CURSO DE PROTECCIONES

Guillermo Nicolau GonzálezMarzo, 2001

RED DE TRANSPORTE

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RED DE DISTRIBUCIÓN RADIAL

2

DIAGRAMA DE BLOQUES GENERAL DE UNA PROTECCIÓN

3

PROTECCIÓN DE SOBREINTENSIDAD PARA REDES CON EL NEUTRO CONECTADO A TIERRA

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PROTECCIÓN DE SOBREINTENSIDAD A TIEMPO INDEPENDIENTE

Normalmente,

PROTECCIÓN DE SOBREINTENSIDAD A TIEMPO DEPENDIENTE

Definiendo la ecuación por tramos:

El parámetro -- define el tipo de curva, según tabla adjunta:

-- Tipo de curva

0,02 Normal inversa (NI)1 Muy inversa (MI)2 Extremadamente inversa (EEI)

El parámetro -k- define la curva seleccionada dentro de un mismo tipo (en definitiva, tiempo de actuación).

En el argot de protecciones es habitual la expresión ajuste curva fases (o neutro): X amperios, Y segundos. Significa que el elemento de sobreintensidad en cuestión está ajustado para arrancar a Iaj = - X - amperios y que, cuando la intensidad pasante es 5 veces Iaj , el tiempo de actuación de

la protección es de -Y- segundos.

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GRÁFICAS DE SOBREINTENSIDAD A TIEMPO INDEPENDIENTE

Protección de sobreintensidad a tiempo independiente; para I>Iaj, dispara de

forma instantánea.

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Protección de sobreintensidad a tiempo independiente; para I>Iaj, dispara tras

una temporización fija adicional.

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GRÁFICAS DE SOBREINTENSIDAD A TIEMPO DEPENDIENTE

Protección de sobreintensidad a tiempo dependiente (curva NI.); obsérvese que, para I = 5Iaj, t = 1 seg.

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Protección de sobreintensidad a tiempo dependiente (curva EEI); obsérvese que, para I = 5Iaj, t = 0,5 seg.

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GRÁFICAS DE SOBREINTENSIDAD COMBINADAS

Protección de sobreintensidad curva NI anterior, con un elemento de tiempo independiente adicional (I > 9,5 Iaj, t = 0,35 seg.)

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SISTEMA PROTECTIVO DE UNA POSICIÓN DE DISTRIBUCIÓN RADIAL

El esquema protectivo habitual para una posición de distribución radial consta de una protección de sobreintensidad a tiempo dependiente (por curva), de dos (o tres) fases más neutro.

Adicionalmente, en líneas aéreas, donde abundan faltas de tipo transitorio, se dispone de reconectador automático, el cual, habitualmente, puede realizar una 1ª reconexión rápida y una 2ª reconexión lenta, con las temporizaciones que se exponen en la tabla adjunta y se razonan a continuación.

MAGNITUD SEGUNDOSTiempo de reconexión rápida 0,5Tiempo de reconexión lenta 40

Tiempo de seguridad 40Tiempo de inicio de ciclo 0,3

Tiempo de anulación de ciclo 1 1Tiempo de anulación de ciclo 2 180

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Tiempo de reconexión rápida: El transcurrido entre la apertura del interruptor tras una primera actuación de la protección y la emisión de orden de reconexión por parte del reconectador, siempre y cuando se establezcan las condiciones oportunas para ésta, a saber: interruptor abierto y existencia de tensión alterna de referencia.

Tiempo de reconexión lenta: El transcurrido entre la apertura del interruptor tras una segunda actuación de la protección y la emisión de orden de reconexión por parte del reconectador, siempre y cuando se establezcan las condiciones oportunas para ésta, a saber: interruptor abierto y existencia de tensión alterna de referencia. Entenderemos que la actuación de la protección es segunda o primera si la diferencia de tiempos entre ambas es inferior ó superior al tiempo de seguridad, respectivamente.

