Protección de Redes Electricas

February 15, 2023 | Author: Anonymous | Category: N/A
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Protección de alimentadores con relés digitales

 

Tipologías de las redes de distribución

 

Tipologías 

Distribución pública.



Distribución radial (distribución pública o privada).



Distribución doble radial (distribución

pública o privada).  Lazo abierto / lazo cerrado. 

142

 

Distribución pública.

143

 

Distribución radial



 Ventajas.  Simplicidad 



Economicidad 

Desventajas. 

Vulnerabilidad. 

144

 

Distribución doble radial  Ventajas.







Continuidad de servicio 

Desventajas. 

Costes elevados comparado con el radial simple 

145

 

Bucle abierto 

Ventajas. 

Restablecimiento relativamente rápido del servicio después de la eliminación «manual» del defecto, quedando aislado tramo en defecto 



Desventajas  

Coste intermedio Complejidad de los sistemas de protección del bucle para minimizar las consecuencias de un posible defecto. 

146

 

Bucle cerrado  Ventajas.







Máxima continuidad de servicio: alta calidad de servicio



Eliminación selectiva del defecto sin afectar al resto Eliminación de la instalación 

Desventajas.   

Coste elevado Complejidad de la instalación Sistemas de protección complejos (protecciones direccionales)   147

 

Clasificación de los defectos según su duración 

1. 2.

 Autoextinguibles 10 a 20 ms Transitorios 100 ms < t < 1 s

3.

Semipermanentes t > 1 a 30 s

4.

Permanentes t > 30 s 

148

148  

Clasificación de los defectos según las fases involucradas 

1.

Monofásico a tierra.

2.

Polifásico.

3.

Polifásico a tierra. 

149  

Causas de las fallas T IPO DE DEFECTO Redes aér aéreas eas Redes subterr subterranea aneass Fallo de aislamiento aislamiento x x Contacto accidental de conductores x x x x Sobretensiones atmosféricas Sobretensiones de maniobra x x Rotura Rot ura mec mecánica ánica x (42 % ) x T rabajos en los alrededores de línea línea en x x (30 % )

150  

Efectos que causan los defectos en las instalaciones MT  



Sobreintensidades  

Calentamientos Calentamiento s anómalos de los conductores y



máquinas Reducción de la vida de la máquina y / o instalación por envejecimiento prematuro de los aislantes

Cortocircuitos  

Calentamiento brusco e intenso



Esfuerzos electrodinámi electrodinámicos cos deformación de los los conductores activos o embarrados

151  

Efectos que causan los defectos en las instalaciones MT 

Sobretensiones  

Solicitación anómala del material aislante.



Reducción de la vida de la aparamenta y equipos del circuito.



Evoluciona siempre hacia un defecto polifásico. 

152  

Estadística de fallas Mono Mon ofás ásiico Polifás ásiico rr4a% T ransitorios 91% a tie8 Semipermanentes 6% 54% Per manentes 3% 44%

13% 38% 50%

Polifás ásiico a tie3r% ra 8% 6%

153  

Localización y eliminación de los defectos  

Monitorizar y analizar permanentemente las magnitudes

eléctricas de la instalación  Comparar estas magnitudes con los valores umbrales de actuación de las protecciones. 

Ordenar la maniobra de apertura del aparato de interrupción.



Reconfigurar la instalación.

154  

Simbologías típicas

 

Funciones de los dispositivos / Códigos ANSI 

156  

Funciones de los dispositivos / Códigos ANSI

157  

Relés de protección

 

Protecciones empleadas Protecciones amperimétricas. 2. Protecciones voltimétricas. 1.

3.

Protecciones direccionales

159  

Protecciones de sobrecorriente.

 

Protección a máximo de corriente de fase (ANSI 50 / 51)  



Función: detectar las  sobreintensidades  monofásicas, bifásicas o 

trifásicas, ya sean  debidas a una sobrecarga  o a un cortocircuito  Dicha protección puede ser: 1. a tiempo independiente  (o definido) 2.

a tiempo dependiente  

161  

Protección a máximo de corriente de fase (ANSI 50 / 51) 

a tiempo independiente (o definido) curva DT  DT  (Direct Time). 

