GUIA DE DISEO

Ttulo:GUIA DE DISEO Y NORMAS DE PROTECCIONESPgina 1 de 110

Fecha de Entrada en Vigencia:

Gerencia Tcnica

Guas de Diseo para Estaciones Transformadoras

Revisin:VERSION 1 - DEFINITIVA

SISTEMA DE TRANSPORTE DE ENERGIA ELECTRICA

EN ALTA TENSIONGUIA DE DISEO Y NORMAS DE PROTECCIONESINDICE GENERAL

8CAP.1INTRODUCCION.

1.1Objeto.81.2Aplicacin.81.3Consultas.81.4Descripcin del Sistema de Transmisin de TRANSENER.9CAP.2DEFINICIONES GENERALES.112.1Sistema de protecciones.112.2Protecciones "Sistema 1" y "Sistema 2".122.3Lgica complementaria.122.4Confiabilidad (Reliability).122.5Dependabilidad (Dependability).122.6Seguridad (Security).122.7Disponibilidad (Availability).132.8Tiempo de eliminacin de falla (TEF).132.9Abreviaturas.15CAP.3EQUIPAMIENTO DE SISTEMAS DE PROTECCIONES.163.1Criterios generales de diseo.163.1.1Datos de partida.163.1.2Caractersticas de los locales.163.1.3Condiciones ambientales.163.1.4Instalacin.163.1.5Ensayos.173.1.6Criterios generales de confiabilidad y disponibilidad.183.1.7Experiencia previa.193.1.8Expansiones y modificaciones.193.1.9Puesta a tierra de las protecciones.193.1.10Cableado de funciones de proteccin.193.1.11Sistema de prueba.203.1.12Borneras.213.1.13Convenciones a utilizar en el proyecto.223.2Alimentaciones auxiliares.233.2.1Tensiones disponibles.233.2.2Tensin de proteccin (PP/NP).233.2.3Tensin de comando (PC/NC).233.2.4Tensiones para teleproteccin.243.2.5Tensiones para sealizacin y alarma.243.2.6Falta de tensin auxiliar.243.2.7Requerimientos de los convertidores CC/CC de las protecciones.243.3Tensiones y corrientes de medicin.253.3.1Valores tpicos.253.3.2Circuitos de tensin y corriente.253.4Criterios de diseo de la lgica complementaria.273.4.1Componentes.273.4.2Aviso de fallas.273.4.3Informaciones.273.4.4Aislacin de las seales de entrada.273.4.5Aislacin de las seales de salida.283.4.6Funcin disparo.283.4.7Unidades de disparo.293.4.8Bloqueo al cierre de los interruptores y enclavamiento del disparo.303.4.9Supervisin de los circuitos de disparo.303.4.10Orden de recierre.313.4.11Alarmas locales.313.4.12Alarmas remotas.31CAP.4ESTUDIOS DEL SISTEMA PARA EL AJUSTE DE LAS PROTECCIONES.324.1Introduccin.324.2Estudio de cortocircuito.324.2.1Flujos de carga.324.2.2Metodologa.324.3Presentacin de resultados.334.4Estudios complementarios.374.4.1Estudios estticos.374.4.2Estudios dinmicos.374.4.3Estabilidad y transitorios.38CAP.5PROTECCIONES DE LNEA.395.1Requerimientos generales de las protecciones de lnea.395.1.1Integracin.395.1.2Tipo de proteccin a utilizar.395.1.3Elevada seguridad operativa.395.1.4Discriminacin entre condiciones de falla y de condiciones de carga.395.1.5Fuente dbil.395.1.6Cierre sobre falla.405.1.7Seleccin de la fase fallada.405.1.8Disparo entre el 0 y el 100% longitud de lnea.405.1.9Respaldo local y remoto de protecciones zonales.405.1.10Protecciones direccionales de sobrecorriente de fase y tierra direccionales.405.1.11Funcin sobrecorriente de secuencia inversa.415.1.12Funcin Stub.415.1.13Funcin sobretensin.415.1.14Funciones para lneas con compensacin serie.415.1.15Recierre.425.1.16Entradas y salidas.445.1.17Lgica programable.445.1.18Sincronizacin horaria.445.1.19Display de comunicacin.455.1.20Grupos de ajuste.455.1.21Contraseas.455.1.22Sealizacin local.455.1.23Corte de la alimentacin.455.1.24Interrogacin remota.455.2Requerimientos particulares de las protecciones distanciomtricas.455.2.1Arranque.455.2.2Medicin.455.2.3Inmunidad ante sobrealcances.465.2.4Sensibilidad direccional ilimitada.465.2.5Seleccin de fase fallada.465.2.6Cantidad mnima de zonas de medicin.465.2.7Tiempo de operacin.465.2.8Bloqueo por falta tensin de medicin.475.2.9Teleproteccin.475.2.10Weak end infeed Fuente dbil.505.2.11Oscilaciones de potencia.515.3Requerimientos particulares de las protecciones diferenciales de linea.525.4Lgica complementaria a las protecciones de lnea.535.4.1Transferencia Disparo Directo (TDD).535.4.2Informaciones de equipos de playa.565.5Localizador de fallas.585.6Registrador de Perturbaciones.595.7Ajuste de protecciones de lnea.615.7.1Ajuste de una proteccin distanciomtrica.615.7.2Ajustes del recierre.675.7.3Ajustes de la proteccin direccional de sobrecorriente a tierra.68CAP.6PROTECCIONES DE INTERRUPTOR.706.1Generalidades.706.2Proteccin de falla interruptor (PFI).706.2.1Objeto.706.2.2Criterios de equipamiento.706.2.3Criterios de ajuste.726.3Proteccin de discrepancia de polos elctrica (PDP).736.3.1Objeto.736.3.2Criterios de equipamiento.746.3.3Principio de funcionamiento.746.3.4Criterios de ajuste.756.4Dispositivo antibombeo.756.4.1Objeto.756.4.2Funcionamiento.76CAP.7PROTECCIONES DE TRANSFORMADORES Y AUTOTRANSFORMADORES.777.1Generalidades.777.2Criterios de equipamiento.797.2.1Criterios generales.797.2.2Nivel Primario.807.2.3Nivel Secundario.817.2.4Nivel Terciario.817.2.5Actuaciones y alarmas.827.2.6Protecciones intrnsecas o propias.827.2.7Protecciones de la red.85CAP.8PROTECCIONES DE REACTORES DE COMPENSACION.908.1Generalidades.908.2Proteccin de reactores de lneas.908.2.1Proteccin de reactores de fase.908.2.2Proteccin de reactores de neutro.918.3Proteccin de reactores de barras.918.4Proteccin diferencial de reactor.918.4.1Caractersticas.918.4.2Ajuste.928.5Proteccin de sobrecorriente de fase.928.5.1Caractersticas.928.5.2Ajuste.928.6Proteccin de cuba.928.6.1Caractersticas.928.6.2Ajuste.938.7Proteccin de sobrecorriente de neutro.938.7.1Caractersticas.938.7.2Ajuste.938.8Proteccin de falla interruptor.93CAP.9PROTECCIONES DE BARRAS.949.1Generalidades.949.1.1Definicin de una proteccin de barras.949.1.2Implementacin de una proteccin de barras.959.1.3Criterios de ajuste.97CAP.10PROTECCIN DE BANCOS DE CAPACITORES SERIE.9910.1Composicin de un banco de capacitores.9910.2Perturbaciones en un banco de capacitores.10010.3Equipamiento de protecciones.101CAP.11PROTECCIN DE COMPENSADORES SINCRNICOS.10611.1Generalidades.10611.2Requerimientos de protecciones e implementacin.10611.2.1Proteccin diferencial del compensador sincrnico.10611.2.2Respaldo por sobrecorriente de la proteccin diferencial.10611.2.3Otras protecciones de la mquina.10611.3Actuaciones y disparos.10711.4Ajustes.107CAP.12PROTECCIONES DE ACOMETIDA A GENERADORES.10812.1Generalidades.10812.2Requerimientos del equipamiento de las acometidas a un generador.10812.2.1Proteccin de las acometidas.10912.2.2Protecciones de falla interruptor.11012.2.3Proteccin de discrepancia de polos de interruptor.11012.2.4Registro de perturbaciones e indicacin cronolgica.110

CAP.1 INTRODUCCION.

1.1 Objeto.

La presente Gua de Diseo y Normas de Protecciones es el producto de la actualizacin peridica de las prcticas de ingeniera, construccin, operacin y mantenimiento de las protecciones de TRANSENER.

Su objeto es orientar la labor de los proyectistas para lograr, en cada caso, una solucin econmica que a la vez mantenga el nivel de calidad y confiabilidad del resto de las instalaciones del Sistema de Transporte de Energa Elctrica en Alta Tensin de la Repblica Argentina.

Para ello, se contempla lo siguiente:

Las condiciones ambientales de instalacin de las protecciones.

Los requerimientos mecnicos, de aislacin y de compatibilidad electromagntica.

La estabilidad de la red, la garanta de los materiales y la prevencin de accidentes.

Los criterios de confiabilidad, redundancia y de respaldo.

Los requerimientos de autosupervisin y monitoreo necesarios para facilitar el mantenimiento y minimizar los perodos de indisponibilidad.

La Gua est dirigida a profesionales con conocimiento en el tema, por lo que, en ciertos casos, se han omitido las explicaciones de algunos de los trminos o principios de uso comn en el tema protecciones.

1.2 Aplicacin.

Este documento se aplica al diseo de estaciones transformadoras de 220 kV de tensin nominal o superiores, como as tambin a las protecciones de las acometidas a dichas estaciones, en tensiones inferiores.

El mbito de aplicacin es todo el territorio de la Repblica Argentina.

1.3 consultas.

Las especificaciones para la instalacin de algn tipo de proteccin no contemplado en la presente edicin, como as tambin eventuales consultas o aclaraciones a esta Gua, debern dirigirse a:

TRANSENER S.A.

Gerencia Tcnica

Dpto.Ingeniera/Protecciones

Av. Paseo Coln 728 - 3 Piso

(1063) - Buenos Aires - Argentina

Tel: (54-1) 4342-6925 Internos 500/560

Fax: (54-1) 4331-8862

1.4 Descripcin del Sistema de Transmisin de TRANSENER.

El sistema de transporte de energa de TRANSENER se basa en sus antecesoras:

Hidroelctrica Norpatagnica S.A. (Hidronor S.A.), con operacin de su sistema de transmisin desde el ao 1973.

Servicios Elctricos del Gran Buenos Aires S.A. (Segba S.A.), de igual antigedad de habilitacin, con las estaciones Gral.Rodrguez y Ezeiza.

Agua y Energa Elctrica S.E. (A y E.E. S.E.), con servicio en 500 kV desde 1981.

Tales antecesoras, entonces de propiedad y administracin estatal, no slo representaron realidades geogrficas diferentes, sino que respondieron a proyectos de ingeniera distintos, con diferentes proveedores y generaciones de equipamiento, incluyendo el de protecciones, derivando en la existencia de diversidad de tecnologas, marcas, modelos y criterios de diseo de sistemas de protecciones, inmersos en una misma Compaa, a partir de la conformacin de TRANSENER, en julio de 1993.