Tiempo de seguridad: Además de lo comentado a este respecto en el apartado anterior, el tiempo de seguridad es aquel durante el cual el reconectador permanece bloqueado tras un cierre manual, o por telemando, del interruptor.

Tiempo de inicio de ciclo: El máximo que debe transcurrir, tras una orden de disparo por protección, para que el interruptor abra. En el caso de agotarse este tiempo y no haber abierto el interruptor, no se inicia el ciclo de reconexión.

Tiempo de anulación de ciclo 1: El máximo que debe transcurrir, tras una orden de reconexión, para que el interruptor cierre. En el caso de agotarse este tiempo y no haber cerrado el interruptor, se anula el ciclo.

Tiempo de anulación de ciclo 2: El máximo que debe transcurrir, tras una orden de disparo por protección, para detectar presencia de tensión alterna de referencia. En el caso de agotarse este tiempo y no detectarse tensión alterna de referencia, se anula el ciclo.

Tras una 2ª reconexión sin éxito, la línea queda disparada definitivamente, y el reconectador a la espera de una nuevo ciclo.

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SELECTIVIDAD EN PROTECCIONES DE SOBREINTENSIDAD: FUNDAMENTO

El gráfico pretende ilustrar una red constituida por circuitos radiales (salientes de una estación MT, por ejemplo), la cual, a su vez, se alimenta por dos circuitos (usualmente denominados feeders) los cuales parten de un embarrado MT al cual llega la energía del sistema eléctrico (por ejemplo, mediante transformación AT/MT).

Caso de producirse una falta en el circuito radial indicado, deberá abrirse exclusivamente el interruptor nº 5, sin arrastrar al resto de interruptores asociados a circuitos que vean incrementada su intensidad por motivo de la falta (numerados del 1 al 4). Ello implica que los ajustes de las protecciones de sobreintensidad de los circuitos del esquema deberán haberse calculado con la suficiente selectividad.

En efecto: obsérvese que, dado el sentido de circulación de la energía en el gráfico, la falta provoca un incremento de intensidad en los dos feeders; si no se produce selectivamente (esto es, con la rapidez suficiente) la apertura del interruptor 5 asociado al circuito en falta (bien sea por fallo del propio interruptor, fallo de la protección o por un cálculo inadecuado de las protecciones de sobreintensidad del conjunto), un hipotético disparo de los feeders dejaría sin tensión a toda la subestación, perdiéndose 4 circuitos de la misma, en el caso de estar cerrado el interruptor de unión de barras; de encontrarse éste abierto, se perderían dos circuitos.

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SELECTIVIDAD EN PROTECCIONES DE SOBREINTENSIDAD

Curva superior: protección de fases para interruptores (1) y (2); 300 A., 0,75 seg. al 500%; curva inferior: protección de fases para interruptores de circuitos radiales (p. ej., el 5); 200 A, 0,5 seg. al 500% + elemento instantáneo a 1200 A.

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Curva superior: protección de neutro para interruptores (1) y (2); 90 A., 1 seg. al 500%; curva inferior: protección de neutro para interruptores de circuitos radiales (p. ej., el 5); 72 A, 0,5 seg. al 500%. En 25 kV., la máxima IN es de 600

A.

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PROTECCIÓN DE SOBREINTENSIDAD DIRECCIONAL, 3F+1N

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DIAGRAMA FASORIAL (EN FALTA S-T) PARA UNA PROTECCIÓN DIRECCIONAL DE FASES

El gráfico pretende ilustrar la posición espacial entre las tensiones simples (VR ,

VS , y VT ), las intensidades de defecto (IS, IT) , y las tensiones compuestas de

polarización para los elementos direccionales asociados a las fases -S- y -T- en una falta bifásica S-T; el elemento direccional de la fase -S- se polariza mediante la diferencia (VT - VR) y, por su parte, el elemento direccional de la

fase -T-, se polariza mediante la diferencia (VR - VS)

Es necesario polarizar un elemento direccional con algo más que su propia tensión, pues ésta podría llegar a ser nula en caso de defecto próximo al punto de medida. La polarización particular de la gráfica es típica para una línea aérea, de carácter predominantemente inductivo y que, por tanto, presenta ángulos característicos entre 30º y 80º.

