficamos esos fusibles

11.8) se puede ver que la coordinacin existe que slo por debajo de los 500A. Arriba de este nivel esle que ambos fusibles operen.

I2t A2 I2t

3000( )2 0.01( ) 90000 A2s=


524


URA 11.8 Coordinacin fusibles de expulsin-FLC.

TABLA 11.7. Coordinacin fusible de expulsin tipo K-FLC 8.3 kV.Corriente de falla mxima para coordinacin (A)

Fusible deproteccin CHANCE

K-mate SL 8.3 kV

Fusible Protector - ANSI "K"

25 30 40 50 65 80 100 140 200

18 860 100 1300 50000 50000 50000 50000 50000 50000

36 1100 50000 50000 50000 50000 50000 50000

54 1200 50000 50000 50000

90 50000 50000

118 610 50000

175 1200

230 970

TABLA 11.8. Coordinacin fusible de expulsin tipo K - FLC 15.5-22 kV.

T

FpC

KProteccin de Sistemas Elctricos 525

Fusible deproteccinCHANCE

K-mate SL 15.5-22 kV

Corriente de falla mxima para coordinacin (A)

Fusible Protector - ANSI "K"

25 30 40 50 65 80 100 140 200

18 1750 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000

36 650 50000 50000 50000 50000 50000

54 50000 50000 50000 50000 50000

90 650 50000 50000

ABLA 11.9. Coordinacin fusible de expulsin tipo T - FLC 8.3 kV.usible deroteccinHANCE

-mate SL 8.3 kV

Corriente de falla mxima para coordinacin (A

Fusible Protegido - ANSI "K"

10 12 15 20 25 30 40 50 65 80 100 140 200

18 690 920 1150 2500 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000

36 2500 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000

54 770 6250 50000 50000 50000 50000 50000

90 50000 50000 50000 50000

118 1000 50000

175 660 50000

230 50000


526

11.5

Se debefusiblecoordinmenos

fabricaprops

30LC emxim

La tabcaractede 30La 11.19

Para la

TABLA 11.10. Coordinacin fusible de expulsin tipo T - FLC 15.5-22 kV.Fusible deproCH

K-m15.5Proteccin de Sistemas Elctricos

COORDINACIN FLC-FLC.

cumplir que el de interrupcin del FLC de proteccin sea menor que el de fusin mnima del protegido. Cuando un FLC es usado como fusible de proteccin y como fusible protegido que se veracin con fusibles de caractersticas t-I similares (ver figura 11.9). Como los FLC pueden operar ende 0.01s es necesario hacer un chequeo adicional para asegurar la coordinacin. Todos los

ntes de FLC lo determinan con pruebas y publican la de fusin mnima y el mximo total paraitos de coordinacin. La tabla 11.11 d estos valores para FLC a 15.5 kV. Para los fusibles 8LC y

n el dibujo de coordinacin, se ve que el de fusin mnima del fusible 30LC es casi 2 veces el o total del fusible de proteccin 8LC. Por tanto, la coordinacin existe.

la 11.11 ilustra que un fusible grande puede no coordinarse con un fusible pequeo as tenganrsticas similares. Por ejemplo: un fusible de proteccin mayor a 10LC no coordinar con el fusibleC usado en este ejemplo. Las tablas 11.12 y 11.13 muestran coordinacin entre FLC. Las tablas 11.14 muestran la coordinacin entre FLC y fusibles de potencia.

aplicacin de las tablas 11.7 a 11.19 se deben tener en cuenta las siguientes observaciones:

La coordinacin es esperada para esos valores de falla mxima del sistema.La coordinacin es esperada para esos valores de corriente de falla mximos del sistema.

teccinANCE ate SL -22 kV

Corriente de falla mxima para coordinacin (A) sim

Fusible Protegido - ANSI "K"

15 20 25 30 40 50 65 80 100 140 200

18 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000

36 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000

54 50000 50000 50000 50000 50000 50000

90 50000 50000 50000 50000

I2t I2t

I2t I2t

I2t I2t

FIG

Proteccin de Sistemas Elctricos 527

URA 11.9 Coordinacin FLC-FLC.

Ellas estn basadas en que el fusible de proteccin despeje la falla en el 75% del tiempo de fusinmnimo del fusible protegido, as como que el tiempo de fusin mnimo es mayor de 0.8 ciclos.

TABLA 11.11. Caractersticas de los FLC.

