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\

COORDINACION DE PROTECCIONES EN CIRCUITOS

DTSTRIBUCION DEL STSTEMA - EMCALI

JAIME CARVAJAL HURTADO

BERNARDO PARRA GONZALEZ

DE

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Thabajo de fuado presentado cqno

requisito parciaf p¿Ilr¿l oPtan aItítuLo de fngeniercs Electricistas

Dinectcnr : HENRY MAYA

r8r ruffii'rüiü[iúulm

T c':'' " ::-: tt - (

CORPOMCION AUTONOMA DE OCCTDENTE

FACULTAD DE ]NGENIERIA ELECTRICA

ffi70s I

CaIi, 1982

Tó ,2l,z/? zl

( rs¡./, I

AGRADECII.,IIENTOS

Los autones expresan sus agnadecimientos

A IIENRY MAYA, Pnofeson de la Conponación Autónoma

de Occidente y Dinecto:r de1 Tnabajo

A EMPRESAS MUNTCIPALES DE CALI

A I"A CORPORACION AUTONOMA DE OCCIDENTE

A Todas aquellas Personas que en una u otna fonma

colabonaron en la nealización del presente tnabajo.

Apnobado pon el Comité de Tnabajo

de Gnado en cumplimiento de los

nequisitos exigidos pon la Conpo

nación Autónoma de 0ccidente para

otongan el títu1o de Ingenieno

Electnicista.

Pnesidente del Junado

Junado

Junado

Cali, Noviembne 18, 1982

INTRODUCCION. .

t. INFORMAC]ON GENERAL PARA UN SISTEMA DE PROTEC

CIONES. . t7

1.1. FACTORES BASICOS PARA EL DISEÑO DE PROTECCTONES. !7

1.2. REQUTSTTOS GENERALES : 18

1.3. RECONECTADORES AUTOMATICOS DE CIRCUITO 19

1.4. SECCIONALIZADORES DE LINEA AUTOMATICOS 20

1.5. FUSTBLES. 23

1.6. RELES.. . 27

TABIA DE CONTENIDO

TOMO I Páe.

cooRDrNAcroN DE EQUIPoS. 29

EQUTPOS EXTSTENTES . 29

34

34

65

86

194101

15

2. SELECCTON, UBTCACTON Y

2.T. CARACTERISTTCAS DE LOS

2.2. CTRCUITOS A ESTUDIAR.

2.2.1. Cincuito Tequendama

2.2.2. Cincuito Aguablanca

2.2.3. Cincuito Cañasgondas.

2.2.4. Cincuito Annoyohondo

2.2.5. Cincuito Pichindé

TNSPECCION Y MAI'ITENIMIENTO.

IV

3. tt7

3. Inspección y

4. CONCLUSIONES.

BIBLIOGRAFIA

Mantenimiento ttt

ltt+

115

TOMO II

FIGURAS : t, t2' 22, 26, 29

V

TABI,A 1.

TABLA 2.

TABIA 3.

TABIA 4.

TABLA 5.

TABIA 9.

TABIA 10.

TABIA Tt.

TABLA 12.

TABI,A 13 .

LTSTA DE TABIAS

Pág.

Factones de Multiplicación o trKrt para

Elementos Fusible del lado de 1a canga. . 26

Canacter:ísticas de Ios Disyuntol?es. 30

Canactenísticas de los Tnansfonmadones de

Conniente. . . 31

Canactenísticas de los RIés de Sobneco

nniente. . 32

Valones de Ajuste de los Relés de Sobneco

nniente. . 33

TABIA 6. Ajustes de Tiempo. . 39

TABLA 7. Análisis de Coondinación 56

TABLA 8. Tiempo de Reposición Deseccionalizaores

Electnónicos. .

Ca:racte:rísticas de Relés Sob:reconniente. .

Canactenísticas de Ios Equipos. .

Canactenísticas de Ios Relés de Sobreco

nniente.

Car:actenísticas de los Equipos

Anátisis de Coondinación

62

63

64

74

76

81

TABLA 14.

TABLA 15.

TABIA 16.

TABLA T7.

TABLA 18.

TABI,A 19.

TABIA 2 O .

TABI"A 2t.

TABIA 22.

TABI,A 2 3.

Canactenísticas

conniente

Canactenísticas

de 1os Relés de Sobne

88

n:riente

Análisis de Coondinación.

Canactenísticas de los Relés de

nniente. .

Canacterísticas de los EquiPos.

AnáIisis de Coondinación.

Car:actenísticas de los Relés de

nniente. .

Canactenísticas de los EquiPos.

Anátisis de Coondinación.

Análisis de Coondinación.

Equipos de Sobneco

aa

Sobneco

Sobneco

de 1os

89

91

96

97

99

103

104

106

109

VII

LISTA DE FIGURAS

TOMO IPáe.

FIGURA 2. Diagrama Unifilar deI Cincuito Tequenda

ma. 37

FfGURA 3. Cunvas canactenísticas de tiempo muy in

venso del ReIé AK. 40

FIGURA 4. Cunvas caractenísticas de tiempo muy in

venso deI Re1é ICI422. 43

FIGURA 5. Cunvas canactenísticas de los fusiblespar?a mínimo tiempo de fusión. 47

FfGURA 6. Cunvas canactenísticas de los neconecta

dones VIE electnónicos 49

ffGURA 7. Coondinación entne Relés AK (BT) de ICM

22 (AT). 52

FIGURA 8. Coondinación entne ReIé AK y Fusible 100T 54

FIGURA 9. Coondinación entne Relé AK y Reconecta

don R1-1 55

FIGURA 10. Coondinación entne Reconectadon R1-1 y

Fusible E!-2 58

FIGURA 11. Tiempo Total Acumulado 61

FIGURA 13. Diagnama Unifil-an del Cincuito Aguablanca 66

FIGURA 14. Diagnama de Impedancias. 68

VIIT

FIGURA 15. Diagnama de Impedancias Simplificada. 68

FIGURA 16. Diagnama Unifilan de la Subestación

Diesel 2 . 72

FIGURA !7. Coondinación entne Relés del Tnansfon

madon y de1 Alimentadon. 77

FIGURA 18. Coondinación entne Relé ICM22 y fusi

b1eFz-]-.. - 79

FIGURA 19. Coondinación entr:e Relé ICM22 y Reconec

tadon R2-1. 80

FIGURA 20. Coondinación entne Reconectado:r R2-1 y

Fusible F2-2. 82

FIGURA 21. Coondinación entre Reconectador R2-2 y

R2-1 . gs

FIGURA 23. Diagnama Unifilan de1 Cincuito Cañas Gon

das. 87

FIGURA 24. Coondinación entne Reconectadon R3-1 y

Reté TCM22 . 90

FIGURA 25. Coondinación entne Reconectadones R3-3 y

R3-2 y R3-1. 92

FIGURA 27. Diagnama Unifilan del Cincuito Annoyohon

do t . . 95

FIGURA 28. Coondinación entne Reconectadon R4-1 y

Reté del Alimentadon 98

FIGURA 30. Diagnama Unifilan del Cincuito Pichindé. tO2

FIGURA 31. Coondinación entne Reconectadon R5-1 y

Relé det Alimentadon 105

[-*crsi¿o,l lutonomo ¿¿ ¡l¡¡irhrrti

0egn BihlintxnIX

FIGURA 32.

FIGURA 33.

FIGURA 1.

TIGURA T2.

FIGURA 22.

FIGURA 29.

Coordinación entne Reconectadon R5-2 y

Relé de] Ali-mentadon. .

Coondinación entne Reconectadones R5-3

y R5-2.

TOMO II.

Red primania subestación

to Tequendama.

Red pninania subestación

Cincuito Aguablanca.

Red pnirnania subestaci6n

cuito Cañas Gor"das

Red pnimania subestación

Cincuito Pichindé.

108

110

x

LISTA DE ABREVIATUMS

A .¡ Ampenios

A.T. Alta Tensión

B . B. C. B::own Boveny ComPanY

B.T. Baja Tensión

EMCALI Empnesas Municipales de Cali

F1-1 Fusibl-e, eI pnime:r númeno indica eI cincuito a

que Pertenecer y el segundo el onden en que se

encuentna en eI cincuito.

G.E. Genenal Electnic

Ia Conniente de annanque en el pnimanio en Ios tnans

fonmadones de conniente

Ia:n Conniente neal de annanque vista e,n eI pnimanio

de los tnansformadones de conniente.

Iccs Conniente de conto cincuito vista pon e1 nelé

fM Conniente Máxima

IN Conniente Nominal

]rt6 Conniente de falla monofásica

136 Conniente de falla tnifásica

K Fusible de openación ráPidarrKrr Facton Multiplicadon

KA Kilo ampenios

XI

KV KilovoLtios

M Minutos

M.T.C. Multiplo de Tap de Conniente

M. V.A. Mega voltamPenios

N Relaci6n de Tnansfonmación

P Potencia

Pu Valon pon Unidad

R1-1 Reconectadon, eI primen númeno indica eI cincui

to a que pentenece y e1 segundo númeno e1 onden

en que se encuentna en el cincuito.

S Segundos

s1-1 Seccionalizadon, €1 pnimen númeno indica eI cin

cuito a que pentenece y e1 segundo eI onden en

gue se encuentra en eI cincuito.

T Fusible de oper:ación l-enta

TAT TiemPo Total Acumulado

T.C. Tnansfonmadon de Conniente

T.D. Tiempo de Ajuste del Disco

V Vol-tios I

VLL Voltaje Línea-Línea

VL-N Voltaje línea a neutno

tüII tüestinghouse

X Impedancia

Z lrnpedancia

XII

LTSTA DE SIMBOLOS

6 ReIé de Sobneconniente, el númeno 50 indica eI\ry instantáneo y el 51 el Temponizado

^á,PL.) f gual al antenion, N indica tienna.V

A Disyunton, intennupton de conriente altenna.t.:!I-TI R I Reconectador

,/--( 5 ) Seccionalizadon\-/

A -É Conexión de alta-estnelIa atennizada

F( Tnansfonmadon de Potencia

lJ+ T:ransfo:rmadon de cor:niente

I aannajeI

C' Fusible/

oo Bloqueo en los'nelés de sobneconniente

J\- Ohmios

XII T

LISTA DE ANEXOS

Páe.

AI{EXO t. Estudio de conto cincuito y penfil de

voltaje det Cincuito Tequendama. 116

ANEXO 2. Estudio de conto cincuito y penfil de

volta.je del Cincuito Aguablanca. 119

AI,IEXO 3. De1'Cincuito Cañasgondas. t22

AI{EXO 4. Del Cincuito Annoyohondo t. 126

AI{EXO 5. Del Cincuito Pichindé . t28

XIV

INTRODUCCION

En la actuatidad el Sistema de Empnesas }funicipales de Cali

(EMCALI), dispone de 55 cincuitos de distnibución 1os cuales

atienden unos 170.000 usuanios, obteniéndose un Promedio de

3.363 usuanios Por cincuitor rePresentando en caso de SuSPen

sión del senvicio de enengía el malestan social, péndidas

económicas Pana EMCALI y sus usuanios.

Estadísticas recopiladas en varios s.istemas de distnibución

utilizando esquemas de protección con necierres, han estable

cido que uno o vanios neciennes penmiten nestaurar buena pan

te del sistema afectado.

EI objetivo genenal del pnoyecto consiste en nealizar un es

tudio de Coondinación de Pnotecciones en algunos cincuitos

de distnibución a 34.5 KV y ]-3.2 KV, con un honizonte de

pnoyección de cuatno años. Se busca obtenen una mayon conti

nuidad en Ia pnestación del senvicio de EMCALI a pantin de

una buena coondinación de pnotecciones, pneviendo las cangas

futunas.

15

Se define este pnoyecto como una necesidad ponque va a Per

mitin minimizan 1os nacionamientos de enengía involuntanios

oniginados pon fal-las en eI sistema, obteniendo un beneficio

social EMCALf y Ios usuanios. Pon pante de EMCALI debido a

los ingnesos que deja de necibin pon Ia venta de enengía y

pon pante de los usuanios al nejonan el senvicio y disminuin

Ias péndidas de pnoducción en Ia industnia.