De hecho, las protecciones direccionales detectan el sentido del flujo de energía en caso de defectos; su disparo está condicionado a detectar direccionalidad y, a su vez, superar la intensidad de ajuste. Suelen utilizarse características de tiempo dependiente semejantes a las de las protecciones de sobreintensidad no direccional.

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DIAGRAMA FASORIAL (EN FALTA R-N) PARA PROTECCIÓN DIRECCIONAL DE NEUTRO

Para una falta R-N, sin resistencia de defecto, y en el punto de la falta, obsérvese la posición espacial relativa entre los vectores entregados a la protección direccional de neutro; la suma (VR + VS + VT) genera el vector

denominado 3Vo = Uo, el cual presenta un retraso mayor de 90º con respecto a IN; en este caso se han supuesto despreciables las intensidades de carga

previas a la falta y, por tanto, IN = IR.

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APLICACIÓN PROTECCIONES SOBREINTENSIDAD DIRECCIONAL

Obsérvese, en el gráfico, la distribución de aportaciones hacia la falta; las posiciones (1) y (2) disponen de protecciones de sobreintensidad no direccional; por su parte, las posiciones (3) y (4) disponen de protecciones de sobreintensidad direccional, con sentido de vigilancia hacia su feeder y ajustes sensiblemente inferiores a los de las posiciones (1) y (2). Por ejemplo, si los interruptores (1) y (2) disponen de protección de sobreintensidad con ajustes en fases de 300 A., 0,75 seg. al 500% y en neutro de 90 A., 1 seg. al 500%, los interruptores (3) y (4) podrían disponer de protecciones direccionales ajustadas a 180 A., 0,3 seg. en fases y a 72 A., 0,5 seg. en neutro.

En tales circunstancias, el despeje de la falta se llevará a cabo merced a la apertura de los interruptores asociados a las posiciones (2) y (4), quedando conectados los interruptores (1) y (3), permaneciendo el embarrado de la subestación MT con tensión (en su totalidad o de forma parcial, según si el interruptor de la unión de barras esté abierto o cerrado).

Por contra, si se produjera una falta en alguna de las salidas radiales de la subestación, las protecciones direccionales asociadas a los interruptores (3) y (4) no actuarían (situación de bloqueo), puesto que la falta no se hallaría en su dirección de vigilancia. En este caso, es de esperar que se produzca la apertura del interruptor asociado a la salida radial, dotado de protección de sobreintensidad no direccional, ajustada con la suficiente selectividad respecto a los interruptores (1) y (2), esto es, con actuación más rápida que éstos últimos.

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PROTECCIÓN DE CUBA DE CABINAS M.T.: FALTA EN UN SECTOR

Falta en un sector: la protección asociada a dicho sector dispara, simultáneamente, el interruptor de UB y los interruptores alimentadores a dicho sector.

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PROTECCIÓN DE CUBA DE CABINAS M.T.: FALTA EN LA CABINA DE UNIÓN BARRAS

Falta en la cabina del interruptor UB: la protección asociada a dicha cabina dispara, inmediatamente, el interruptor de UB y, al cabo de 0,3 seg., los interruptores de aquellos alimentadores que presenten circulación de intensidad homopolar.

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PROTECCIÓN DIFERENCIAL: FUNDAMENTO

El fundamento de la protección diferencial es extremadamente simple; si en la zona comprendida entre TT/I no se presenta situación de falta, la intensidad entrante a la misma ha de ser igual a la saliente, tanto en el circuito primario como en el secundario (obsérvese la polaridad de los TT/I).