Corriente nominal

(A)

, Fusin mnima

( )

mxima total

( )

6LC8LC

10LC12LC15LC20LC25LC30LC40LC

1502305201160154026904560456010700

12802500320098001200016500250001600040000

I2tA2s

I2tA2s


528

Para tiempos menores de 0.8 ciclos la coordinacin est basada en que el fusible de proteccin

despeje la falla y lmite el total de la falla a un valor por debajo el requerido para fundir elfusible protegido.

I2t I2tProteccin de Sistemas Elctricos

TABLA 11.12. Coordinacin FLC 8.3 kV - FLC 8.3 kVFusible deproteccinCHANCE

K-mate SL 8.3 kV


Fusible Protector - K-mate SL 8.3 kV

18 36 54 90 118 175 230

18 720 2500 2500 50000 50000 50000

36 2500 2500 50000 50000 50000

54 860 6250 6250 6250

90 6250 6250 6250

118 950

175

TABLA 11.13. Coordinacin FLC 15.5-22 kV - FLC 15.5-22 kV.Fusible deproteccinCHANCE K-mate SL 15.5-22 kV


Fusible Protector - K-mate SL 15.5- 22 kV

18 36 54 90

18 1250 1250 50000

36 2500

54 2500

90

TABLA 11.14. Coordinacin entre fusibles de potencia y FLC 8.3 kV.Fusible deproteccinCHANCE Corriente de falla mxima para coordinacin (A)Proteccin de Sistemas Elctricos 529

K-mate SL 8.3 kV

Fusible Protector - S&C-SM Tiop E Fusible eatndar

15 20 25 40 60 65 80 100 125 150

18 500 770 1000 2500 50000 50000 50000 50000 50000 50000

36 2500 50000 50000 50000 50000 50000 50000

54 640 1550 50000 50000 50000

90 50000 50000

118

TABLA 11.15. Coordinacin entre fusibles de potencia y FLC 15.5-22 kV.Fusible deproteccinCHANCE

K-mate SL 15.5-22 kV


Fusible Protector - S&C-SM Tiop E Fusible eatndar

20 25 40 50 65 80 100 125 150

18 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000

36 50000 50000 50000 50000 50000 50000

54 50000 50000 50000 50000 50000

90 50000 50000

TABLA 11.16. Coordinacin entre FLC 8.3 kV y fusibles de potencia.Fusible

protector S&C SM tipo Efusible eatndar



36 54 90 118 175 230

15 860 1100 2550 2250 2550

20 710 1100 2550 2550 2550

25 1100 2550 2550 2550

40 930 2300 2300 2300

50 2250 2250 2250

65 2200 2200 2200

80 2000 2000

100 1700

125


530

TABLA 11.17. Coordinacin entre FLC 15.5-22 kV y fusibles de potencia.FusibleProteccin de Sistemas Elctricos

protector S&C SM tipo E fusible eatndar


Fusible Protector - K-mate SL 15.5-22 kV

36 54 90

15 510 1100

20 1100

25 1100

40 830

50

TABLA 11.18. Coordinacin entre FLC 8.3 kV y fusible NX 8.3 kVFusible deproteccin

McGraw-Edi-son NX 8.3 kV



18 36 54 90 118 175 230

3 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000

4.5 50000 50000 50000 50000 50000 50000 50000

6 50000 50000 50000 50000 50000 50000

8 50000 50000 50000 50000 50000 50000

10 50000 50000 50000 50000 50000

12 50000 50000 50000 50000 50000

18 50000 50000 50000 50000

25 50000 50000 50000

30 50000 50000 50000

40 50000 50000

11.6

La filointerrupla derivalimen

Puesto imposilmitesesperad

TABLA 11.19. Coordinacin entre FLC 15.5-22 kV y fusible NX 15.5-23 kV.Proteccin de Sistemas Elctricos 531

COORDINACIN INTERRUPTOR (RELEVADOR) - FUSIBLE. ( FEEDER SELETIVE RELAYING FSR).

sofa ms comn de proteccin de alimentador establece es el uso del FSR, el cual significa que eltor del alimentador y el fusible de una derivacin lateral son coordinados de tal manera que el fusible deacin solamente opere para fallas permanentes en la derivacin. Para llevar a cabo esto, el interruptor del

tador debe operar antes de que el fusible sea daado, como se muestran en la figura 11.10.

que el fusible es muy rpido a niveles relativamente altos de corriente de cortocircuito, algunas veces esble para el interruptor vencer el fusible y consecuentemente ambos dispositivos operan. Por ejemplo, los de coordinacin para varios tipos de fusible (i.e. La corriente ms alta a la cual la coordinacin puede sera), asumiendo una respuesta de 6 ciclos del relevador e interruptor, es como se muestra en la Tabla 11.20.