Todo eI estudio tendná como objetivo pnincipal aumentan 1a

confiabilidad del sistema, disminuin Ias péndidas por venta

de enengí" y lognan un bienestan social en los usuanios.

La infonmación para Ia nealización del pnoyecto fué suminis

tnada pon EMCALI. Los planos de los cincuitos se actualiza

¡.on, penmitiendo aplican el Prognama de Penfil de Voltaje

EM3vü29, obteniéndose las connientes nonmales, los niveles

de contocincuito monofásicos y tnifásicos en los nodos esco

gidos. También, se tuvienon en cuenta 1os cnitenios básicos

pana la selección, ubicaeión y coondinación de los equipos

haciendo algunas recomendaciones pana su uso y mantenimien

to.

16

7.. INFORMACION GENEML PARA UN SISTEMA DE PROTECCIONES

En un sisterna de distnibución de enengía e1éctniea, se debe

tenen en cuenta una senie de situaciones que pueden causar

intenfenencias pana el nonmal funcionarniento de1 sistema,

ello implica un detall-ado estudio de pnotecciones para lognan

nuestno objetivo.

T.t. FACTORES BASTCOS PARA EL DISEÑO DE PROTECCIONES

Pana el diseño de un sistema de pnotecciones debe tenense

en cuenta :

t.t.!. Diagnama unifilan. Las ríneas, ros tnansfonmadores,

los genenadores.

1.1.2. Pnotecciones Existentes. Rerés, reconectadones, sec

cionalizadones, fusibles.

1.1.3. Gnado de Pnotección Requenido. Su confiabilidad.

1.1.4. Estudio de Fallas. Detarlados estudios en sistemas

t7

de distnibución aénea, han establecido que hasta el 95t de

todas 1as fallas son de natunaleza temponal, dunante solamen

te unos pocos ciclos a unos pocos segundos como máximo.

Causas típicas de estas fall-as temponales son: conductones

bannidos pon e1 viento que se tocan, descangas atmosfénicas,

anirnales pequeños que contactan entne una Línea enengizada

y una supenficie conectada a tienr:a.

1.1.5. Conexión y ubicación de los transfonmadores de connien

te y de potencial. Et diseñador del sistema debe conocen los

tipos de fallas que pueden presentanse sobne eI sistema y la

natunaleza de Su causa. Conociendo esto se puede díseñan eI

sistema pana minimizan los malos efectos que un medio ocasio

nalmente hostil pueda tener sobne eI funcionamiento del sís

tema.

1.2. REQUTSTToS GENERALES.

En un sistema de pnotección se deben tenen en cuenta 1os siguientes nequisitos :

1.2.!. Cuando ocurre un contocircuito en una línea eI nelé

de pnotección debe dispanan el o los intennuptones del extne

mo de Ia línea.

!.2.2. Si los intenruptones de la línea en falIa dispanan,

18

no deben dispanan los inlos nelés de 1as tíneas adYacentes

tennuptores.

1.2.3. Cuando el sistema

tección de ninguna de las

tones a menos que suceda

oscile o pienda sincnonismo la Pro

Iíneas debe dispanan sus intennuP

un co:rtocincuito.

1.2.4. La pnotección de

zona la mayon cantidad

nespaldo debe incluin dentno de su

de elementos posibles.

1.3. RECONECTADORES AUTOI4ATICOS DEL CIRCUITO

Los reconectadones automáticos de

como un dispositivo esencial Pana

dial: suminist:ran continuidad de

l}a, confiabte y economicamente.

cincuito son t?econocidos

lognan su objetivo Pnimon

senvicio eIéctnico senci

Este dispositivo ha demostnado ser el ideal Pana eliminan

vintualmente contes pnolongados en sistemas de distribución

debido a fallas temponales o condiciones de sobnecanga tnan

sitonias.

El neconectadon detecta una condición de sobnecanga, intennum

pe eI flujo de conniente y luego después de una demona de

tiempo pnedeterrninada, necierra automáticam'ente pana reenen

gízan La }ínea. Si la faIla sigue pnesente el neconectadon

nepite esta secuencia de apentuna-necienne hasta tnes veces t

Unhis¡-iiaO lutonomo Ü¡ &ddnh

llcgn libliofxo19

después de la cuanta openación de apentuna queda abiento.

Esta secuencia nepetitiva de apentuna-necienne con bloqueo

final nealiza dos impontantes funciones :

1.3.1. El neconectadon pnueba nepetidamente Ia línea Para

deterrninan euando la condición de fatla ha desapanecido.

1.3.2. El reconectadon puede discriminar entne fallas tempo

rales y permanentes. Si después de tnes pnuebas, Ia falIa

pensiste, puede asuminse que es Pennanente y pon 1o tanto eI

reconectadon queda abierto.

Deben tenense en cuenta los siguientes cnitenios pána 1a apli

cación de los neconectadones :

Voltaje de1 sistena.

t{áxima y mínima conniente de falla penmisible en eI punto de

instalación y máxima conniente de canga..

Pon negla genenal el valon nominal del neconectador se selec

ciona entne eI 20t y e1 308 más alto que el valon de connien

te pico en eI punto de instalación, 1o cual penmite un cneci

miento nonmal de canga.

1.4. SECCTONALIZADORES DE TINEA AUTOMATICOS

Los seccionalizadones automáticos de línea fueron diseñados

20

pana Senvitr junto con los reconectadones automáticos de cin

cuito.

Es básicamente un intennupton de aceite, monofásico o tnifásico que de afue:ra se parece mucho a un reconectadon.

El seccionalizadon empeno no intennumpe 1a conniente de fa

IIa. Está ubicador €D senie con y a una distancia nemota de

un neconectadon y sobne eI lado de cat?ga de1 neconectadon.

Cuenta cada vez que el neconectadon intennumpe una fa1la de

conniente y después de una cantidad pnedetenminada de inte

rrupciones del neconectador:t una, dos, o tnes, abniná sus

contactos síempne sobne un cincuito desenengízado; No hay

intenconexión eléctnica o mecánica entne reconectadon y Sec

cionalizador. De esta nanera, una sección de línea en falla

perTnanente puede sen aislada sin pnovocan la apentuna del

neconectadon de nespaldo.

Aunque el seccionalízadon no intennumpe Ia corniente de fa

11a, puede intennumpin la co:rniente de carga no:rmal y Pon

Io tanto puede usarse como intennupton de carga Para seccio

nalización de línea nonmal.

A1 igual que los neconectadones pueden funcionar con

nismo de recuento hidnaúIico o electnónico.

El seccionalizadon no tiene capacidad de nuptuna en Ia co

27

nriente de fallo ni curvas canactenísticas de openación, aun

que tiene una capacidad de nuptuna suficiente Para la connien

te de carga.

La economía es la principal ventaja que se obtiene del uso

de los seccionalizadones automáticos de línea.

1.4.1. Aplicación. La aplicación básica de ]os seccionali

zadones nequiene que se reunan las siguientes condiciones

genenales :

1.4.1.1 Los seccionalizadones deben usal?Se en senie con un

reconectadon automático de cincuito (o con un disyunto:l con

cienne) y en su lado de canga.

!.4.1.2 El neconectadon de nespaldo debe ser caPaz de perci

bin una falIa mínima en cualquier pante de la zona de pnotec

ción del seccionalizadon.

1.4.1.3 La conniente mínima de falla en Ia zona de protec

ción debe exceden Ia conniente de actuación mínima del sec

cionalizadon.

1.3.1.4 No deben excedense los negímenes momentáneos y de

conto tiempo de los seccionatiza¿ones.

22

1.5. FUS]BLES

Desde que comenzaron a constnuinse los pnimenos sistemas

eléctnicos de distnibución, 1os fusibles se han utilizado

pana pnotección contna fallas en rnuchas aplicaciones r Pero

tienen vanias desventajas que limitan su valon total.

1.5.1. Limitación de 1os fusibles Palla pnotección de fa

IIas. Una pnincipal limitación de un fusible es que cada

que es sometido a una con:riente supenion a su mínima de fu

sión, operaná y e1 senvicio de toda la pante deI sistema

¡nás allá de ese fusible se intennumpe. Además un fusible pue

de pnoduci:r contes deI sistema totalmente innecesanios, debi

do a que no puede discniminan ent:le una falta Permanente y

una temPorraria.

Finalmente, aunque los fusibles pueden sel? coolldinados en

senie y con relays, tienen flexibilidad limitada.

1.5.2.

tipos:

Tipos de Fusibles. Los hilos fusibles son de dos

1.5.2.1. Rápidos. Se designa con Ia letna K'

1.5.2.2. Lentos. Se designa con la letna T'

Tienen difenentes curvas tiempo-conniente. La T es más len

ta en las connientes altas que una K de1 mismo nango. La

23

distinción entne los dos tipos es 1a velocidad. Los lentos

tienen nelaciones de velocidad entne 10 y 13 y 1os fusibles

nápidos entne 6 y 8, !.

1.5.3. Pana seleccionan 1os fusibles se debe tenen Presen

te:

1.5.3.1. Selección de1 nango de conniente. E1 rango de co

nniente continua de un fusible debe sen igual o mayon que

el máximo de conniente continua de 1a canga que eI debe so

pontan. Pa:ra Ia detenminación de la eonniente de carga de1

cincuito se debe considenan Ia nonmal y una posible sobne

canga.

1.5.3.2. Selr:cción del nango de voltaje. Los fusibles li=ri

tadones de conniente deben tenen un nango de voltaje máximo

igual o mayor que eL máximo voltaje línea-l-ínea de1 sistema

pana aplicaciones tnifásicas y e1 máximo voltaje fase-tienna

para aplicaciones monofásicas a tienna.

1.5.3.3. Selección det nango de intennupción. El nango de

intenrupción simétnica de un fusible debe sen igual o mayor

que el máximo calculado Pana Ia posible conniente de conto

cincuito en eI lado de la canga del fusible.

1.5.4. Reglas de Coondinación. Hay dos neglas que gobien

nan Ia selección de los elementos fusibles de pnotección en

24

eI lado de carga de un reconectadon:

1.5.4.1. Pana todos Ios valones de conniente de falla en Ia

sección de Iínea pnotegida pon eI fusible, e1 tiempo mínimo

de fusión de1 elemento debe ser mayor que el tiempo de des

peje de openación nápida del- neconectado:r, ajustado pon un

facton multiplicadon. La magnitud de este facton multipliea

dOn, o facton trKtr, vanía cOn eI númeno de openaciones nápi

das y los intenvalos de tiempo de necienne entne operaciones

nápidas.

Los factones de multiplicación se indican en la Tabla 1 Pa

na intervalos de necienne de 0.5 1r0 1r5 2rO segundos' y

secuencias de openación con una y dos openaciones nápidas'

Puede verse que cuanto más corto eI intenvalo de tiempo de

necienne, mayor es eI facton de multiplicación, ya que hay

menos tiempo Pana que el elemento fusible se enfníe hasta

Ia temperatulra de oPenación.

25

TABLA 1

Factones de multiplicación o rrKrr Para elementos fusible del

lado de canga.

FACTORES DE MULTIPLICACION

Tiempo de necÍerne:Segundos

Una OpenaciónRápida

Dos OpenacionesRápidas

0r5

1r0

1r5

2tO

!12

t12

t12

t12

1r8

1r35

1,35

1,35

1.S. t+.2. Pana todos los valones Posibles de conriente de fa

lla en Ia sección de Iínea Protegida Por eI elemento fusible

eI tiempo máximo de despeje de1 fusible no debe ser mayol:

que eI mínimo tiempo de despeje demonado del neconectadon'

EI :rango de coordinación entl?e un lreconectadon y un fusible

está detenminado pon estas dos neglas de'selección' La pni

mera negla establece el punto máximo de coondinación' La se

gunda negla establece eI Punto mínimo de coordinación'

EI punto máximo es aquel valor de corniente en Ia intensec

ción de Ia cunva de fusión mínima del elemento fusible con

26

la cunva de nefenencia obtenida levantando la cunva de tiem

po nápido de despeje de} neconectadon pon medio del facton

de multiplicación apnopiado. El punto mínimo de coondinación

es aquel valon de corniente en Ia intensección de 1a cunva

de despeje máximo del elemento fusible con el tiempo de des

peje mínimo de1 neconectadon en su cu¡?va demonada.