Por tanto, la diferencia de ambas intensidades secundarias (Id = I’2 - I’1) ha de ser nula en ausencia de falta en la zona cerrada por los TT/I; no obstante, en la práctica no es así, debido a errores de TT/I, corrientes capacitivas en zonas de protección de cierta longitud, etc. Con todo, una protección de sobreintensidad a tiempo definido (cuasi instantánea), puede servir, a la vista del esquema, para tal propósito.

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PROTECCIÓN DIFERENCIAL: FALTA EXTERNA

En teoría, una falta externa a la zona cerrada comprendida entre TT/I no debe provocar la actuación del elemento de sobreintensidad, puesto que, por elevada que sea la corriente en el circuito primario, la entrante es igual a la saliente y, por tanto, este hecho tendrá lugar también en el circuito secundario.

No obstante, una falta externa violenta puede maximizar la deriva relativa entre TT/I (error de medida); incluso peor: si se llega a la saturación de alguno de éstos, la intensidad diferencial puede superar el ajuste del elemento de I>; he aquí un motivo de la temporización de dicho elemento: aunque el transitorio inicial provoque intensidades diferenciales secundarias mayores al ajuste del mismo, el temporizado adicional puede evitar disparos intempestivos.

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PROTECCIÓN DIFERENCIAL: FALTA INTERNA CON ALIMENTACIÓN UNILATERAL

El concepto de alimentación unilateral realmente significa, para el caso estudiado, que el sentido normal de la energía es de izquierda a derecha; por ejemplo, un transformador AT/MT. La izquierda sería AT y la derecha sería la MT entregada a un embarrado de distribución.

Despreciando la intensidad de carga frente a la de falta, puede deducirse que:

Id -I’1

Dado que el elemento de sobreintensidad no es direccional, y que I’1

superará el ajuste de dicho elemento, se producirá el disparo tras el breve tiempo definido.

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PROTECCIÓN DIFERENCIAL: FALTA INTERNA EN CASO DE ALIMENTACIÓN POR AMBOS EXTREMOS

Como ejemplos de escenarios en caso de alimentación por ambos extremos (bilateral) podría hablarse de:

- un transformador MAT/AT;- un generador conectado al sistema;- etc.

En definitiva: el sentido de la energía, en caso de falta, puede ser siempre entrante hacia la zona protegida.

De nuevo despreciando la intensidad de carga frente a la de falta:

Id - (I’1 + I’2)

El elemento de sobreintensidad no es direccional; la magnitud (I’1 + I’2) superará el ajuste de dicho elemento. Se producirá el disparo tras el breve tiempo definido.

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PROTECCIÓN DIFERENCIAL: CONEXIONADOS SECUNDARIOS

Mediante relés de sobreintensidad, resulta la más sencilla, pero la más inestable (sensible a errores de TT/I y saturación de estos)

Mediante la combinación de elementos de operación y de frenado (establecer la relación entre intensidad pasante y diferencial) se obtiene mayor estabilidad.

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PROTECCIÓN DIFERENCIAL: CURVA DE ESTABILIDAD

Ejemplo de estabilidad en una protección diferencial: cuando la intensidad pasante (antagonista o de frenado) se encuentre entre 0 y 2 amperios secundarios, la protección disparará siempre y cuando la intensidad diferencial (motora o de operación) supere 1 amperio secundario.

Por contrapartida, cuando la intensidad antagonista sea superior a 2 amperios, la protección disparará siempre y cuando la intensidad diferencial sea, al menos, un 50% de la antagonista (se denomina pendiente del 50%).

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EJEMPLO DE APLICACIÓN PARTICULARIZADO PARA UNA PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE TRANSFORMADOR

En el esquema de la figura, transformador 105 ± 15% / 26.4 kV ,45 MVA, grupo de conexión Yd11. Relación de TT/I en AT(r): 400/5; relación de TT/I en MT(r'): 1200/5; relación de TT/I auxiliares(r''): 2.179/5 (161/70 espiras).