Fusible deproteccin

McGraw-Edison NX 15.5- 23 kV


Fusible Protector - K-mate SL 15.5-22 kV

18 36 54 90

3 50000 50000 50000 50000

4.5 50000 50000 50000 50000

6 50000 50000 50000 50000

8 50000 50000 50000

10 50000 50000 50000

12 50000 50000

TABLA 11.20. Corriente mxima a la cual la coordinacin es posible

Tamao del fusible Amperios de coordinacin

100K100T200K200T

1200200035005800


532

FIG

Para facomo s

El errosobrerr

Mientrest limsimplif

Como que lo siemprProteccin de Sistemas Elctricos

URA 11.10 Coordinacin relevador (interruptor) - fusible.

llas permanentes se espera que fusible opere antes de que el disco del relevador complete su recorridoe muestra en la figura 11.11.

r ms comn cuando se emplea este tipo de coordinacin es que se olvida considerar elecorrido del disco del relevador (cuando se usa el relevador electromecnico).

as que la teora del FDR suena bien, es difcil implementarla puesto que la verdadera coordinacinitada a un rango muy estrecho de corrientes de falla. La figura 11.12 muestra una ilustracin muy

icada que explica el porque de esto.

puede verse, para muchos niveles bajos de corriente el fusible puede no operar as como se supusohaca para fallas permanentes. De otro lado, el fusible es tambin rpido para altas corrientes y

e operar. Esto es un problema para condiciones de falla temporal.

FIG

En un ael fusibexactamocurre.Proteccin de Sistemas Elctricos 533

URA 11.11 Coordinacin durante fallas permanentes.

limentador de distribucin, es concebible que las tres condiciones puedan existir, i.e. Existen reas dondele: siempre opera, nunca opera y opera adecuadamente. Esta situacin se muestra en la figura 11.13. Msente, la condicin donde el interruptor o restaurador es siempre ms rpido que el fusible raramente


534

FIG


URA 11.12 Rango de coordinacin del FDR.

URA 11.13 Ubicacin de fusibles con su grado de operacin.

11.6.1 Autoextincin de descargas.

La secuencia de recierre de un interruptor es usualmente as: Un disparo rpido seguido de varios disparosdiferidosecuen

FIG

El dispcinco catmosfque desautodesmadera

Se ha empresciclos e

11.6.2

Un reciun retr11.14 ia 30 cirecierreProteccin de Sistemas Elctricos 535

s. El tiempo entre recierres, i.e, cuando el interruptor est abierto, es llamado "tiempo muerto". Unacia tpica de tiempo muerto es 0, 15, 30s como se muestra en la figura 11.14.

URA 11.14 Recierre de interruptor del alimentador

aro instantneo toma aproximadamente 6 ciclos, que incluye un ciclo para el relevador (instantneo) yiclos para el interruptor. Algunas empresas de energa que operan en reas de alta actividad de descargasricas han encontrado que algunas descargas que golpean la lnea son autoextinguidas. Lo que significapus de que la descarga golpea la lnea e inicia la corriente de falla (flameo), la falla puede algunas vecespejarse. En la mayora de los casos donde esto es exitoso, la empresa electrificadora usa crucetas de.

encontrado que la madera posee buena capacidad para apagar el arco. Es por esto que algunas de lasas de energa retrasan un relevador instantneo, que es aproximadamente un segundo, por unos pocosliminando as un disparo innecesario del alimentador.

Eliminacin del recierre instantneo.

erre instantneo significa que sobre su primer disparo, el interruptor es inmediatamente cerrado, es decir,aso de tiempo no intencional es introducido a la operacin. El tiempo 0 segundos mostrado en la figurandica un recierre instantneo. En realidad, la duracin del recierre instantneo es aproximadamente de 20clos debido a la inercia de los contactos del interruptor. Algunas empresas de energa encontraron que el instantneo es usualmente no exitoso y la falla temporal se reinicia sobre el recierre. Esta falla es


536

despejada exitosamente despus del primer disparo diferido donde el tiempo muerto es usualmente 5segundos o ms.