Si la curva máxima de despeje del fusible no se eruza y que

da pon debajo de la cunva demonada del neconectadon, eI pun

to mínimo de coondinación es Ia corriente mínima de conte

de1 neconectadon.

En esta fonma se establece un nango de coordinación Pana una

panticulan selección de curvas canactenísticas y secuencias

de operación.

1.6. RELES

En esta pante se hace nefenencia a la pnotección de los ali

mentadones pnimanios y tnansfonmadones de distnibuciónr con

tna sobneconnientes causados especialmente pon fallas o coll

tocincuitos. La pnotección de sobreconniente es la más sen

cilla y la nás banata, Ia más difícil de aplican y Ia que

más nápido necesita neajuste o neemplazo a medida que cÉrm

bia eI sistema.

1.6.1. Relés de sobneconriente. Es el tipo de nelé de Pro

27

tección más simple y como

pana openar cuando cincula

pnedetenminado penmitido.

de retando.

su nombne Lo indica, está diseñado

una corniente supenion a un valon

Existen dos tipos: instantáneo y el

EI ne1é instantáneo está diseñado para operan inmediatamente

cuando la conniente ha excedido eI valon fijado.

El nelé de tiempo de netando tiene una cal?actenística de oPe

nación tal que su tiempo de openación vanía invensamente con

Ia magnitud de conniente que fluye pon eI.

Las unidades instantáneas se utilizan genenalmente

como pnotección pnimania, para complementan Ia pnotección

ecn relés de tiempo-sobnecorriente cuando la ccn:riente de

falla es subtancialmente mayor que la conniente bajo cuai

quien otno tipo de contocincuito u otna condición posible.

El valon de Ia conniente al cual se fija genenalmente Ia ope

nación de estas unidades es alnededo:r del 254 pon encima de

la máxima conniente de contocincuito tnifásico que puede ocu

nnin en eL extnemo de la sección de línea que el nelé está

pnotegiendo.

28

2. uBfcAcroN, sELEccroN Y cooRDrNAcroN DE EQUrPos

A1 seleccionar eI equipo adecuado para una aplicación espe

cífica, debe considenarse la coondinación del mismo con l-os

dispositivos de pnotección adyacente. A nedida que se desa

nrolla un plan de protección contna sobne-conniente, las con

sidenaciones económicas dictan eI empleo de difenentes tipos

de dispositivos pnotectones en senie.

Este estudio de la connecta aplicaci6n de 1os dispositivos

de pnotección en s.'nie se llarna coondinación.

2.1. CARACTERISTICAS DE LOS EQUTPOS EXISTENTES

EI pnoyecto eomienza con un estudio nealizado sobre coondi

nación de protecciones de nelés de sobne-conniente de1 sis

tema eléctnico deJ Valle del Cauca, pon Ias finmas DELTA IN

GENIERIA LTDA E fNGENAD LTDA, actualizando Ia infonmación y

sacando canactenísticas de equipos instalados en los cincui

tos a estudian. Las Tablas 21 3, 4 y 5 pnesentan la infonma

ción nelacionada con disyuntor:es, tnansformadones de connien

te y nelés de sobneconniente.

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2.2. CIRCUTTOS A ESTUDIAR

Los cincuitos de distnibución sobne los cuales concentnane

mos el estudio son :

2 .2. t.2.2.2.

2.2.3.

2.2.4 .

2.2.5.

Tequendama

Aguablanca

Cañasgo::das

Annoyohondo 7

Pichindé

Todos estos cincuitos tienen un nivel de voltaje de l-3.2 KV,

menos eI cincirito de Annoyohondo t, cuyo nivel de 34.5 KV.

? .2 .7 . f i:reuito Tec_uendama

EI Circuito Tequen<iama está conformado naclialnre¡¡tc ( üeáse f i

gur?a 1), siendo alimentado desde la subestación surr la cual

consta de un barraje a 34.5 KV otno a 1,3.2 KV y tnes tnansfon

madones de potencia de 28 I"IVA, 34.4/13.8 KV conectados en Pa

nalelo.

Dentno det planeamiento genenal del Cincuito Tequendamar se

verificó que la capacidad total instalada es de 11.030 KVA.

Pana eIlo se enumenaron e identificacon nodos en el cincuito

haciendo una codificación, negidos pon las normas de1 Pnogra

ma de Penfil de Voltaje El'f 3b¡29 de Las Empnesas Municipales

de Cati, cuya timitación es como sigue:

34

Máximo númeno

Máximo númeno

nodos pon cincuito: 150

namas concecutivas : siete

de

de

Siguiendo estas normas, Ios nesultados de penfil de voltajey estudio de conto-cincuito son 1os que apat?ecen en el Anexo

t en eI cual se pueden apnecian las connientes de fa1la mono

fásicos y tnifásicos en los distintos puntos o nodos del sis

tema. Debido a que el estudio tiene un honizonte de pnoyec

ción a cuatno años, las connientes de carga serán afectados

pon e1 2OZ tomándose los niveles de conto-cincuito calcula

dos para 1986.

La pnimena decisión impontante que debe toma:rse r €'s Ia de de

tenminan las ubicaciones físicas apnopiadas pana los equipos.

Depencliendo de las condiciones individuales Ce ?:''i sistema,

Ios equipos pueden ubicanse en puntos secci<,r.¿rJr¡I... iógicos

teniendo en cuenta l-as cangas¡ €D 1as difenentes ramas del

cincuito. Idealmente, ef onigen de cada namal de longitud

suficiente debería de considenarse como punto de seccionali

zací6n

TaI pnáctica evita penjudican la continuidad de1 senvicio de

Ias pantes más impontantes del alimentadon cuando se pnoduce

una falla en un namal. La facilidad de aceeso a cientas sec

ciones de la línea, dete:rminan un papel impontante en Ia ubi

cación :real.

35

La decisión definitiva sobne e1 gnado de pnotección a sumi

nistnanse estuvo sujeta a justificaciones económicas de EM

CALT.

La Figuna 2 en un diagnama unifilan, muestra la ubicación de

las pnotecciones escogidos con los difenentes panámetnos de1

sistema. E11os son : el voltaje, descnipción de los tnansfon

madones de potencia, connientes de carga en 1os nodos y co

nnientes de falIa máxima y mínima.

2.2.1.1. CáIcu1o de los puntos de ajuste de los neIés.

Teniendo en cuenta las caractenísticas de los nelés de sobne

conniente (Ven Tablas 4 y 5) se hicieron 1os nuevos ajustes.

To-'rnrlo como la co:rniente máxino (fn) errr. Dr¡ede fluin por

el cincuito Ia capacidad nominaL deL conductor t+ i 0 Ah"i Cü,

se tiene :

rr = 480 A'

Re1ación de transfonmación de

te (T. C) .

N=tzlf"= 1r5 x 480 = 72O A

I.',= 7N = A- !20

Las canactenísticas del nelé

cuito son los siguientes :

36

los tnansfonmadones de connien

existentes a ]a salida del- cin

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@, '@

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IJ-o!

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Tipo = AK

Fabnicante = Brown Boveni C

Rango unidad temponizada : 2 r5 a 10A

Rango unidad instantánea : 2 15 a 10A

Cunva = muy invensa.

De acuendo a 1o antenior se escoge un tap de 8 r teniéndose

pon 1o tanto :

I-o= $xtzl =9604

Nivel máximo de conto-cincuito = 16.910 A (falIa tnifásica)

Io"" = 16.910 = 141A120

En base a esta conniente de conto-cincuito y aI tap escogi

.!o, e] núltiplo deI tap de conriente (l'fTe) es i¡r:':l a :

MTC = 141 = t7 ¡6I

Repnesentando un tiempo de dispano igual a1 mostnado en Ia

Tabla 6, al ubicanse e1 Time Dial en las difenentes posicio

nes ( Ven Figuna 3).

38

TABLA 6 Ajustes de TiemPo

Time Dial Segundos

10t

204

308

40t

s0t

0.12

0.24

0. 37

0.48

0.60

Tiniendo en cuenta que los nelés ubicados en eI lado de alta

tensión de los tnansfonmadones de potencia de 28 MVA deben

actuan como pnotección pnimania del tnansfonmador y de1 ba

nraje de í-3.2 KV y como pnotección de nespaldo Pana los cin

cuitos de distnibución, entonces se deben coondinan estos

Jrrs ;r'u;cs de relós.

Las caractenísticas de Ios nelés ubi."Uo" en eI laclo de alta

tensión de los tnansfonmadones así como sus ajustes actuales

son :

Tipo z ICt422

Fabnicante: Bnown Boveni C.

Rango de la unidad temponizadaz 2r5 a 10A

Rango de Ia unidad intantánea z 2 rS a 10A

Cunva : muy invensa

ruhnono ü fkridrth

flcpm Sibliotco

Time Dial : 10t

39

tA4p 192060 IA4p r92O Z8& 38¡rO 48OO 9760 7680 9.600 r4tOO r92OO

CGRIENTE DE SENSIBIUDAD EN AMPERIOS

FIGURA 3 - Curvos muy inversos del relé AK - 5O ciJos

40

Tap:6

En base a 1o antenion y a Ios niveles de conto-cincuito, ca1

culamos el tiempo de openación de estos nelés.

Nivel de conto-cincuito a 34.5 KV = 12.077 A

f""" = 12.O77 = 10016 A!20

MTC = 100 r6 = 16,766

T.D = t9Z

Tiempo de dispano = 0113 seg.

Considenando un ni.vel de falla trifásica en bannas de 13.zKVt

igual'a 16.910A¡ poF cada uno de J.os tnes transfonmadores

fluirá un tercio de este valor o sea, 5.637.rr en eI lado de

13.2 KV (g.T) y 2.264 A en el lado de 34.5KV (A.T)

Conniente nominal del tnansfonmadon (fn)

I = 18.000 KVA = 4704

--

v3 . 34.4 KV

Pon 1o tanto

fr, = 470 A

N=t2O

f" = 1r5 x 47Q = 705 A

41

= Zqg = 5.87120

Tap escogido : 6

I"o=$xtz9=7204

ro"" = = 18.9

= 3.15

Pana un Time Dial del t}lo et tiempo de dispano es de 0'54 seg'

(ve¡r Figuna 4).

Asumiendo un tiempo de 0.4 segundos pana eI intenesado de

coondinación que usualmente se toma entne 0.3 a 0.5 segr en

tonces eI tiempo mínimo de dispano Pana el ne1é del cincuito

sería :

0.54 0r4 = 0r14 seg.

En base a este valon se busca en Ia cu:rva deI relé del cin

cuito (Figura 3) eI Time Dial de1 nelé obteniéndose que de

be sen ajustado en un to| lognando un tienpo de dispano de

or!2 seg. eI cual debe penmitin Ia coondinación con Ios dis

positivos de pnotección a instalanse sobne el cincuito'

Tanbién existen nelés de sobneconniente Para pnotección a

tienna en el neutno de1 tnansformador y a la salida de1 cin

cuito que deben sen ajustados.

42

8ct-=4Eg,zl¡loo.

EF I

7p r.o8o .4Q 2.160 2B8O l€OO 4520 5.760 7.M |OAOO t4.fOO

CORRIENTE DE SENSIEIUDAD EN AMPMIOS

F¡GURA 4 - Curvos muy inversos del re¡é lCnn ?2 - 60 ciclos

l+3

Las ca:ractenísticas y ajustes delnelé con pnotección a tie

nna en el neutno del tnansformadon son :

Tipo z fCt422

Fabnicante : Bnown Boveni C.