Is: umbral de intensidad expresado

en A.  T: retardo de actuación de la protección.

162  

Protección a máximo de corriente de fase (ANSI 50 / 51) 

a tiempo dependiente: 

SIT: inversa normal ( S  t andar I nverse  nverse T ime) ime) Standar 



VIT: muy inversa ( V  e nverse T ime) ime) Very    ry I nverse 



: EIT extremadamente inversa ( E  x nverse  Extremely    tremely I nverse  ime)  T ime)

163  

Características de tiempo de disparo según IEC 

Todas las curvas a tiempo dependiente, siguen la formula definida en la IEC 60255-3, sección 3.5.2 ó de también BS 142, valor del t es elen tiempo actuación de ladonde protección segundos, en función de la temporización (T) de la protección a I/Is veces.

Curva Inversa (SIT):   Curva muy inversa (VIT)   Curva extremadamente inversa (EIT) 

164  

Características de tiempo de disparo según IEC 

El tiempo de operación y la sobrecorriente están relacionados por una ecuación, que define la curva de operación característica del relé: t   k * 

    

I  Is  - 1



donde :   t = tiempo de operación (s)   k = ajuste del multiplicador de tiempos tiempos (TMS)   I = corriente de falla que pasa por el relé (A)  

Is = corriente de ajuste o calibración de corriente (A) 

165  

Características de tiempo de disparo según IEC 

 y  determinan el grado de característica

inversa del relé  para los tres primeros esquemas estándar las constantes son: Característica

 

 

Normalmente inversa

0.02

0.14

Muy inversa

1.00

13.50

Extremadamente inversa

2.00

80.00

166  

Relés de tiempo normalmente inverso (N.I.) 

Se aplican generalmente cuando el valor de la corriente de cortocircuito depende grandemente de la capacidad de generación del sistema en el momento de la falta.   



Cuando ZS 20 son idénticos a los de I/Ip = 20.  Valor límite de arranque aprox. apro x. 1,06 x Ip  Valor límite de reposiciónaprox. 1,01 x Ip 

176  

Curvas características de tiempo de disparo según ANSI/IEEE

177  

Protección a máximo de corriente de fase con retención de tensión (ANSI 50V / 51V)  

Es una función de protección a máximo de intensidad cuyo umbral K   depende de untripolar, factor de corrección proporcional a la tensión aplicada,

 Aplicación: en generadores «antiguos» cuya tensión en bornes cae al producirse un cortocircuito.



178  

Protección a máximo de corriente de fase con retención de tensión (ANSI 50V / 51V) 

El umbral de actuación Is’’ corregido por la influencia de la posible caída de tensión, viene definido por  

179  

Protección a máximo de corriente de fase con retención de tensión (ANSI 50V / 51V) 

El ajuste de esta protección es idéntico al de la protección a máximo de corriente de fase, es más, suele ajustarse al mismo umbral que la protección de cortocircuito.

180  

Protección a máximo de corriente de fase con retención de tensión (ANSI 50V / 51V) 

Es una protección de respaldo en caso de que no llegase a actuar la principal como consecuencia de una caída de tensión en bornes del generador ante un cortocircuito, actúa la 51V a una tensión «reducida». 

181  

Protección a máximo de corriente a tierra (ANSI 50N / 51N - 50G / 51G ó 64)  

Función: detectar las fugas de corriente que pueden ser debidas a un defecto de aislamien aislamiento to por envejecimi envejecimiento, ento, degradación, contactos fortuitos, etc., o a la rotura de uno de los conductores de una fase activa, que provocará un cortocircuito a tierra. 

182  

Protección a máximo de corriente a tierra 



El principio de funcionamiento, idéntico al de la protección a 50P/51P, y los reglajes también, salvo que tiene que tener presente, el sistema de detección de la corriente a tierra el cual depende del régimen de neutro de la instalación. La detección de las corrientes de fuga a tierra puede realizarse mediante 2 métodos. 

Suma de las intensidades de fase (a través vectorial de los 3 TI's de3entrada al relé).  Toroidal homopolar sobre los cables el cual detectará toda corriente residual que se produzca en la instalación a partir de 500 mA.

