El Arte y La Ciencia de La Protección Por Relevadores

 

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opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopa Resumen de examen ordinario sdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdf  Juan José Arce Morales ghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghj klzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklz xcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcv bnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq 28/11/2011 092d11026

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El Arte y la Ciencia de la Protección por Relevadores Cap 1 LA FILOSOFIA DE LA PROTECCION POR RELEVADORES El papel de la protección por relevadores en el diseño y funcionamiento de un sistema eléctrico de potencia es explicado por un breve examen de todo fondo. Hay tres aspectos de un sistema de potencia que servirán a los propósitos de este examen. Estos aspectos son los siguientes:   A. Funcionamiento Funcionamient o normal B. Previsión de una falla eléctrica C. Reducción de los efectos de una falla eléctrica El tipo de falla eléctrica que origina los máximos efectos es el corto circuito o falla.  Algunas de las características de diseño y funcionamiento para reducir los efectos de la falla son: Las capacidades y los requisitos de la aplicación de los equipos de protección por  relevadores deberían considerarse de acuerdo con las otras características.

La función de la protección por relevadores la función de la protección por relevadores es originar el retiro rápido del servicio de cualquier elemento de un sistema de potencia, cuando este sufre un corto circuito o cuando empieza a funcionar de cualquier forma anormal.

Principios fundamentales de la protección por relevadores Protección primaria, la segunda observación es que sin saber en este momento como se realiza, se establece una zona de protección separada alrededor de cada elemento del sistema.

Protección de respaldo La protección de respaldo se emplea solo para protección de corto circuitos.

 

Características funcionales de la protección por relevadores

Sustentabilidad, selectividad y velocidad Sensibilidad, selectividad y velocidad son términos comúnmente utilizados para describir las características funcionales de cualquier equipo de protección por  relevadores. Todos estos están incluidos en las consideraciones anteriores de protección primaria y de respaldo.

Confiabilidad Un requisito básico es que el equipo de protección por relevadores debe de ser  digno de confianza. Cuando la protección por relevadores no funciona adecuadamente, las características de reducción implicadas son muy inefectivas.

Cap 2 PRICIPIOS Y CARACTERISITICAS FUNDAMENTALES DEL FUNCIONAMIENTO DE RELEVADORES Los relevadores de protección son las herramientas del ingeniero de protección. COSIDERACIONES GENERALES Todos los relevadores que consideraremos funcionan en respuesta una o mas magnitudes eléctricas, ya sea para cerrar o para abrir contactos. Principios de funcionamiento En realidad solo hay dos principios de funcionamiento fundamentalmente diferenctes: (1) atracción electromagnética, y (2) inducción electromagnética. Los primeros funcionan en virtud de un embolo que es atraído dentro de un solenoide, o una armadura que es atraída por los polos de un electroimán. Bobinas de sello y de retención, y relevadores de contactos de sello Para proteger los contactos contra el deterioro que resulta de un posible intento inadvertido para interrumpir el flujo de la corriente de la bobina de disparo del

 

interruptor, algunos relevadores están provistos de un mecanismo de retención que comprende una pequeña bobina en serie con los contactos.  Acción retardada y sus definiciones  Algunos relevadores tienen acción retardad ajustable, y otros son instantáneos o de alta velocidad. El termino instantáneo significa que no tiene acción retardada intencional y se aplica a relevadores que funcionan en un tiempo mínimo de aproximadamente 0.1 seg. El termino alta velocidad indica funcionamiento en menos de 0.1 seg. Y por lo general en 0.05 seg. o menos. La acción retardada se obtiene en relevadores del tipo de inducción por un imán de arrastre, que es un imán permanente dispuesto de tal manera que el rotor del relevador corta el flujo entre los polos del mismo imán. Esto produce un efecto retardante en el movimiento del rotor en cualquier dirección. Control direccional Los relevadores de este grupo se utilizan mucho mas cuando no se requiere funcionamiento direccional. Efecto de los trasitorios Debido a que estos relevadores funcionan tan rápidamente, y con casi igual facilidad, en corriente alterna o en corriente directa, están afectados por los transitorios y, particularmente, por la cd descentrada en ondas de ca. Características de tiempo Este tipo de relevador es inerehentemente rápido y se utiliza de ordinario donde no se requiere acción retardada. Esta puede obtenerse, como se estableció antes, por mecanismos retardantes como fuelles, embolos amortiguadores o escapes. RELEVADORES DIRECCIONALES DEL TIPO DE ATRACCION ELECTROMAGNETICA Los relevadores direccionales del tipo de atracción electromagnética estaña asociados por magnitudes de cd o por las de ca rectificadas. El uso mas común de dichos relvadores es para la protección de circuitos de cd donde la magnitud de influencia se obtiene de una resistencia en derivación o directamente del circuito. Eficiencia

