protecciones de sistemas eléctricos de potencia

ING. AUGUSTO VALDIVIAPROTECCION DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

ING. AUGUSTO VALDIVIADISPOSITIVOS DE PROTECCIN ELCTRICALas definiciones siguientes son utilizadas generalmente en relacin con la proteccin del sistema de potencia:

Equipo de proteccin: un conjunto de dispositivos de proteccin (rels, fusibles, etc.). Se excluyen dispositivos como TCs, mini interruptores, contactores, etc.

Sistema o esquema de proteccin: un conjunto completo de equipos de proteccin (rels) y otros dispositivos (TP's, TCs, bateras, mini interruptores, etc.) requeridos para lograr una funcin especfica con base en la proteccin principal.

ING. AUGUSTO VALDIVIA

ING. AUGUSTO VALDIVIADISPOSITIVOS DE PROTECCIN ELCTRICAPara cumplir los requerimientos de proteccin con la rapidez ptima para los diferentes tipos de configuraciones, condiciones de operacin y caractersticas de construccin del sistema de potencia, ha sido necesario desarrollar muchos tipos de rels que respondan a varias funciones de las variables del sistema de potencia (corriente, voltaje, frecuencia, potencia, impedancia, etc.)

La medida de la magnitud de la corriente de falla es suficiente en algunos casos, pero la medida de la potencia o la impedancia puede ser necesaria en otros casos.

Frecuentemente los rels miden funciones complejas de las variables del sistema de potencia, las cuales solamente se pueden leer o expresar de forma grfica o matemtica.


ING. AUGUSTO VALDIVIADISPOSITIVOS DE PROTECCIN ELCTRICALos rels se pueden clasificar de acuerdo con la tecnologa utilizada:

Electromecnico. Esttico. Digital. Numrico

Estos diferentes tipos tienen capacidades distintas, debido a las limitaciones de la tecnologa utilizada.


ING. AUGUSTO VALDIVIADISPOSITIVOS DE PROTECCIN ELCTRICAEn muchos casos no es posible proteger contra todas las fallas con un rel que responda a una sola variable del sistema de potencia.

Se requiere un arreglo que utilice diferentes variables.

En este caso, se pueden usar varios rels que respondan a una sola variable, o ms comnmente, un solo rel que contenga varios elementos, cada uno respondiendo a una variable distinta.


ING. AUGUSTO VALDIVIADISPOSITIVOS DE PROTECCIN ELCTRICATRANSFORMADORES DE MEDIDA

Son elementos que tienen la funcin de reducir los voltajes y las corrientes a magnitudes acordes con los equipos de proteccin y medida.


Transformadores de corriente y de tensin

ING. AUGUSTO VALDIVIATransformadores de instrumentosReducir las corrientes y tensiones del sistema primario a niveles, que los circuitos de medicin y proteccin puedan manejar.Aislar los dispositivos secundarios de los circuitos primarios de Alta tensin.


Transformadores de corriente

ING. AUGUSTO VALDIVIATransformadores de corrienteLa norma IEC 187 describe las caractersticas nominales y otros valores de los transformadores de corriente.El nivel de aislamiento est basado en la tensin nominal de la red.


ING. AUGUSTO VALDIVIAConexiones de los transformadores de corriente


ING. AUGUSTO VALDIVIACorriente Ith soportable de corta duracinLa corriente Ith capaz de resistir durante una corta duracin es el valor eficaz (r.m.s.) de la corriente primaria, que el Transformador de corriente puede soportar durante 1 segundo. El secundario del Transformador de Corriente debe estar cortocircuitado durante esta prueba.


ING. AUGUSTO VALDIVIACorriente pico soportableLa corriente Idyn pico soportable es el valor pico de la corriente primaria, que el Transformador de Corriente resiste mecnicamente.


ING. AUGUSTO VALDIVIACorriente primaria nominalLos valores de la corriente primaria nominal normalizada Ipn son 10 - 12,5 - 15 - 20- 25 - 30 - 50 - 60 - 75 A y sus mltiplos.Generalmente la corriente nominal primaria deber ser seleccionada un tanto ms grande que la corriente de carga continua permisible. El factor de sobrecarga es slo 20%.


ING. AUGUSTO VALDIVIACorriente primaria nominalLas corrientes primarias nominales son los valores establecidosen las placas de caractersticas para los cuales est diseado elTransformadorIEC: 10 - 12.5 - 20 - 25 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 y sus mltiplosdecimales.ANSI: 10 - 15 - 25 - 40 - 50 - 75 - 100 - 200 - 300 - 400 - 600 -800 - 1200 - 1500 - 2000 - 3000 - 4000 - 5000 -- 6000 8000 -12000 amperios.

Las corrientes secundarias nominales son los valoresrecomendados por la IEC para corriente nominal secundaria: 1,2 y 5 A. El valor normalizado por la ANSI es de 5A.


ING. AUGUSTO VALDIVIATIPOS DE TCs


ING. AUGUSTO VALDIVIATCs PARA ALTA TENSIN


ING. AUGUSTO VALDIVIAPARTES TCs


ING. AUGUSTO VALDIVIACorriente secundaria nominal

Las corrientes secundarias nominales ms comunes ISN son 1A y 5A. 5A es usual en sistemas de M.T. En Europa, 1A es cuando en todos los niveles de tensin arriba de 110 kV para minimizar el BURDEN (carga) de los alimentadores.