Obsérvese el neutro secundario utilizado para circuito MT (hacia la protección diferencial de neutro, descrita posteriormente) ya que, aunque el conexionado MT sea en triángulo, existe un compensador de neutro en MT que supone una puesta a tierra de dicho nivel de tensión y, adicionalmente, una limitación de máxima intensidad de falta a tierra.

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PROTECCIÓN DIFERENCIAL LONGITUDINAL

Cuando la zona de cobertura asociada a una protección diferencial es de cierta longitud, (por ejemplo, en el caso de un feeder subterráneo), resultaría poco práctico instalar la protección a mitad de camino entre los extremos; sería necesario disponer de una dependencia exclusiva para la protección.

En tales circunstancias, el sistema de protección diferencial utilizado es el denominado longitudinal, que, básicamente, es desdoblar el elemento diferencial para poderlo instalar en las estaciones interconectadas por el elemento protegido.

Se precisa de un enlace de comunicaciones para enviar las intensidades captadas de un extremo al opuesto.

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PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE BARRAS AT: BARRA SIMPLE

Si la suma de las intensidades entrantes es igual a la suma de las intensidades salientes (se cumple la primera ley de Kirchoff), la intensidad diferencial será nula y, por tanto, la protección diferencial no debe actuar.

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Si tiene lugar falta en zona comprendida entre TT/I, la intensidad diferencial no será nula y la protección diferencial debe abrir todas las aportaciones a la falta; tiempos típicos de operación: 10 - 20 ms.

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PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE BARRAS AT: DOBLE BARRA

En el caso de barra doble, con unión de barras y seccionadores que permitan conectar una línea indistintamente a uno u otro sector de barras, la protección diferencial de barras tiene que contemplar dicho esquema; se instalan entonces protecciones diferenciales de barras para barra múltiple (doble, en el caso del gráfico).

Obsérvese que, en circunstancia de falta interna, la protección diferencial de barras deberá abrir los interruptores que tributen al sector en falta, dejando intactos los correspondientes a la barra sana. Para ello, abrirá el interruptor de unión de barras y, conociendo mediante la posición de seccionadores el estado de conexión de las líneas, abrirá exclusivamente los interruptores que tributen al sector de barras en falta.

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PROTECCIÓN CONTRA FALLO INTERRUPTOR: PRINCIPIOS BÁSICOS DE FUNCIONAMIENTO

La protección de Fallo Interruptor opera según el principio:

- Se ha emitido una orden de disparo (por cualquier otra protección asociada a la posición) y, tras un tiempo prefijado (200 ms., usualmente) el interruptor de dicha posición no ha obedecido (se sigue detectando circulación de intensidad);

- En tales circunstancias, la protección de fallo interruptor lanza una nueva orden de disparo hacia la posición "en fallo" (a ser posible, por circuitos de batería y bobinas de disparo diferentes); simultáneamente lanza orden de disparo hacia los interruptores eléctricamente conectados a la misma barra que el interruptor "en fallo".

Habitualmente, la protección de Fallo Interruptor se instala de forma exclusiva en las posiciones conectadas a embarrados AT; los disparos generados se "conducen" adecuadamente a los interruptores mediante la protección diferencial de barras, ya que ésta conoce el estado de conectividad del embarrado.

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PROTECCIÓN FALLO DE INTERRUPTOR: EJEMPLOS

En ambos casos: interruptor señalado con (!!): no responde a una primera orden de disparo; interruptores señalados con (X): no tienen falta en su circuito, pero recibirán orden de disparo por actuación fallo interruptor.

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PROTECCIONES DE SOBRE Y SUBTENSIÓN: GRÁFICAS DE FUNCIONAMIENTO A TIEMPO INDEPENDIENTE

Protección de sobretensión a tiempo independiente; para U>X% Un, dispara

tras una temporización fija adicional.

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Protección de subtensión a tiempo independiente; para U<X% Un, dispara tras

una temporización fija adicional.