La explicacin dada para el fracaso con recierre instantneo es que los gases ionizados formados durante lafalla nohan encmuerto

11.6.3

Para unabra dees que reloj".

En un eas la cEsto signdicesincrem

11.6.4


le da oportunidad para disiparse si el recierre ocurre muy rpidamente. Algunas empresas de energaontrado que introduciendo un retraso de dos o tres segundos (hasta 15 segundos) en el primer tiempo, se puede prevenir la reiniciacin.

Calidad de potencia.

a falla temporal sobre un lateral, una compaa elctrica que usa el FSR esperar que el interruptorspejando la falla. El fusible lateral en este escenario no estar afectado. El problema con esta tcnicael alimentador completo v una interrupcin momentnea y se crea que "sndrome de parpadeo del

sfuerzo por reducir el nmero de interrupciones momentneas que un consumidor ve e incrementaralidad de la potencia, muchas electrificadoras estn eliminando el disparo instantneo del interruptor.nifica que las fallas temporales en un lateral ahora llegan a ser salidas permanentes afectando as los

de confiabilidad .i.e (los minutos promedio del consumidor fuera de servicio por ao seentarn).

Esquema de corriente alta/baja.

URA 11.15 Alimentador con reas de corriente de falla baja y reas de corriente alta de falla

La mayora de los alimentadores como el mostrado la figura 11.15 tienen reas de corriente de falla alta ycorriente de falla baja. Se sugiere que el interruptor proteja justamente el rea de altas corrientes de falla. Puestoque el fusible es ms rpido que el interruptor en esa rea, se debe usar el disparo no instantneo ya que elfusible operar de todas formas y el disparo del alimentador slo causar parpadeo de relojes.

Se sugicoordinrestaurrestaur

11.7

Si una de reciSin emdespeja(depencoordinpersistey de tie

FIGProteccin de Sistemas Elctricos 537

ere que para reas del sistema donde las corrientes de fallas son aproximadamente 2000A o menos y laacin es posible con fusibles de 100A o menos, los recierres sean usados y la coordinacin selectiva sea

ada (el fusible que slo opera para fallas permanentes). Este esquema, aunque requiere la adicin deador, reduce el nmero disparos momentneos as como los minutos promedios de salida el consumidor.

COORDINACIN RELEVADOR-RESTAURADOR.

falla permanente ocurre en cualquier parte del sistema alimentador ms all del interruptor, el dispositivoerre operar 1, 2 o 3 veces instantneamente (dependiendo del ajuste) en un intento por despejar la falla.bargo, como una falla permanente estar an en la lnea al final de esas operaciones instantneas, debe serda por algn otro medio. Por esta razn, el restaurador estar provisto con 1, 2 o 3 operaciones diferidas

diendo del ajuste). Estas operaciones adicionalmente, son a propsito ms lentas para proporcionaracin con fusibles o permitir que la fallas se autodespejen. Despus de la cuarta operacin, si la falla en la lnea, el restaurador abre y se bloquear. La figura 11.16 representa las caractersticas instantneasmpo diferido de un restaurador automtico convencional.

URA 11.16 Caractersticas del restaurador automtico.


538

En subestaciones donde la potencia de cortocircuito disponible en la barra del alimentador de distribucin es250 MVA o mayor, los circuitos alimentadores estn usualmente equipados con interruptores y relevadoresde sobrecorriente de tiempo extremadamente inverso. Los relevadores de cada alimentador deben estarajustados de tal manera que ellos puedan proteger el circuito hasta un punto ms all del primer restauradoren el adurante

Un factde sobrelevadrestauravanzasuficien

Es unadel relrestaurconside

Primercondicitiempodel recdonde para cede tiemmover

Similartravs dcualqui(cuand

El tiemun relesobrecoProteccin de Sistemas Elctricos

limentador principal, pero con el tiempo de retraso suficiente para ser selectivo con el restaurador cualquiera o todas las operaciones dentro del ciclo completo del restaurador.

or importante en la obtencin de esta selectividad es el tiempo de restablecimiento de los relevadoresrecorriente. Si habiendo empezado a operar cuando ocurre una falla ms all del restaurador, unor de sobrecorriente no tiene tiempo para restablecerse completamente despus de los disparos delador y antes de que este recierre (un intervalo de aproximadamente 1 s), el relevador puede continuarndo hacia el disparo durante operaciones secuenciales de recierre. As, se puede ver que no este hacer que el tiempo del relevador sea ligeramente ms grande que el tiempo del restaurador.