La red de TRANSENER se extiende a 14 provincias de la Repblica Argentina, con casi 8000 km de lneas de 500 kV, 560 km de lneas de 220 kV y 27 estaciones transformadoras y de maniobra en 500 kV y 220 kV, con reduccin a 132 kV en algunas de ellas.

Este Sistema de Transmisin representa casi la totalidad de las instalaciones utilizadas para el transporte de energa elctrica en 500 y 220 kV, existente en la Argentina.

Complementariamente, TRANSENER realiza la supervisin a diversas empresas que administran las ampliaciones a dicha red.

La capacidad total de transformacin de la red es de 12700 MVA, siendo la potencia reactiva instalada de 5000 MVAr en reactores, 750 MVAr en compensadores sincrnicos y 2716 MVAr en compensacin por capacitores serie.

Siendo un sistema que cubre un rea geogrfica muy extensa, se presentan a menudo problemas de estabilidad y control de tensiones.

La necesidad de incrementar la transferencia de potencia obliga al uso de capacitores serie y mecanismos de control automtico para desconexin de generacin, desconexin de cargas y control automtico de tensin, mediante insercin de reactores de compensacin en 500 kV.

En 500 kV se utiliza bsicamente el recierre unipolar, con el auxilio de reactores de neutro para minimizar el efecto de la corriente de arco secundario.

La operacin y el mantenimiento de la red que opera, mantiene y supervisa TRANSENER se efecta a travs de tres reas de gestin: Regin Norte, Regin Metropolitana y Regin Sur, en tanto que la operacin telecomandada del equipamiento la efecta el Centro de Control ubicado en Rosario (Pcia.de Santa Fe).

Para mayor informacin acerca del Sistema de Transmisin de TRANSENER se recomienda consultar la Gua de la Referencia en su versin actualizada.

CAP.2 DEFINICIONES GENERALES.

2.1 Sistema de protecciones.

Es el conjunto de elementos destinados a proteger las instalaciones y los equipos contra perturbaciones caracterizadas por desviaciones respecto de las condiciones normales, tales como fallas de aislacin, desbalance entre potencia generada y potencia requerida por la carga, cada o incremento de tensin, prdida de estabilidad, etc., que puedan ocasionar la destruccin parcial o total de las instalaciones y/o los equipos, la presencia de condiciones inadmisibles para el Sistema de Transmisin o dao fsico a las personas.

Su misin es detectar dichas anomalas en el menor tiempo posible a partir de las informaciones analgicas y digitales correspondientes, emitiendo las rdenes de comando selectivas a los equipos adecuados con el objeto de aislar la perturbacin y eventualmente, proceder a la restauracin del servicio.

Forman parte de un sistema de protecciones todos los dispositivos, circuitos, etc., correspondientes a las seales de entrada/salida y las alimentaciones auxiliares, las cuales deben integrarse en forma homognea para obtener las caractersticas operativas y de confiabilidad solicitadas.

De acuerdo con su funcin, los sistemas de protecciones se clasifican en:

Sistema de protecciones de red o de instalacin:

Se denomina as a un sistema de protecciones cuando su objeto es minimizar la incidencia que una falla o perturbacin ocurrida en el equipamiento primario tiene sobre el Sistema de Potencia. Su misin es entonces salvaguardar la integridad de la red.

Sistema de protecciones intrnseco o de equipo.

Tiene por misin minimizar el dao de un equipo en falla. nicamente procura salvaguardar la integridad del equipo primario protegido.

A su vez, un sistema de protecciones est constituido por las protecciones principales y por las de respaldo.

Se denomina Principal al conjunto de protecciones que intenta cubrir, sensibilidad mediante, la totalidad de las fallas posibles del elemento a proteger.

Se denomina Proteccin de respaldo al conjunto de protecciones destinadas a suplantar a la proteccin principal, en caso de no-actuacin de esta ltima, sea por indisponibilidad o por insuficiente sensibilidad de la misma.

El respaldo puede ser desempeado por protecciones locales o remotas, lo cual da lugar a los trminos "respaldo local" y "respaldo remoto". Debe ser ejecutado por protecciones fsicamente diferenciadas de las principales.

2.2 Protecciones "Sistema 1" y "Sistema 2".

Se denominan "Sistema 1" "Primario y "Sistema 2" Reserva a conjuntos de protecciones diferenciados, cada uno de ellos con las siguientes caractersticas:

Alimentaciones auxiliares a travs de conjuntos batera- cargador (110 220 Vcc) diferenciados y circuitos con llaves termomagnticas independientes.

Informaciones de campo duplicadas, independientes y cableadas con las tensiones de batera correspondientes a cada sistema.

Disparo a interruptores con bobinas de accionamiento duplicadas e independientes.

Armarios de alojamiento diferenciados para cada sistema.

Ncleos de transformadores de corriente independientes para cada sistema.

Arrollamientos de transformadores de tensin y circuitos independientes para cada sistema.

Utilizacin de canales de teleproteccin diferenciados y equipos fsicamente separados.

2.3 Lgica complementaria.

Se entiende por tal al conjunto de elementos externos a los equipos de proteccin propiamente dichos que son necesarios para adecuarlos a las particularidades de las instalaciones y a los criterios de cada proteccin en particular (informaciones, bloqueos, multiplicacin de contactos de disparo, etc.).

Con el advenimiento de las protecciones numricas programables, muchas de las funciones que se realizaban en forma externa, se programan actualmente mediante software.

2.4 Confiabilidad (Reliability).

Comprende a la seguridad (security) y a la dependabilidad (dependability).

2.5 Dependabilidad (Dependability).

Se designa as a la habilidad de ejecutar la funcin asignada cada vez que sea requerida, sin producir operaciones indeseadas.

2.6 Seguridad (Security).

Se entiende como la habilidad de prevenir acciones intempestivas o indeseadas.

2.7 Disponibilidad (Availability).

Se designa as al tiempo durante el cual el sistema est en condiciones operativas normales disponible.

2.8 Tiempo de eliminacin de falla (TEF).

Es el tiempo medido desde el instante de iniciacin de la falla hasta su despeje por el interruptor correspondiente (extincin del arco). Est constituido por el tiempo de medicin y disparo de las protecciones y el tiempo de operacin del interruptor.

TEF = tprot + tintEl tiempo de disparo propio de cada proteccin (tprot) depende de varios factores, entre los cuales merecen considerarse, en general, los siguientes:

1. Retardo de tiempo introducido por los filtros de las protecciones. Esto ltimo es vlido en la mayora de las protecciones electrnicas y en particular en las digitales.

2. Tiempo de evaluacin propio de cada proteccin.

3. Tiempo de operacin del o los rels de disparo hasta la produccin de la seal en la bornera externa de la proteccin. (Tp.: 2-4 ms).

Fig.2.1 - Tiempo de eliminacin de falla y reconexin posterior.

Para el caso de las protecciones de distancia, se agregan adems otros factores:

4. Retardo de tiempo introducido por los transformadores de medicin, particularmente los transformadores capacitivos. Al respecto, el cumplimiento de la norma IEC 186-A por parte de estos ltimos pone un lmite a ese retardo.

5. Presencia de oscilaciones subsincrnicas: producen retardos cuando la falla se ubica cerca de un lmite de zona.

6. Tiempo de teletransmisin de seal: en los casos en que la generacin de la seal de disparo dependa de la teleproteccin se debe considerar el tiempo que tarda una seal producida en una estacin en llegar hasta el equipo correspondiente de la estacin opuesta. Dicho tiempo oscila entre 15 y 25 ms y depende de lo siguiente:

Retardo de tiempo de los rels auxiliares que introducen la seal a transmitir en el equipo de teleproteccin de la estacin emisora. (Tp.: 2-4 ms).

Tiempo de codificacin de la seal. (Tp.: 3-5 ms).

Tiempo de trnsito, el cual depende del tipo de modulacin empleado y del sistema de transmisin (onda portadora, microondas, etc.). (Tp: 1-2 ms).

Tiempo de decodificacin de la seal. (Tp: 5-6 ms).

Retardo de tiempo de los rels auxiliares que reciben la seal desde el equipo de teleproteccin en la estacin receptora y la introducen en el equipo de proteccin (Tp: 2-4 ms).

Fig.2.2 - Tiempo de teletransmisin de seal 2.9 Abreviaturas.

ATR:Autotransformador de potencia.

CL:Control Local.

DAG:Desconexin Automtica de Generacin.

EQT:Equipo de Telecontrol.

ETP:Equipo de Teleproteccin.

PB:Proteccin de Barras.

PC/NC:Positivo/Negativo de Comando (tensin auxiliar).

PD:Proteccin de Distancia Distanciomtrica.

PFI:Proteccin de Falla Interruptor.

PP/NP:Positivo/Negativo de Proteccin (tensin auxiliar).

PTD:Proteccin direccional de sobrecorriente a tierra.

RBC:Regulador Bajo Carga de transformador de potencia.

RCE:Registrador Cronolgico de Eventos.

ROP:Registrador Oscilogrfico de Perturbaciones.

RUT:Recierre uni-tripolar.

S1/S2:Sistema 1/Sistema 2.

TDD:Transferencia Disparo Directo.

TEF: Tiempo de Eliminacin de Falla.

TI:Transformador de medicin de corriente.

TR:Transformador de potencia.

TV:Transformador de medicin de tensin.

CAP.3 EQUIPAMIENTO DE SISTEMAS DE PROTECCIONES.

3.1 Criterios generales de diseo.

3.1.1 Datos de partida.

Para la realizacin de un proyecto de protecciones, se debern contar con los siguientes datos de partida:

Diagrama unifilar general de la red en la que est incorporada la instalacin.

Diagrama unifilar de la instalacin que se proyecta.

Caractersticas de las instalaciones a las que se vincula:

Equipamiento de maniobras y medicin.

Sistemas de protecciones.

Sistemas de comunicaciones.

3.1.2 Caractersticas de los locales.

Los equipos de protecciones estarn instalados en los kioscos de la playa o en las salas del edificio de control de la estacin transformadora. En ambos casos se tratar de edificios de hormign y mampostera de dimensiones y condiciones adecuadas para el alojamiento de equipamientos de instalacin interior.

3.1.3 Condiciones ambientales.

Los locales debern mantenerse a una temperatura de 20C, aunque deber contemplarse la eventual salida de servicio del sistema acondicionador del aire por un tiempo prolongado. En consecuencia, el equipamiento deber estar diseado para operar en forma permanente y sin sufrir alteraciones en su comportamiento ni en la expectativa de vida, con variaciones de temperatura de operacin de -10C a 55C, con una humedad relativa del 95%, sin condensacin, independientemente de los factores ambientales externos, cuyos datos se suministran en la Gua General de Diseo y Normas de Estaciones Transformadoras.

El rango de temperatura ambiente durante el almacenamiento que deber poder soportar el equipamiento de protecciones ser de 25C a 70C.

