Barras

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CONSTRUIMOS FUTURO

Pro rotecci tección ón de Barr Barra as

Martes, 02 de Febrero de 2010 2010 Gilberto Carrillo Caicedo

CONSTRUIMOS FUTURO

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INTRODUCCIÓN En los sistemas de baja tensión las barras se protegen con un totalizador, interruptores termonagnético que se encuentran conec a os a a arra, como se muestra en la figura siguiente.

Martes, 02 de Febrero de 2010

Gilberto Carrillo Caicedo

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INTRODUCCIÓN Si la barra es de alta tensión y de poca importancia, el barras, pero asegurando de todas maneras su protección por medio de los relés de las líneas asociadas con la barra, pero en una barra adyacente como muestra la Fig. (a), como la rotección usada es de res aldo ésta será lenta menos selectiva, y desconecta por tanto, innecesariamente las cargas derivadas de la línea.



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INTRODUCCIÓN

Figura (a) Protección de barras con relés de respaldo



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INTRODUCCIÓN

barra justifica una protección independiente colocar relés direccionales de sobrecorriente como se muestra en la figura.



Protección direccional de sobrecorriente

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INTRODUCCIÓN

Para realizar la protección de tierra se puede asilar la estructura que soporta la barra y sus aparatos interconectando todos los tableros, tanques de interruptores, etc; por medio de una sola conexión a tierra a través de un CT que sobrecorriente como se muestra en la siguiente . Martes, 02 de Febrero de 2010


protección para fallas usando un relé de sobrecorriente

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PROTECCIÒN DIFRENCIAL DE CORRIENTE A continuación se muestra su a licación a una barra con cuatro circuitos. Todos los CT tienen la misma relación de transformación nominal y están interconectados de tal forma que para corrientes de carga ó para corrientes que fluyan hacia una falla externa más allá de los , no deberá fluir corriente por la bobina del relé . Martes, 02 de Febrero de 2010


Protección de barras con relés de baja impedancia

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CON RELÉS DE ALTA IMPEDANCIA Para la aplicación de la protección diferencial con CTs y relés de alta im edancia Fi ura b a la rotección de barras se deben tener en cuenta dos cosas. Una, que el relé no opere cuando ocurre una falla externa y se sature un transformador de corriente, y la otra que opere cuando exista un corto en al barra. Para ue no o ere cuando la falla es externa se debe ase urar que la tensión de operación del relé sea mayor que la tensión existente en el transformador de corriente saturado (Ver figura (b)), esto es: V =( ra2 +r 2 ) × RTC Martes, 02 de Febrero de 2010


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CON RELÉS DE ALTA IMPEDANCIA Para ello, si es necesario, se le coloca una resistencia en serie con el relé reduciendo de esta forma el volta e correspondiente. Esto seria, entonces: relé Vrelé =⎜ ⎟×V ⎝ Rrelé +Resteabilizadora ⎠

Para que el relé opere en caso de falla en la barra, la corriente por el rele debe ser mayor que la corriente de operación, esto es:

Irelé > I min.operacón Martes, 02 de Febrero de 2010


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CON RELÉS DE ALTA IMPEDANCIA Vale la pena aclarar que la corriente por el relé será: R p

I relé = ⎜ ⎜

⎟⎟ × I ⎝ R p + R ⎠

Siendo: R p = Resistencia paralela al relé. R = Rrelé + Rest =Resistencia de la rama del relé. I = Suma de las corrientes secundarias de los CTs. destructivo en caso de falla en la barra, se coloca una resistencia en paralelo ( R ) p



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CON RELÉS DE ALTA IMPEDANCIA V m á x . r e l é > V r e lé , c o c i − m á x V m á x .r e lé

⎛ R p ⎞ > ⎜ × I ⎟ × R re lé ⎜ R + R ⎟ ⎝ p ⎠

V m áx .relé > ⎜ ⎜

p

×

r e lé

⎟⎟ + + R R R re lé e s t ⎠ ⎝ p

× I

Siendo V máx.relé la máxima tensión que soportaría el relé sin dañarse en el tiempo que dura el coci. , , tendrán tres aparatos por cada elemento mostrado. Ver Fig. (b). Martes, 02 de Febrero de 2010


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CON RELÉS DE ALTA IMPEDANCIA

Figura (b) Conexión de los CT para protección diferencial con relés de alta impedancia.



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Cuando se presenta una falla en una de las salidas, se del CT, debido a la componente transitoria de C.D. de la corriente de cortocircuito, o sea que ese transformador se comporta como un cortocircuito como se muestra en la siguiente figura.



circuito equivalente de la conexión diferencial con un CT saturado.

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. Hallar la resistencia estabilizadora que habría que opere en caso de saturación del transformador de corriente.



Correspondiente al circuito equivalente del

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CON RELÉS DE ALTA IMPEDANCIA Si S está cerrado o el transformador esta saturado: Vmáx.relé = ( 0.3 + 0.2 ) × 50 = 25V R

>

⎛

25V 25 ×10

−

⎞

= 1000Ω

⎛ 25V ⎞ ⎟ = 1000Ω −3 25 10 × A ⎝ ⎠

Rrelé = ⎜

R =0,

ero se coloca Entonces:

Vrama =1200×25×10− =30V 3



Rest = 200Ω

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CON RELÉS DE ALTA IMPEDANCIA En la curva del CT:

Característica del CT usado en el ejemplo 1



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PROTECCIÓN DIFERENCIAL CON El problema de saturación del CT se elimina colocando CTs de núcleo de aire llamados acopladores lineales. La característica de excitación es una línea recta que tiene normalmente pendiente de 5 voltios secundarios por cada 1000 amperios primarios. Los acopladores lineales pueden funcionar con su secundario en circuito abierto y además puede tomar muy poca corriente del secundario. Los acopladores lineales se conecten con sus muestra en la Fig. (c). Para condiciones normales de carga o falla externa la sima de las tensiones inducidas en los secundarios es cero, cuando ocurre una falla en la barra colectora, la suma de las tensiones secundarias es diferente de cero, condición que hará funcionar el relé proporcionando protección de alta velocidad . Martes, 02 de Febrero de 2010


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PROTECCIÓN DIFERENCIAL CON

Figura (c) Protección de barra colectora con acopladores lineales.



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PROTECCIÓN DIFERENCIAL PARCIAL En está protección solo los circuitos de los CTs en los paralelo: Generalmente se usan dos tipos de protección diferencial, uno que emplea relés de sobrecorrientes y otro con relés de distancia. de sobrecorriente deben coordinarse con los relés de los circuitos de carga para fallas externas. (Ver Fig. (e)) El segundo caso se aplica donde los circuitos de carga tienen como se muestra en la Fig. (f).



e e

f

pos e pro ecc n

erenc a parc a

e. De sobrecorriente f. De distancia

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Esquemas de protección diferencial BARRA SECCIONADA. El esquema mostrado a continuación es muy usado or los in leses consta de dos conjuntos diferentes de protección, uno de chequeo que determina si la falla es en la barra y otro discriminatorio que desconecte la sección de la arra on e ocurre e coc . Nótese que el esquema de chequeo puede usarse am n como respa o. Martes, 02 de Febrero de 2010


Protección diferencial parcial para barra seccionada.

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DOBLE BARRA.

Un esquema completo de protección contra cortocircuito se muestra

Protección diferencial para configuración doble barra.



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