relÉs de prot-3

8/10/2019 RELÉS DE PROT-3

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PROTECCIÓN



INTRODUCCIÓN

Los dispositivos de protección expuestos hasta ahora

garantizan que la instalación eléctrica, en buena medida,

queda protegida frente a los distintos tipos de faltas o defectos

más habituales, como sobrecargas, cortocircuitos, sobre

tensiones, etc. No obstante, esta protección no asegura de por

si un servicio continuo de la instalación. Es decir, en caso defalta de cualquier tipo, no existe ningún criterio selectivo que

desconecte solo la parte mínima de la instalación que se ha

visto afectada y, por tanto, garantizando la continuidad del

servicio de las partes no implicadas en la falta.

La tarea de coordinar los distintos dispositivos de protección ymaniobra para conseguir esa selectividad de las protecciones

a la hora de actuar es competencia de los relés de protección.



RELÉS DE PROTECCIÓN

• Dispositivo de conmutación activado porseñales. En la mayoría de las veces, se utilizauna pequeña tensión o corriente para conmutartensiones o corrientes mayores; puede ser detipo electromecánico o totalmente electrónico,en cuyo caso carece de partes móviles. Elfuncionamiento general de los relés deprotección es tal que, al sobrepasar o

descender por debajo de un valor de lamagnitud de acción que ellos vigilan, hacedispararse al interruptor de potencia.



ESQUEMA BÁSICO DE UN RELÉ DE

PROTECCIÓN



• Órgano de entrada: por lo general se trata de

transformadores de intensidad y transformadores de tensión,

los cuales realizan el doble cometido de adaptar las señales

procedentes de una perturbación en la instalación a valoresaptos (de débil potencia) para los relés de protección y a la

vez sirven de separación galvánica de las partes de alta y

baja tensión.

• Órgano de conversión: se encarga de convertir las señales

recogidas en el órgano de entrada para que puedan ser

medidas por el órgano de medida. Algunas veces las señales

del órgano de entrada se recogen directamente por el órgano

de medida, por lo que se puede prescindir del órgano de

conversión.• Órgano de medida: en él se miden las señales procedentes

de los órganos anteriores y comparándolas con unos valores

consigna, decide cuando debe actuar la protección. Es el

órgano más importante del relé.



• Órgano se salida: su misión es simplificar las señales de

débil potencia procedentes del órgano de medida para poder

hacer funcionar los elementos actuadores de la protección

(órganos accionados). Los órganos de salida suelen sercontactores de mando, y actualmente elementos lógicos con

sus correspondientes etapas de amplificación. Este concepto

de órgano de salida también engloba a los elementos

necesarios para aumentar el numero de líneas de salida.

• Órgano accionador: consiste en la bobina de mando del

disyuntor. Cuando esta bobina es accionada produce la

desconexión del disyuntor correspondiente. (Interr. Pot.)

• Fuente auxi liar de tensión: se encarga de alimentar al relé

de protección. Esta fuente puede ser una batería deacumuladores, unos transformadores de tensión e intensidad

o la propia red a través de sistemas de alimentación

ininterrumpida (S.A.I.).



PRINCIPIOS CONSTRUCTIVOS DE LOS RELÉS

• Relés electromagnéticos:

Se basan en el principio de la fuerza de atracción ejercidaentre piezas de material magnético, de las cuales una seráfija y otra móvil, y la fuerza que se ejerce entre ellos será detal manera que moverá la pieza móvil en el sentido dedisminución de la reluctancia del campo magnético.

La principal ventaja de este tipo de relé son su robustez,simplicidad y economía. Estas ventajas hacen de los reléselectromagnéticos unos candidatos ideales para ser utilizados

como relés de tensión, de intensidad.Por el contrario este tipo de relé tiene sus desventajas, comoson la dificultad de ajuste de regulación de los mismos.



• Relés electrodinámicos:

Se trata de la acción que una bobina fija ejercesobre una bobina móvil, induciendo la primeraun par motor que hará girar un ángulodeterminado en el conjunto de la bobina móvil.