183  

Protección de sobrecorriente de fase (51P/50P) -Coordinación de entre relés

 

Coordinación de protección Consiste en seleccionar y ajustar los dispositivos de protección, para lograr una adecuada operación (selectividad) para distintas condiciones de falla.

185  

Reglas básicas Para una correcta coordinación:  Usar en lo posible relés de las mismas características.  Asegurar que los relés lejanos a la fuente tengan una calibración igual o menor que los relés ubicados aguas arriba.

186  

Ajuste de la unidad temporizada del relé de fase (51P)  (51P) 

 

Unidad temporizada del relé de fase 51  51  

Los valores pick-up de los relés de sobrecorriente de fase son normalmente ajustados 30% sobre la corriente de carga máxima.  I S     1,3  I LOAD MAX



Esta práctica es recomendada en  particular  para los relés  electromecánicos  con relaciones de  restablecimiento de 0,8 a 0,85. 

188  

Unidad temporizada del relé de fase 

Los relés numéricos  tienen altas relaciones de restablecimiento cerca de 0,95 permitiendo por lo tanto ajustes más bajo en aproximadamente 10%.  I S     1,2  I LOAD MAX



Los alimentadores con grandes  transformadores y/o con cargas de motores requieren una consideración

especial.  

Condición 1 

Revisar los ajustes de corriente a fin de verificar que se cumpla: I ajuste respaldo > k I ajuste principal Donde k equivale a : 1,3 si un relé respalda a otro relé.  3,0 si un relé respalda a un fusible.  2,0 si un fusible respalda a otro fusible. 

189

190  

Condición 2 

Se debe de cumplir que:  I 

2    MI  MIM  M 

FS   FI 

  I ajuste

Donde:  F. S. : Factor de seguridad que tiene en cuenta los errores involucrados en los cálculos de las corrientes de cortocircuito, los errores del transformador de corriente y del rele. F. S. = 1,5  2,0  F. I. : es el factor de arranque de la curva del relé, definida por el fabricante ( 1,5  2,0).

191  

Alimentadores con transformador. La energización de transformadores causa corrientes de inserción (INRUSH) que pueden durar por segundos, dependiendo de su tamaño.  La selección del ajuste de corriente y el retardo de tiempo asignado tiene que ser 

coordinada de mododebajo que las corrientes inserción disminuyan de los valores de restablecimiento del relé de sobrecorriente antes de que haya transcurrido el tiempo de funcionamiento calibrado.

192  

193  

Alimentadores con transformador. La corriente de inserción típicamente solo contiene aproximadamente 50% de la componente de frecuencia fundamental.  Los relés numéricos que filtran hacia fuera los armónicos y la componente de la DC de la corriente de inserción por lo tanto pueden



calibrase más lassensibles. Los conexión valores máximos de corrientes de (INRUSH) serán reducidos casi a una mitad en este caso.

194  

Procedimiento Determinar el ajuste del TMS para el relé más alejado a la fuente (ajuste mínimo recomendado recomendado es de 0,05 ).  Luego determinar el ajuste del TMS del relé que respalda al relé aguas abajo, considerando la falla más severa, de tal modo de obtener el intervalo de 

tiempo Repetir deseado. el paso anterior, para los siguientes relés .  Verificar la coordinación coordinación con la protección protección existente. De ser necesario repetir los pasos anteriores con un 

nuevo intervalo de coordinación.

195  

Ejemplo

196  

Resultados

197  

Ajuste de la unidad instantánea del relé de fase (50P)  (50P) 

 

Protección de la unidad instantánea (50). El ajuste de unidad instantánea del relé de fase deberá ser ajustado de acuerdo a la zona de actuación deseada.  No hay regla específica para la definición de esta zona, dependiendo de las condiciones de cada alimentador. 



Considerando queproporcional la corrienteade es inversamente la cortocircuito impedancia, la actuación de la unidad instantánea del relé puede indicar aproximadamente la distancia de

la subestación, al punto de falla. 199  

Protección de la unidad instantánea (50). 