Cuando existan condiciones severas de humedad ambiente, los armarios contarn con un sistema de calefaccin para prevenir la condensacin. La mxima variacin de temperatura no exceder los 20C por hora.

3.1.4 Instalacin.

Las protecciones y otros equipos complementarios debern instalarse dentro de armarios modulares de acuerdo con la norma IEC 297 similar.

Los armarios estarn completamente cerrados, con puerta frontal provista con ventana de material transparente que permita ver los elementos montados sobre el frente, sin necesidad de abrir la puerta.

Los armarios sern autoportantes y debern cumplir con el grado de proteccin mecnica IP42, de acuerdo con la norma IEC144. Contarn con un sistema de calefaccin para prevenir la condensacin.

En la parte inferior de los armarios se dispondr una barra de cobre para conectar todas las puestas a tierra de los equipos. Esta barra se conectar a la malla de tierra de la estacin.

El piso de los armarios estar constituido por dos chapas rebatibles con una acanaladura para pasar los cables piloto, los que se sujetarn a un riel mediante abrazaderas.

3.1.5 Ensayos.

Las protecciones aprobarn los siguientes ensayos, como mnimo:

Compatibilidad Electromagntica

Surge Withstand Capability (SWC)

2.5 kV

IEC 255-22-1 Clase III

ANSI C37.90.1

Electrostatic Discharge (ESD)

8 kV

IEC 255-22-2 Clase III

Fast Transient Disturbance

4 kV

IEC 255-22-4 Clase IV

ANSI C37.90.1

Radio Frequency Interference Withstand (RFI)10 V/m; 25-500 MHz

IEC 255-22-3 Clase III

ANSI C37.90.2

Aislacin

Dielectric Test

2 kVac, 1 min

IEC 255-5

ANSI C37.90

Impulse Voltage Test

5kV, 1.2/50 s, 0.5 J

IEC 255-5

ANSI C37.90.1

Insulation Resistance

>100 Mohm a 500 Vdc

IEC 255-5

Mecnicos

Vibration

Clase I

IEC 255-21-1

Shock and Bump

Clase I

IEC 255-21-2

Seismic

Clase I

IEC 255-21-3

3.1.6 Criterios generales de confiabilidad y disponibilidad.

El diseo se orientar de manera de lograr la mxima confiabilidad, en la forma ms simple y econmica posible. Se intentar lograr dicho cometido en los equipos de proteccin propiamente dichos, antes de recurrir a medios externos. Por tal motivo se preferirn las protecciones programables mediante compuertas lgicas, evitando as la implementacin de complicadas y rgidas lgicas externas.

No se har depender de una proteccin a la lgica asociada que involucre funciones vitales de otras protecciones, complementarias o no, para evitar que la avera de esa proteccin impida las funciones de las otras.

Se dar prioridad a la dependabilidad, en los niveles de 220 y 500kV, sobre la seguridad, entendiendo que esta ltima se encuentra cubierta en cada proteccin por las condiciones impuestas para su actuacin, siendo de muy escasa probabilidad el disparo intempestivo.

Para lograr un alto grado de confiabilidad, se utilizar el esquema redundante paralelo, evitando as la indisponibilidad de la lnea o equipo en falla, ante la falta de actuacin por avera de una proteccin. Para ello las protecciones se integrarn en los llamados "Sistema 1" y "Sistema 2", de acuerdo con la definicin dada en el Captulo 2.

Se podr considerar, en ciertos casos, la utilizacin de protecciones con principios de operacin diferentes y/o complementarios, si se lograra aumentar as la confiabilidad total del esquema. En este caso, sin embargo, cada sistema de protecciones ser capaz de detectar cualquier tipo de fallas y dar los respaldos locales y remotos requeridos.

En el nivel 132 kV, todo el conjunto se integrar normalmente como un nico sistema. No obstante, en algunos casos y de acuerdo a su importancia, podr justificarse un esquema duplicado de protecciones.

Las protecciones contarn con autosupervisin y monitoreo, a los efectos de facilitar el mantenimiento y minimizar los perodos de indisponibilidad. Esta supervisin se extender, dentro de lo posible, a las seales de entrada y a los circuitos de medicin y de disparo. La deteccin de una anormalidad, en tal verificacin automtica, producir una alarma local y una telealarma. Se deber proveer el software de diagnstico y de ensayo de los distintos algoritmos de las protecciones.

Los parmetros de ajuste se almacenarn en un medio no voltil y podrn ser cargados, modificados o regenerados por medio de un software especfico.

Se delegar en el respaldo remoto, de ser factible, el ltimo grado de responsabilidad en el despeje de una falla.

En la eleccin y el ajuste de las protecciones deber tenerse en cuenta que la malla de tierra de las estaciones se disea para un tiempo mximo de eliminacin de falla de 300 ms. Este tiempo debe cubrir a la actuacin de la proteccin y eventualmente, en caso de falla del interruptor, a la PFI asociada con el mismo.

3.1.7 Experiencia previa.

Todas las protecciones a utilizar en TRANSENER debern contar, al momento de su adquisicin, con una experiencia mnima de dos (2) aos en instalaciones similares a las que se conectarn.

3.1.8 Expansiones y modificaciones.

Para facilitar las ampliaciones de la estacin transformadora en la que las protecciones se encuentran instaladas, las funciones de acceso y comunicaciones disponibles (puerto de acceso, protocolo, velocidad de comunicacin, etc.) debern estar normalizadas, abiertas y disponibles.

3.1.9 Puesta a tierra de las protecciones.

Cada parte constitutiva de una proteccin, en la concepcin modular o en forma total en el caso de una proteccin integrada, contar con una conexin a tierra, hecha con terminales a tornillo.

Las conexiones a tierra se conducirn en estrella a una nica barra de puesta a tierra ubicada en el armario. Desde esta barra se acceder, mediante un terminal adecuado, a la malla de puesta a tierra de la estacin.

Deber procurarse el perfecto ajuste de todas las conexiones.

3.1.10 Cableado de funciones de proteccin.

Los conductores que acceden a las protecciones estarn agrupados en cables pilotos, segn la funcin que corresponda (control, medicin, disparo, etc.) y separados por sistema de protecciones.

Los disparos se conducirn directamente a las bobinas de los interruptores, sin pasar por armarios de distribucin o intermedios adicionales a los de los interruptores.

A los efectos de evitar interferencias de origen electromagntico y electrosttico sobre el equipamiento de protecciones, los cables pilotos poseern blindaje de material conductor, adems de la proteccin mecnica, de requerirse.

Se recomienda el blindaje corrugado de cobre, envolviendo a los conductores dispuestos en su interior, en forma de ducto. El requerimiento planteado involucrar al menos a los circuitos que proveen las magnitudes analgicas de medicin, desde los transformadores de medicin.

La puesta a tierra del blindaje deber implementarse en los dos extremos. Esta alternativa presenta la ventaja de crear un camino para la corrientes inducidas por interferencias electromagnticas y procura igualar potenciales de origen electrosttico a ambos extremos del blindaje. No obstante presenta el inconveniente de constituir al blindaje en eventual trayectoria de corriente de tierra ante cortocircuitos primarios, aspecto que deber ser atendido a partir del adecuado dimensionamiento de las acometidas a tierra y del blindaje.

Las conexiones a tierra en los extremos del blindaje se efectuarn con cables planos flexibles, mediante terminales a tornillo.

La impedancia de transferencia de los cables, hasta 10 Mhz, ser igual menor que los valores fijados por las normas ANSI IEC.

3.1.11 Sistema de prueba.

Cada proteccin contar con un dispositivo de prueba adecuado para conectar los equipos de ensayo utilizados durante el mantenimiento, el cual permitir la prueba de la totalidad de los mdulos integrantes de la proteccin.

Este dispositivo ejecutar dos acciones, en forma sucesiva, durante el pasaje a prueba, a saber:

1. Interrupcin de los disparos.

2. Interrupcin de las magnitudes analgicas en el siguiente orden: primero cortocircuito de corrientes y luego apertura de tensiones.

Al retornar la proteccin a servicio se invertir el orden indicado.

En la posicin "Prueba" el dispositivo deber permitir:

Cortocircuitar las alimentaciones de corriente y abrir las de tensin, llevando las entradas a una ficha especialmente dispuesta sobre el frente de la proteccin, a fin de poder inyectar las corrientes y las tensiones de prueba.

Abrir los circuitos de disparo fase por fase y evitar que puedan salir disparos trifsicos y arranques a las protecciones de falla interruptor (donde corresponda) para los interruptores asociados.

Abrir los circuitos de salida de las rdenes de recierre (donde corresponda) a los interruptores asociados.

Cortar la emisin de la Transferencia Disparo Directo (TDD) (donde corresponda) originada por disparos emitidos por la proteccin bajo prueba.

Llevar los disparos R, S, T, la orden de recierre y toda otra informacin que permita una ptima utilizacin de los equipos de prueba que finalmente se suministren, a la ficha ubicada sobre el frente de la proteccin.

Llevar los potenciales positivo y negativo de la tensin auxiliar de CC a la ficha del frente, mantenindolos sin interrupcin.

Sealizar la posicin "Prueba" localmente (mediante LED) y a distancia.

Cortar la emisin de las alarmas externas. El operador deber disponer de una llave SI-NO, que permita a voluntad eliminar esta condicin, nicamente con la llave de pruebas en posicin "Prueba".

3.1.12 Borneras.

Todos los bornes tendrn, al menos, un terminal a tornillo.

Los terminales soldables se utilizarn nicamente en conexiones de cables telefnicos (p.ej.: salidas al RCE al EQT).

Cuando se requiera hacer conexiones en guirnalda y por razones de espacio no se puedan utilizar bornes dobles, se emplearn bornes del tipo tornillo-tornillo/soldable, evitando as conectar ms de un cable por borne.

3.1.12.1 Bornera de circuito de corriente.

Las borneras de los circuitos de corriente, ubicadas en la entrada de los armarios, poseern las siguientes caractersticas:

Debern cortocircuitar y poner a tierra la totalidad del circuito que inyecta la corriente y a la vez, separar el circuito de carga, en servicio.

Permitirn inyectar corriente al circuito de carga.

Permitirn la conexin de instrumentos de medida, en servicio.

La bornera tendr coherencia operativa (p.ej.: para cortocircuitar se deben cerrar todos los puentes verticales y para separar se deben abrir todos los puentes horizontales).

Se observar especialmente la calidad de los bornes empleados, teniendo en cuenta los inconvenientes que puede producir un circuito de corriente abierto o un borne que haga un mal contacto.

Fig.3.1 Bornera terminal.

Fig.3.2 Bornera de paso.

3.1.12.2 Bornera de circuito de tensin.

Las borneras de los circuitos de tensin, ubicadas a la entrada de los armarios, poseern las siguientes caractersticas:

Sern seccionables.

Poseern tomas de prueba para conectar instrumentos de medida.