Time Dial : 10t

Rando de la unidad temponizada = 2¡5 a 10A

Rango de unidad instantánea = 2 ¡5 a 10A

T.C. z t20

Conniente nominal del tnansfonmador en B.T.

fr, = 28.000 = I.t7t Av5 13.8

ftó = 18._587 = $.196 AJ

I. = 0.3 x 7.777 = 351 A

I = 351 = 2.92 A7¡720

Tap escogido = $

I"o=!xtz$=3604

I = 6.196 = 51. 63.Accs rn

MTc = 51.-9.9. = 17.23

En un T.D. del !04 su tiernpo de dispano es de O.tZ seg. (ven

Figuna 4).

Los ajustes para eI nelé con pnotección a tienna del alimen

44

tadon son :

Tipo : A4

Fabnicante = Brown Boveni C.

Time Dial = t9b

Rango de la unidad temponizada = 0r5 a 2r0 A.

Rango de la unidad instantánea = 2tS a 10A

T.C. = !20

f = 4804n

Ttó = 18.857 A

I" =Q.3x480=144A

I.,. = 144 = 7.2 A- 720

Tap escogido = 1¡5

I-- = ir3 x'Lr;J = i6ú Á,ar

I""" = 18.557 = 155 Al-20

MTC= 155 = 1031r5

E1 tiempo de dispano con un T.D. del 10t es de 0.11 seg.

2 .2 .1.2 . Fusibles

Pana la selección de fusibtes se tuvo en cuenta Ias connien

tes de canga y Ias connientes de falla máximas y mínimas.

El fusible F.t.t. ubicado en el nodo 2) debe soPolrtar una

l+5

conriente de falla náxima de 7.477 A. y una mínima de 4.077A

en eL nodo 2.2. Viendo las curvas canactenísticas de Mínimo

Tiempo de Fusión (Figuna 5) obsenvamos que un fusible 1007

se ajustó a nuestnas exigencias, además sopontó un nango con

tinuo de conr:iente de 150 A.

El posible Ft-2 sopontó 14.1A con una conniente de fa1la ná

xima de 6.450 A y una mínima de 3.622A. El fusible escogido

es un 100T.

EI fusible F1-3 sopontó 24.16A, 5.851A de falla máxima y

2.862 A de falla mínima. Con estas canactenísticas se esco

gió un 65T.

2.2 .1. 3. pg¡npnn+-a.lnreS .

La conriente de carga en el nodo 4 es de 443A y la máxima

co:rniente de faIla es de 6.450A. Una nevisión de los reconec

tadones tnifásicos con contnol electnónico, indica que eI VIE

satisface estos nequenimientos. Es de anotan que la selección

de neconectadones y seccionalizadones fuer:on basados en Ia do

cumentación técnica de la Mcgnaw EClison Powen Systems Divisionpor su gran vaniedad de típos y tamaños disponibles.

Los siguientes son los datos técnicos de este equipo:

Voltaje nominal : 14.4 KV.

Tipo = blE

Contnol : Electnónico

45

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I

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I

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3

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50

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I

2

I

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ro9I755

4

3

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R fi Afigpsgg

OORRIENTE EN AMPERIOS

FIGURA 5 - Curvos mrocieristicos de mínimo fiempo de f¡¡sión

R I I 88P888 H g HEEBHE

47

Medio de intennupción : Aceite

Rango continuo máximo : 560A

Mínimo nango de dispano : 5604

Rango de intennupción (RMS simétnícos) : 10.000 A.

Secuencia de openación z 2A - 28

Intenvalos de necier:re z 2 seg.

Sus curvas canacterísticas se muestnan en Ia Figuna 6.

2.2.1. 4. Seccionalizadones

EI seccionalizadon S1-1 ubicado en eI nodo 1-2, la conniente

de canga es de 75.Ar la máxima corniente de falla de 5.2994'

y la mínima falla a la cual el seccionalizador debe resPon

den es 2.345A. Esta es Ia mínima falla a tienna en el nodo

!2.2. Siguiendo eI mismo pnocedimiento Pana los demás seccio

nalizador^r, el ::ee:ionalizadon escogido tiene las siguien

tes canactenísticas:

Tipo : GV

Contnol : Electnónico

Vottaje nominal de openación (RMS) = 14.4KV

Máximo nango de voltaje (RMS) = 15.5KV

Fnecuencia : 60 ciclos

Rango contínuo de co:rniente: 400 A

Rango de conniente intenneptiva de carga simétnica (RMS)

880 A.

Máxima conniente asimétnica momentánea (RMS) : 15.000A.

Mínima conniente actuante de sensibilidad (A)

48

6050

4()

50

toI

65

4

5

2

u,octz3Elú,

?" 'e

R.sñ.sF.,

.5

.2

.03

o.l.08

.06

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E q fi fi gñCORRIENTE DE DISPARO MIN¡MO

FTGURA 6 - Curvos coroclerislicos del reconectodor WE

oE

8$

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Il\

\\ ++\\ -++

\ l l\ N l\ \ ll

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\\

\ \

I --.1 -+

\ II

\ \\

\\\

\ \ \N

\ \

\\

\ \ \.

\

D

.l

49

Sensibilidad en fases: 16r 2)r 40' 56' 80, ttzr 224) 256,

296, 32Or 448, 640.

Sensibilidad en tienna : 3, 5' 7r 16, 20r 28r 40' 56' 80,

ttz, 160, 224, 320 Block.

. Tiempo de neposición: 15, 30, 60, !20 segundos.

Tiempo de memo:ria : 30, 45, 90 segundos.

La difenencia que existe en los seis seccionalizadones del

cincuito t?odea en eI númeno de cuentos Pana la apentuna y

los tiempos de memonía que se escogen cuando se coondine con

el reconectadon.

e"7-2 : Tnes conteos

Q ' Tres conteos"1- 3

s : lr: ion:ecs"1-4c ' Dos conteos"1- 5

Q ' Dos conteos"1-6

La conniente núrnero actuante fué seleccionada de acuendo a

las canactenísticas dadas pon el reconectadon, eI cual dice

que la mínima conniente de1 seccionalizadon es el 80t de la'

conniente mínima de intennupción de1 neconectadon. Como Ia

conríente mínima de intennupción deI reconectador es de 560A

el 8Og senán 448A, luego se elije esta conniente como la mí

nima actuante.

50

2.2 .1.5. Disyuntones

Este intennupton de corniente alterna se usa Para cel?rar o

intennumpin eI cincuito de potencia bajo condiciones nonmd'

les o bajo condiciones de falIa. Sus ca:ractenísticas actua

les pueden verse en la Tab1a 2. En la actualidad EMCALI es

tá montando unos disyuntones SF6 (exafloruno de azufne) con

una capacidad de conto de 23KA con las siguientes canacte

nísticas :

Tipo : 3455 P1500

Valon máximo de voltaje : 38KV.

Corniente nominal z t-200 A

Capacidad de cor:to simétnica : 23.000 A

Tiempo de intennuPción : 3 ciclos

Fnecuencia : 60 ciclos.

2.2.1.6. Coondinación de equiPos

2.2.t 6.1. Re1é ICY)|I - Relé AK

Después de los ajustes hechos Para ambos nelés r sü coondina

ción se muestra en Ia Figuna 7.

Tnasladando Ia cuuva deI nelé ICM22 a Ias curvas canactenís

ticas del nelé AK, vemos que Pal?a una corniente de fa1la de

16.g10A, dispana primeno eI nelé AK en un tiempo de 0r72 seg.

mient::as que pana una cotlt?iente de falla de 2.260A' el nelé

ICM22 dispana en 0r54 seg. obteniendo una buena coondinación

para nuestnos nelés seleccionados Para Ia coondinación, Ia

curva ca:ractenística del nelé del tnansfonmador fué afectada

51

atoctz3f¡¡ 4g,

-l¡¡oo--clF

!

En z@ 2a80 38¡tO 4a@ tr7@ 2680

CORRIENTE DE SENSIBILIDAD EN AMPERIOS

FIGURA 7 - Coordinoción entre relé AK(B.T)- reté ICM 22 (AI)

52

por Ia nelación

dinación como se

de tnansfonmación obsenvando

muestna en 1a Figuna

una buena cootl

2.2.1.6.2. Relé AK - Fusible E-t-7

EI fusible 10OT coonclina con el nel-é AK pana todas 1as co

nnientes de falla entne la máxima de 7.t+77 A, en el nodo 2

y la mínima de 4.077 en el nodo 2.2. (Véase Figuna 8).

2.2.!.6.3. Relé AK - Reconectadon R-1-1.

Las curvas canactenísticas tiempo-conniente Pana ambas uni

dades, pueden rePnesentanse como se muestra en la Figuna 9.

Pana diferentes fallas pnesentadas en el sistema dispana pni

mer?o el neconectadon.

El reconeetadc: con una secuencia 2A-28 y un jnterva'lo de ne

cienne de dos segundos y una curva muy invensa oeL reté AK

ajustada pana un conto mínimo de 720A en su T.D. del tOZ.

Este nelé :requiene apnoximadamente O.2 seg. Para cerrar los

contactos con 7.000A y 915 seg. Pal?a rePonerse totalmente.

anáIisis de coondinación puede verse a continuación en

Tabla 7.

E1

1a

53

ooct-fe,l¡¡g,

-l¡lI-l¡¡tr

4EOO 5.760 76S

CORRIENTE TE SENSIBILIDAD EN AMPERIOS

FTGURA g - Coordinoción entre relé AK -fusible IOOT

5t+

6050

¿lo

30

_ toE

6

.54

3

2

3r,octz.D

tsrñ.8R.e!.s

.4

.3

.2

.r3

o.l.o8

.06

.o5

.(r03

.e.

oNI

|e EfiñggA E g$GORRIENTE DE DISPARO MINIMO

FIGURA 9 - Coordinocidn entre relé AK-reconeciodq Rl-l

\\

\

\\ \

\ \

\\ \

\

) \ \\

)\

\ \ F rl r L It-

?

-ol

55

Tabla 7 enátisis de Coondinación

Tíempo de despeje deI neconectador con curva rrAfr.

Tiempo de despeje deI neconectadon con cunva rrBrr.

Reposición del nelé funante tiempo de apentuna

de dos segundos de1 neconectadon (L x 100).

cannena del o.rá dunante el pnim"otáu."n"j. de rrAtl

0.045 seg.

.0.09 seg.

22.s %

2t.0s z

2t.osz

23.9s?^

4sf.

68.959

2!.05 Z

( 0,045 x 100 ) 22-5 Z

012

EI nelé se repone completamente dunante e1 pnimen

intenvalo de necierne.

Cannena deI neLé dunante eI segundo despeje |tArl

Reposición de1 reIé mientnas el reconectador está

abiento. .

Nuevamente eI nelé se t?ePone cornpletamente.

Cannena de1 nelé dunante el pnimen despeje frBrr

( 0.09 x 100 )0.2

Reposición del nelé mientnas eI :reconectadon está

abiento

Cannena neta del nelé después del pnimen despeje rrBrl

Cannena de1 neIé dunante Ia segunda apentuna rrBrr.

Cannena total deI relé después del segundo despeje B

(Apentuna definitiva del neconectadon) .

45

La cannena del

menos del 1003 t

nelé, ta1 como

pon 1o tanto

se muestra en la Tabla 7, es

se obtiene coondinación.

56

2.2.1.6.4. Reconectadon R1-1 Fusible E!-2

Este fusible debe coondinar? con el neconectador para todas

las connientes de falla entne la máxima de 6.450A en eI nodo

4 y Ia mínima conniente de falla de 3.622A en el nodo 4.1.

En la Figuna 10, el tiempo máximo de despeje para un neco

nectadon tipo hlE en su curva nápida, a una conniente de fa

lLa de 6.450 es 0.045 seg. Aplicando un facton nultiplica

don de 1135 tomado de Ia Tabl-a t, para un reconectadon con

dos openaciones nápidas y un tiempo de necierne de dos seg,

el tiempo máximo de despeje ajustado es de 0106 seg. Pana

coondinación entne reconectadon y fusible, este tiempo debe

sen más nápido que el tiempo mínimo de fusión deI elemento

fusible.