Una vez definida la zona de actuación de la unidad instantánea, o sea el TAP deberá ser escogido satisfaciendo las dos condiciones siguientes: TAP TA P IF  

 



 I 2 ASIM 

 RTC   RT C 

TAP TA P IF  

 I INRUSH 

 RTC   RT C 

IF: es el tipo de la unidad instantánea de fase. TAP Irush: es el valor de la corriente INRUSH de todos los transformadores del alimentador. I2 ASIM : es la corriente de cortocircuito 2 asimétrico en el límite de de la zona de protección de la unidad instantánea



R. T. C.:es la relación de transformación del T. C. 200

 

Protección de la unidad instantánea (50). 

El ajuste en los transformadores , por ejemplo, se debe elegir cerca del 20 al 30% más alto que la máxima corriente de falla.

 I 50   1,2   1,3  I F. MAX

201  

Protección de la unidad instantánea (50P) - Alimentadores con motor  

La energización de motores causa unas corrientes de arranque que comienza inicialmente de 5 a 6 veces la corriente nominal (corriente de rotor bloqueado).



Una curva tiempo – corriente típica para un motor de inducción se muestra 

202  

Alimentadores con motor  

203  

Alimentadores con motor   



En los primeros 100 ms., aparece adicionalmente una corriente de inserción asimétrica (inrush) que rápidamente decae. Con los relés convencionales era práctica ajustar la corriente de la unidad de sobrecorriente instantáneo para la protección contra cortocircuitos arriba del 20 al 30 % de la corriente de rotor bloqueado con un retardo corto de 50 a 100 ms. para sobrellevar el período asimétrico de la corriente INRUSH.  I 50   1, 1,2 2   1, 1,3 3   I LR t 50

  50 - 100 ms

 204  

Ajuste relé de de tierra la unidad 51N temporizada del

 

Relés de falla a tierra.  tierra.  





En condiciones normales no debe de existir  corriente en el neutro. Se debe electromecánicos ajustar en el TAPel menor, disponible (en los relés menor TAP disponible es 0,5) En sólidamente a tierra y aterrizados con baja 

resistencia   se aplica generalmente una ajuste de 10 a 20 % de la carga nominal.

 I S    10%   20%  I LOAD RATED

206  

Relés de falla a tierra.  tierra.  

Puestas a tierra de alta resistencia requieren un ajuste mucho más sensible en el orden de

algunos amperios primarios.  La corriente de falla a tierra de motores y de generadores, por ejemplo, se debe de limitar a valores debajo de 10 A para evitar el hierro que se queme.

207  

Condición 

Se debe verificar la relación siguiente: TAP TA PTT  

 I CC CCF  F  T  m in  RTC   R TC .F I 





TAPTT : Es el TAP de unidad temporizada de  tierra (51N).

F-tmin : es la corriente de fase a tierra, Icc calculada con una impedancia de 40    ,  al final  del tramo protegido.  F. I.: factor de arranque de la curva del relé,

definido por el fabricante (1,5   2,0)  208  

Esquemas de conexión a tierra

 

Esquemas de conexión a tierra 

Hay cinco casos posibles de régimen de neutro. Directo (rígido) a tierra.  Limitado por resistencia.  Limitado por reactancia. 

Neutro aislado.  Reactancia sintonizada (bobina de Petersen). 

210  

Esquemas de conexión a tierra

Directo (rígido) a tierra.  tierra. 

Limitado por resistencia. 211 21 1

 

Esquemas de conexión a tierra

Limitado por reactancia.  reactancia. 

Neutro aislado. 212

 

Esquemas de conexión a tierra

Reactancia sintonizada (bobina de Petersen).  Petersen). 

213  

Neutro aislado Principio de funcionamiento:  Intensidades de falta a tierra débiles.  Sobretensiones elevadas.  Por lo tanto, permite una alta continuidad en el servicio sin disparos indeseados (explotación en procesos continuos p.ej.), pero con el riesgo de dañar los aislantes.  Intensidad de defecto = Corriente capacitiva total Id = ICOT = 3 C.ω.V  

214  

Neutro aislado

215  

Neutro aislado Si Id es débil, se puede autorizar el no disparo al primer defecto, manteniendo la continuidad de servicio.  Precauciones a tener en cuenta: 



las sobretensiones transitorias

(Ferrorresonancia),  las sobretensiones permanentes en las fases sanas durante el defecto, debidas al desplazamiento del punto neutro.