Utilización habitual:

Sobretensión: MT Transformadores, BBCCEE, PRE;Subtensión: Automatismos cero local, BBCCEE, PRE

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PROTECCIÓN DE SOBRE/SUBFRECUENCIA

En el gráfico se muestra el diagrama de bloques correspondiente a una protección electrónica de sobre y/o subfrecuencia . Su funcionamiento es muy simple: la tensión de medida procedente de secundarios de TT/T se filtra, obteniéndose exclusivamente la componente de 50 Hz; esta tensión filtrada se lleva a un detector de subtensión (cuya actuación bloquea la protección) y a un escuadrador, cuyos flancos de subida (uno por período) habilitan a un contador, que recibe impulsos de contaje de un oscilador a frecuencia elevada; cada ciclo, pues, se obtiene un número intrínsecamente relacionado con el período de la señal; a partir de ahí, los ajustes de la protección determinan si ésta debe actuar o no, en virtud de la lectura de 3 períodos consecutivos.

La función de sobrefrecuencia suele emplearse en generadores, mientras que la función de subfrecuencia se emplea para deslastre de cargas.

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FUNDAMENTO DE SUBIMPEDANCIA TRIFÁSICA

Imponiendo de partida equilibrio trifásico para:

- Tensiones de fuente;- Impedancias de fuente;- Impedancias de línea;- Impedancias de carga;

Definiendo impedancia de fase como:

donde i= {R,S,T}, entonces:

Caso de tener lugar un cortocircuito trifásico puro localizado en línea que une barras -A- y barras -B-, las impedancias de fase resultarían:

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Obsérvese que el fundamento de subimpedancia trifásica depende exclusivamente de características físicas de la línea, siendo, en principio, independiente de la carga.

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FUNDAMENTO DE SUBIMPEDANCIA MONOFÁSICA

Suponiendo despreciable el efecto de la carga frente al defecto:

Dado que:

siendo:

puede entonces escribirse:

Bastará entonces con Vi, Ii, IN y kN para determinar subimpedancia

monofásica en fase -i-.

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FUNDAMENTO DE SUBIMPEDANCIA BIFÁSICA

Suponiendo despreciable la intensidad de carga frente a la de defecto:

por tanto, restando ambas ecuaciones y despejando:

Resultado independiente de si existe o no componente homopolar (falta a tierra). Bastará entonces con Vi, Vj, Ii, Ij para determinar subimpedancia

bifásica entre fases -i, j-

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PROTECCIÓN DE DISTANCIA

Esquema unifilar de la instalación de una protección de distancia con reconexión automática; los TT/T pueden estar tanto en línea como en barras.

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ALCANCES TÍPICOS DE UNA PROTECCIÓN DE DISTANCIA

- Diferentes zonas (escalones) de medida, con diferentes tiempos de disparo; habitualmente, para líneas aéreas:

- 1ª zona (Z1): Z<80% ZL1 , t1 = 0 segundos; L1 es la línea protegida;

- 2ª zona (Z2): Z = 100% ZL1 + 50% ZL2 ; L2 es la línea de menor impedancia

(la más corta, normalmente) de la estación adyacente en la dirección de vigilancia; t2 = 0,4 - 0,5 segundos;

- 3ª zona (Z3): Z = 100% ZL1 + 100% ZL3 ; L3 es la línea de mayor

impedancia (la más larga, normalmente) de la estación adyacente en la dirección de vigilancia; t3 = 0,8 - 1 segundos;

- Posibilidad de reconexión; sólo para líneas aéreas, una reconexión tras disparos en primer y segundo escalón, al cabo de 1 segundo; si tras la reconexión prevalece el defecto, se produce el disparo definitivo de la línea.

- Diferentes características de medida (elíptica, circular, poligonal).

