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7/25/2019 Doc 1 - DIA 1 - Generalidades - Parte 1

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GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE PROTECCINTodos los derechos reservados por Red de Energa delPer

GENERALIDADES DE LOS SISTEMASDE PROTECCIN PARTE 1

Julio, 2008, Lima PerTodos los derechos reservados por Red de Energa delPer


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CONTENIDO


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CONCEPTOSistema de proteccin

Un sistema de proteccin en un sistema elctrico es unconjunto dedispositivos conectados de manera coordinada para detectarcondiciones intolerables o indeseadasen el sistema elctrico.

Un sistema elctrico sin un sistema de proteccin est en riesgopermanente decolapsardebido a condiciones de fallas y anomalas.

Un sistema elctrico por sencillo y elemental que se considere debe serprotegidoo arrastrara lainestabilidadal sistema de potencia alcual pertenece.


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CONCEPTORel de proteccin

Es un dispositivo conectado a un sistema de potencia mediante elementosde medicin capaz de detectar condiciones indeseadas dentro de unrea asignada y diseado para ejecutar una accin tendiente amantener la integridad del sistema

Sistema

De

Potencia

Rel

De

Proteccin

Variables

Accin

El concepto implica una accin

Desconexin de un rea comprometida con una falla Desconexin de un equipo para proteger su integridad Generar seales que permitan recomponer el sistema


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CONCEPTORel de proteccin

El trmino Rel viene del francsrelaisrelevar.

Tiene que ver con relevar una seal, es decir, tomar una seal y generarotra igual pero con mayores capacidades

Rel de induccin desarrollado

por Joseph Henry en 1835.

El trminoRelen realidad serefiere a lo que llamamoshoy daRel auxiliaroRel Repetidor

Hoy se llama Rel a todosHoy se llama Rel a todos

los dispositivos delos dispositivos de

proteccin.proteccin.


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OBJETIVO DE LAS PROTECCIONESObjetivo de un sistema de proteccin

Reducir la influencia de una falla en el sistema de tal manera que no seproduzcan daos importantes en el sistema ni tampoco ponga enpeligro a los seres humanos.

Mantener el servicio permanentemente el mximo tiempo y con la mayor

calidad posible.

Condiciones intolerables o indeseadas:

Cortocircuitos Sobrecargas

Descargas atmosfricas Sobretensiones por maniobras Calentamiento Desbalances


7/36GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIN

Todos los derechos reservados por Red de Energa delPer

OBJETIVO DE LAS PROTECCIONESObjetivo de un sistema de protecciones

Las protecciones trabajan en conjuntocon los interruptores de potencia yrels auxiliares para producir lasdesconexiones de las reas oequipos comprometidos en la fallacon el fin de protegerlos, y de quelos efectos no alcancen al sistemade potencia o mitigar su efecto.

Una funcin secundaria es suministrarinformacin sobre localizacin, tipo ycondiciones de la falla.

Barra 220 kV

TC

800/1600 : 1

TP

230 kV : 115 V

Relde

Proteccin

RelDisparo

Informacin


8/36GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIN

Todos los derechos reservados por Red de Energa delPer

OBJETIVO DE LAS PROTECCIONESCadena de desconexin de un circuito


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CARACTERSTICAS DE LOS RELSExigencias impuestas a los dispositivos de proteccin

Sele

ctivid

ad

Sensibilid

a

d

Confia

bilid

ad

Seguri

dad

Velocidad

Precio


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VELOCIDAD: Operacin en tiempo mnimo para evitar problemasde estabilidad

SELECTIVIDAD: Aislar la parte de la instalacin alcanzada por eldefecto evitando el corte de los dems elementos

SENSIBILIDAD: Mnimo valor de entrada para el cual el rel yafunciona correctamente

PRECIO: Costo del dispositivo

CONFIABILIDAD:Ante una falla, los rels deben disparar en el tiempogarantizado y nunca omitir el disparo

SEGURIDAD: El rel nunca debe disparar ante la ausencia de unafalla o ante una falla fuera de su rea designada.


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El orden de importancia de las caractersticas (peso) depende del sistemade potencia. En algunos sistemas la velocidad de operacin es masimportante. En otros es la de menos importancia

Velocidad

Selectividad

Sensibilidad

Precio

Confiabilidad

Seguridad

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Confiabilidad

Seguridad

Falta confiabilidad

=

Omisin disparo

Fala seguridad

=

Disparo Indeseado


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CLASIFICACIN DE LOS RELS

En un sistema demasiado radial (alargado) es preferible sacrificar:

Seguridad Confiabilidad

En una lnea radial (una sola fuente) es preferible sacrificar:

Selectividad Sensibilidad

En una proteccin de barra es preferible sacrificar:

Velocidad Precio

EJERCICIO: Responda marcando una X en el cuadro


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CLASIFICACIN DE LOS RELS

Aunque existen varias maneras de clasificar los rels, la IEEE hace unaclasificacin por funciones en la norma ANSI C37.90

Establece cinco grupos de rels.

Rels de proteccin Rels de monitoreo Rels programables Rels reguladores Rels auxiliares

Un sistema de proteccin consta de varios rels de los diferentes grupos,correctamente conectados y coordinados entre si.


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CLASIFICACIN DE LOS RELSSegn norma ANSI

RELS DE PROTECCIN:

Detectan defectos en las lneas o en los equipos o cualquier otra condicinpeligrosa o intolerable.

