H - Proteccion Transformadores en Distribucion

 

“Protecciones de Sistemas Eléctricos”  

APLICACIÓN DE FUSIBLES EN EL PRIMARIO DE TRANSFORMADORES

[ 12] , [ 14]  

En Chile se acostumbra a proteger transformadores de hasta 66KV y potencias de hasta 4 a 5 MVA, con fusibles instalados en el lado de alta tensión y, desde luego, sin interruptor. en baja tensión tensión se pro protege tege mediante fusibles o un interruptor automático. Para seleccionar adecuadamente el fusible, se debe considerar las siguientes recomendaciones generales: 1)

El fusible debe ser capaz de conducir el 150% de la corriente nominal de transformador.

2) 3)

Debe ser capaz de soportar sin quemarse, durante 0.1 segundo, la corriente de conexión del transformador (inrush) que es del orden de 8 a 12 veces la corriente nominal [ 3]. Debe quemarse par un tiempo determinar y una corriente iigual gual a seis veces la nominal, siempre que la impedancia del transformador sea menor o igual a 6%; y cuatro a seis veces la corriente nominal para transformadores de impedancias comprendidas entre 6% y 12% [ 3].

4)

El fusible debe quemarse para valores de corrientes de cortocircuito y tiempos indicados en la tabla 6.

Los valores de corrientes dados en tabla 6 deben reducirse a un 50% en caso de transformadores pertenecientes al grupo de conexiones estrella-triágulo. Zcc (%) 4.0 5.0 5.5 5.75 5.7 5 6.0 7.0 7. 0

Veces la corriente nominal 25.0 20.0 18.2 17.4 16.6 14.4 6 menos

Tiempo (seg) 2.0 3.0 3.5 4.0 5.0 5.0 5. 0

Una vez elegido el fusible, se grafican sus características de operación de manera que pueda efectuarse el estudio de la coordinación con otros elementos de protección aguas arriba o aguas abajo del transformador.

1.

Modificación de la Norma C37 respecto a la Protección de Transformadores Transformado res

Modificaciones de la norma ANSI/IEEE estándar C57.12-1980 para las especificaciones de transformadores de distribución y de poder, con respecto a la capacidad de sobrecarga durante condiciones de falla, las fueron modificadas modificadas en 1977. En la siguiente tabla se indican las modificaciones modificaciones que están vigentes a laque fecha. Capacidad de sobrecarga, modificación de la norma ANSI/IEEE C57.12.00 a partir de 1989 Veces la corriente nominal

Imped. del transformador (% en base propia)

25 20 16 14 o menos

4 5 6 8 o mayor mayor

Corrientes máx. admisibles (seg.) 1977 (1980) 1973 2 2 2 3 2 4 2 5

En éste, los límites present an la condi condición ción más crítica, puesto que están calculados calculados para un una a falla en terminales suponiendo que la impedancia de la fuente es cero; condición que es bastante difícil que se de

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“Protecciones de Sistemas Eléctricos”   en la práctica, pero puede llegar a ser muy pequeña en comparación a la impedancia del banco de transformadores, en especial para sistema a nivel industrial o para subestaciones de distribución conectadas directamente a sistemas de transmisión.

Limites de sobrecargas admisibles clasificadas según categoría  Categoría I

Potencia Poten cia en KVA Monofásica Monofá sica

Frecuencia de Falla

Curva punteada aplicada a partir de: 25 a 50% donde t   = =

Trifási Trifásica ca

1250 ·  f    60 ·  I 2

70 a 100% de la falla máxima posible donde II

501-1667

501-5000

III

1668-10000

5001-30000

IV

Sobre 10 MVA

Sobre 30 MVA

10

 I 2 t  =  K ;"  K "   es

5

corriente de falla máxima en 2 (seg.) 50 a 100 % de falla máxima posible donde  I 2 t  =  K  ; donde “K” es determinada para la corriente máxima en 2 (seg.) Idem a categoría III

determinada

para

la

Guía para determinar las posibles zonas de frecuencia de fallas    LADO PR  LADO PRIM IMAR ARIO IO (rel (reléé o fu fusi sibl ble) e)  fall  fallaa ppot oten enci cial al po poco co fr frec ecue uent ntee

TRANSFORMADOR: Categoría II o III  lADO SECUNDARIO (opcional)  fall  fallaa ppot oten enci cial al po poco co fr frec ecue uent ntee  PROTEC  PROT ECCI CIÓN ÓN DE AL ALIM IMEN ENTA TADO DORE RES: S: a. C Ciircuitos aéreos falla frecuente b. Ci Circuitos subterráneo falla frecuente   en conduit    Barras encapsuladas   ductos

 

Procedimiento: 1. 2. 3. 4. 5.

Determina Determinarr la categoría catego ría Si la categoría es II o III, determine si el servicio está propenso a fallas frecuentes o poco frecuentes. Selecciones la curva correspondient e Redibuje esta curva curva en papel Log.log Log.log referida referida a la corriente base del transformador Selecciones el fusible o curva del relé apropiada para proteger el transformador y que coordine con los demás elementos de protección.

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Ejemplo: Protección de un autotransformador autotransformador mediante fusible  H2 Y2  X2 Y1

Y3

 X1  H1

 X3

H3

 

 Autotransf  Autot ransformado ormadorr trifá trifásico sico Y y D, OA/FA/FO OA/FA/FOA, A, de 50 Hz, 75 MVA MVA-60 -60 MVA/30 MVA, con tensiones nominales 132000 Y 0 / 6000  /  y  0  / 38100 − 13200 d . H (MVA) 75 100 125

X (MVA) 60 40 100

Y (MVA) (MV A) 30 40 50

(ºC) (º C) 55º 55º 55º

Refrigeración Natural FA FO FOA A

140

100

56

65º

FO FOA A

Impedancia Z% 5

Tensión base (Volts) 132000Y – 6600  y0  

Potencia base (MVA) 60

7.94 11.43

13200Y – 13200 66000 y0 - 13200

30 30

Solución  1er   pas pas o

:

Se selecciona la categoría desde el mínimo valor nominal del bobinado principal (75 MVA corresponde a Categoría IV).

2do paso pas o

:

Se selecciona la impedancia que se empleará para dibujar la curva de la Categoría IV correspondiente. (132000/13200 a 30 MVA → z  = 7 .94% .

:

Se debe calcular la constante “K” para la máxima falla para un tiempo de 2 (seg.)

er 

3   paso

 K  = 4to  paso

:

1 2  = 317  317 .24 a 7 .94 2

2 seg .  

 = 2 seg  Determinar la corriente base normal para t  =  seg .  

 = 7 . 94%  se obtiene 12.59 amp., para 2 seg. Del gráfico, para  Z  = 5to  paso

:

Determinar el tiempo correspondiente para el porcentaje de corriente base indicada en el gráfico, según la categoría. Para este caso el porcentaje indicado es de un 50%, es decir:

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 K  317 .24 = 317    = 8 seg   seg .   2  I   12. 59  2      2    I b  en 13.2 KV  I   amp. 13.2 KV t  =

 I  /  I b   t (seg.) 12.59

2

6.29 6.29 5 3 2

8 28 50 300 170 1700 0

1310 1310

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 I   amp. 13.2 KV

16493

953

8240 824 8240 0 655 6550 0 393 3930 0 262 2620 0

476 476.3 .3 476.3 378.4 227.2 151.4

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