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CARACTERÍSTICA DE MEDIDA ELÍPTICA

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CARACTERÍSTICA DE MEDIDA CIRCULAR

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CARACTERÍSTICA DE MEDIDA POLIGONAL

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TELEPROTECCIÓN: ESQUEMA DE SUBALCANCE CON CARRIER

Si ambos extremos están ajustados a subalcance, el servicio de teleprotección acelera la apertura de interruptores. Supongamos que, tal y como en el gráfico, el defecto se encuentra entre el 80 - 100% de la longitud de línea; la protección de distancia de la estación (A) lo verá en Z2, mientras que la protección de distancia de la estación (B) lo verá en Z1. En condiciones normales, ello implica un tiempo total de eliminación de falta superior a t2. Mediante la aceleración prestada por la teleprotección, el extremo que ve en Z1 dispara su interruptor en t1 y envía orden simple al otro extremo que, al recibirla, acelera: dispara en t1 aunque vea en Z2.

La ecuación lógica de disparo en este esquema es, para las protecciones de distancia de ambos extremos (siendo Emi = emisión de orden simple de aceleración y Rec = recepción de orden simple de aceleración):

Emi = Z1

Disp = Z1·t1 + Z2·(t2 + Rec·t1) + Z3·t3

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TELEPROTECCIÓN: ESQUEMA DE SOBREALCANCE CON CARRIER

En ocasiones (protección de líneas de escasa longitud o cables subterráneos), deben ajustarse las protecciones de distancia a sobrealcance, al no poderse establecer (o no ser aconsejable) que Z1<ZL. En tales circunstancias, los

criterios de ajuste son:

- 1ª zona (Z1): Z=110% ó 120% ZL1, t1 = 0,2 segundos; L1 es la línea

protegida;- 2ª zona (Z2): Z=100% ZL1 + 50% ZL2; L2 es la línea de menor impedancia

(la más corta, normalmente) de la estación adyacente en la dirección de vigilancia; t2 = 0,4 - 0,5 segundos;

- 3ª zona (Z3): Z=100% ZL1 + 100% ZL3; L3 es la línea de mayor impedancia

(la más larga, normalmente) de la estación adyacente en la dirección de vigilancia; t3 = 0,8 - 1 segundos;

La ecuación lógica que rige la actuación de este esquema de teleprotección es:

Emi = Z1

Disp = Z1·(t1+Rec) + Z2·t2 + Z3·t3

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PROTECCIÓN DIRECCIONAL DE NEUTRO EN CIRCUITOS AT

En los circuitos (líneas y cables) de transporte se instala dicha protección para detectar y despejar faltas a tierra resistivas, que en ocasiones pueden pasar desapercibidas por las protecciones de distancia y/o protecciones diferenciales longitudinales.

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PROTECCIONES DE TRANSFORMADORES: PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE NEUTRO EN MT DE TRANSFORMADORES AT/MT

Recuérdense las limitaciones de intensidad para faltas a tierra: 600 A para 25 kV y 1000 A para 11 kV. Ello implica que, determinadas faltas a tierra en lado MT del transformador podrían no detectarse por la protección diferencial de fases. Ello justifica la presencia de la protección diferencial de neutro, más sensible a este tipo de faltas.

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PROTECCIONES DE TRANSFORMADORES: PROTECCIÓN DE CUBA PARA TRANSFORMADORES Y COMPENSADORES DE NEUTRO

(1).- Falta interna al tanque;(2).- Falta externa al tanque;

El sistema de protección de cuba se verifica mediante un relé monofásico de sobreintensidad a tiempo independiente (instantáneo); ajuste típico: 150 A. La actuación de dicho sistema de protección, tanto si se trata de "cuba transformador" como si se trata de "cuba compensador", provoca la apertura de todos los interruptores del transformador.

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PROTECCIONES DE TRANSFORMADORES: SOBREINTENSIDAD

Su presencia supone reserva local de otras protecciones del transformador (diferencial, sobrecarga térmica) y reserva remota (embarrados y líneas alimentados por el transformador).