EI 100T funde en 0r02 seg. a 6.450A haciéndose imposible la

coondinación, ponque eJ. punto máximo de coondinación es aPno

ximadamente 3.470A. Pana alguna conniente de fa1Ia cenca de

este vaIon, el fusible dennetiná antes. de que eI neconecta

don pueda sacan 1a fa1Ia. Como 1a conniente de faIla cerca

de1 lodo de la canga alcanza 6.450A, e1 neconectadon no Pue

de despejar una fal1a temponania en este rango, entonces el

fusible inmediatamente aislaná la sección del sistemar Por

que eI. tiempo mínimo de fusión deI fusible es más nápido

que eI tiempo máximo de despeje del neconectadon.

57

6050¿lo

50

toE

65

4

attoct.t1!'

.H.a=trlo.oGa=.el¡ltr.4

.3

o.t

.oE

.06

.o5

.or

.03

.o2

.ol ! q$FBgñ E B

CORRIENTE DE DISPARO MINIMO

FIGURA lO - Cmrdinoción enlre reconeclodor Rl-l y fusible Fl-2

-Punio mlnim

t 0E,a¡rrrl JN

\\

\\ \\ \\

\ \ \

II

I

\ \t

t

\!

I t

'Cwvorefere¡

IC

¡o 1¡ A

I

\ \ \\

\ \I

\

\t

\\ \

Pt¡ltdra mor no. -¡ 2

I

\\

\

58

2.2.1.6.5. Reconectadon R1-1 Fusible F1-3

Como eI fusible seleccionado es un 65T, utiLizamos el mismo

anáIisis de la Figuna 10. Pana una corniente de falIa náxi

ma de 5.851A en eI nodo I, y una mínima de 2.862A en eI nodo

9.1, el tiempo mínimo de fusión deI fusible es más nápido que

el tiempo máximo de despeje del neconeetador, entonces tampo

co es posible su coo::dinación.

2 .2.1. 6. 6. Reconectadon R1-1 Seccionalizadones .

La coondinación entne un reconectadon y un seceionalizador

eléctnico se obtienen cuando Ia conniente actuado::a mínima

del seccionalizadon está por debajo del valor mínimo de cor

te del neconectadon de nespaldo. Además, eI tiempo total

acumulado de1 neconectador no debe exceden el tiempo de me

monia del seccionalizadon.

El neconectador: R1-1 con una conniente actuadona de 560 A'

coondinación con los seccionatizadores de 448 A, de co:rnien

te mínima actuante. Los tiempos de memonía son valones esPe

cíficos de 30, 45 'o 90 seg. Estos pnolongados tiempos de me

monía amplían considenablemente las posibilidades de coondi

nación de los seccionalizadores.

Pana connientes de falIa, eI seccionalizadon puede contan y

conta:r cuando el neconectadon de nespaldo intennumpe la fa

11a, que es la operación que se intenta obtenen.

Uni*Eiloc lulírnvtori Ca C'rtio*lc

0cPm litirotni;59

Otna canactenística impontante en 1a coondinación es el tiempo de neposición del neconectadon que debe sen más conto que

e1 tiempo de memonia del seccionalizadon.

.- El neconectadon con una secuencia 2A-28 con dos segundos co

mo intenvalo de neposici6n pana todas las cuatno openaciones

y 1os seccionalizadones Si-1 , St-2 y S1-3 con tnes conteos,

los S1-4, S1-5 y 51-6 con dos conteos, €1 tiempo de memonia

y de neposición de 1os seccionalizadones sená como se mues

tna en Ia la Figuna tt.

TAT=R1+FZ +R*+Fg =

TAT = I + 0.045 + 2 + 0.09 = 41135 seg.

Pon 1o tanto el tiempo de memonia ajustado sená de 30 seg.

con un tiempo de neposición de siete y medio minutos (Ven

Tabla 8). Realmente dunante eltiempo de neposición solo ocu

nnen dos operaciones.

Una secuencia pana dos conteos pana S1-4, 51-6 y 51-6

TAT=R.+Fr2

TAT =l +0.04$ = 21045seg.

Et tiempo de memonia sená también de 30 seg. con siete y me

dio minutos de tiempo de neposición.

60

FIGURA 11 : Tienpo Total Acumulado (TAT)

61

TABIA 8 Tiempo de Reposición de Seccionalizadones

Electnónicos.

Tiempo de Reposición (Minutos)

Tienpo de renor:iaseleccionado Una Operraciát Dos Operraciones

7 t/2

tt t/4

22 t/2

30

45

90

5

7 !/2

15

Los panámetnos de la Figuna tt significan :

L

F1

E2

R1

R2

Connniente de

Pnímen tiempo

Segundo

Pnimen tiempo

Segundo

Canga.

de dispano

de neposición

Despues de considenan factones de selección y coondinación,

se tabularon tipos, rangos, canactenísticas e infonmación

sobne 1os dispositivos de pnotección como se muestran en

las Tablas 9 y 10.

62

TABIA 9 Canactenísticas de nelés de sobneconniente

RELES DE FASES

Subestaci6n Sr¡r

ffiradon. Tequendara

34.5 K\r 13.2 lG/

TipoFabricanteRel¿ción T.C.Rango TernponizadoRangp InstarrtáneoOornrierrte de cargaCa¡acidad del conductonComierrte de crcrto 3 d máxinaCorrierrte de anranque - Ia.Oomierrte de nelé IpIa-T.C.Tap de mmiente escogido&amierrte de a:ranque nea-I: IarltultipIo de1 Tap: 13ó + IanTieupo calculadofnstantáneo: 13ó + T.C.Tap Tnstantáneo

T. D.

rcl422B. B.720

2,5-1042,5-104

470480

2 .26t+7055r876r0720

3 ,150r5418r86

@

10t

AKB. B.7202 ,5-1oA2,5-10448948016.9107206 r08r096077 ,6o rtz141@

10?

RELE DE TIERM - .- Neutfode] traro 1 3 ,2KX

TipoFab:ricarrteReLaci6n T.C.Rar¡gp terpo:rizadoRangg fnstarrtáneoTirrp DiaI T.D.Oo:rierrte de costo 1ó náxÍnaCorriente de arnanque (30t) IaCmierrte de relé LeIa+T.C.Tap de comiente esaogidoOolrier¡te de arrranque real = IarItultiplo deI Tap M.T.C.Tienpo asr¡nidoInstántar¡eo=IráT.C.Tap instántaneo

rcv¡z2B.B.C

7200r5-2r02 r'-tot0z

6.196351

2 r923

360t7 ,21

O r7261r63

@

AKB.B.C1200r5-2r02 ,5-10

10918.587

144t121'5

180103r26

0 ,11155

@

63

TABLA 10 Canactenísticas de los Equipos

Subestación Sr¡r

Circuito TequendareRECONECTADOR

R1-1

Voltaje lhruinal (1(\I)

TipoCqttrc1lbdio de InterrtrpciónRango continuo máxjJlpI.dnirrn rar¡go de disparcRangp de Intennrpción (Rt6 Sj¡néaicos)IrrternrpcionesIntenza-lo de necie ( s )

1.44I,üE

ElectnónicoAceite55056010.0002A-282

SECCIONALTZADOR s1-1 S7-2 S1-3 s1-4 S1-5 51-6

Voltaje l,Ior¡ri¡al de operración (mAS)

Tipo@ntrc1I6xirrD nar¡go de voltaje (RlfS)Ilnecr.rencia (ciclos )Ranso de corriente contíntPRango de co:riente interrnrptiva de

14.4GV

El-ectnónico15.560400

88015. 000

448

Blok3.037 t/2

14.4GV

Electrónico15 .560400

88015.000

448

Blok3.027 tl2

carga si¡néeica (F['lS)I,Éxirra comiente asimétnica rsnentánea (RI4S

lÉn:ima comier¡te actuarrte de sensibilidader¡ fases

Minim cmiente acü¡ante de ser¡sibilidade¡¡ tierra.

Tienpo de menprialr¡ífiprc de cuerrtas Para aperüütaTienpo de reposición (ninutos)

FUSIBLES Et-t Et-2 F1- 3

TipoCapacidad de conniente (A)

10 0T

150

10 0T

150

657

95

DISYUNTOR

TipoFalricar¡teCapacidad de corto siméaica (IG)Voltaje lrlqni¡ra-l l€xilrn (lff)0omierrte Nqni¡ratValon de tierpo de internrpción (ciclos)Flnecuencia (ciclos)

3455 P15000hleshinhouse231387200360

64

2.2.2. Cincuito Agua Blanca

Dentno deI planeamiento de Ia subestación Diesel 2t de pnoyee

tanon transfenencias de canga de los cincuitos Guayaquil y Ia

Unión aI cincuito Agua Blanca. (Ven Figuna t2)

Con las tnansfenencias antes anotadas, Ia capacidad total ins

talada del cincuito Agua Blanca es de 17.468 KVA. De una mane

ra similan al tnatamiento dado al Cincuito Tequendama, se enu

menanon los nodos obteniendo como nesultado, Ios niveles de

conto-cincuito que aparecen en el Anexo 2.

La Figuna 13, muestna las caracte:rísticas pnopias del sistema

con la ubicación de las pnotecciones corresPondientes.

La Subestaeión Diesel 2 está confonmada pon dos tnansfonmado

res de 16 MVA, 34.5/14.6 KV con una reactancia de 8132% y un

tnansfonmadon de 28 MVA, 34.5/13.8KV1 este tnansfonmadon tie

ne una neactancia subtnansitonia de 7.959 sobne una base de

15 MVA.

Teniendo en cuenta que Ia impedancia de 1os tnansfonmadones

es difenente, se hace necesario calculan las nespectivas con

tnibuciones a la falla en eI barnaje de 13.8 KV.

2.2.2.1. Cálcu1o de Conniente de Conto-cincuito Tnifásico

y Nominales.

65

,@

@@ EEotoo

"@ED:L

66

Tnansfonmadon t Qg MVA)

X = Q'0795 Pu.

Tnansfonmadon 2 y 3 ( 16MVA)

Pbase = 15.000 KVA

Vbase = 13.8 KVA

Xnuevo = Xdado (KVbase dados ) 2 (KVAbase nqeycq)-io¡ffiffi" ffi

Xnuevo = Q.0873 Pu

Se puede rePresentan la subestación Diesel 2 pot medio de un

diagnama de impedancias como se muestna en Ia Figuna 14.

67

FIGURA 14 : Diagnama de Impedancias

FIGURA 15 : Diagnama de Impedancias Simplificado

68

zt

Zbase =

Zbase =

0.795 Pu

0,0873 Pu

z3

( vLL) 2

ffiAbase

(13.8)215;TTO

z2

22

aó

= Q .072696 -n-

Zl neaL ZtPu x Zbase

Zl :real = 0r0799 x 0'012696

Zt neal 0,0010093 -n

22 neal = 0r0873 x 0'012696

22 neal = 0,001183 .n-

E1 Diagnama de impedancias se sinplifica ( ven Figuna 15 )'

¡:l r

69

T2 = 13

Zzt = (0.0011083)20 r0011083 + 0,0011083

ZZt = Q'00055+ 15

Por divisores de co¡rniente

11=It2727 + zzt

11 = 17.696. 0'00100930,0010093 + 0r00055415

Lt = tt.424 A

It = 11+Lzt

Izt = ,r 1796 !7.424

12 = 6.272 = 3.13642

Las connientes de falla en eI bannaje de 13.8 KV son:

I! = t1.424 A

12 = t.136 A

12=13

70

Estas connientes afectadas pon la nelación de tnansfonmación

son Ias de falla en eI lado de 34.5 KV así :

It = tt.42t+ + 2149 = 4.588 A

12 = 13 = 3.136 + 2136 = t.329 A

Connientes Nominales

Tnansfonmadon t

I-- = 18.000 1.t7tA.uaL.