A estos relés también se les conoce como relésferrodinámicos.Estos relés tienen como ventaja una elevadasensibilidad, pero en contra, y debido alpequeño recorrido angular que puede realizar la

bobina móvil, la Temporización de los mismosse hace imposible. Además, como puntonegativo a añadir, tienen un elevado coste deproducción.



• Relés electrónicos:

Debido a la creciente evolución técnica en elcampo de la electrónica y sus aplicaciones,estos relés se hallan en constantemodernización. Este tipo de relé se halla

plenamente introducido en los sistemaselectrónicos de nueva construcción, siendo latendencia actual la de la sustitución de relésbasados en principios electromecánicos porrelés electrónicos de componentes estáticos(transistores, triacs, tiristores, etc.) eninstalaciones antiguas.



• Relés térmicos:

Se utilizan principalmente contra sobrecargas yse aplican en máquinas eléctricas conpreferencia. Su misión es la de desconectar la

máquina que protege antes de que susdevanados alcancen una temperatura perjudicialpara su aislamiento. Constan de una imagentérmica del elemento que han de proteger, esdecir, de un dispositivo cuya ley decalentamiento sea similar a la del objetoprotegido.



TIPOS DE RELÉS DE ACUERDO A LAPROTECCIÓN QUE REALIZAN

• PROTECCIÓN DE SOBREINTENSIDAD OSOBRECARGA:

Su misión es la de proteger las máquinas, transformadores ylíneas contra cualquier elevación anormal de la temperaturacomo consecuencia de una sobre intensidad. Esta es laprotección más extendida y controla la intensidad de corrientede paso por la instalación protegida, produciéndose el disparoo acción del relé (sobre un interruptor, alarma acústica, etc.)cuando el valor de intensidad supera al valor ajustado.



• PROTECCIÓN DE MÁXIMA INTENSIDAD OCORTOCIRCUITO:

Para permitir una correcta selectividad y queactúe el relé de cortocircuito más próximo aldefecto, los relés se temporizan de forma que los

tiempos de actuación van aumentando desde losrelés que se hallan más próximos a los receptoreshasta los relés más cercanos al generador.

Este sistema de protección solo es valido pararedes en antena con una sola alimentación. Comolos tiempos de actuación de los relés de máximaintensidad situados próximos al generador puedenser muy elevados, se hace necesario utilizardisyuntores muy rápidos y relés de gran precisión.



• PROTECCIÓN DE MÍNIMA IMPEDANCIA:

La protección de mínima impedancia se puede basar en un

relé de inducción con dos arrollamientos, uno que produzcaun par motor sobre el disco proporcional a la intensidad querecorre el circuito y otro que produzca un par antagonistaproporcional a la tensión en el punto de medida. Cuando seproduce un cortocircuito se produce un aumento de laintensidad, y por tanto un aumento del par motor, y una

disminución de la tensión, lo que conlleva una disminucióndel par antagonista, de tal forma que si el cociente entretensión e intensidad disminuye por debajo del valor deimpedancia ajustado, el par motor superará el parantagonista y el relé cerrará sus contactos para el mando.



Protección diferencial

transversal

• Esta protección se diferencia de la proteccióndiferencial básica de que en lugar de comparar dosvalores de corriente para hacer actuar una bobina

• Utilizando los hilos piloto solamente para transmitir

ordenes (las ordenes también se pueden transmitir aalta frecuencia por la propia línea sin nesecidad deutilizar los hilos piloto).

• Este tipo de protección es de aplicación en líneas ycombina las ventajas de protección diferencial

(actuación rápida y selectividad ) con la de proteccióndireccional (control del sentido de la energía y actuaciónante defectos con carga débil ).



Protección diferencial transversal



Protección de distancia

• Cuando se quiere aplicar una protección selectiva engrandes redes no siempre resulta conveniente recurrir alaprotección de máxima intensidad con tiempos escalonadosya que los tiempos de ajuste de los reles de los escalonesmás altos podrías ser demasiado elevados.