3.1.13 Convenciones a utilizar en el proyecto.

A los efectos de fijar un sentido para las corrientes se considerar lo siguiente:

La potencia reactiva, cuando no se especifique su carcter, se entender como inductiva.

La polaridad de los transformadores de medida se elegir de modo que el neutro quede del "lado lnea".

Los puntos de referencia en EAT (500 kV) para asignar sentidos a los flujos de potencias activas reactivas son las barras. De esta forma, para una salida de lnea, una corriente reactiva "saliente" significa que la carga que alimenta es predominantemente inductiva y por su parte, una potencia reactiva "entrante" significa que la carga es predominantemente capacitiva.

En AT (220 y 132 kV) el sentido saliente depender si la acometida a barras es un transformador o una lnea. En el primer caso se considerar saliente si el flujo se dirige desde el transformador a la barra de A.T. Si la acometida es una lnea de AT, cabe igual consideracin que lo expresado para EAT (referencia: COT).

3.2 Alimentaciones auxiliares.

3.2.1 Tensiones disponibles.

En las estaciones de 500 kV de TRANSENER se dispone de dos niveles de tensin:

1. Un valor elevado (110 220 Vcc) proveniente de un sistema de doble batera/doble cargador (fuente segura) que se utiliza, entre otras cosas, para alimentar a las protecciones, lgicas asociadas, circuitos de disparo, etc.

2. Un valor ms bajo (48 Vcc), para los circuitos de sealizacin y alarma.

Estas tensiones son flotantes, es decir, sin conexin a tierra. A partir de ellas se generan las alimentaciones correspondientes a los distintos equipos, mediante llaves termomagnticas con un contacto auxiliar previsto para alarma fusibles y rels de falta de tensin.

Adicionalmente, a partir de las tensiones mencionadas anteriormente, algunos equipos generan sus propias tensiones, (por ej.: equipo de telecontrol EQT), las cuales, eventualmente, podrn utilizarse segn cada proyecto particular.

Los equipos de comunicaciones tienen alimentaciones individuales debido a la necesidad de que las mismas cuenten con un polo referido a tierra.

3.2.2 Tensin de proteccin (PP/NP).

Se la obtiene de la tensin de 110 220 Vcc a travs de llaves termomagnticas y se la utiliza para alimentar a las fuentes auxiliares (convertidores CC/CC) de las protecciones y para la realizacin de algunas funciones de la lgica complementaria.

Se evitar su salida a la playa de maniobras de modo de obtener la mayor confiabilidad de la misma.

La tensin ser supervisada en cada armario de protecciones que alimenta.

3.2.3 Tensin de comando (PC/NC).

Se la obtendr de la tensin de 110 220 Vcc a travs de llaves termomagnticas y se utilizar para la ejecucin de comandos (disparos, recierres, mandos manuales) y para funciones lgicas externas vinculadas con el comando.

Cada interruptor poseer su propia tensin de comando por cada sistema, por lo que se garantizar la absoluta independencia entre los circuitos de disparo de los mismos.

Adicionalmente, se utilizar un PC/NC de un sistema (p.ej.: PC1/NC1) para el comando de los seccionadores asociados al interruptor.

Esta tensin ser supervisada a travs de contactos auxiliares de las llaves termomagnticas o mediante rels de falta de tensin.

3.2.4 Tensiones para teleproteccin.

Los circuitos dedicados a la teleproteccin, Transferencia de Disparo Directo (TDD), Desconexin Automtica de Generadores (DAG), etc., podrn recurrir a la tensin auxiliar de CC provista por las propias fuentes de alimentacin de los equipos de comunicaciones involucrados.

3.2.5 Tensiones para sealizacin y alarma.

Estas tensiones sern generadas directamente a partir de las bateras de corriente continua de la estacin y se utilizarn para la multiplicacin de seales y para la alimentacin a los contactos auxiliares libres de potencial previstos para la funcin alarma (RCE, CL y EQT). En general ser 48 Vcc o eventualmente menor si se utiliza una tensin generada por el propio equipo de destino.

3.2.6 Falta de tensin auxiliar.

La falta de cualquier tensin auxiliar de corriente continua, en cualquiera de los circuitos, producir una alarma local y una telealarma (RCE, CL y EQT).

3.2.7 Requerimientos de los convertidores CC/CC de las protecciones.

Los convertidores CC/CC proveen a las protecciones la aislacin elctrica de los circuitos externos.

Dado que una avera de un convertidor provoca la indisponibilidad de la proteccin y por tratarse de un componente de alta tasa de averas, se observar especialmente el dimensionamiento del mismo, en cuanto a la temperatura de rgimen, calidad de sus partes constitutivas (capacitores de alta expectativa de vida), ripple admitido en la tensin de entrada, etc.

Algunas caractersticas que debern reunir son las siguientes:

Tensin de alimentacin (CC):110 220 V.

Variacin admisible en la tensin de entrada mayor o igual que:

transitoria (5 seg)

+35/-20 %

permanente

+20/-20 %

La tolerancia por exceso en rgimen permanente no deber ser superada por el valor de tensin correspondiente al estado de carga profunda del cargador de bateras de la E.T., con cadena de diodos de cada cortocircuitada.

La potencia nominal de la fuente debe ser un 20% mayor que la mxima potencia de consumo de los equipos que abastezca.

Mxima ondulacin admisible en Ucc (pico a pico):6 % Un.

Los convertidores proveern a la salida una alarma local y una telealarma por interrupcin de su propio funcionamiento o por falta de alimentacin externa, mediante un contacto normalmente cerrado.

3.3 Tensiones y corrientes de medicin.

3.3.1 Valores tpicos.

Tensin:

3 x 110/1,73 Vca.

Corriente:

3 x 1 A.

Frecuencia:50 Hz.

3.3.2 Circuitos de tensin y corriente.

Las tensiones y las corrientes de medicin utilizadas por las protecciones llegarn a los respectivos armarios desde los secundarios de los TV y/o TI de playa, utilizando cables blindados para reducir interferencias.

Los TI se protegern con descargadores en el propio equipo y los TV con fusibles y llaves termomagnticas. Se recomienda el uso de varistores en los circuitos amperomtricos y voltimtricos que alimentan a las protecciones, cuyo principio de medicin pueda ser afectado por transitorios de alta frecuencia.

El neutro del circuito secundario del TI y TV se conectar a tierra del lado de dichos equipos (en sus terminales).

Fig.3.4 Circuito de corriente.

Fig.3.5 Circuito de tensin.

En aquellos casos en que la corriente de medicin se obtenga como suma de las corrientes de ramas distintas (p.ej.: salidas de 1 1/2 interruptor, anillo, etc.) dicha suma se efectuar en la bornera de entrada de la proteccin.

Fig.3.6 Suma de corrientes en bornera de la proteccin.

Los circuitos de TI y TV estarn supervisados, en particular por aquellas protecciones donde una falla en los mismos puede provocar malas actuaciones (por ej.: circuito de tensin de una proteccin de distancia o circuito de corriente de una proteccin diferencial).

Los circuitos de entrada a las protecciones y los elementos de evaluacin posterior debern admitir:

la sobrecarga de corta duracin impuesta por la mxima corriente de cortocircuito prevista a travs de los transformadores de corriente correspondientes sin que se produzca saturacin en los transformadores adaptadores y/o en los amplificadores de seal.

las sobretensiones previstas en los circuitos de tensin provenientes de los TV.

Los transformadores de medicin de tensin del tipo capacitivo, poseern filtros adecuados para minimizar los efectos de la ferroresonancia propia y evitar as malas actuaciones de las protecciones conectadas del lado secundario. Adems debern cumplir la norma IEC 186-A ANSI equivalente. Deber verificarse que, ante maniobras con seccionadores, la forma de onda de la tensin entregada a las protecciones no ocasione malas actuaciones de las mismas. En ningn caso se aceptarn reducciones de la tensin secundaria ms all de la relacin de transformacin, ante cortocircuitos en el primario, por actuacin de los filtros.

3.4 Criterios de diseo de la lgica complementaria.

3.4.1 Componentes.

Se debern minimizar los componentes utilizados para reducir la probabilidad de averas.

La calidad de los componentes guardar una adecuada relacin con la de las protecciones.

La falla de los componentes de la lgica no deber producir actuaciones intempestivas (criterio de seguridad).

Podrn utilizarse rels o elementos estticos siempre que se mantengan segregados los circuitos de corriente continua.

3.4.2 Aviso de fallas.

Se estudiarn los mecanismos adecuados para la deteccin y el aviso de las fallas en la lgica.

3.4.3 Informaciones.

Todas las informaciones que necesiten las protecciones sern entregadas como "contactos libres de potencial" puestos en bornera.

Se evitar particularmente la mezcla de tensiones de diferente nivel o diferente sistema dentro de un mismo elemento (rel, presostato, etc.) o en la misma bornera.

3.4.4 Aislacin de las seales de entrada.

La vinculacin con los circuitos externos que proveen las seales de entrada provenientes de playa, se efectuar mediante rels u optoacopladores, que provean la aislacin requerida por las normas (IEC 255, ANSI C37.90.2-1987 C37.90.1-1989).

3.4.5 Aislacin de las seales de salida.

Deber efectuarse mediante contactos libres de potencial a polarizar con tensiones auxiliares de alarma o comando, externas a la proteccin y en circuitos separados al de su alimentacin. Se admitirn salidas del tipo electrnico para los casos en que se requiera manejar rels auxiliares o de disparo de bajo consumo y siempre que se trate de recorridos cortos de cables (nunca saliendo a la playa de maniobras).

3.4.6 Funcin disparo.

Las rdenes de disparo a los interruptores involucrados se darn mediante contactos libres de potencial cableados a la bornera externa.

Los bornes de salida propiamente dichos contarn con tomas para prueba.

Las rdenes se canalizarn hacia bobinas de accionamiento independientes de los interruptores.

Las rdenes se darn directamente a las bobinas de apertura monofsicas de los interruptores, an cuando el disparo sea siempre trifsico.

La entrada de la apertura trifsica que normalmente poseen los interruptores (va contactor) ser utilizada para nicamente por el comando manual. Esta entrada podr utilizarse por las protecciones siempre y cuando se hayan enviado tambin los disparos a las entradas monofsicas (criterio de redundancia).

El acoplamiento tripolar de una orden de disparo monofsico realizado por el rel de recierre no podr efectuarse puenteando las tres bobinas de apertura, a fin de evitar que un nico contacto maneje la suma de las potencias de las tres bobinas. Al respecto se utilizar cualquier otro mtodo alternativo.

En ciertos casos, cuando por razones de seguridad se lo requiera, se efectuar un disparo mediante doble contacto (ubicados en el positivo y el negativo del elemento a disparar). Este mtodo resulta especialmente apto cuando cada uno de los contactos es operado por principios distintos o complementarios entre s (p.ej.: un contacto operado por un "arranque" y el otro operado por el "disparo" asociado al primero).

Fig.3.7 Salida de disparo a doble contacto.

3.4.7 Unidades de disparo.

Las unidades de disparo de las protecciones estarn constituidas por rels ultrarpidos (t.