216  

Neutro aislado 

El principal problema, radica en la complejidad del sistema de detección, puesto que los valores de intensidad de defecto son frecuentemente muy pequeños, y en debemos redes conrecurrir varias salidas en paralelo a neutro aislado, a:  



las protecciones direccionales de tierra, y/o protecciones a detección de tensión por medida del desplazamiento del punto neutro.

 Además, estos valores pequeños de intensidad intensidad requieren de toroidales de captación sobre cable, porque con la suma de las 3 intensidades de fase no llegamos a tener suficiente precisión en la medida

captada. 217  

Neutro aislado 

Debemos recordar que cuando realizamos la detección de homopolar por suma de las 3 intensidades: Iso mín > 10% InTI, siendo 

Iso mín = reglaje mínimo del umbral de detección de homopolar,  InTI = intensidad nominal primaria del TI, debido a la suma en cascada de los errores de precisión de los

TI s de protección. 218  

Neutro aislado

219  

Neutro rígido puesto a tierra (directamente)  IN >> ICOT   Id  IN. 



Requiere interconectar todas las masas y efectuar tomas de tierra múltiples para la protección de las personas.

220  

Neutro rígido puesto a tierra (directamente) Posibilidad de daños importantes en el punto de defecto.  Nula influencia de las corrientes capacitivas.  Sobretensiones limitadas.  Facilidad de detección debido a que el valor de intensidad de defecto a detectar es elevado, por tanto una detección basada en la suma de las 3 intensidades de fase será suficiente. 

221  

Neutro puesto a tierra mediante resistencia  

La resistencia limita el valor de la intensidad de defecto a tierra, y por tanto permite limitar los daños. Se escoge R tal que: IR  > 2 ICOT.



Las eventuales sobretensiones quedan limitadas por la resistencia de p.a.t.

222  

Neutro puesto a tierra mediante resistencia 

Permite una detección simple del ramal de la red en defecto.

223  

Neutro puesto a tierra mediante resistencia Protecciones asociadas

224  

Neutro puesto a tierra mediante resistencia 

Reglaje para asegurar una correcta detección

Iso 2 IC total

2.

Ir > 1,3 IC (corrientes capacitivas de cada ramal) Ir > 12% IN / aTI (por suma 3 TI) Ir < 10 a 20% IR  (protección de los devanados del transformador y de la R de p.a.t.)

3.

4.

231  

Solución caso nº 1: 



Capacidad de las líneas de cable según curvas para cables 6/10 kV. 2  Línea 1: 50 mm 0,313 F/km x 2 km = 0,626 F 2  Línea 2: 240 mm 0,574 F/km x 5 km = 2,87 F Corriente de fuga capacitiva caso de puesta a tierra de una de las fases ICOT 3 .U.C , (U: tensión de línea) 





2

-3

COT Línea 3.6,3.0,626 .377 x10    2,575A1: 50 mm I Línea 2: 240 mm2 ICOT 3. x 6,3x2,87 x377 x10-3   11,81A Total corriente capacitiva: capacitiva: 2,57 + 11,81 = 14,38 A

232  

Solución caso nº 1: Condición 1ª) 1ª) I > 2 I    Condición  R 



COT

IR  > 2 x 14,38 A; IR  > 29 A, corriente de limitación por resistencia R, I   R 



Condición 2ª) Condición  2ª) Ir > 1,3 ICOT Línea 1: 50 mm2 Ir1 > 1,3 x 2,58 A; Ir1 > 3,35 A 2  Línea 2: 240 mm Ir2 > 1,3 x 11,81 A; Ir2 > 15,35 A 



Condición 3ª) Condición  3ª) Ir > 0,12 InTRAF DIST /aTI 

Líneas 1 y 2: In630/ 3 x 6,3 57,73A por tanto, TI de 60/5 A relación aTI = 12 

233  

Solución caso nº 1: 

Condición 4ª) Condición  4ª) 



Ir < 0,1 a 0,2 I

Ir1 e Ir2 < 0,15 x 29 A=4,35 A



condiciones 1ª, 2ª La y 3ªcondición  dan  Nota:   Las valores mínimos admisibles. 4ª da valor máximo admisible.