Lógica de disparos:

- Sobreintensidad nivel AT: Dispara todos los interruptores;- Sobreintensidad nivel MT, máquinas de dos devanados: Dispara todos los

interruptores;- Sobreintensidad nivel MT, máquinas de tres devanados (véase gráfico):

Inicialmente, dispara el interruptor asociado a su dicho devanado. Caso de persistir el defecto, al cabo de una temporización adicional (normalmente 0,3 - 0,35 s.), se ordena disparo a los devanados restantes.

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PROTECCIONES DE TRANSFORMADORES: COMPENSADOR DE NEUTRO Y/O ELEMENTO DE PUESTA A TIERRA

La sobreintensidad homopolar MT puede formar parte del compendio sobreintensidad fases + homopolar de MT; la protección de presencia/ausencia de Io es tan sólo un avisador local; la protección de imágen térmica + tierra rresistente puede presentar tres escalones de actuación:

- 1º.- Señalización temporizada de circulación de corriente por el neutro (Local+Dispatching);

- 2º.- Bloqueo de reenganchadores de las líneas de distribución del embarrado MT;

- 3º.- Disparo interruptores AT y MT (máquinas de dos devanados); disparo interruptor MT propio y, caso de persistir el defecto, disparo resto de interruptores (máquinas de tres devanados).

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ELENCO DE PROTECCIONES TÍPICAMENTE INSTALADAS VS. EQUIPOS PROTEGIDOS

CIRCUITOS RADIALES MT

Líneas aéreas

- Protección de sobreintensidad 2 (ó 3) fases + neutro; - Reconectador automático;- Automatismo bloqueo reconectador (en el caso de autogeneradores

conectados a la línea)

Cables subterráneos

- Protección de sobreintensidad 2 (ó 3) fases + neutro;

CIRCUITOS ALIMENTADORES (FEEDERS) MT

Líneas aéreas en extremo alimentador:

- Protección de sobreintensidad 2 (ó 3) fases + neutro;- Reconectador automático;

Líneas aéreas en extremo alimentado:

- Protección direccional de sobreintensidad 2 (ó 3) fases + neutro; - Reconectador automático;

Cables subterráneos en extremo alimentador:

- Protección diferencial longitudinal;- Protección de sobreintensidad 2 (ó 3) fases + neutro;

Cables subterráneos en extremo alimentado:

- Protección diferencial longitudinal;- Protección direccional de sobreintensidad 2 (ó 3) fases + neutro;

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EMBARRADOS MT

- Protección de cuba de cabinas (para cabinas capsuladas);- Sobreintensidad de fases devanado MT transformador alimentador;- Subfrecuencia / deslastre de cargas (en estaciones muy concretas);

BATERÍAS DE CONDENSADORES ESTÁTICOS (BBCCEE)

- Protección de sobreintensidad 2 (ó 3) fases + neutro;- Protección de sobretensión; - Protección de subtensión; - Protección de desequilibrio de neutro entrambas estrellas;

TRANSFORMADORES AT/MT

- Protección diferencial de fases; - Protección de imagen térmica; (grandes transformadores)- Fallo total de refrigeración; (grandes transformadores)- Protección de sobreintensidad devanado AT: 2 (ó 3) fases + neutro; - Protección diferencial de neutro devanado MT;- Protección de sobreintensidad devanado MT: 2 (ó 3) fases;- Protección multifunción elemento de puesta a tierra devanado MT:

Sobreintensidad de neutro, Imagen térmica, Presencia / Ausencia de I0 ,

Circulación sostenida de corriente por el neutro- Protección de cuba (transformadores, compensadores de neutro y

autotransformadores reguladores)- Sobretensión devanados MT- Protecciones propias (gases, temperatura...)

EMBARRADOS AT

- Protección diferencial de barras;- Protección fallo interruptor;- Protección de subtensión

CIRCUITOS AT

Líneas aéreas:

- Protección de distancia;- Protección diferencial longitudinal;- Protección direccional de neutro;

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- Reconectador automático;Cables subterráneos:

- Protección de distancia;- Protección diferencial longitudinal;- Protección direccional de neutro;- Térmica

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