Recepcin seal desbloqueo.

Disparo.

3. Recierre.

Orden de recierre.

Recierre bloqueado - Interruptor DA.

Recierre bloqueado - Interruptor DB.

Arranque del recierre.

4. Lgica complementaria:

Recepcin Transferencia Disparo Directo.

Emisin Transferencia Disparo Directo.

Actuacin fuente dbil (Weak - infeed).

El arranque podr ser externo o interno. El arranque externo ser iniciado por contactos libres de potencial provistos por las protecciones.

El arranque interno podr efectuarse por cambio en las variables analgicas o en las variables binarias, entre las siguientes posibilidades:

Uno o ms valores lmites (superiores y/o inferiores a los nominales) fijados por programacin.

Uno o ms cambios de estado de las variables binarias.

Todas las unidades de registro podrn sincronizarse entre s, actuando una de ellas como "maestro" y las otras como "esclavo". Adems contarn con una entrada para sincronizacin por pulsos entregados por un reloj patrn receptor satelital.

Deber contar con supervisin interna, brindando seales de alarma en caso de falla.

La capacidad de almacenamiento ser de 10 segundos como mnimo.

El registro de perturbaciones estar asociado a la capacidad de registro cronolgico de los eventos digitales, con una resolucin de 1 ms.

5.7 Ajuste de protecciones de lnea.

5.7.1 Ajuste de una proteccin distanciomtrica.

5.7.1.1 Mtodo de ajuste.

No se utilizarn los mtodos clsicos de ajuste por recetas de manuales, los que plantean los alcances de zonas a partir de porcentajes de cubrimientos de impedancias de la lnea protegida y lneas subsiguientes.

En su lugar y aprovechando las posibilidades que brindan los medios informticos actuales, el ajuste se efectuar por superposicin grfica de la representacin de los puntos de impedancia complejas de fallas, obtenidos de los estudios, con las caractersticas de accionamiento de la proteccin. De este modo se ajustarn los lmites de accionamiento hasta los alcances deseados con una clara visin de las fallas que cubrir cada uno de ellos.

Este mtodo permite tomar en cuenta fenmenos tales como:

1. Valores de K0 diferentes a los de la lnea protegida.

2. Aportes intermedios en la barra remota (infeed outfeed).

3. Resistencia y reactancia aparente de falla.

4. Impedancia mutua de secuencia cero en lneas de doble terna.

Las autorizaciones direccionales y por niveles de corriente, se determinarn tambin a partir del aporte de tales estudios.

5.7.1.2 Ajuste de la compensacin de la impedancia de retorno por tierra en la proteccin.

Normalmente, la compensacin de la impedancia de retorno por tierra relacin tierra/conductor K0 = ZE / ZL se ajustar a los valores de impedancia de la lnea protegida. Sin embargo, podr apelarse a valores diferentes a los de la lnea, cuando as se lo requiera por alguna razn. La representacin de las impedancias con el valor de K0 ajustado, asegurar contar con los valores reales medidos por la proteccin.

5.7.1.3 Impedancia de fuente (a espaldas de la proteccin).

Este valor puede deducirse de los estudios. Normalmente, no se lo toma en cuenta en el ajuste de las protecciones distanciomtricas, salvo cuando su valor sea pequeo, en cuyo caso pueden aparecer problemas en la determinacin direccional. Es de consideracin en ajustes relacionados con algoritmos de compensacin en la localizacin de fallas.

5.7.1.4 Ajuste de lneas con acoplamiento mutuo.

La presencia de impedancia mutua de secuencia cero afecta el alcance de la proteccin de la lnea en falla, por exceso o por defecto, dependiendo del sentido de aporte de la corriente residual 3I0 por la otra terna, en tanto no abra el extremo opuesto de la lnea. El efecto depende del estado de la lnea paralela (en servicio, fuera de servicio fuera de servicio y puesta a tierra en un extremo en los dos). Dada la gran variedad de casos, el criterio a seguir consistir en plantear, en primer lugar, un ajuste que abarque a todos esos casos y verificar su validez para cada caso. De no ser factible tal posibilidad, se apelar a un segundo grupo de ajustes comandable por una accin externa (posicin de los seccionadores de la lnea paralela).

5.7.1.5 Resistencia y reactancia aparente de falla.

La presencia de corriente de carga previa produce sobrealcance si el extremo donde est ubicada la proteccin es exportador y subalcance si es importador. En la zona de disparo instantneo (normalmente la zona 1), algunas protecciones cuentan con algoritmos que compensan el efecto de la carga. En todas las zonas donde no se cuente con esta facilidad, debern contemplarse los valores aparentes de las impedancias de falla, para garantizar un cubrimiento efectivo de las fallas resistivas.

La presencia de doble alimentacin a la falla tambin contribuye a distorsionar la impedancia vista por las protecciones, en particular cuando las relaciones X/R de las impedancias de las fuentes de ambos lados son diferentes.

5.7.1.6 Mrgenes de seguridad.

A los efectos de evitar actuaciones incorrectas por sobrealcance se considerar una incertidumbre total en el lmite de las caractersticas de accionamiento del 20 %. Este valor contemplar aproximadamente los errores de la proteccin (5 %), de los transformadores de medicin (5 %) y de los estudios de cortocircuito (10 %), incluyendo el de los parmetros utilizados para los mismos.

En cada caso particular se realizar un anlisis minucioso para establecer con mayor precisin el margen de error total.

5.7.1.7 Ajuste de la zona independiente de disparo instantneo (1ra. zona).

El alcance de la primer zona no superar la impedancia medida para una falla en el 80 % de la longitud de lnea, para todos los casos analizados en los estudios de cortocircuito, debido a la incertidumbre del 20 % considerada. El alcance se decidir entonces en un valor inmediato inferior a ese valor de impedancia, resultante de dichos estudios. La consideracin anterior corresponde al valor de la primera zona en cualquier modo de teleproteccin y es independiente del mismo.

5.7.1.8 Ajuste de la zona en sobrealcance (2da. zona).

El alcance de la segunda zona deber superar, como mnimo, en un 20% a la impedancia de la lnea y ser inferior al alcance de la 1ra. zona de la lnea subsiguiente, con un mnimo intervalo selectivo.

5.7.1.9 Ajuste de las zonas de respaldo.

Con las zonas de respaldo se procurar cubrir al menos la barra siguiente a la de la estacin remota, considerando una incertidumbre del 20 % en los lmites zonales, a los efectos de evitar descoordinaciones y prdida de selectividad con los respaldos remotos de otras protecciones instaladas por delante y por detrs.

De no ser factible alcanzar la barra subsiguiente con las zonas de respaldo, se dar prioridad a la seguridad por sobre la dependabilidad en la selectividad, renunciando al respaldo remoto y dejando solamente el respaldo local que brinda la redundancia del equipamiento en 500 kV, as como el respaldo por proteccin de sobrecorriente de tierra direccional (este ltimo slo en fallas monofsicas). Si este problema se diese en una red sin protecciones redundantes, se recurrir a la implementacin de dicha proteccin redundante y PFI, para cubrir la no-actuacin de la proteccin y del interruptor, respectivamente.

Resultar conveniente (y en algunas oportunidades ser inevitable) cubrir buena parte de los transformadores de la barra opuesta con las zonas de respaldo. Esta intencin tiene como lmite la no-incursin en la red de 220 kV y/o 132 kV, especialmente considerando la operacin en paralelo de transformadores.

5.7.1.10 Ajuste de la zona en direccin inversa.

Cuando se utiliza weak end infeed, el alcance hacia atrs de una proteccin debe sobrepasar al alcance en zona de sobrealcance de la proteccin del extremo opuesto.

5.7.1.11 Alcance resistivo.

Se consideran las impedancias vistas por la proteccin (impedancias aparentes) para fallas con resistencia de falla de 20 ohm como mnimo, procurando evitar un subalcance debido al carcter muy resistivo de cortocircuitos a tierra provocados por incendios de campos, debidos a la ionizacin del aire y a las partculas en suspensin (producto de la combustin) durante la cada de estructuras que soportan la lnea en fallas a tierra en zonas de terreno rocoso. En estos ltimos casos debern contemplarse mayores valores de resistencia de falla, a definir por TRANSENER.

5.7.1.12 Ajuste del arranque.

Cuando la proteccin disponga de arranque, el mismo se ajustar tratando de abarcar a todas las zonas ajustadas con un cierto margen y guardando un margen mayor o igual al 20% respecto de la situacin de mxima carga, en condiciones de mnima tensin de operacin prevista.

5.7.1.13 Lmite para la excitacin de la zona de seleccin de fase fallada.

La seleccin de fase fallada puede realizarse con la zona de arranque, con alguna zona de medicin con una zona especialmente destinada a ese fin, dependiendo de la proteccin considerada.

Cualquiera sea el caso, se compatibilizar la necesidad de lograr el respaldo remoto y el alcance resistivo pretendidos, con la de evitar dos situaciones de riesgo, fundamentalmente relacionadas con el alcance resistivo, a saber:

1. Excitacin por fases sanas (no falladas): esta situacin no derivar en un bloqueo innecesario y no deseado de la posibilidad de recierre. De resultar inevitable, el equipamiento tolerar la excitacin por fases sanas sin producir inhibicin del recierre. En tal caso, la discriminacin de falla evolutiva deber realizarse a partir de un segundo disparo y no de una segunda excitacin. As entonces, la lgica de discriminacin de fallas, de seleccin de fases y de arranque de recierre deber activarse a partir de los disparos por fase.

2. Ingreso del punto de impedancia de carga dentro del lugar geomtrico del blindaje para el bloqueo del disparo por oscilacin de potencia. Esta situacin puede provocar un bloqueo permanente del funcionamiento de la proteccin, mientras subsista la misma bien alguna otra situacin no deseada en la proteccin, dependiendo del programa de bloqueo (o disparo) por oscilacin de potencia seleccionado.

5.7.1.14 Temporizaciones.

La primera zona ser instantnea.

El valor mnimo de la temporizacin de la segunda zona se adoptar bajo el siguiente criterio:

t2 = (tprot + tint + trep) FS

donde:

t2:

temporizacin mnima de la 2da. zona

tprot:tiempo mximo de accionamiento de la proteccin en zona 1

tint:

tiempo de operacin del interruptor

trep:tiempo de reposicin de la proteccin, luego del disparo en zona 1

FS:factor de seguridad que incluye las incertidumbres en los valores y la garanta de selectividad.

En protecciones que operan bajo la modalidad de sobrealcance, con posibilidad de efectuar recierre mediante weak end infeed, se incorporar otras condiciones, tales como:

tHF:tiempo de transmisin de la seal de teleproteccin, incluyendo rels auxiliares de interfase hasta la funcin cumplida.

tv:

retardo de la seal eco.

El ajuste de tv depende de la relacin impedancia de fuente / impedancia de lnea del extremo dbil, ya que la funcin de tv es prevenir la devolucin de la seal de teleproteccin por eco ante arranques retardados de la proteccin, con demoras que pueden resultar de un orden lmite de 40 ms. Es aceptable entonces considerar un ajuste de tv de 75 ms.

