coordinacion proteccion-san pedro

Sistema de Utilizacin en Media Tensin 13.2 KV

COORDINACIN DE LA PROTECCINSISTEMA DE UTILIZACIN EN MEDIA TENSION 13.2KV PARA LA UNIVERSIDAD SAN PEDRO LOS PINOS

CONEXIN Dyn5 60HZABRIL 2015CONTENIDO

1.OBJETIVO

2.ALCANCES

3.NORMAS EMPLEADAS

4.ESQUEMA ELCTRICO EN ESTUDIO

5.CALCULO DE CORTOCIRCUITO

6.SELECCIN Y AJUSTE DE LAS PROTECCIONES FASES

7.SELECCIN Y AJUSTE DE LAS PROTECCIONES TIERRA

8.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

SISTEMA DE UTILIZACIN EN MEDIA TENSION 13.2KV PARA LA UNIVERSIDAD SAN PEDRO COORDINACIN DE LA PROTECCIN EN 13.2 KV1. OBJETIVOSEstablecer una adecuada coordinacin de la proteccin en media tensin entre los diferentes elementos de proteccin instalados en el sistema de utilizacin para la UNIVERSIDAD SAN PEDRO perteneciente a la empresa distribuidora de energa elctrica HIDRANDINA.

2. ALCANCES-El estudio est basado en el proyecto del sistema de utilizacin primaria indicado en la Memoria Descriptiva, el cual comprende explotacin bajo configuracin radial y rgimen de neutro del sistema slidamente a tierra en 13.2 KV (Sistema Estrella con conexin de neutro fsico).

-La corriente de Cortocircuito Trifsica tomada como base corresponde a 10kA en la barra

13.2kV de la SE Laderas 138/13.2 KV.

-La informacin de la red est constituida por sus caractersticas y capacidad instalada, asimismo, por el detalle de los equipos de proteccin y maniobra a partir del punto de entrega de energa en la zona, perteneciente al tramo troncal del Alimentador de Media Tensin Laderas, en 13.2 KV.-La filosofa de la proteccin de la red de media tensin en 13.2 KV est basada en la activacin de las funciones de falla entre fases no direccionales, la funcin de falla a tierra no direccional sensitiva de la proteccin instalada en la celda de llegada de UNIVERSIDAD SAN PEDRO.-El principio de coordinacin de la proteccin principal de la UNIVERSIDAD SAN PEDRO y la proteccin principal de HIDRANDINA se basar en la coordinacin por curva inversa, y tomar como base los ajustes proporcionados por la empresa distribuidora de Energa para su rel de proteccin principal en la SE Laderas.

-Para los valores de corriente de arranque se considera la potencia mxima de 1000 kW

3. NORMAS EMPLEADASEl estudio presentado ha sido desarrollado en base a las siguientes normas

-IEC 60282-1 High-Voltage Fuses - Part 1: Current-Limiting Fuses.

-IEC 60787 Application Guide for the Selection of Fuse-Links of High-Voltage Fuses for

Transformer Circuit Applications.

-IEEE C37.48.1 Guide for the Operation, Classification, Application, and Coordination of

Current-Limiting Fuses with Rated Voltages 1 - 38 KV-IEEE C37.112 Standard Inverse-Time Characteristic Equations for overcurrent Relays.

-IEC 255-3 Electrical Relays Part 3: Single Input Energizing Quantity Measuring Relays with Dependent or Independent Time

4. ESQUEMA ELCTRICO EN ESTUDIOEn la siguiente pgina se muestra de forma esquemtica los diferentes elementos de proteccin con sus caractersticas principales.

Fig. 1 Esquema Elctrico en estudio para la UNIVERSIDAD SAN PEDRO LOS PINOS5. CALCULO DE CORTOCIRCUITOA continuacin se presenta los valores calculados de cortocircuito trifsico y bifsico de la red en estudio, donde se modelo con los diferentes parmetros elctricos de la red de media y baja tensin.

Corto Circuito TRIFSICO

Corto Circuito MONOFASICOTRA160KVATRA013

TRA013TRA2

TRA2 AMT

95.364.1715.341

AMT

16.282.0433.283

BT

BT

UNIVERSIDAD SAN PEDRO

6. SELECCIN Y AJUSTE DE LAS PROTECCIONES DE SOBRE CORRIENTES DE FASE6.1. Ajuste de Protecciones Interruptor BT 0.230kV asociado al Transformador 160 kVA tres - fasesProteccin principal de TRANSFORMADOR de 160 KVA lado MTLos ajustes recomendados en el Interruptor de B.T. proteccin principal del Transformador de 160 KVA se basa en los siguientes parmetros:

IN Interruptor = 1000 Amperios

IN Transformador 0.230 KV = 457 Amperios

Ajuste de Sobrecarga = 1.2 X IN Transformador = 548 Amperios a 3 segundos

Ajuste instantneo = 8 X IN = 3656 Amperios tiempo de apertura instantneo 30 msg.