E . 13.8

I^ = 18.00Q = 469 A''' ¿ ==-v3 34.5

Tnansfonmado:r 2 y 3

Ig.l = 16.000 = 569 Av5' .13.8

I^ = 16.000 = 268 An.^

V3 x 34.5

La Figuna 16 cornesPondiente al Diagnama unifilan de la sub

estación Diesel 2, muestna las connientes nominales y de con

to-circuito tnifásicos.

7t

&tn

FIGURA 16 Diagnama Unifilan de la SubestaciónDiesel 2

72

Las connientes de falla calculadas penmiten detenminan los

ajustes de los nelés de sobne-conniente y con Ia infonmacidn

suministnada en eI Anexo 2, escoger los equipos de1 sistema.(Ven Tablas tt y t2)

2.2.2.3. Coondinación

2.2.2.3.7. Re1és del Tnansfonmadon y del Alimentadon

Se toma:ron las canacter:ísticas de los ne1és de fase de1 lado

de 34.5 KV de los tnansfonmadones de 28 MVA y 16MVA y se

tnasladaron sus curvas nespectivas a las curvas del nelé de1

alimentadon ( Figuna 77 ).

Como podemos ver, eI nelé del alimentadon fCM22 siempne dis

pananá pnimeno par?a un MTC de 18.43 en un tiempo de 01125

con un T.D. de1 10t mient:ras que eI nelé AK del lado de A.T.

del tnansfonmadon modulan de 28 MVA con un MTC de 6137 y un

T.D. del 10t dispana en 0,245. EI tiempo de dispano del ne

1é AK del lado de AT deI tnansfonmadon de 16 MVA con un T.D

de1 109 es 0 1625 pana un MTC de 2 176.

73

(,

H

oqdr8.f$¡Érr)q

gns 3 3'*s3: : =' üe3='g

fttg

oos)-=olr\. -l 'l' r o q.{ !o -!!cf,- -qmo 6 rl, o@ll'(fro @ (f, Fde(o 1R'.1

-+-lñ -; ^ñroo-¡¡ ¡O ^s{ --4o- crt ñ¡ ÑÑ=cir+ J sl ñlslorl e

HA

rdaIzoo,^.rtc')'Irlrlrfitq. -1 'l' q) -^tO e oq C- - +C\|

CC¡o rl) lr, o<ocooo (\l rr) (f'ctPGl 'tl b.*TÑ iÑ ^ @ c| ñ ñ ! ^O ^Q "2toH (\t (\t J:tÑr¡ro R\ + (odo(a E

Ec E E -e s H H qog

EEHSggnÉg^EÉ;ÁüsgES .q :-f;

E Ér ÉcÉÉÉ sgÉfi É,ÉiÉff E'

74

8P.9-ol(")fd sl

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o+J.{ ;<tr ,f,Hl-.rlC)

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A É -t o c.t Ñ Ñ -t d sl rl sl rl o rl

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€r[trdHóOOv0)ñÉ.rt^{iÉ'lrGu¡dP-lÉrd s.{¡ rrlo q o.;óEqrcv)9'rlij áE ov S{ t{ú FP É -. s{EOÉ oo qoFE.HaE).aoS;od;H.' Htoóóv{rOd$€ÉooF{Fqg¿Fqñ.¡';dOs{t{tqAq qñ'CÉrdórúf,ssE;;t.9oH?. .EordrdÚuuFdoOOtc)ÚJ¡r{F-.Ú'tEq+:ooooAg¿rdÉrdk E o o ó P {i +-¡ O e o c)rrd P

3:9 ó d o 6 6 5 q 6 É e'É.q'; cj o o Á';'¡'d d'C'rl + rd Ho¡r; óúoúoEtt,!-F+rE+,ó..4 .i É É o F.' Fi F q ! -'.¡ cl q q.T t'qj ñ 6'; ó a -A -rd -q rJ'rr É -rdilüüüü E ÓÓoHc.¡EE-{HF{

fT,

S{S{o.rlt-r

oUrO-l0)ú

75

É10.r{ord)É.r{P-Éo

C)

r{rl

-1cn

H

TABLA 12 Canactenísticas de 1os equipos

-reIón Diese1 2

Fnculto Agua-Blanca

Reconectadon R2-1 R2-2

Voltaje norninal (K\r)TipoOmtrcII-bdio de interrtrpciónRangp continr.ro máxirlDI.fftLimo rrangg de disparoRar¡gg de irrtern-pciónTrrternrpeioresfntervalo de necienreAccesorios

14.4WEELectnónicovacio56056012.0001A-382 12 r5,5 ,Ooondinadonde secuencia

14.4VSRElect¡ónicoaceite4004006.000?A-282)21212)

Eecci.onalizadon S2-1s2-2

s2-2-ts2-2-3

s2-2-2S2-2-t+

Voltaje rsninal (Iff)TipoCorrtrclI.6xiÍD rioltaje (I(\/)Rangp continuo de comienteRango $e rltgr¡tpcrón de col1naente srIETra@

Rangg de comiente asirÉuicaSensililidad en fa,sesTierpo de rerloria (s)lrlíuErc de conteosTier¡po de neposición (m)

14.4GVElecü¡ónico15,5400

88015.0004483037 t/2

14.4GN3EElecü¡ónico15,5200

4409.0003203037 t/2

14.4e,I3EElecfin6r¡-ico15,5200

4409.0003203027 t/2

Fusible E2-t E2-2

10071s0

100 T150comiente

TipoCabacidad de

Disyunton

TipoFabnnicanteCapaeidad de corto-circuito (l(A)Voltaje l(VOomiente noninalInternrpcionesFnecr-rencia

3455 P1500(trlestirihouse)23387.200360

76

3Itoo=D<Dtdo

rz6¡t¡¡sF^ t44O !92O 2888156 3840 48OO 5760 7680 9600 11.424 ¡4.4m "'F2OO

CORRIENTE DE SENSIBILIDAD EN AMPERIOS

Coordinoclon ¡nlr¡ R¡l¡¡FIGURA 17

77

Pana Ia coondinación, Ias curvas canactenísticas de los nelés

de los tnansformadones de 28MVA y 16MvA fuenon afectados pon

la nelación de tnansfonmación, taI como se hizo en el cincuito Tequendama (Ven Figuna t7).

2.2.2.3.2. Relé de1 Alimentadon - Fusibles FZ_t

Pana la coondinación de estos dos elementos tnasladamos lacur?va de mínimo tiempo de fusión del fusible 100r, obtenién

dose una buena coondinación para cualquien valon de co:rrien

t€, dispanándose pnimeno eI fusible (Ven Figuna 18).

2.2.2. 3. 3. Reconectadon RZ_t Re1é del Alimentadon

Tnazando Ia cunva deI nelé der alimentadon en Ias curvas ca

:ractenlsticas del neconectadon, obsenvamos una coot?dinación

satisfactonia en la cual el neconectadon opena sobne una cur

va nápida y tnes curvas lentas (ven Figuna 19). El análisisde coondinación pana estos dos dispositivos se muestra en laTabra 13. Er valon de conniente de 2.8.00A escogido pana este

análisis, fué detenminado pon sen eI más cnítico entne 1as

curvas deI nelé y de1 reconectadon.

2.2.2.3.4. Reconectadon RZ_t Fusible TZ_Z

Obsenvando la Figuna 20 vemos que Ia coondinación no es po

sible, debido que e1 punto máximo de coondinación es apnoxi

madamente 3500A. Pana alguna conniente de falLa cenca de este

vaIon, eI fusible dennetiná antes que eI neconectadon pueda

78

ooc¡-=Ecg,

-l¡¡oc-l¡lF

@RRIENTE DE SENSIBILIDAD EN Ai'PERIOS

FIGURA l8 - Coordinoción cntre re¡á tCu22-fusiblc F2-l Úniw¡idod lutonomo Úc rkcithni¡

fl4to [ibl¡ofxo

79

6050

40

30

20

roI

65

4

3

2

ooc¡zAll¡lo.E-l¡Je.6*.slrlF.4

.3

.2

o.l

.o8

.06

.05

.04

.03

.02

.ol oIDút ! EfiRg$fi gE FR

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Coordinoción entre relé tCtrl 22 - ¡econectodor R 2-l

l.l

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FIGURA 19 -

FN

TABLA 13 Anátisis de Coondinación

Tiempo de despeje del neconectadon sobne la

curava rrArr en 2.800 A.

Tiempo de despeje de1 neconectador sobne Ia

curva rtBrr en 2. 800 A.

Reposición del nel-é dunante el tiempo de apntuna

. 0. 049 s.

de dos segundos del neconectadon ( 2 * 100) r . . 21.0599r5

Desplazamiento del nelé durante el pnimen despeje

A (0r049'x 100. i ' ' 8r3 I0r59

Reposición de1 nelé mientnas el reconectadon está

abiento.. " '211053

Luego, 91 nelé.se l?ePone completamente dunante el

. 0.3 s.

2t.}sz

29 179?^

52r639

50.84?

29,098

50.84t

80r63%

pnimen intenvalo de necie:rne

Desplazamiento del nelé dunante

rfBtr (0,3 x 100) .0r59

Reposición del neIé mientnas eI

eI pnimen despeje

. . 50,849

reconectador está

abiento. . . '

Desplazamiento neto del nelé después del pnimen

despeje frBrr.

Reposición del nelé dunante e1 tiempo de apentuna

de 5 seg. del neconectadon (5 x 100)9r5

Desplazamiento del neIé dunante el segundo despeje

Desplazamiento neto de1 nelé despues del segpndo despeje "B'r

Desplazarniento del neté drmante el terceir despeje rrBrr

Total viaje de1 nelé después del tercen despeje rrBrr '

B.

81

6050

40

30

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@RRIENTE DE DISPARO MINIMO

RGURA 20 - Coordinocidn entre reconeclodor R2-l y fusible F22

82

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fipom1ef ft

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despejar Ia fa]Ia, ya que Ia conniente de fall-a cenca del

codo de la canga deI fusible puede alcanzan 7.770A. El neco

nectador no puede Sacar una falla temponal en este rangot

pon 1o cual eI fusible aislaná la sección de1 sistema afec

tada pon la fa1Ia.

La cunva lenta B es más netandada que Ia máxima cul?va de

dispano de1 fusible¡ Por 1o tanto, eI mínimo Punto de cools

dinación es 560A.

2.2.2.3.5. Reconectador RZ-t Reconectador RZ-Z

Pana Ia coondinación de reconectadones controlados electnó

nicamente se debe tenen en cuenta la selección de'ajusteé

de conte mínimo. La conniente de conte mínimo del neconecta

don pnotegido debe ser mayor que Ia del l?econectador pnotec

tor., pana dan al reconectadon pnotecton Ia opontunidad de

despejan 1as fallas Primeno.

Teniendo en cuenta esta canacterística se cumple la coondi

nación del neconectadon Rr-, con eI reconectadon RZ-t¡ Yd

que eI mínimo rango de dispano del neconectadoo R2,1 es 5604

y para.el neconectadon RZ-Z es 400A.

Aunque la coondinación se ha obtenido, Ia openación nápida

de conte pon el neconectadon de nespaldo es innecesania.

Adicionando un accesonio de coondinación de secuencia en el-

83

neconectadon de nespaldo evita openación de eonte no deseadas

cuando hay una faIla más allá deI neconectadon nemoto o pnotec

ton Rr_r. Ambos penciben la fal1a, pero el reconectador RZ- Z

despeja pnimero. EI neconectadon Rr_, no conta y eI neconecta

don Rr_ Z va hacia la apentuna definitiva en su cut?va demonada

y Ia falla se aisla sin openaciones de corte pon e1 neconecta

don de respaldo RZ_t. (Ven Figura 2t).

2.2.2.3.6. Seccionalizadones Reconectadones

En la Tabla 72 obsenvamos que las connientes actuaclonas mí

nimas de los seccionalizadones están pon debajo del valon

mínimo de conte de1 neconectadon de nespaldo, además, el tiem

po total acumulado de los reconectadones no excede'e1 tiempo

de memonia de los seccionalizadones.