234  

Solución caso nº 1: 

Por tanto: tanto: 







Línea 1: 50 mm2: Ir1 mínimo (cond. 2ª) 3,35 A, máximo (condición 4ª): 4,35 A Línea 2: 240 mm2: Ir2 mínimo (cond. 2ª): 15,35 A máximo (condición 4ª): 4,35 A

Es necesario aumentar el valor IR  como mínimo hasta IR 15,35/0,1154 A

Significa dimensionar dimensionar más la resistencia R de puesta a tierra del neutro. 

235  

Solución caso nº 1: En consecuencia se eligen:  Resistencia de puesta a tierra del punto neutro IR  = 300 A  Reglaje de las protecciones homopolares Línea 1: 50 mm2: Ir1 = 3,5 A  Línea 2: 240 mm2: Ir2 = 15,5 A 

236  

Caso nº 2:  

Reglaje de una protección homopolar / llegada transformadorr y transformado resistencia de p.a.t. ¿3 TI's o toroidal?

237  

Caso nº 2:

Hallar    Ajuste de las protecciones homopolares homopolares 3 y 4. Observaciones : 1. el ajuste de las protecciones 1 y 2 son los determinados en el caso nº 1. 2.

en caso que el neutro del transformador no sea accesible, deberemos crear un neutro artificialGenerador homopolar. Proponer 

solución.  238  

Solución del caso 2º  



Es continuación del anterior caso nº 1, se ha incluido las protecciones homopolares nº3 y nº4.

Protección nº 3: 3: aTI = 120/5A= 24  Condición de selectividad Ir3 > Ir2, Ir3 > Ir1.  Ajuste elegido Ir3 = 18 A.





Protección nº 4 

Es protección térmica para el paso de corriente permanente por la resistencia R.

239  

del caso 2º Solución Habitualmente las resistencias de puesta a 

tierra del neutro en MT, se construyen para poder soportar el paso de una corriente permanente del orden del 8 a 10% de la intensidad máxima de cortocircuito unipolar a tierra, limitada por el propio valor de dicha resistencia.

 Aplicando este criterio constructivo al valor IR =300 A (elegido en el anterior caso nº 1) .



240  

Solución del caso 2º 

Las condiciones son: 1.

1.



Condición térmica: Ir4 < 0,1 x 300 = 30 A Condición de selectividad: Ir4 > Ir2; Ir4 > 15,5 A.

Se elige pues Ir4 = 22 A.

241  

Caso nº 3:  



Generador homopolar. Dimensionamiento de la protección.

242  

Caso nº 3: Hallar 





 Ajuste de las protecciones homopolares homopolares 3 y 4.

Observaciones 1.

2.

El ajuste de las protecciones 1 y 2 son los determinados en el caso nº 1. Para determinar el generador homopolar: Ipermanente : normalmente es Id/ 10 Id (tiempo) : intensidad de defecto Tensión (V)

243  

Resolución del caso 3º  

Es continuación de los casos anteriores nº 1 y nº 2 por generador homopolar  homopolar  habitualmente denominado también bobina de formación de neutro, o compensador de neutro. 

244  

Resolución del caso 3º 

La bobina de formación de neutro más utilizada es la denominada autozigzag.



La resistencia ohmica R entre el punto estrella de la bobina y tierra, es optativa.

245  

Resolución del caso 3º Para la corriente máxima de cortocircuito c ortocircuito unipolar 

a tierra Id = 300 A, la impedancia del conjunto bobina autozigzag con o sin resistencia R, es



En el caso de no haber la resistencia R entre punto estrella y tierra, la impedancia homopolar por fase fase de la la bobina bobina (Zo) (Zo) = 3 x 12 = 36 que constructivamente constructiv amente es casi toda reactancia.