Se tiene entonces, sin weak-infeed:

En esquemas de sobrealcance:

(tprot + tint + trep + tHF) 1,5

t2 = (45 + 40 + 35 + 20) 1,5 = 208 ms.

En esquemas de aceleracin de estado:

(tprot + tint + trep + tHF + tconmutacin de zona) * 1,5

con tconmutacin de zona = 15ms, resultar t2 = 225ms

Con weak-infeed:

t2 = (tprot + tHF+ tv + tHF + tint + trep) FS

t2 = (45 + 15 + 75 + 15 + 40 + 35) 1,5 = 337 ms.

En conclusin, se adoptar un valor superior a 350 ms para el caso de esquemas de sobrealcance con funcin weak end infeed, pudiendo reducirse a 250 ms en otra modalidad de teleproteccin y en 500 kV, donde los requerimientos del menor tiempo de mantenimiento de falla hacen a una mayor garanta de estabilidad del sistema.

Estos valores podrn sufrir alteraciones por exceso, en los casos en que el lmite del alcance de una 2da. zona se superponga con el lmite de alcance de la 1ra. zona de la proteccin de la lnea subsiguiente. En tal situacin resultara riesgosamente comprometida la selectividad en la funcin de respaldo, de no adoptar tales precauciones. De todos modos estas situaciones deben tratar de evitarse, para no ajustar tiempos de 2da. zona anormalmente elevados.

El ajuste de t2 deber contemplar adems un margen suficiente por sobre el valor del tiempo 2 de las PFI asociadas a los interruptores comprendidos dentro del alcance de la zona 2, considerando adems el tiempo de interruptor y de reposicin de la PFI.

t2 > tprot + t2PFI + tint + trepPFI

Se adoptar para t2 el mayor valor resultante de tales consideraciones, en tanto la estabilidad del sistema lo permita. De lo contrario se ajustarn en la PFI iguales temporizaciones para sus dos etapas.

Para la tercera zona se adoptar t3 del orden de 2 t2.

Para las zonas adicionales lado lnea se procurar mantener el criterio anterior, cuidando la coordinacin en el avance sobre los transformadores, al igual que con t3. (p.ej.: t4 = 2 t3).

La zona hacia atrs no se necesita en 500 kV, dados el esquema redundante de protecciones (respaldo local y remoto). En caso de disponerse en la proteccin se inhabilitar. No obstante, en protecciones con funcin weak end infeed habilitada, su alcance en impedancia ser estratgicamente seleccionado. Esta zona lado barras, se ajusta a un valor elevado, en protecciones de 132 kV y 220 kV, donde no existe redundancia para respaldo local y por lo tanto eventualmente se podra constituir en un respaldo remoto en direccin inversa.

5.7.1.15 Ajuste del esquema de teleproteccin.

Si en una lnea puede ajustarse el esquema de aceleracin de estado y el rel no posee zona 1 independiente, entonces no deber ajustarse el esquema de sobrealcance.

En lneas cortas (< 20 km), con compensacin serie con extremos de dbil generacin, se ajustar en sobrealcance.

No se utilizar el esquema subalcance con interdisparo autorizado por arranque ni los esquemas de bloqueo desbloqueo, cuando se disponga de la alternativa de aceleracin de estado, por su baja relacin seguridad / dependencia.

5.7.1.16 Ajuste de la oscilacin de potencia.

La evolucin temporal de los valores de impedancia medidos por la proteccin, obtenido a travs de los estudios dinmicos, permitir observar el compromiso en el funcionamiento de la proteccin, as como el ajuste del blindaje de bloqueo de accionamiento por oscilacin de potencia.

Los resultados de los estudios permitirn adems una rpida observacin del carcter de la oscilacin: estable o inestable, evitando adems el clculo de la evolucin del lugar geomtrico de las impedancias medidas durante la oscilacin.

Con los estudios enunciados podrn adems determinarse los efectos de la oscilacin en las dos fases de transmisin, durante el tiempo muerto de recierre de la fase en falla.

Las caractersticas de blindaje deteccin de la oscilacin de potencia debern envolver a la caracterstica de arranque (fallas fase-fase).

Deber dejarse un margen suficiente entre el blindaje exterior y la zona de carga (mxima), considerando los errores de la proteccin.

El ajuste del tiempo de trnsito entre los blindajes exterior e interior se ajustar en el orden de 50 ms, de manera que la variacin de la impedancia en el tiempo que define el bloqueo se site en un valor comprendido entre 600 y 1000 ohm/seg.

Resultar conveniente adoptar esquemas de bloqueo por oscilacin de potencia capaces de desbloquear el disparo si durante la oscilacin se produce una falla balanceada o desbalanceada.

En caso de utilizar la opcin de disparo por oscilacin de potencia se evitar disparar a los interruptores con tensiones en contrafase.

Se preferirn los esquemas de bloqueo por oscilacin de potencia capaces de discernir si una oscilacin es o no recuperable y por lo tanto desbloquear a la proteccin en lugar de generar tiempos de bloqueo fijos. An en tal situacin deber contarse con la posibilidad del bloqueo permanente, durante la oscilacin de potencia.

5.7.2 Ajustes del recierre.

5.7.2.1 Criterios de ajuste del recierre.

Tiempo activo (de existir):

Tiempo comprendido entre el instante de excitacin de la proteccin y el lmite de tiempo tolerado para el disparo, dentro del cual se autoriza el recierre. Tiene por objeto evitar la posibilidad del recierre para disparos de la proteccin en zonas superiores a la primera. En consecuencia su valor de ajuste se deber adoptar entre los tiempos de la 1ra. y 2da. Zona.

Tiempo muerto ( pausa sin tensin) del recierre:

Intervalo en el que la fase en falla permanece sin tensin y de un valor tal que se garantice la extincin de la falla fugaz, antes de ordenar la reconexin. La eleccin del valor de ajuste contemplar dos valores lmites:

Valor mnimo: atendiendo a los valores de la corriente de arco secundario y de la tensin de restablecimiento, durante el tiempo muerto.

Valor mximo: contemplando el compromiso de la estabilidad, durante la transmisin en dos fases.

Los valores adoptados para la red de TRANSENER, en general exitosamente y por lo tanto recomendados, son los siguientes, segn el nivel de tensin que se trate:

500 kV: en general recierre monofsico a 800 ms a 1 segundo, con excepcin de casos particulares que responden al condicionamiento del valor mximo, en 600 ms y 500 ms. Se observa que, en general estos ajustes son suficientes para satisfacer las condiciones del valor mnimo.

220 y 132 kV: recierre monofsico a 400 ms y trifsico a 300 400 ms.

Tiempo de bloqueo de recierre:

Es el tiempo durante el cual, luego de un recierre exitoso, debe inhibirse la posibilidad de un nuevo recierre, a fin de lograr la recuperacin trmica de las cmaras de los interruptores. Se encuentra difundida la adopcin de un valor de 5 a 10 s. Si bien la experiencia indica el acierto en esta eleccin, sin daos observables en los interruptores y con una interesante probabilidad de disponibilidad de lneas en fallas consecutivas (que se repitan en un tiempo mayor a 10 s), no se desconoce la existencia de otros criterios, por lo que se recomienda en todos los casos consultar al fabricante de los interruptores.

Bloqueo de recierre posterior a una accin de comando de interruptor:

El bloqueo resultante del/los dispositivo/s de recierre, puede disponer de un ajuste independiente al anterior, en cuyo caso se adoptar un valor inferior al mismo.

5.7.3 Ajustes de la proteccin direccional de sobrecorriente a tierra.

5.7.3.1 Modo comparacin direccional (de habilitarse).

De disponerlo habilitado, su alcance en corriente debe contemplar el 100% de la longitud de lnea. Es recomendable entonces obtener de los estudios, el valor de corriente residual correspondiente a la condicin de corriente de cortocircuito monofsico mnima, para fallas ubicadas a un 150% de la longitud de lnea. Los valores de resistencia de falla a considerar sern superiores al mximo valor considerado para el ajuste de la proteccin distanciomtrica, dependiendo de la naturaleza del terreno en la zona del electroducto. El nivel de deteccin de corriente deber ajustarse por debajo de ese valor en un 20%, considerando las incertidumbres involucradas. Deber procurarse analizar adems el valor de tensin residual, para observar si supera al mnimo correspondiente a la sensibilidad direccional. El nivel de deteccin de corriente residual para la discriminacin direccional, de ser de implementacin independiente, deber ajustarse con una mayor sensibilidad. La temporizacin a asignar al modo comparacin direccional, deber considerar el mximo tiempo de despeje de falla por la zona 1 de las protecciones distanciomtricas, con el adicional de un intervalo selectivo, resultando en valores de tiempo del orden de los 150 ms, menor al t2 de las lneas concurrentes a la barra donde acomete la lnea en cuestin.

5.7.3.2 Respaldo direccional sin condicionamiento.

Con un 2do. detector de nivel de corriente residual, con condicionamiento direccional, se cumplir con el objeto de la proteccin, con el adicional de brindar respaldo local, hasta la 2da. barra subsiguiente (lado lnea), procurando evitar con certeza la incursin, con el alcance, en otros niveles de tensin, transformadores mediante. Las situaciones a analizar por estudios sern coincidentes con las anteriores, pero con un mayor alcance, de ser posible sin comprometer la selectividad. Este ltimo propsito obliga a la adopcin de temporizaciones elevadas, del orden de los segundos, para evitar descoordinaciones con zonas superiores de protecciones de lnea y con protecciones de transformadores.

CAP.6 PROTECCIONES DE INTERRUPTOR.

6.1 Generalidades.

En las estaciones de TRANSENER, donde estn duplicadas las protecciones, el interruptor sigue siendo un elemento comn. Una falla en la operacin del un interruptor significa que la accin de las protecciones resulta ineficaz. Aunque la probabilidad de ocurrencia de una falla de este tipo es baja, debe tenerse en cuenta el elevado costo y la afectacin a las instalaciones que representa el no despeje de una falla en un tiempo reducido. En particular importa la afectacin a sistemas vecinos como as tambin otras cuestiones como por ejemplo las posibles sobretensiones a que pueden estar sometidos los transformadores ante rechazos de carga en media tensin seguidos por la no-operacin de un interruptor de alta tensin.

A pesar de su baja probabilidad de actuacin, las protecciones de interruptores debern implementarse en ambos sistemas, atendiendo al principio de la redundancia.

Las protecciones de interruptor comprendern:

Proteccin de falla interruptor (PFI).

Discrepancia de polos (DP).

Dispositivo antibombeo.

6.2 Proteccin de falla interruptor (PFI).

6.2.1 Objeto.

La PFI deber eliminar todos los aportes a una falla, a travs de un interruptor que no responde a la orden de apertura de una proteccin, mantenindose en estado de cierre.