 

Este tipo de relvador es mucho mas eficiente que los relevadores de armadura articulada o solenoide, desde el el punto de vista vista de la energía requerida del circuito de la bobina actuante. RELEVADORES DEL TIPO DE INDUCCION PRICIPIOS GENERALES DE FUNCIONAMIENTO Los relvadores del tipo de inducción son los mas ampliamente utilizados para propósitos de protección por relevadores que incluyen magnitudes de ca. Estos no son utilizables con magnitudes de cd, debido al principio de funcionamiento. RELEVADORES DE INDUCCION DIRECCIONALES En contraste con los relevadores de una sola magnitud, los relevadores direccionales están accionados por dos fuentes diferentes independientes.

Cap. 3 RELEVADORES DE CORRIENTE, TENSION, DIRECCIONALES, DE EQUILIBRIO DE CORRIENTE (O TENSION), Y DIFERENCIALES RELEVADORES DE SOBRECORRIENTE, BAJA CORRIENTE, SOBRETENSION Y BAJA TENSION Los relevadores de sobrecorriente, baja corriente, sobretensión, y baja tensión, se derivan directamente de de los tipos básicos de atracción electromagnética de una solo magnitud o de los de inducción. El prefijo sobre significa que el relevador se pone en trabajo para cerrar un conjunto de contactos a cuando la magnitud de influencia excede a la cantidad para la cual esta ajustado para funcionar. El prefijo baja significa signific a que el relevador se repone para cerrar un conjunto de contactos b cuando la magnitud de influencia disminuye por debajo de la cantidad de reposición para la cual esta ajaustado. RELEVADORES DIRECCIONALES DE C-D Dichos relevadores se derivan directamente del tipo básico de atracción electromagnética. Los diversos tipos tipos y sus capacidades como sigue: Relevadores direcciones de corriente El relevador de direccional de de corriente es idéntico al tipo básico. Sele utiliza para la protección en circuitos de potencia de c-d, estando conectada su bobina de la armadura ya sea en serie directamente con el circuito o a través de una

 

resistencia en derivación en serie con el mismo , de tal manera que el relvador  responderá a una cierta dirección del flujo de corriente. Relevadores direccionales de tensión Los relevadores direccionales de tensión son los mismo que los relevadores direccionales de corriente, excepto por el numero de vueltas y la resistencia de la bobina de la armadura y posiblemente por la fuente de polarización. Relevadores direccionales de tensión y de corriente El relevador direccional de tensión y corriente tiene dos bobinas de armadura. Un relevador semejante, por ejemplo, controla el cierre y la abertura de un interruptor  en el circuito entre un generador de c-d y unas barras colectoras a las que puede conectarse otra fuente de tensión, para evitar la motorización del generador. Relevadores direccionales de equilibrio de tensión Un relevador con dos bobinas de tensión que rodean la armadura puede utilizarse para proteger un circuito de c-d de tres hilos contra tensiones de equilibradas. Las dos bobinas están conectadas de tal manera que sus fuerzas magnetomotrices están en oposición. Relevadores direccionales para tubos de vacio a circuitos rectificados de c-a Los relevadores de tensión de ambos tipos, de bobina sencilla y de dos bobinas descritos anteriormente , han sido utilizados para responder a la salida de circuitos de tubos de vacio o rectificación. Imán de polarización contra bobina de campo Excepto donde un imán permanente es la única fuente de polarización adecuada que se dispone, se prefiere generalmente una bobina de campo Resistencias El valor nominal de una resistencia en derivación y la resistencia de las terminales desde la resistencia en derivación al relevador direccional de corriente afecta la calibración del mismo.  Acción retardada Los relevadores direccionales de c-d son inherentemente rapidos. Para algunas aplicaciones es necesaria una acción retardad auxiliar, para impedir un funcionamiento no deseado o inversiones momentáneas de la magnitud de influencia