84

6050

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FFñA g HECORRIENTE DE DISPARO

'A'UOFIGURA 2l - Caodinoción enlre reconecfodores R2'2 y RZ-L

oooooooolO@N(o

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85

2.2.3. Cincuito Cañasgondas

El Cincuito Cañasgondas (Figuna 22) fonma pante de la subes

tación Pance. El total de carga instalada es de 11.090 KVA.

EI Pnogl?ama de penfil de voltaje y estudio de conto-cincuito

(Anexo 3), penmite nealizar un diagnama unifilan del sistema

debidamente pnotegido en Ios distintos puntos o nodos de sec

cionalización (ver Figuna 23).

La capacidad del tnansfonmadon de la subestación Pance es de

41.7 MVA, tto/!3.2 KV, siendo eI nivel de conto-cincuito en

e1 bannaje de tg.z KV de 16.692 A' obteniéndose 1os ajustes

nequenidos en los neIés de1 lado de B.T. (ven Tab1a 14).

Tab1a 15 resume en una fonma detallada, 1as ca:lacterísti

de los equipos escogidos en eI cincuito, tienendo en cuen

las fallas pnesentadas en los difenentes nodos del sistema'

2.2.3.1. Coondinación

2.2.3.1.1. Reconectadon R3-1 Relé fCM22

La Figuna 24 muestl?a la coondinación de estos dos dispositi

vos con una secuencia de openación del reconectadon R3-1 de

una curva nápida y tnes curvas lentas. (ven Tabla 16).

2.2.3.1.2. Reconectadones R3-3 R3-2 R3-1

Las curvas canactenísticas de los tnes reconectadones son

mostrados en la Figura 25, pudiéndose apneciar una coondina

ción satisfactonia, Pero no 1a ideal-r ya que los neconecta

La

cas

ta

86

a;EltoOacsc(,o:=t,

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87

TABLA 14 Canactenísticas de Relés Sobneconriente

Relés de Fase SubestaciónPance

CincuitoCañasgondas 13.2KV

Relación de IhansfmnaciónRango de la tlnidad TenporizadaRando de Ia tlLidad InstarrtáneaCapacidad del OonductonCorciente de CargaOmierrte de ArmanqueOon¡rierrte de1 ReIé (Ia + T.C)Tap de OomierrteOmiente de Arenanque Real (Iar)Comier¡te de oorto tnif,ásicat'f*tipto de Tap de Oonriente (M.T.C.)Tienpo deI Dia (T.D)Tieupo de Disparc (s)InstarrtáneoTap InstantáneoC\¡nza

TWT22B.B.1202,5-102. s-1024248016.6927206.02.0960!7 r38o.t2139.1lluy invensa

ReIé de Tienna

Rel-aci6n de $ransformaciónRango de llnidad TerporizadaRango de la ttr¡-idad InstarrtáneaT. D.Oomierrte de corto 1óOmiente de Anrenq:e (30t)Comiente del ReléTap de OomienteOmiente de annanque neal (far)M.T.C.Tierpo CalcrrladoInstantáneoTap hstantáneoC\¡r'va

IWT22B.B.1200r5, - 2r04-1620+18. 326144t.21.5180toz2.22153

88

TABLA 15 Canactenísticas de los Equipos

Subestación Annoyohondo

Cincuito Cañas Gondas 13.2KV

Reconectadon R3- 1 R3- 2 R3-3

Voltaje Nqni¡ra1TipoOorfrc1lbdio de Intern¡pqiónRar¡go Oontínr¡o máxjrrDl'fr¡irrp nango de dispa:roRar¡go de InterrupciónInternrpciónInte¡rvalo de necierrre (s)

14.4 14.4ruG REElectnónico ElecbórricoAceite4002806. 0001A-3C

Aceite4001404.0002A-88

14.4REElectnón-icoAceite4001004.0002A-28Coondirnciónde secuencia

2

Coor¿inación Coordirnqidnde Secuencia de secuencia

¡c-4 S3-6 S3-7 532-3 S32-4 53-3-2

\I¡x (Iff)TipoCorrfrclI.ÉxjrID rioltaje (l$)Rangg contí¡r¡o de comiente(A)R.Try. de inter¡nrpción de 1

stIrEEtl-caRangp de 1 asi¡ÉüricaSensibilidad er¡ fasesTienpo de Mermia (s)t¡í[nerc de cuentosTierpo de reposición (m)

14.1+E{BEElect.15.5

60

4004409.00022437u2

14.4G{BEElect.15. 5

60

4004409.0002242

7 t/2

14.4G{BEElect.1s.5

60

4004409.000tlz37 t/2

14.4E\IBEElecf .15. 5

60

4004409.000ttz27 t/2

14.4G.IBEE1ect.15. 5

60

4004409.0008037 t/2

Disyunton

TipoFabricanteCapacidad de corto (I(A)Voltaje (l$)Conriente Norni¡alInternrpcionesIt"ecuencia

3455 P1500Vüestr-inglor.r,se23381200360

ffittt* úa ocdd*tr

89

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o o o o9 o o c,tgo OOt0 tr c| oo lr o ooo ctofo @ = _q9 $ I $?e Ogc| c\| trt|o Nfo

CORRIENTE DE DISPARO TINIITO

Coordinocián ¡ntro Rscon¡clodor Rs-¡ -Rcll t Cn22FIGURA 21

TABIA 16 Análisis de Coondinación

Tiempo de despeje del neconectadon sobne Ia cunva "A

en 4 200A

Tiempo de despeje de1 neconectadon sobne Ia cu:rva ltCtf

en 42004

Reposición de1 nelé dunante e1 tiempo de apentuna de

dos segundos de1 neconectadon ( 2 x 100).9'5

Desplazamiento deI ne1é dunante el pnimen despeje trArr

(0,04 x 100)0r36

Reposición del nelé mientras eI neconectadon está

abiento. .

Pon 1o tanto eL neLé se nepone completamente dunante

el pnimen intenvalo de necienre.

Desplazamiento de1 nelé dunante el pnimen despeje rrCrl

(0,14 x 100)0r36

Reposición del nelé mientnas eI neconectadon está

abiento..

Desplazamiento neto de1 ne1é nienbas e1 reconectadon esta

abiento. .

Desplazamiento del nelé dunante eI segundo despeje frCrr

Reposición de1 nelé mientnas el neconectadon está

abiento. .

Desplazamiento neto del nelé después del segundo

despej e rrCrl

Desplazarniento del ne1é duna¡rte eI tercen despeje t'C".

Total viaje del nelé después deI tencen despeje rrCrl

0.045

0 ,145

2! r05?

t!,!!z

2t ro5

38 ,888

2t ro5*

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38 ,88t

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38 ,88¿

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o Fo o oo o o o|9to l}t G| oo t o oQf'roo tf 39 $F $3

CORRIEÍ{TE DE DISPARO M¡NIMO

Coordlnocbn snlr¡ R¡coneclodoro¡ Rl-1, Rl-l , Rl-t

92

FIGURA .25

dones R3-2 y R3-3 hacen cada uno, una oPenación innecesania,

Ia cualr S€ puede obviar colocando accesonios de secuencia

de coondinación.

2.2.3. 1. 3. Seccionalizadones - Reconectadones.

Estos dispositivos cumplen con los nequisitos de coondina

ción (ver Tabla 15).

93

2.2.4. Cincuito Annoyohondo !

Debido a un aumento acelenado de la demanda de enengía en eI

ánea industnial de Yumbo y a una limitación de la capacidad

de las subestaciones y de 1os cincuitos pnimanios de distni

bución a !3.2 KV, fué necesanio neglamentan e1 senvicio en

esta ánea.

Las Empnesas Municipales de Cali, ::esolvió autorizan Ia cone

xión de senvicios industniales y comenciales con carga insta

lada mayor de 1oo KVA, únicamente a nivel de 34.4 KV.

El Cincuito Annoyohondo t (ven Figuna 26), hace pante de la

subestación Annoyohondo la cual es básicamente una subesta

ción de maniobnas donde no existen t:ransfonmadones de poten

cia y alimentando la canga de la zor.a a un nivel de 34'5KV'

La Figuna 27 muest:ra e1 diagnama unifilan del iincuito en

cuestión, en el cual todo eI equipo de pnotección a instalan

es completamente nuevo.

Las Tablas t7 y 18 hacen refenencia al equipo seleccionado,

debidamente ajustado.

2.2.4.1. Coondinación

2,2.4.1.!. Reconectador R4-1 Relé del Alimentado:r

Las ca:ractenísticas de las curvas se muestran en la Figuna

28 y su análisis de coondinación en la Tabla 19 '

94

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EtoEoOco

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95

TABLA t7 Canactenísticas de Ios Relés de Sobneconniente

Subestaci6n de Annoyohondo

Relé de Fase Cíncuito de Annoyohondo t 34. sKV

Relación de Ilransfonación (T.C. )Rango de l"a hidad TerponizadaRar¡gp de Ia tnidad InstantáneaCapacidad del ConductorOomiente de Ca:rgaOmiente de AnanqueOomiente deI Relé (Ia + T.C.)Tap de Oo:rierrteCorriente de arrranque ne¿-l farOo¡miente de @rto brif,ásico 3 óM.T.C.Tier¡po de dispa:no (segurdos)Tirre DiaLInstantáneo 13d + T.C.Tap fnstarrtáneoCtrva

t204-1640-12048032\7206896011.4441-7r92O rt7t0495r36

muy inveirsa

Relé de Tienna

Rel¿ci6n de Il'¡ansforrnción (T.C. )Ra4g9 Llnidad Instar¡táneaRangp L¡ddad ternpo:rizadaTirrp DialOomier¡te de corto rpnofásica 1ó@miente de arnanque (308)Oomiente deI neIéTap escogidoOomie¡rte de annanque real (Ian)M.T.C.Tianrpo Ca-lcrüadoInstantáneoTap Instarrtáneo

l'201.4o,5-2tob12.543144t121'5

69r68

O rtl104,5

95

TABLA 18 Canactenísticas de los Equipos

Subestación Annoyohondo

Cincuito Arrcyotrmdo 1 34.5 l$

Reconectado:r R4-1

Voltaje ¡ücrdnal.fipoCtrrE,tollbdio de IntennrpciónRangp contí¡¡r¡o máxjJlllI.dnimo rar¡go de dispanoRango de intemupcidnInternrpciónIntert¡alo de necier're (s)

14.4.OGElecu¡ónicoAceite56040012.0002A.28212,212)

Seccionalizadon s4-1 S1-2 S4-3 S4-4 S4-5 S4-6 S4-7 S4-8

\¡n (I(V)TipoOor¡trcII.6xjrrp voltaje (1(V)

Rar¡gp continuo de comiente (A)Rango de interrnrpción de 1 simétricaRaqgo de 1 asi¡rÉtricaSer¡sibilidad er¡ fasesTierryo de reupria (s)NíuErc de cuer¡tosTierpo de Reposici6n (m)

34.5BVt

Elecünó¡rico3840088015.0003203037 t/2

34.5GI'J

Elect¡ónico3840088015.0003203027 t/2

DiSyunton

TipoFabricanteCapacidad de cffio (l(A)Voltaje (I(V)Comiente I\tTILinalIntennrlxúoresFYectrencia

34 55P 1500lrteshinglouse23381200303

97

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I o9Q oq a I I o t oo oro oo o o o o r ó@ clqq 9q ct q q q ú qG¡N É¡ r? ro A' ¿ to

ORRIENTE DE DISPARO MINIMO

Coordlnoclón onfrG Reconeclodor Rr¡-nell dcl AtlmenlodorFIGURA 28

TABLA 19 AnáIisis de Coondinación

Tiempo de despeje del neconectadon con curva rrArl

en 4.0004 . .

Tiempo de despeje del neconectador con curva rrCrr

en 4. 0004.