A continuacin se muestra la curva del interruptor principal BT del

Transformador de 160 kVA.

Fig. 2 Curva de proteccin principal de Transformador de 0.160MVA - Fases6.2. Ajuste de Protecciones Interruptor MT 13.2kV asociado al Transformador de 160KVA. tres - FasesProteccin principal de TRANSFORMADOR de 160 KVA lado MTLos ajustes recomendados para el Interruptor de M.T. proteccin principal del Transformador de 160 kVA del lado de alta, se basa en los siguientes parmetros:

Corriente nominal del transformador en 13.2 kV = 8 Amperios

Ajuste de Sobrecarga = 1.2 X IN Transformador = 9.6 AmperiosInrush lado 13.2kV de 25xIn/0.01s a 12xIn/0.1s (1.0MVA)

Dao Trmico y Mecnico segn ANSI/IEEE C57.109 1985 con 0.160MVA, 13.2kV y Vcc 5%

Se considera margen de coordinacin de 200ms aproximadamente

Ajuste13.2kV

I> 5.0 Amp. sec. (50 Amp.) Curva

t> 0.300

Fig. 3 Curva de proteccin principal de Transformador de 0.160MVA - Fases6.3. Ajuste de rel EVRC2A de recloser ENTEC - FasesProteccin de la troncal del AMT LaderasLos ajustes recomendados para el rele EVRC2A del recloser ENTEC ubicado en la salida de S.E. en los siguientes parmetros:Corriente nominal de la troncal 13.2 kV = 197 Amperios (Segn potencia de diseo del alimentador 4.5MVA)

Ajuste de Sobrecarga = 1.3 X IN Transformador = 256

Corriente de Energizacin Considerado en la troncal: 20xIn/0.01s a 10xIn/0.1s

(4.5MVA)


Ajuste Rele EVRC2A de la troncal 13.2kV AMT LaderasTC : 400/1A

I> 0.64 Amp. sec.(256.0 Amp) Curva IEC-EI

t> 0.320

I>> 10.0 Amp. sec. (4000.0 Amp)

t>> 0.010 s

Fig. 4 Curva de proteccin EVRC2A proteccin de la troncal del AMT Laderas - Fases

El calibre del fusible recomendado en el lado 13.8kV del Transformador 160KVA debe ser mayor igual a 25k y ser para uso de maniobras.

6.4. Ajuste de rel GE F650 - Salida AMT Laderas - FasesProteccin principal del alimentador LaderasLos ajustes recomendados para el rel GE F650 del ubicado dentro de la SE Laderas basa en los siguientes parmetros:

Corriente nominal de la troncal 13.2 KV = 241 Amperios (Segn potencia de diseo del alimentador 4.5MVA)

Ajuste de Sobrecarga = 1.3 X IN Transformador = 313 Amp (320 Amp)

Corriente de 0nergizacin Considerado en la troncal: 20xIn/0.01s a 10xIn/0.1s

(4.5MVA)


Ajustes del rel GE F650 salida AMT Laderas 13.8kV TC 400/5

I> 4.00 Amp. sec.(320.0 Amp) Curva IEC curve C

t> 0.6

I>> 90.0 Amp. sec. (7200.0 Amp)

t>> 0.000 s

Fig. 5 Curva de proteccin GE F650 proteccin principal del AMT Laderas - Fases

Los mrgenes de proteccin son reducidos, el ajuste mximo del elemento instantneo del rele GE F650 es de 160 Amp secundarios y la relacin existentes de 200/5 A, se recomienda cambiar la relacin de proteccin a 400/5 A para ampliar el margen de coordinacin.

7. SELECCIN Y AJUSTE DE LAS PROTECCIONES DE SOBRE CORRIENTE DE TIERRA7.1. Ajuste de Protecciones Interruptor MT 13.2kV asociado al Transformador de 160KVA. (ABB VDR PR521) - TierraProteccin principal de TRANSFORMADOR de 160 KVA lado MTLos ajustes recomendados para el rel PR521 del Interruptor de M.T. proteccin principal del Transformador de 160 KVA del lado de alta, se basa en los siguientes parmetros:

Corriente nominal del transformador en 13.2 KV = 44 Amperios

Ajuste de falla a tierra = 0.4 X In Transformador = 18 Amperios

No se aplicara ajuste instantneoAnte falla monofsica franca en bornes 13,2kV del transformador el rele operara en instantneo 30ms

Ante falla monofsica con resistencia de falla 50 en bornes 13,2kV del transformador, el rel operara en 200ms