6.2.2 Criterios de equipamiento.

6.2.2.1 Integracin.

Cada interruptor deber poseer una proteccin (PFI) por sistema, compuesta bsicamente por:

Tres detectores de sobrecorriente de fase con un tiempo de recada muy bajo (menor a 10 ms). Debern detectar por lo menos una corriente de 0.25 In y permitir la actuacin de la proteccin sin que el tiempo de reposicin perturbe el buen funcionamiento de la misma.

Elementos de recepcin de las rdenes de disparo por protecciones (fase por fase y trifsico).

Una lgica que combine las seales producidas por los elementos descriptos de manera tal que si se da la condicin de presencia simultnea de corriente circulante y orden de disparo, genere una seal de arranque a los temporizadores.

Dos temporizadores que, a partir de la orden de arranque, generen las siguientes seales:

a) Temporizador 1: emisin de la orden de disparo al interruptor propio.

b) Temporizador 2: emisin de las rdenes de disparo a los interruptores apropiados de manera de cortar las alimentaciones a la falla.

6.2.2.2 Confiabilidad.

Con el fin de incrementar la confiabilidad, se debern tomar en cuenta los siguientes principios de diseo:

La avera de un elemento detector de seal de disparo no deber generar un disparo falso teniendo en cuenta que los elementos de sobrecorriente pueden estar excitados por la corriente de carga.

La avera (actuacin intempestiva) del temporizador de salida deber estar cubierta mediante un adecuado diseo del temporizador y por algn sistema de supervisin que detecte tal condicin (salida del temporizador sin seal de entrada) bloqueando la proteccin y dando alarma (local y remota).

El disparo deber darse por dos condiciones (por ejemplo: salida del temporizador y seal de arranque).

No se utilizarn seales de posicin del interruptor para la lgica de la proteccin.

6.2.2.3 Condiciones de accionamiento.

Las condiciones para el disparo sern:

1. Nivel de corriente superior a un valor ajustado.

2. Orden de disparo no repuesta de la proteccin, sobre el interruptor supervisado (la apertura manual no habilitar a las PFI).

3. Tiempo mayor que el ajustado.

6.2.2.4 Actuaciones.

En primera instancia (tiempo T1), se reiterar el disparo sobre el interruptor no abierto.

En segunda instancia (tiempo T2), de no prosperar la primera, se debern disparar los interruptores adyacentes, para eliminar los aportes a la falla a travs del interruptor afectado, teniendo en cuenta que no es necesario (y por lo tanto se deber tratar de evitar) la emisin de disparos a los interruptores que hayan sido abiertos por la proteccin actuante.

La aplicacin de este ltimo principio hace que, en el esquema de doble interruptor, en el de interruptor y medio si el interruptor afectado es el de barra, la PFI necesite actuar slo sobre los interruptores de la barra, cuando la falla se encuentra ubicada en la salida. De esta forma resultar factible preservar la posibilidad del recierre en las salidas de lnea, an ante fallas en uno de los interruptores de dicha salida, evitando as la indisponibilidad forzada.

En otros casos, por ejemplo, cuando el arranque es efectuado por la proteccin de barras, el disparo de la PFI se canalizar a todos los interruptores que aporten a la falla en barras a travs del interruptor afectado, esto es al interruptor del mismo vano y adyacente a la otra barra (en el esquema doble interruptor), o bien al interruptor central (en la configuracin de interruptor y medio), transfirindose (en ambas situaciones) el disparo va TDD al extremo de lnea remoto (en el caso de una lnea de transmisin) o a los interruptores de menor nivel de tensin, en el caso de un transformador.

En los casos de reactores de lnea conectados a travs de un interruptor propio, el disparo se canalizar hacia ambos extremos de la lnea de transmisin: local y remoto (va TDD), a los efectos de evitar los aportes de dichos extremos a la falla en el reactor, a travs del interruptor no abierto por anormalidad funcional.

El disparo deber darse trifsicamente a los interruptores respectivos, en forma directa a travs de las bobinas de apertura (AFR, AFS, AFT). Se debern arrancar, a su vez, las PFI de los interruptores a los que se ha dirigido el disparo y bloquear el recierre en las lneas que corresponda.

Debern darse adems las indicaciones de alarma correspondientes (RCE, CL, EQT).

6.2.3 Criterios de ajuste.

6.2.3.1 Ajuste del nivel de corriente.

El nivel de corriente a ajustar deber permitir alcanzar el domino de la proteccin que la activa. Esta situacin puede llevar a la PFI a una situacin de constante predisposicin por corriente, en situacin de carga.

En el caso de las PFI asociadas a interruptores de lnea, se ajustar un nivel de corriente tal que, con ambos interruptores de lnea cerrados (2 y 1 interruptor), se alcance como mnimo a la barra remota, asumiendo igual distribucin de corriente por ambos interruptores.

Al abrir uno de los interruptores, la PFI correspondiente al interruptor defectuoso, extender su alcance hasta donde lo hace la proteccin de lnea. Esta extensin del alcance se debe a que el aporte deja de dividirse por ambos interruptores, para conducirse slo a travs del interruptor no abierto.

En el caso de las PFI de reactores de lnea, dado que las protecciones que la activan son las protecciones de dicho reactor, la necesidad de cubrir con el nivel de corriente el dominio de accin de las protecciones impone un ajuste que inevitablemente, en general, ser superado por la corriente nominal del reactor, permaneciendo as la PFI predispuesta por corriente.

La situacin anterior tambin se presentar en las PFI asociadas a interruptores de transformadores.

6.2.3.2 Ajuste de los tiempos de disparo.

El tiempo de disparo bsico de una PFI comprende:

tdisp = tint + trep + margen

donde:

tint = tiempo de apertura del interruptor.

trep = tiempo de reposicin de la proteccin.

margen = margen de seguridad.

Un valor tpico oscila en 125 ms. El margen de seguridad comprender al margen requerido para la operacin del interruptor mas el margen que cubre el tiempo de reposicin del rel. (Por ej.: tint = 40 ms - margen tint = 60 ms - trep = 15 ms - margen trep = 10 ms - Total = 125 ms). Se destaca, como variable muy importante, el tiempo de reposicin de los elementos de corriente de la PFI, valor que debe ser considerado al momento de seleccionar la proteccin.

Cuando la necesidad de ajustar un tiempo de disparo menor que el tiempo de zona 2 en lneas obligue a adoptar un nico escaln (por ej.: siendo t2 (lnea) = 250 ms se ajusta t2 (PFI) = 125 ms), se recomienda disparar al propio interruptor ajustando T1 = 0. En caso que esto no sea factible (por ejemplo en lneas con recierre donde el redisparo de la PFI no es monofsico) no se deber insistir con el disparo sobre el interruptor afectado, produciendo una nica actuacin sobre todos los interruptores (el afectado y los adyacentes), con T1 = T2 y T2 de un orden superior a los 100 ms.

6.3 Proteccin de discrepancia de polos elctrica (PDP).

6.3.1 Objeto.

La deteccin de la discrepancia de polos en un interruptor, en forma elctrica, se plantea como necesaria ante la rotura y la cada del vstago de mando de uno de sus polos, avera que no podra ser detectada por los contactos auxiliares del interruptor (y por consiguiente por la proteccin de discordancia de polos normal del mismo).

Basado en este principio, la implementacin de esta proteccin persigue dos objetos distintos:

1. Advertir sobre el estado de discrepancia de polos de un interruptor (en esquemas 1 1/2 2 interruptor) cuando el interruptor adyacente se encuentre cerrado, mediante una alarma.

2. Impedir el mantenimiento de una corriente residual en la red, la cual puede comprometer la disponibilidad de las lneas de transmisin, por actuacin no deseada de las protecciones de sobrecorriente de tierra direccional afectar a los generadores cercanos por la presencia de corrientes de secuencia negativa, llevndolos a una situacin de desconexin, mediante un disparo dirigido en forma similar al de una PFI.

6.3.2 Criterios de equipamiento.

6.3.2.1 Integracin.

Cada interruptor de un esquema 2 1 interruptor deber poseer una proteccin de discrepancia de polos elctrica (PDP) por sistema, compuesta bsicamente por:

Seis detectores de sobrecorriente de fase (3 de I> y 3 de I>>) tres detectores de sobrecorriente de fase y un detector de sobrecorriente de neutro.

Una lgica que detecte la discrepancia entre las corrientes de fase y/o fase y neutro, para generar la seal de arranque a los temporizadores.

Dos temporizadores regulables (1-10 segundos) para generar las seales de alarma (local y a distancia) y disparo.

Esta proteccin tiene mayor importancia en aquellos casos en que puedan existir interruptores en paralelo (esquemas 1 1/2 y 2 interruptor). Para los interruptores de reactores resulta ms eficaz utilizar una proteccin de sobrecorriente de neutro.

Los interruptores debern poseer, independientemente de la PDP, su propia proteccin de discrepancia de polos mecnica, basada en la posicin de sus contactos auxiliares, la cual deber implementarse en ambos sistemas de protecciones. Estas protecciones se instalan generalmente en las cajas de comando locales de los interruptores y reiteran el disparo trifsico a los mismos en forma local. Este disparo deber conectarse al armario de protecciones para bloquear el recierre, en casos de interruptores de lnea.

6.3.3 Principio de funcionamiento.

El disparo por discrepancia de polos estar condicionado de la siguiente forma:

Dado que resulta imposible asegurar con exactitud cul es el interruptor averiado (la corriente residual y la existencia de una corriente inferior a un nivel de ajuste en una fase, puede ser detectada en distintos puntos de la red), se deber condicionar el disparo a una ventana temporal, del orden de algunos segundos, activada por el cierre o la apertura del interruptor afectado.

La razn para este condicionamiento es la presuncin de que el interruptor que genera la discrepancia sufre la avera como consecuencia de una maniobra o recierre.

El disparo estar condicionado a la generacin efectiva de discrepancia de corrientes en la salida correspondiente, para lo cual podr utilizarse cualquier mtodo efectivo.

Por ejemplo, el disparo por deteccin de discrepancia elctrica debe evitarse en el caso de configuraciones de doble interruptor o de 1 interruptor, con ambos interruptores cerrados, dado que no habra incidencia elctrica en la red, como resultado de la discrepancia en uno de ellos.

Deteccin de discrepancia entre presencia y falta de corriente en alguna fase.

6.3.4 Criterios de ajuste.

6.3.4.1 Discrepancia mecnica.

Se la ajustar a un tiempo del orden de los 2 segundos a partir de la deteccin de la discrepancia, para evitar el disparo durante el tiempo muerto del recierre. En general, para el caso de lneas se pretende un tiempo de orden doble al tiempo muerto de recierre, en tanto que interruptores dedicados exclusivamente a mquinas podrn tener un menor valor de ajuste.

6.3.4.2 Discrepancia elctrica.

El tiempo de discrepancia tolerado, antes de emitir alarma o disparo, deber ser superior al tiempo muerto de recierre del interruptor supervisado.

Nivel de alarma: mayor que 2 segundos.

Nivel de disparo: dem anterior, con los condicionamientos descriptos.