 

RELEVADORES DIRECCIONALES DE C-A Relevadores de potencia Los relevadores que deben responder a la potencia se utilizan generalmente para la protección contra condiciones distintas de los cortocircuitos. Relevadores direccionales para protección de cortocircuito Debido a que los cortocircuitos incluyen corrientes que atrasan sus posiciones de factor de potencia unitario, generalmete por angulos grandes, es deseable que los relevadores direccionales para protección de corto circuito estén arreglados para desarrollar un par máximo bajo tales condiciones de corriente atrasada. RELEVADORES DE DISTANCIA EL RELEVADOR DE DISTANCIA DEL TIPO IMPEDANCIA En un relevador de impedancia el par producido por un elemento de corriente esta equilibrado con el par de un elemento de tensión. El elemento de corriente produce un par  positivo(puesta en trabajo), mientras que el elemento de tensión produce par negativo (reposición). EL RELEVADOR DE DISTANCIA DEL TIPO DE IMPEDANCIA MODIFICADO El relevador de distancia del tipo de impedancia modificado es el mismo que el de tipo impedancia excepto que las características de funcionamiento de la unidade de impedancia estas desplazadas. Este desplazamiento se lleva a cabo por lo que se conoce por una corriente de polarización. EL RELEVADOR DE DISTANCIA DEL TIPO REACTANCIA La unidad de reactancia de un relevador de distancia del tipo de reactancia tiene de hecho, un elemento de sobre corriente que desarrolla par positivo, y un elemento direccional corriente-tensión que se opone o ayuda al elemento de sobre corriente, según sea el ángulo de fase entre la corriente y tensión. EL RELEVADOR DE DISTANCIA DEL TIPO MHO La unidad mho ya ha sid descrita y su característica de funcionamiento se dedujo en conexión con la descripción de la unidad de arranque del relevador del tipo de reactancia. Se utilizan las estructuras de cilindro de inducción o de anillo doble de inducción en este tipo de relevador. El relevador de distancia completo para la proteccion de líneas de transmisión esta compuesto de tres unidades mho de alta velocidad CONSIDERACIONES GENERALES APLICABLES A TODOS LOS RELEVADORES DE DISTANCIA

 

Sobrealcance Cuando ocurre un cortocircui cortocircuito, to, la onda onda de la corriente esta propensa a descentrarse inicialmente. Bajo tales condiciones, los relevadores de distancia tienden a sobrealcance, esto es a funcionar para un un valor mayor de impedancia que para el que están ajustados para funcionar bajo condiciones de estado estable. Memoria Los relevadores es los que se requiere tensión para desarrollar el par de puesta en trabajo, como los relevadores de tipo mho o unidades direccionales de otros relevadores, pueden estar provistos de memoria.

Cap. 5 RELEVADORES DE HILO PILOTO La protección por piloto es una adaptación de los principios de la protección diferencial para la protección de secciones de líneas de transmisión. El termino piloto significa que entre los extremos de la línea de transmisión hay un canal de interconexcion de alguna clase en ele que puede transmitirse la información. Tres tipos diferentes de un canal semejante están ya en uso y se les conoce por hilo piloto, piloto por  corriente portadora y piloto por onda centrimetrica. PORQUE NO SE USA LA PROTECCION DIFERENCIAL DE CORRIENTE La razón principal es que tendrían que ser demasiadas interconexiones entre los transformadores de corriente (TC) para hacer económicamente factible la protección diferencial de corriente en la distancias comunes incluidas en la protección de líneas de transmisión PROPOSITO DE UN PILOTO