• Este problema se resuelve con reles de distancia, loscuales tienes un tiempo de actuación directamenteproporcional ala distancia de defecto. El principio defuncionamiento de estos reles esta basado en la utilizaciónde una bobina amperimetrica y otra voltimetrica. Cuandoocurre un cortocircuito sucede que la tensión es nula en elpunto de defecto, mientras que conforme se aleja elobservador de dicho punto la tensión aumenta.



Protección Buchholz

• En los transformadores de potencia que disponen derefrigeración por aceite, con su correspondiente dispositivode expansión, la gran mayoría de las averías se venreflejadas en la calidad del aceite. Estas alteraciones delaceite se manifiestan, en el momento en que este secalienta anormalmente, por medio de la formación degases (con un característico burbujeo). El burbujeo del gasse puede detectar muy bien con un rele Buchholz, el cualse basa en la apertura o cierre de un contacto medianteuna gota de mercurio, todo ello dentro de una ampolla quese balancea con las burbujas



La actuación de este rele no depende de ninguna

magnitud eléctrica por lo que no interfiere con

ninguna otra protección, esta característica le

confiere una selectividad exclusiva.



CRITERIOS DE CLASIFICACION DE LOSRELES DE PROTECCIÓN

• Según el Tiempo de funcionamiento de losreles :

Reles de retardo nulo o acción instantánea : son reles queno tienes dispositivos de retardo,por que entran enacción en el mismo instante en que la magnitudcontrolada sobrepasa el valor consigna .Se les conocetambién como reles instantáneos



Según el Tiempo de funcionamiento delos reles

• Reles temporizados con retardo independiente: la acciónde estos reles se retrasa un cierto tiempo desde que sesobrepasa el valor consigna de la magnitud eléctricacontrolada. La temporizacion de estos reles es siempre lamisma e independiente del valor alcanzado por la magnitud

eléctrica controlada. Por lo general en estos reles se puedeajustar el tiempo de retardo dentro de un rango que puedeir de uno a varios segundos.

• Reles temporizados con retardo dependiente: su

temporizacion a diferencia de los anteriores varia con elvalor de la magnitud eléctrica controlada



Modo de funcionamiento sobre losdispositivos de disparo

• Reles de acción directa:

se le conoce también como reles primarios y realizansu acción directamente sobre el dispositivo de disparoo desenganche del disyuntor principal. Debido a que

estos reles deben soportar directamente el consumode la bobina de accionamiento del disparo deldisyuntor, han de tener una constitución robusta, porlo que a veces pueden ser voluminosos.



Modo de funcionamiento sobre losdispositivos de disparo

• Reles de acción indirecta:

se les conoce también como reles secundarios los cuales

no actúan directamente sobre el dispositivo de

desenganche del disyuntor, si no que lo hacen a través de

uno s contactos auxiliares en el circuito de mando de dichodispositivo (figura 6.60). estos reles son mas sensibles

que los reles primarios, menos voluminosos, y mas caros



Modo de desconexión de losreles

• Desconexión mecánica:se sobreentiende que este tipo de rele desconecta eldisyuntor por medios mecánicos, como resortes, levas, juego de palancas…Este tipo de desconexión es el quedispones los reles directos o primarios.

• Desconexión eléctrica:el rele lleva asociado un contacto eléctrico que abre ocierra un circuito auxiliar que alimenta la bobina dedesconexión del disyuntor. Este contacto suele sernormalmente abierto y en caso de defecto, cierra el circuito

y se aplica la tensión ala bobina del disyuntor consiguiendoasí mismo el disparo del mismo. Los reles con desconexióneléctrica son siempre los reles indirectos o secundarios.



Modo de conexión de losreles

• Rele de desenganche automático:

estos reles se rearman por si solos una vez que ha

cesado la falla, quedando ala espera de una nueva

actuación.

• Reles de bloqueo:

una vez que la perturbación ha finalizado estos reles

no vuelven a su situación de reposo a no ser que sean

rearmados manualmente.

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