6.3.4.3 Influencia en otras protecciones.

Deber procurarse el no accionamiento de las protecciones direccionales de sobrecorriente a tierra, durante el tiempo de discrepancia, fundamentalmente en el caso de operacin con un solo interruptor. De all la necesidad de los estudios de fase abierta, para coordinar adecuadamente los valores de corriente residual. Deber guardarse la debida precaucin en la eleccin de las temporizaciones del respaldo no condicionado por la comparacin direccional.

El tiempo mximo tolerado en la discrepancia debe estar por debajo de la temporizacin de las protecciones de secuencia inversa de los generadores conectados a TRANSENER y afectados por la misma.

6.4 Dispositivo antibombeo.

6.4.1 Objeto.

Tiene por finalidad evitar sucesivas y reiteradas operaciones de cierre y apertura, no controladas, hasta la cada de la presin de los circuitos neumtico, hidrulico y/o de SF6, por debajo de los niveles de autorizacin. Esta situacin podra producirse en una operacin de cierre sobre falla, durante toda la permanencia de la orden de comando de cierre. Deber considerarse que el comando de cierre de interruptor, es una orden de algunos segundos de duracin.

6.4.2 Funcionamiento.

Se implementar una disposicin circuital simple, de modo que una vez emitido un comando de cierre y en tanto permanezca el mismo, todo disparo trifsico impedir un nuevo cierre.

CAP.7 PROTECCIONES DE TRANSFORMADORES Y AUTOTRANSFORMADORES.

7.1 Generalidades.

Si bien un transformador de potencia es un equipo de baja tasa de avera, la necesidad de su proteccin est basada en tres aspectos bien diferenciados:

1. Condiciones de funcionamiento anormal, que predisponen a la avera.

2. Perturbaciones externas que comprometen la expectativa de vida del transformador.

3. Averas internas, con un dao resultante proporcional al tiempo en que el transformador demore en ser desconectado, desde iniciada la falla.

Una vez declarada la avera en el transformador, su indisponibilidad hasta la reparacin es, por lo general, muy prolongada.

Se describen a continuacin, las causas involucradas en cada uno de los aspectos antes mencionados:

Degradacin de la aislacin interna:

Con propensin al cortocircuito interno. Puede ser provocada por diferentes situaciones: envejecimiento de la aislacin por tiempo y/o sobretemperatura mantenida, contaminacin del fluido refrigerante, descargas parciales, sobretensiones transitorias de maniobra, esfuerzos electrodinmicos internos por fallas externas, etc.

Sobretemperatura por sobreexcitacin (sobreflujo):

La operacin con sobretensin y/o subfrecuencia produce un incremento del flujo en el ncleo, as como en las eventuales trayectorias de dispersin, por lo general no laminadas, resultando en una sobretemperatura por incremento de las prdidas en el hierro, si tal situacin es sostenida en el tiempo.

Contaminacin del fluido refrigerante:

Una importante propiedad de este fluido es su rigidez dielctrica, la que puede resultar comprometida por la presencia de agua e impurezas generadas por la degradacin de la aislacin interna del transformador.

Deficiencias en el sistema de refrigeracin forzada:

Con una sobretemperatura resultante del fluido refrigerante, y consecuentemente una menor disipacin del calor generado en el transformador.

Perturbaciones externas:

Se tratan de perturbaciones en la red que pueden comprometer al transformador. Entre ellas merecen mencionarse:

El mantenimiento de cortocircuitos en el tiempo, no eliminados selectivamente por las protecciones asignadas, lo cual produce un incremento significativo de las prdidas en el cobre y en consecuencia un aumento de la temperatura. Comprometen al transformador, adems, los esfuerzos electrodinmicos resultantes del cortocircuito.

Sobrecargas que superen los niveles admisibles del transformador. Son provocadas por situaciones operativas. Producen incremento de temperatura, por aumento de las prdidas en el cobre.

Sobretensiones temporarias de operacin, con el efecto resultante de sobreexcitacin e incremento de temperatura.

Subfrecuencia de operacin, generalmente acompaada por sobreexcitacin e incremento de temperatura.

Sobrefrecuencia: slo en casos muy particulares de la red, con asociacin a otro equipamiento.

Sobretensiones transitorias de maniobra o de descargas atmosfricas. En situaciones muy particulares pueden desencadenar fenmenos de ferroresonancia. Comprometen tambin al transformador por propenderlo a la falla entre espiras. Tales sobretensiones son normalmente limitadas por descargadores conectados a los terminales del transformador.

Averas internas:

Puede discriminarse entre fallas de desarrollo violento y fallas incipientes.

Entre las fallas de desarrollo violento se tienen:

Cortocircuitos a tierra en arrollamientos en estrella con neutro rgido a tierra, con corriente de falla acotada por la tensin y reactancia de falla, de valor decreciente, esta ltima, con la aproximacin de la avera al punto neutro. Puede resultar as una corriente de falla mayor en las proximidades del neutro, que en la mitad del arrollamiento. No ocurre lo mismo con la corriente primaria, externa al transformador, pudiendo no ser vista la corriente de falla por una proteccin de sobrecorriente.

Fallas a tierra en el arrollamiento conectado en tringulo. La corriente de falla tendr lugar si la red externa est puesta a tierra, repartindose esta ltima en dos fases, pudiendo resultar de igual o inferior orden a la corriente de carga, pudiendo no ser vista por la proteccin de sobrecorriente.

Cortocircuitos entre fases, con corrientes de falla importantes y slo acotadas por la impedancia de fuente y la reactancia de cortocircuito del transformador.

Cortocircuitos entre espiras de una misma fase, generalmente provocadas por sobretensiones transitorias. Es opinin de algunas publicaciones (Protective Relays Aplication Guide - GEC Measurements), que el 70 al 80% de las fallas de transformadores se inician como fallas entre espiras. Tienen la particularidad de que altas corrientes de falla entra espiras, provocan bajas corrientes en terminales del transformador, pudiendo escapar al dominio de accin de la proteccin de sobrecorriente. Como ejemplo (segn Power Transformer Protection - Application Guide - ABB Relays) para cortocircuitos entre espiras que involucran del 2 al 4% del total, la corriente en terminales del transformador es del orden de la nominal, en tanto que la corriente en el lazo de falla puede alcanzar de 50 a 100 veces la nominal, produciendo sobrecalentamientos localizados, arcos, descomposicin del fluido refrigerante y liberacin de gases.

Cortocircuitos fase a tierra en bushing del transformador.

Cortocircuitos en el regulador bajo carga (RBC).

Cortocircuitos fase a tierra o entre fases en bornes del transformador (externos a la cuba).

Entre las fallas incipientes pueden mencionarse:

Conexiones deficientes entre arrollamientos y terminales.

Fallas en la aislacin de los laminados del ncleo.

Fallas en la aislacin del abulonado del ncleo.

Descargas parciales a travs del fluido refrigerante, por contaminacin del mismo.

Tales fallas incipientes, asociadas a las condiciones anormales de funcionamiento, de no ser detectadas prematuramente, pueden desencadenar en el tiempo fallas de desarrollo violento. Normalmente, las tres primeras producen calentamientos localizados, y en total son difciles de detectar por medios elctricos, debiendo recurrirse a la liberacin de gases que provocan para permitir la deteccin.

7.2 Criterios de equipamiento.

7.2.1 Criterios generales.

Los transformadores y autotransformadores conectados a barras de alta tensin (500 kV) debern protegerse mediante doble sistema redundante paralelo (S1 y S2), cada uno de los cuales ser capaz de detectar todo tipo de fallas en la mquina y en sus acometidas.

En cada sistema se instalar una proteccin diferencial total (DT). Se tratar que las DT cubran tambin fallas en las acometidas.

Teniendo en cuenta que los transformadores poseen normalmente regulacin bajo carga (RBC) y con el objeto de aumentar la sensibilidad contra fallas a tierra, se debern incluir adems, en ambos sistemas y en los bobinados de alta y media tensin, protecciones diferenciales de tierra. Normalmente, estas protecciones se conectarn a TI ubicados en los bushings de alta y media tensin y en las correspondientes puestas a tierra.

En los casos de bancos monofsicos se preferir la instalacin de protecciones diferenciales en cada bobinado. De esta manera se evitar tambin que la mismas estn condicionadas por el cambio de regulacin efectuado por el RBC.

Deber prestarse especial atencin al punto de conexin de cada proteccin y a su zona de cubrimiento para poder asegurar proteccin total duplicada en todos los tramos.

En los autotransformadores, donde no es posible recurrir a las protecciones diferenciales de tierra restringida para aumentar la sensibilidad de la proteccin diferencial total, resultar factible la combinacin de dos protecciones:

1. Proteccin diferencial total, para fallas a tierra y entre fases, incluyendo en este ltimo caso al arrollamiento en tringulo. (Proteccin diferencial para transformadores de 3 arrollamientos con una insensibilidad mayor o igual al 20 %).2. Proteccin diferencial, con medicin de corriente en los niveles primario y secundario de tensin y en la acometida de cada una de las fases al centro de estrella que conforma el neutro puesto a tierra. Este esquema permite la deteccin de fallas a tierra y entre fases en el arrollamiento principal, no detectando fallas en el arrollamiento en tringulo. El umbral de sensibilidad de esta proteccin puede ser del orden del 5 %.

De acuerdo con los estudios elctricos que se realicen, puede surgir la necesidad de utilizar protecciones de sobreexcitacin. Las mismas debern ser temporizadas y podrn utilizarse con la finalidad de prevenir o evitar el fenmeno de ferroresonancia del TR y/o ATR que puede ocurrir ante determinadas condiciones del Sistema de Potencia.

Las protecciones intrnsecas, a excepcin de la proteccin Buchholz, podrn reunirse en un nico dispositivo de monitoreo, de tecnologa digital, con microprocesador. En cuanto a las protecciones de la red, con excepcin de la proteccin distanciomtrica del lado secundario, tambin podrn suministrarse integradas en una proteccin digital, por cada sistema.

En alguna de las protecciones instaladas en las acometidas de alta y media tensin se deber contar con un registrador de perturbaciones con comunicacin remota.

7.2.2 Nivel Primario.

En este nivel se agregarn protecciones de sobrecorriente para brindar respaldo ante fallas en barras de alta tensin no despejadas por la proteccin de barra.

Cuando las protecciones diferenciales no cubran la acometida, se agregarn protecciones de sobrecorriente dirigidas hacia el transformador para suplir esta falencia.

Las protecciones de sobrecorriente no debern ser utilizadas como proteccin de sobrecarga del transformador (para ello se dispone la proteccin por Imagen Trmica).

7.2.3 Nivel Secundario.

En el lado secundario se dispondr una proteccin de impedancia que acte como respaldo local ante fallas fase-fase y fase-tierra en la barra en una lnea de acometida a dicha barra, en caso que la misma no fuera despejada por la proteccin de dicha acometida. Esta proteccin dispondr adems de una o dos zonas capaces de ser direccionadas hacia el transformador, actuando como respaldo para las protecciones diferenciales.

7.2.4 Nivel Terciario.

El terciario del transformador se conecta generalmente en tringulo,