_fallas y proteccion

©Todos los derechos reservados por HGM

FORTALEZA DE KUELAP

AMAZONAS-PERÚ

29 de abril de 2011Presentado por:

HUMBERTO GALOC MASLUCÁN

CONFERENCIA 2011 DE LA POWER ENERGY SOCIETY CALLAO PES-IEEE-UNAC

Protecciones Numéricas.

Zonas de protección.

Contenido:

Sistema de Protección.

Criterios de selección de un relé.

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ

Secuencia de evento para una falla monofásica en una LT.

Criterios de selección de un relé.

Sobretensión en la líneas L-2051/ L-2052 (Campo Armiño-Cotaruse) de 220 kV, registrada el 18.03.2011


Sistema de Protección.

Relé de protección

Interruptor de potencia

Transformadores de TC y TT

Equipo de teleprotección

RTU

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ3

RTU

GPS

Panel de alarma

Servicios auxiliares

RELE


Zonas de Protección.

Barra

Línea

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ4

Transformador Generador

Alimentador


Protección de líneas de transmisión.

PROTECCIONES REDUNDANTES(2 relés multifunción)

•PL1 : 7SA522 (21, 67N, 25, 59, 79, 68, 74, LF)•PL2 : 7SA612 (21, 67N, 25, 59, 79, 68, 74, LF)

PROTECCIONES COMPLENETARIAS

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ5

PROTECCIONES COMPLENETARIAS (1 relé de distancia y un 67/67N)

•PL1 : 7SA522 (21, 67N, 25, 59, 79, 68, 74, LF)•PL2 : 7SJ622 (67/67N, 50-51/50N-51N, 59) Zona 3

A B

Zona 1Zona 2

Zona 1Zona 2Zona 3


Comunicación entre relés.

A B

PL1

TX

RX

RX

TX

CANAL A

PL1

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ6

PL2 PL2

TX

RX

RX

TX

CANAL B


Protección de Transformador.

PROTECCIONES ELÉCTRICAS:

t

t2t1

PROTECCIONES MECÁNICAS:• Flujo, Gases, Temperatura de devanado,

Temperatura de aceite, Nivel de aceite, Sobrepresión.

• Diferencial de transformador, sobrecorriente, sobretensión y otros.

51/51N50/50N

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ7

IopI2I1

t2

Vop

t

V1 V2

t1

t2

59

sobretensión y otros.


Protección de barras.

• Protección diferencial de barra (87B).• Protección de zona muerta.

• Protección de falla interruptor (50BF).

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ8

Ibias/In

Idif/In87B


Protección de alimentador.

• Sobrecorriente (50-51/50N-51N).• Sobrecorriente Direccional (67/67N).• Sobretensión homopolar (59N)

t t 59N

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ9

IopI2I1

t2t1

3V0op

t

V1 V2

t1

t2

59N


Protección Numéricas

Surgen a finales de la década de 1960-70.

Utilización de señales de tensión y corriente analógicas para convertir a señales discretas.

Hardware y Software:Hardware y Software:

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ10

Hardware (microprocesadores, memorias, reloj, etc.). Software (programas de funcionamiento y aplicación ó algoritmos).

• Capacidad de procesamiento y memoria vs. Algoritmos.• Lógicas sofisticados.• Capacidad de programación.• Tiempo de operación.


Ventajas de relés numéricos.

• Características invariables y tolerantes a cambios.• Reducida cantidad de componentes.• Resolución predecible.• Invariancia de los datos almacenados en memoria.• Costo en descenso.• Capacidad de autodiagnóstico.• Compatibilidad con sistemas de control.

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ11

• Compatibilidad con sistemas de control.• Gran flexibilidad funcional.• Capacidad de comunicación.• Registro oscilográfico y protocolización de eventos.• Capacidad de programación. Funciones adaptivas.


Desventajas y necesidades de los relés numéricos.

• Cambios frecuentes de hardware y software. • Adaptabilidad a condiciones ambientales y de

interferencia electromagnética.• Conocimiento de los algoritmos empleados.• Dependencia de las comunicaciones.

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ12


Arquitectura de los relés numéricos.

Subsistema de entradas analógicas

Subsistema de entradas discretas

Entradas analógicas

Entradas discretas (contactos)

Microcomputadora

Interfaz A/D

Procesador

RAM

Subsistema de salidas discretas

(comandos)

Subsistema de operación

(alarmas)

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ13

RAM

ROM/ PROM

EEPROM

Fuente de alimentación

Puerto serie

Puerto paralelo

Comunicaciones


Criterios de selección de los relés.