buena regla de oro considerar que existir una posible falta de selectividad si el tiempo de operacinevador en cualquier corriente es menor de dos veces la caracterstica de tiempo diferido delador. La base de esta regla, y el mtodo de clculo de selectividad, llegar a ser evidenterando un ejemplo.

o, se debe conocer cules son los datos disponibles para calcular la respuesta del relevador bajoones de posible restablecimiento incompleto. La velocidad angular del rotor de un relevador de inverso para un mltiplo dado de corriente de puesta en marcha es sustancialmente constante a travsorrido desde la posicin de restablecimiento (completamente abierto) hasta la posicin de cerradolos contactos cierran. Por lo tanto, si se conoce (de las curvas t-I) cunto tiempo toma un relevadorrrar sus contactos a un mltiplo dado de corriente de puesta en marcha y con un ajuste dado del dialpo, se puede estimar que porcin de recorrido total hacia la porcin de contacto cerrado el rotor se en cualquier tiempo dado.

mente, la velocidad de restablecimiento del rotor de un relevador es sustancialmente constante ae su recorrido. Si el tiempo de restablecimiento desde la posicin de contacto cerrado conocida paraer ajuste de tiempo dado, el tiempo restablecimiento para cualquier porcin del recorrido totalo se usa ajuste de tiempo diferido ms grande) es generalmente dado para cada tipo de relevador.

po de restablecimiento para un dial de tiempo ajustado en 10 es de 6 s aproximadamente en el caso devador de sobrecorriente de tiempo inverso y aproximadamente 60 s para un relevador derriente de tipo muy inverso o extremadamente inverso.

Ejemplo 11.1

Considere se el circuito de la figura 11.17. Chequear la selectividad para una falla de 500A, asumiendo que lafalla peall del

Curva ACurva BCurva C4A (pri

FIG

Tiemporelevad

Para elProteccin de Sistemas Elctricos 539

rsistir a travs de todos los recierres. El relevador IAC no debe disparar el interruptor para una falla ms restaurador.

: Caracterstica t-I instantnea de un restaurador de 35A.: Caracterstica t-I de tiempo diferido de un restaurador de 35A.: Caracterstica t-I del relevador muy inverso IAC que ajustado en el 1.0 del dial de tiempo y en el tap de

mario de 160A con TC de 200/5).

URA 11.17 Ejemplo de coordinacin relevador-restaurador

de reposicin del relevador de 60 s en el dial 10 de ajuste de tiempo. Los tiempos de operacin delor y del restaurador para este ejemplo son: (de la figura 11.17).

restaurador: Instantneo 0.036s. Retraso de tiempo = 0.25s.


540

Para el relevador: Tiempo de puesta en marcha = 0.65s. Restablecimiento = .

El porcentaje de recorrido total del relevador IAC durante varias operaciones disparo que es como sigue,donde ey el sig

Durant

Asumie

Puede o

Y por despu

Similarla sigui

Durant

110------ 60 6s=

% de

% de

% de

% de

Reco

5.5%

% dProteccin de Sistemas Elctricos

l signo (+) significa que el recorrido est en la direccin de cierre del contacto (direccin de disparo)no (-) significa que el recorrido es en la direccin de reposicin:

e el primer disparo instantneo del restaurador (curva A):

ndo que el restaurador se abre por 1 segundo

bservarse que:

lo tanto, el relevador se repondr completamente durante el tiempo que el restaurador est abiertos de cada apertura instantnea.

mente los porcentajes de recorrido durante las operaciones de disparo diferido se pueden calcular deente manera:

e la primera operacin de disparo diferido (curva B) del restaurador:

recorrido de cierre del relevador Tiempo instantneo recloser (+)Tiempo de puesta en marcha del relevador------------------------------------------------------------------------------------------------------ 100=

recorrido de cierre del relevador 0.0360.65------------- 100 5.5%+= =

recorrido de reposicin del relevador Tiempo de apertura del recloser (-)Tiempo de reposicin del relevador------------------------------------------------------------------------------------- 100=

recorrido de reposicin del relevador 1.06.0----------- 100 16.67%= =

rrido de cierre del relevador Recorrido de reposicin del relevador

coordinacion fusibles

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