Pueden iniciar o permitir una apertura de interruptores o dar alarma y sealizacin.

Distancia Sobrecorriente Diferencial

Sobre/baja tensin Onda viajera Sobre/baja frecuencia Cantidades superimpuestas


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RELS DE MONITOREO:

Son los que verifican el sistema de potencia o los sistemas de proteccin.

Verificacin de condiciones de sincronismo Verificacin de secuencia de fases

Monitoreo de canales de comunicacin y teleproteccin Sistemas de alarmas e indicadores de estado del sistema


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RELS PROGRAMABLES:

Son los que establecen o detectan secuencias elctricas.

Rel de sincronizacin Rel de recierre

Recloser


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RELS REGULADORES:

Se activan cuando un parmetro del sistema se desva de los lmitespredeterminados. Estos rels actan a travs de equipos suplementarios

para llevar el parmetro a los lmites prescritos.

Reguladores de tensin Controlador de factor de potencia


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RELS AUXILIARES:

Son los rels que operan en respuesta a la apertura o cierre de operacin delos rels de proteccin u otros dispositivos para efectuar una operacin

determinada.

Temporizadores Contactores Rels de bloqueo Rels de disparo Rels repetidores


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CLASIFICACIN DE LOS RELSClasificacin por entrada cantidad actuante

SEGN ENTRADA O CANTIDAD ACTUANTE:

CorrienteTensin Potencia

Presin Frecuencia Temperatura Flujo Vibracin

Velocidad


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CLASIFICACIN DE LOS RELSClasificacin por desempeo

SEGN COMPORTAMIENTO O DESEMPEO:

DistanciaSobrecorriente Sobrecorriente direccional

Tiempo Inverso Tiempo definido Baja/sobre tensin Fase o tierra Alta/baja velocidad

Comparacin de fases Comparacin direccional Fases segregadas


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NOMENCLATURASegn norma IEC 717

Cd. Descripcin

21 el! de distancia

2" el! de verificacin de sincronismo

2# el! de ba$a tensin

%2 el! direccional de potencia

&' el! de desbalance de corriente de fases

&( el! t!rmico

") el! de sobrecorriente instant*neo

"1 el! de sobrecorriente tempori+ado

"2 Interruptor

"2a Contacto ,-.- au/iliar de interruptor


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NOMENCLATURASegn norma IEC 717

Cd. Descripcin

"2b Contacto ,-C- au/iliar de interruptor

"( el! de sobretensin

') el! de balance de volta$es

'# el! direccional de sobrecorriente

#( el! de recierre

01 el! de frecuencia

0" el! au/iliar de portadora

0' el! de disparo con bloueo

0# el! de proteccin diferencial

(& el! de disparo libre


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NOMENCLATURA

EJERCICIO: Complete la definicin de los rels reuniendo las tres

partes. Ver ejemplo:

21 el!

de

Distancia

Dispositivo de

subimpedancia

ue mide la 3

aparente 4 laubica dentro de

una +ona de

disparo


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ZONAS DE PROTECCINBase conceptual

Todos los elementos del sistema de potencia deben protegerse conesquemas redundantes o por lo menos con un esquema de respaldo,buscando equilibrio costo riesgo efectividad. Un elemento de lared no protegido constituye un riesgo para su integridad

Generadores Lneas de transmisin Transformadores Barrajes Compensaciones

Todos estos elementos deben estar protegidos de manera exclusiva ypueden cubrirse unos a otros como respaldo


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ZONAS DE PROTECCINEsquema Redundante


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ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin en un sistema tpico

Estacin A

Estacin B Estacin C

Lnea ! Lnea "

Lnea # Lnea $

%otores

Estacin D


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ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin - Barrajes

Estacin A

Estacin B Estacin C

Lnea ! Lnea "

Lnea # Lnea $

%otores

Estacin D


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ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin Transformadores, generadores, motores

%otores

Estacin A

Estacin B Estacin C

Lnea ! Lnea "

Lnea # Lnea $

Estacin D


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ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin Lneas

Estacin A

Estacin B Estacin C

Lnea ! Lnea "

Lnea # Lnea $

%otores

Estacin D


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Lnea # Lnea $

ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin Sistema completo

%otores

Estacin A

Estacin B Estacin C

Estacin D

Lnea ! Lnea "

Lnea # Lnea $


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ZONAS DE PROTECCINPrincipio de traslape

Los transformadores de corriente deben ubicarse de tal suerte que las

zonas de proteccin se cubran entre si -Principio de traslape

La zona de proteccin est demarcada por la ubicacin de lostransformadores de medida y los interruptores

El lmite de la zona lo determina el punto donde la falla esdetectadacorrectamente ydespejadacorrectamente.

C5 P.. 3O,. 6

C5 P.. 3O,. .

3O,. . 3O,. 6


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ZONAS DE PROTECCINPrincipio de traslape ejemplo rel 87 de un TR

&'(

)!

)!

La zona de proteccin depende de la ubicacin de los TC


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&'(

)!

)!

Si los TC estn en los bujes del transformador, la zona de proteccin no cubre elinterruptor ni el tramo entre ste y el buje del transformador (diferencial corto)

Si los TC son independientes, del tipo pedestal, la zona de proteccin cubre hasta losTC pero no cubre el interruptor ni el tramo entre ste y el TC (diferencial largo)


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&'(

)!

)!

Si los TC estn dentro del interruptor, la zona de proteccin cubre todoel grupo comprendido dentro de los interruptores (diferencial largo)


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