Reposición del ne1é dunante e1 tiempo de apentuna

de dos segundos del neconectadon (2 x 100)9.5

Desplazamiento de1 nelé dunante le pnimen despeje

trArr ( 0r058 x 100)0;4s

Reposición del nelé mient:ras el neconectadon está

abiento. .

Desplazamiento del nelé dunante eI segundo despeje'

nAr.

Reposición de1 ne1é mientnas el neconectadon está

abiento. .

Desplazamiento del nelé dunante eI pnimen despeje

trBrr ( 0r23 x 100).0r45

Desplazamiento neto del nelé después del pnimen

despe j e rrBrt.

Desplazamiento del nelé dunante Ia segunda apentu

ra ilBfl

Desplazamiento total del relé después del segundo

despe j e rrBrr

(apentura definitiva de1 neconectadon)

0,058 s.

0.23 S.

2t ro54

t2 r88z

2! r05*

t2 '-884

2!.05?

st.ttb

30.06ts

St rtt*

8t.t7Z

8!.174

99

2.2.4.1.2. Seccionalizador - Reconectadon

Pana mantenen Ia coondinación entne seccionalizadones y re

conectadon bajo condiciones de falla permanente, fué necesa

nio tenen en cuenta los nequisitos que se han venido tomando

en los antenior:es cincuitos. La Tabla 18 es una muestna de

elIo. .

100

2.2.5. Cincuito Pichindé

Las Empnesas Municípal-es de Cali tiene pnoyectado confonman

un nuevo cincuito denominado Pichindér gue atendená 1os sec

tones anbolados, Bellavista, Tennón Colonado, Cannetena aI

mar, Saladito, Felidia, San Antonio, La Elvina, Siloé, Beli

sanio Caicedo, El Contijo, Llenas Camango, Venezuela, Canne

tena a Cnisto Rey y Pichindé, buscando aislan Ias nedes rura

les de las unbanas.

EI nuevo cincuito tomaná pante de1 Cincuito Los Cnistales y

pante del Cincuito Río Cali¡ polr 1o tanto su caPacidad total

instalada sená de t2.!56 KVA. (Ven Anexo 5).

La nuta de1 cincuito se muestra en la Figuna 29, pantiendo

de la subestación San Antonio en la cual existinán dos tnans

fonmadones de 41.7 5 MVA, tto/í-3.2 KV.

EI diagrama unifilan de la Figuna 30 seccionaliza los puntos

donde las pnotecciones inán ubicadas.

Las ca:ractenístícas de los equipos que se instalanán en el

nuevo cincuito se pueden ver en las Tablas 20 y 2t.

2.2.5.1. Coondinación

2.2.5.1.1. Reconectadon R5-1 Relé de1 Alimentador

Un :reconectadon con dos curvas nápidas y dos curvas lentas

(2A-28) cumple con los nequisitos de coondinación. (ver Figu

ra 31). La Tabla 22 muest:ra su análisis de coondinación.

101

.a!!El,Ao=too

3!

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Et

oEoogo

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G=o¡.

@.

t02

TABLA 2O Canactenísticas de Ios Relés de Sobneconniente

Relés de Fase Subestacióncíncuito

San AntonioPichindé 13.2Kx

Relación de Dransfmraci6¡rRango de Ia t¡Iidad Terpo::izadaRangp de Ia tlrLidad instarrtáneaCapacidad del ConductonOomierrte de CargaConriente de ArmanqueCorriente de1 Relé (Ia + T.C)Tap de OomienteComiente de Arrranque Real (Iar)Ooariente de corto t:lif'asicaMúltiplo de Tap de conciente (1'1.T.C)

Tienpo de Dial (T.D. )Tiernpo de Disparc (s)Instar¡táneoTap InstantáneoC\-rva

1.204-1640-120

4887326.1I96020.53221.38tobo rtzt7t.t

CD

Muy invensa

ReLé de Tienra

ReLación de Dnar¡sforrnaciónRangp de Ltrúdad Terryo::izadaRango de la tlrddad instarrtáneaT.D.Oomiente de corto 1dOmiente de armanque (30?)Oorier¡te del ReléTap de cor:nierrteOo,mierrte de anranque nea-1 (Ia:r)M.T.C.Tierpo ca-Icr:ladoI¡rstantáneoTap Instarrtáneo

t200 r5-2,510-40tob2t.98t146,47r221rS180122-tl0 rtll.83,t7@

103

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TABLA 22 Análisis de Coondinación

Tiempo de despeje del Reconectadon sobne 1a Cunva A

en 33604 0,0465 S

Tiempo de despeje del Reconectadon sobne Ia Cunva B

en 3360 A . 0,23 S

Reposición del nelé dunante eI tiempo de apentuna del

Reconectado:r(Lx 100). . 2110539r5

Desplazamiento de1 nelé dunante el pnimer despeje A.

(0,046 x 100). 9,7820 ,47

Reposición de1 nelé mientnas el reconectadon está

abiento.. . 21105

Luego, €1 nelé se repone completamente dunante eI pni

men intenvalo de necierre.

Desplazamiento del nelé dunante el segundo despeje A. 21r05

Reposición de1 nelé mientnas el neconectadon está

abiento.. gr78b

Nuevamente eI nelé se nepose completamente.

Desplazamiento del nelé dunante e1 pnimen despeje B

(0,23 x 100) 4819380 ,47

Reposici6n det nelé mientnas el neconectador está

abiento.. . 21r05t

Desplazamiento neto de1 nelé después de1 pnimen des-

peje ttBrr 27 ,88t^

Desplazamiento del nelé dunante eI segundo despeje B 48 r93t

Desplazamiento total del nelé después del segundo des

peje B. . 76,81t

106

2.2.5.1.2. Reconectadon R5-2 Relé del Alimentador

Excelente coondinación Para una secuencia de openación de

cutrva rápida y/o tnes curvas lentas (1A-3C) del neconecta

don R5-2 (Ven Figuna 32 Y Tabla 23) -

2.2.5.1. 3. Reconectadon R5-3 Reconectadon R5-2

Agnegándole un accesonio de secuencia de coondinación al r:e

conectadon R5-2 evita openaciones de conte no deseadas r cuan

do hay una falla más allá del neconectadon R5-3. Su coo::dina

ción se muestra en l-a Figuna 33.

107

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TABIA 23 Análisis de .Goondinaci6n

Tiempo de despeje del neconectadon sobne Ia cunva

en 2800 A.

Tiempo de despeje del neconectadon sobne l-a cu:rva

en 2800A.

Reposición del nelé dunante eI tiempo de apentuna

reconectado:r (2 x 100).9'5

Desplazamiento de1 nelé dunante e1 pnimen despeje

(0,045 x 100).0r58

Reposición de1 ne1é mientnas el reconectador está

abíento

Luego, eI nelé se nepone completamente dunante elintenvalo de necienne.

A.

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A.

0,045 s

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Desplazamiento del nelé dunante eI pnimen despeje C.

( Oo22 x 100).T;58

Reposición de1 nelé mientnas el reconectadon está

abiento. .

Desplazamiento de1 nelé dunante el segundo despeje C.

Reposición del ne1é mientnas el neconectadon está

abiento. .

Desplazamiento neto del nelé después del segundo des

peje C.

Desplazamiento de1 nelé dunante el tencen despeje C.

Total viaje de1 nel-é después del tencer despeje C.

21,05 %

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11ñ

3. fNSPECCION Y MANTEI\¡IMIENTO

En 1o pentinente a los equipos escogidos, la inspección pue

de sen definida como Ia visión de estos apanatos de cerca y

eI mantenimiento como la conser?vación en su estado de eficien

cia.

Los pnocedimientos de inspecciótt y mantenimiento han sido de

sannollados de las siguientes fonmas:

3. 1.

extenden

A

su

pneservan Ia invensión inicial en los equipos y

vida útif.

3.2. A pnoveer un alto nivel- de coninuidad en eI se:rvi

cio eIéctnico, 1o cual neduce los costos operativos del sis

tema, mejo:ra 1as nelaciones con los consumidores manteniendo

1os ingnesos de las compañías pon Ia venta de kilowatios/hona.

3.3. A pnevenin el daño en los equipos y en las const:ruc

ciones de la 1ínea y pat?a evitan los Perjuicios pensonales Pol?

fallas violentas en los equipos nesultantes de la falta de man

tenimiento apnopiado.

Idealmente la inspección en reconectadones y seccionalizadones

ltl

debe sen afectada a su necibo de fábnica y antes de la insta

lación, una vez instalado se debe detenminan cuando y cuanto

mantenimiento nequiene, después que eI mantenimiento ha sido

completado y antes de su neinstalación.

Los neconectadones y seccionalizadones vienen ensayados, ins

peccionados, apretados y calibnados pon e1 fabnicante. Si el

equipo es almacenado durante una cantidad apneciable de tiem

po antes de la instalación¡ s€ debe suministrar una ánea de

depósito limpia y seca. En eI caso de equipos que contengan

aceite, debe compnobanse e1 nivel de este.

Se deben dan considenaciones panticula:res pana 1os equipos

con contnol electnónico. La batenia del contnol eléctnonico

a tempenaturas pon debajo de 20 gnados centígnados, ella man

tendná una carga adecuada du:rante dos 6 tnes meses.

En el momento de Ia instalación, debe hacerse una tanjeta

sepanada paná anchivan, conteniendo Ios datos técnicos. Esta

fibna debená ser puesta aI día en cada inspección.

Los reconectadones y seccionalizadones debenán sen inspeccio

nados después de una manera de operaciones o de un intenvalo

de tiempo. Aconde a Ia.s necomendaciones del fabnicante o de

Ia expeniencia en oPeración. La fnecuencia, de 1as inspeccio

nes puede va:rian con eI senvicio de openación y con las con

diciones locales de humedad y tempenatuna. Se necomienda co

mo mínimo una inspección anual. La inspección, cambianla con

t!2

fichas de mantenimiento adecuadas a 1o lango de un peníodo

de tiempo, detenminaná pnogramas de mantenimiento apnopia

dos par?a cada pieza der eeuipo. con esta expeniencia de ope

nación documentada se puede sel-eccionan e1 peníodo mínimo

de inspecciótt y nealizan eI rnáximo intenvalo de mantenimien

to pana cada instaración de eqrripo. pana llevan a cabo lainspección visual, reconectadores y seccionalizadones deben

sen dispanados y desenengizados, o puestos fuena de la instaración, r:eemplazandolos pon otno equipo de canactenísticassimilaes. se compnueba el daño extenno en aisLado:res y pintul?El¡ se hace un ensayo dieléctnico en una muestna de aceitedel equipo al cuar se impnegna. Juntas, pantes de aislación,sepanadones de tanques y contactos son inspeccionados, para

tenen una indicación de 1o que les queda de vida útif.

113

CONCLUSIONES

Los dispositivos de pnotección utilizados en este pnoyecto

penmiten eliminar en un 1008 fallas temponales oniginados

en el sistema. Esto significa más usuanios satisfechosr rn€t

yores ingnesos y significativa neducción de los costos de

mantenimiento.

Los equipos nelacionados involucran 1a considenación de po

sibles rnángenes para futunos cnecimientos de cal?ga o pnoba

bles modificaciones deI sistema.

Los :reconectado:res y seccionalizadones son hennamientas muy

valiosas para 1a pnotección contna sobne conniente nequeni

dos pana Iíneas de dist:ribución y subestaciones.

Pana instalan estos dispositivos en los cincuitos de distnibución en fonma co:rnecta se necesitó un detallado estudio

de coondinaeión. Utilizando los métodos que se recomiendan

en este pnoyectoo se obtiene la confiabilidad deseada en

cualquien sistema en una forma simple y económica.

4.

114

BIBLTOGMFIA

ACIEM. Pnincipios Básicos pana eI Estudio de Coondinación de

Re1és de Sobneconniente. V. Congneso. Cantagena 1977.

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C. RUSSELL MASON. EI Ante y Ia Ciencia de la Pnotección ponReveladores. España 1972.

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MOSQUERA, S. Hanold, Pnogr:ama Penfil de Voltaje EYI3229 Cali1982

115

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