Se considera ZoXo 246  

del caso 3º Resolución Si se prevé la resistencia R entre punto estrella 

y tierra, se tiene

donde Xo la reactancia homopolar por fase de la bobina.  

Eligiendo el valor de R, obtenemos Xo y viceversa  Para este caso, se elige Xo = 27.

entonces R = 247  

del caso 3º Resolución Estas bobinas de formación de neutro y la 

resistencia óhmica entre punto estrella y tierra, si la hay, deben: 1.

soportar el paso de la corriente máxima de cortocircuito a tierra durante un tiempo determinado, habitualmente habitualmente de entre 10 y 20 seg. o sea ampliamente superior al de interrupción por actuación de las protecciones, normalmente  1seg.

2.

Estar, aptas para una corriente permanente del 8 al

10% de la máxima de cortocircuito. 248  

Resolución del caso 3º 

Si en el presente caso es de 30A (300 x 0,1) el ajuste de la protección 4 debe ser Ir4 < 30A por ejemplo 22 A

como en el caso anterior nº 2.  El ajuste de la protección 3 será como en el caso anterior nº 2

(Ir3 < 18 A). 249  

PROTECCIÓN(67) DIRECCIONAL DE CORRIENTE

 

direccionales Protecciones El principio de funcionamiento de 

todas las protecciones



direccionales es,corriente, la detección unos valores de en de un sentido determinado. Importante: la referencia: 

 Así pues para el casode dereferencia 67P, tomaremos siempre una tensión entre fases (UL).  para el caso de las 67N, tomaremos la tensión homopolar (Uo), como

referencia. 251  

Protección de sobreintensidad direccional



Si la intensidad de falta puede circular en ambos sentidos en el punto de medida del relé, se hace necesario dotar a los relés de sobreintensidad de direccionalidad para poder alcanzar una correcta coordinación.

252  

Aplicación Típicamente los sistemas que 

requieren de este tipo de protección son los circuitos paralelos (líneas y transformadores) y sistemas en anillo, todos los cuales son bastante comunes en redes de distribución en media tensión.

253  

Ángulo característico 

Esto se consigue mediante el ajuste del ángulo característico del relé; que define el ángulo que existe entre la corriente y la tensión aplicadas al relé para obtener una sensibilidad máxima.

L.P.M. (+)

I

 

U IV

L.P.M. (-)

G 254  

Ángulo de derivación cuando el relé mide 

la corriente en la fase 1, la tensión polarización que de más se usa es V2 V3. 

Se entonces quedice el ángulo de derivación de la protección es de

90º, 255  

67P Polarización Los elementos para faltas entre fases en los •

relés están internament internamente e polarizados mediante las tensiones compuestas en cuadratura, tal y como se indica en la tabla a continuación:

256  

En falla

El vector de intensidad de falta estará retrasado respecto de su tensión nominal de fase en un ángulo que dependerá de la relación X/R del sistema.  Por lo tanto es un requerimiento el que el relé opere con una sensibilidad máxima cuando las intensidades estén en esta región. 

257  

Ángulo característico 30º para redes muy inductivas,  

45º para la mayoría de casos (90%),



60º para redes muy resistivas.

258  

Ángulo característico

259  

Ángulo característico

260  

Ángulo característico 

Los ajustes difieren dependiendo de la aplicación concreta.

261  

Ajuste del ángulo característico

Los valores recomendados son:  Líneas de alimentación, o aplicaciones con un punto de puesta a tierra detrás de la posición del relé, deberían utilizar un ajuste de +30º.  Transformadores, o aplicaciones con una fuente de secuencia cero en frente a la

ubicación del relé, utilice un ajuste

45 . 262

 

Protección direccional de tierra (ANSI 67N)  Protección unipolar.  Función Función:: detectar la corriente de defecto a 

tierra sentido de circulación normal del ramal,en porel comparación con la tensión homopolar Vo.  Requiere Requiere:: de 3 TT's para la detección de Vo, ya sea mediante suma vectorial de las 3V (tensiones fase-tierra), o por medición directa de la tensión residual sobre secundario 3 TT's conectados en triángulo abierto.

263  

Protección direccional de tierra (ANSI 67N)

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