PILOTOS DE DISPARO Y DE BLOQUEO Habiendo establecido que el propósito de un piloto es transmitir cierta información de un extremo de una sección de línea al otro para hacer posible el disparo selectivo, la consideración siguiente es la utilización que debe hacerse de la información. PROTECCION POR HILO PILOTO DE C-D Se han proyectado difrenetes líneas de equipos de protección por hilo piloto, y muchas están ya en uso donde se han transmitido señales de c-d en una forma u otra por hilos

 

piloto, o donde los hilos piloto han constituido y extendido interconexión de un circuito de contacto entre equipos de protección en estaciones terminales. CONSIDERACIONES FUNDAMENTALES ADICIONALES  Ahora que estamos familiarizados un poco mas con la protección por piloto, estamos preparados para considerar algunos otros fundamentos que se aplican a ciertos tipos modernos. PROTECCION POR HILO PILOTO DE C-A La protección por hilo piloto de c-a es la mas semejante a la protección diferencial de corriente. Sin embargo, en la protección moderna por hilo piloto de c-a , esta limitada a la magnitud de la corriente que fluye en el circuito piloto, y solo se requiere un piloto de 2 hilos. Ventajas de los equipos por hilo piloto de c-a sobre los cd Ciertos problemas descritos en conexión con la protección por hilo piloto de cd no están asociados con el tipo de c-a. Ya que no se utilizan relevadores separados de bloqueo y disparo, se evita el problema de diferentes niveles de sensibilidad de bloqueo y disparo. Limitaciones de los equipos por hilo piloto de c-a  Ambos tipos de corriente circulante y de tensión de oposición, que han sido descritos, no son siempre aplicables a líneas derivadas o con terminales múltiples debido a que ambos tipos utilizan transformadores saturables para limitar las magnitudes de tensión y corriente del hilo piloto. Supervisión de circuitos de hilos piloto Se dispone del equipo manual para la prueba periódica del circuito piloto y se dispone de equipo automático para supervisar continuamente el equipo piloto. Disparo remoto de los hilos piloto Si se deseara dispara el interruptor remoto bajo cualquier circunstancia, esto puede hacerse superponiendo corriente directa en el circuito piloto. Requisitos del hilo piloto Debido a que los circuitos del hilo piloto se arrendan a menudo a la compañía de teléfonos local ,debido a que esta impone cierta restricción en la corriente y tensión aplicadas a sus circuitos, estas restricciones gobiernan efectivamente el diseño del equipo de protección por hilo piloto.

 

Cap 6 RELEVADORES PILOTO POR CORRIENTE PORTADORA Y PILOTO POR ONDA CENTIMETRICA EL PILOTO POR CORRIENTE PORTADORA No es necesario entender los detalles de los transmisores o receptores de corriente portadora para comprender los principios fundamentales de protección. Cada receptor de corriente portadora recibe esta corriente de su transmisor local, lo mismo que el transmisor en el otro extremo de la línea. EL PILOTO POR ONDA CENTIMETRICA El piloto por onda centrimetrica es un sistema de radio de muy alta frecuencia que funciona en bandas asignadas arriba de 900 mhertz. Los transmisores se controlas en la misma forma que los transmisores de corriente potadora y los receptores convierten las señales recibidas en una tensión de cd como hacen los receptores de corriente portadora. PROTECCION POR COMPARACION DE FASE El equipo de protección por comparación de fase utiliza su piloto para comparar la relación de fase entre la corriente que entra en una terminal se la sección de transmisión y la que sale por la otra las magnitudes de la corriente no se comparan

PROTECCION POR COMPARACION DIRECCIONAL El equipo de protección por comparación deireccional funciona conjuntamente con los relevadores de distancia por que estos proporcionan protección de respaldo, y porque ciertos elementos de los mismos pueden pueden utilizarse en común con el equipo en comparación direccional