Tiempo de operación.• Tipos.• Algoritmos.

Sensibilidad.

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ14

• Principio de operación.• Rango a cubrir de fallas resistivas.

• Detección y desconexión solo del equipo fallado.• Detección del tipo de falla.• Detección de la fase fallada.

Selectividad.



Dependibilidad.• Bajas dependencia de las comunicaciones y equipos externos.

Debe detectar la falla del SEP, garantizando la seguridad en:

Seguridad.

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ15

Debe detectar la falla del SEP, garantizando la seguridad en: • Esquema de protección.• Principio de Operación.• Tiempo de Operación.

• Desconexión solo del equipo fallado.• Detección del tipo de falla.• Detección de la fase fallada.

Selectividad.



Exactitud y precisión.

Principio de operación. Economía.

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ16

Economía.


Secuencia de evento para una falla monofásica enuna L.T.

RS

T

RS

T

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ17

S.E. A S.E. B

T

Inicio de la falla monofásica


RS

T

RS

T


FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ18

S.E. A S.E. B

T

Tiempo muerto del ciclo del recierre


RS

T

RS

T


FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ19

S.E. A S.E. B

T

Recierre exitoso.


Sobretensión en la líneas L-2051/ L-2052 (CampoArmiño- Cotaruse) de 220 kV, registrada el 18.03.2011.

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ 20

Diagrama unifilar de la interconexión Mantaro – Cota ruse – Socabaya de 220 kV


• Reactor de línea XL14 y su reactor de neutro XL14N asociado a lalínea L-2054 (Campo Armiño – Cotaruse) de 220 kV, para las líneasL-2051/L-2052 son de similares características.

Sobretensión en la líneas L-2051/ L-2052 (CampoArmiño- Cotaruse) de 220 kV.

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ21

Reactor trifásico con núcleo de hierro, 50 MVar XL1 4 S.E. Cotaruse

Reactor monofásico con núcleo de aire, 350 Ω

XL14N S.E. Cotaruse



Ejemplo 1:F C

125,4 Ω10,1 Ω 48,4 uf

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ 22

Corriente de cortocircuito



Ejemplo 1:F C

125,4 Ω10,1 Ω 48,4 uf

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ 23

Tensión entre los bornes del capacitor



Ejemplo 1:F C

125,4 Ω10,1 Ω 48,4 uf

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ 24

Tensión de fuente y tensión en C



Ejemplo 2:F C

125,4 Ω10,1 Ω 48,4 uf

968 Ω

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ 25

968 Ω

Corriente de cortocircuito



Ejemplo 2:F C

125,4 Ω10,1 Ω 48,4 uf

968 Ω

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ 26

968 Ω

Tensión entre los bornes del capacitor



Ejemplo 2:F C

125,4 Ω10,1 Ω 48,4 uf

968 Ω

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ 27

968 Ω

Tensión de fuente y tensión en C



C/2 C/2

A

B

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ28

C0/2C0/2

C

Sobretensión en la fase C de la L-2051 en la S.E. C otaruse de 220 kV, registrada el 18 de marzo de 2007.


+ Vr -

C/2 C/2


FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ

C0/2C0/2

+ Vr -

Vr: Tensión remanente, el signodepende del valor de la corrienteinstantes antes que abra elinterruptor



FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ

Sobretensión en la fase C de la L-2051 en la S.E. C otaruse de 220 kV, registrada el 18.03.2007.


CAMPO ARMIÑO

COTARUSE

B3

IP5


FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ

XC1

B1

B4

XL11

IP6

IP5

IP1 L-2051IP1

ReléRED670

ReléRED670

Disparo monopolar

Disparo transferido por fase (DTF)

Recomendación del esquema a implementar en las líne asL-2051/L-2052/L-2053 y L-2054


Lógica a implementar

Tensión ABC

Lógica interna de Sobretensión

59

A

B

C

Relé RED670

Disparo

Sobretensión en la líneas L-2051/ L-2052 (CampoArmiño- Cotaruse) de 220 kV.

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ

AND

Temporizador

T

20 ms Fase A abierta IP6

Fase A abierta IP5

Disparo transferido por fase (DTF)

Lógica a implementar en los relés de las líneas de la L-2051/L-2052/L-2053 y L-2054la S.E. Cotaruse


Gracias por su atención Gracias por su atención

FORTALEZA DEKUELAP

AMAZONAS-PERÚ

Humberto Galoc MaslucánHumberto Galoc Maslucá[email protected]@coes.org.pe

[email protected]@hotmail.com

_fallas y proteccion

Documents