Ajuste rele QU521 barra 13.2kV TC : 50/5A

I> 2.0 Amp. sec. (20 Amp.) Curva QU521 VI

t> 0.100

Fig. 6 Curva de proteccin QU521 proteccin principal de Transformador de 0.16MVA - Tierra

7.2. Ajuste de rel EVRC2A de recloser ENTEC TierraProteccin de la troncal del AMT LaderasLos ajustes recomendados para el rele EVRC2A del recloser ENTEC ubicado en el punto basa en los siguientes parmetros:

Corriente nominal de la troncal 13.2 kV = 197 Amperios (Segn potencia de diseo del alimentador 4.5MVA)

Ajuste de Sobrecarga = 0.2 X In transformador = 39 Amperios (40 Amperios)

Se implementar una etapa de corriente sensible a 2.5 segundos

Se implementar una etapa instantnea a 2400 Amperios


Ajuste Rele EVRC2A Troncal 13.2kV AMT LaderasTC 400/1

I-sef> 0.1 Amp. sec (40.0 Amp)

t-sef> 2.5 s

I> 0.20 Amp. sec.(80.0 Amp) Curva IEC-VI

t> 0.260

I>> 6.0 Amp. sec. (2400.0 Amp)

t>> 0.010 s

Fig. 7 Curva de proteccin EVRC2A ENTEC proteccin de la troncal AMT Laderas - Tierra

7.3. Ajuste de rel GE F650 - Salida AMT Laderas - TierraProteccin de Tierra principal del alimentador LaderasLos ajustes recomendados para el rele GE F650 del ubicado dentro de la SE Laderas basa en los siguientes parmetros:

Corriente nominal de la troncal 13.2 KV = 241 Amperios (Segn potencia de diseo del alimentador 4.5MVA)

Ajuste de Sobrecarga = 0.2 x In transformador = 48 Amp (50 Amp)

Se mantiene la etapa de corriente sensible a 3.0 segundos

Se ampliara la etapa instantnea a 6400 Amperios


Ajustes Rele GE F650 salida AMT Trapecio 13.8kV TC 400/5

I-sef> 0.63 Amp. sec (50.0 Amp)

t-sef> 3.0 s

I> 1.20 Amp. sec (96.0 Amp) Curva IEC-B

t> 0.50

I>> 80.0 Amp. sec. (6400.0 Amp)

t>> 0.010 s

Fig. 8 Curva de proteccin rel GE F650 proteccin principal AMT Laderas - Tierra

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESa) Las consideraciones para la simulacin fueron: con la base de datos del Sistema Elctrico Interconectado Nacional (SEIN) concentrado en la SE Trujillo Norte, en las condiciones de operacin segn el COES para el ao 2011. Las simulaciones de corriente de cortocircuito han sido determinadas de acuerdo al mtodo IEC, con duracin de apertura de Interruptor

0.1 segundos

b) El presente estudio, considera como configuracin de operacin del sistema la topologa radial con los parmetros elctricos de la Red indicados en la Memoria Descriptiva y bajo las condiciones de servicio normal. Cualquier cambio de la topologa de la red y/o parmetros elctricos debe considerar el reajuste de las protecciones.

c) El estudio de la coordinacin considera como base los parmetros de ajustes para fallas por cortocircuito y tierra alcanzados por HIDRANDINA, cualquier actualizacin de ajustes y/o inclusin de algn equipo de proteccin intermedio entre SE Laderas y UNIVERSIDAD SAN PEDRO debe ser comunicado para la actualizacin de ajustes respectiva.

d) Se deber solicitar a HIDRANDINA el cambio de ajuste para las funciones de proteccin de fases y de tierra en su rel principal SE LADERAS y del recloser los valores recomendados en el presente estudio, ya que ello garantizar la adecuada coordinacin de la proteccin.e) Asi mismo se considera necesario cambiar la relacin de transformacin del TC del AMT Laderas de 200/5 a 400/5 A.

f)Los fusibles en el lado 13.2kV del transformador de UNIVERSIDAD SAN PEDRO deben ser mayor o igual a 120K y deber ser usado nicamente para actividades de maniobra.

g) Es importarte hacer notar que el esquema de protecciones que se plantea (ajustes, criterios, etc) implica que el cambio de ajuste debe hacerse en forma integral, es decir, en todas las protecciones de los reles involucrados donde se recomienda cambio de ajustes, la selectividad no es garantizada si no se implementan todas las recomendaciones.

h) Por otra parte cuando se implementen los ajustes propuestos para los reles existentes, ser necesario que todas las relaciones de transformacin de los transformadores de corriente sean verificadas en el momento que se realicen los trabajos de ajuste o reajuste de dichas protecciones para corroborar la informacin suministrada para la realizacin de este estudio.

U. SAN PEDRO

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LADERAS

UNIVERSIDAD SAN PEDRO

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