ING. AUGUSTO VALDIVIABurden nominal del T. C.La potencia nominal Sn en VA (BURDEN.)Esta potencia no debe ser excedida en operacin, es decir la suma de los BURDENS de todos los dispositivos conectados al T.C. ms la carga de los alimentadores no deben ser ms grandes que la potencia nominal Sn.Los BURDENS nominales preferidos de los T. C. son: 2, 5, 10, 15, 30, 45, 60 VA.


ING. AUGUSTO VALDIVIABurden nominal del T. C.Cuando se tiene una bobina secundaria con mltiples derivaciones, las combinaciones de stas dan diferentes relaciones.

Se denominan "multirelacin", por ejemplo un transformador de600/5 tendra relaciones de valores secundarios 100200300400500600/5.


ING. AUGUSTO VALDIVIABurden nominal del T. C.Se puede tener un TC con dos o tres devanados primarios, por ejemplo un TC de 150/5 tendr relaciones de 50-100-150/5, dependiendo de cmo est conectado el TC en el lado primario.


ING. AUGUSTO VALDIVIABurden nominal del T. C.Los transformadores de corriente pueden tener ms de un ncleo del lado secundario, los cuales se utilizan por lo general al menos uno para medida y el resto de ncleos para las protecciones.

Entonces, por ejemplo, un TC de relacin 600/5 con 3 ncleos secundarios se especifica de relacin 600/5/5/5


ING. AUGUSTO VALDIVIADiferentes mtodos de conexin de T.C.s para propsitos de proteccin


Transformadores de Potencial

ING. AUGUSTO VALDIVIATransformadores de tensinLos transformadores de tensin reducen la tensin del sistema primario con errores de relacin y angular pequeos a un nivel en el cual los circuitos de medicin y proteccin pueden manejar.Ellos tambin proveen el aislamiento entre la alta tensin del sistema primario y los dispositivos conectados a los secundarios.Las normas IEC 186 e IEC 186A describe las caractersticas nominales de los transformadores de tensin.Una distincin es tambin el hecho entre la clase de precisin de un transformador de potencial para medicin y uno para proteccin.


ING. AUGUSTO VALDIVIATRANSFORMADOR DE POTENCIAL ELECTROMAGNTICO


ING. AUGUSTO VALDIVIATRANSFORMADOR DE TENSIN CAPACITIVO


ING. AUGUSTO VALDIVIATRANSFORMADOR DE TENSIN CAPACITIVOONDA PORTADORA


ING. AUGUSTO VALDIVIATransformador de tensin


ING. AUGUSTO VALDIVIATensin nominal del primario UpnLa tensin nominal del primario es normalmente la tensin nominal del sistema de potencia.

Los valores primarios nominales normalizados son: 3, 6, 10, 20, 30, 45, 110, 220, 380 KV para T.P. Conectados entre fases.

Para T.P. Conectados entre fase-tierra, la tensin nominal del primario es la tensin del sistema de potencia dividido entre 3.


ING. AUGUSTO VALDIVIAClase de precisin de T.P. para medida


CLASE

Error de magnitud

( %

Error

angular

( minutos

0,1

0,2

0,5

1

3

0,1

0,2

0,5

1,0

2,0

5

10

20

40

-

Tensin del primario debe estar entre 80 120%

El BURDEN puede variar entre 25 100% SN

ING. AUGUSTO VALDIVIAClase de precisin de los T. P. para proteccinLas clases son llamadas 3P 6P.Los errores lmites deben ser mantenidos sobre el rango 0,05 UN< UN < KN UN, cuando el BURDEN varie entre 25% 100% SN


CLASE

Error de magnitud

( %

Error

angular

( minutos

3P

6P

3

6

120

240

ING. AUGUSTO VALDIVIATensin nominal del secundario USNBobina de medicin slo para propsitos de medicinBobina de proteccin puede ser usado para ambos propsitos: medicin y proteccinBobina delta abierto es slo con el propsito de proteccin.


ING. AUGUSTO VALDIVIAMuchos T,P. Tienen 2 devanados secundarios. Uno para medicin de tensin fase-tierra, el otro para medicin de tensin homopolar durante fallas a tierra.A causa de que dos bobinas separadas tienen un ncleo comn, la carga de una de las bobinas afecta la precisin de la medicin de las otras bobinas.Tensin nominal del secundario USN


ING. AUGUSTO VALDIVIATensin secundaria normalizada de T.P.


Bobina primaria conectada

entre fases

Bobina primaria conectada

entre fase - tierra

Bobinas de medicin

y proteccin

Delta abierto

100 V 200 V

INCRUSTAR Equation.3

_1000019955.unknown

_1000019969.unknown

_1000019882.unknown

ING. AUGUSTO VALDIVIABURDEN nominal de los T.P.El BURDEN nominal de los T.P. es la carga promedio ms grande, a la tensin nominal primaria, que puede ser conectada al secundario. Los valores tpicos son:10, 15, 25, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400 y 500 VA.La potencia nominal del devanado delta abierto ser, S/3 donde S es la potencia total permitida para las 3 bobinas.


ING. AUGUSTO VALDIVIADiferentes formas de conectar T.P. para propsitos de proteccin


ING. AUGUSTO VALDIVIADiferentes formas de conectar T.P. para propsitos de proteccin


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