INSTRUCCIÓN TÉCNICA CRITERIOS DE AJUSTE DE LAS PROTECCIONES DE DISTANCIA 1.
Cr i t er i os Gen er al es.
Siem pre se deben cum pli r con l os siguient es crit eri os generales: o
o
o
o
Se debe proteger la mayor extensión posible de la instalación en el menor tiempo posible. Se debe garantizar la detección y despeje de todas las fallas, entre fases y/ o residuales residuales,, que se se produzcan en la inst inst alación prot egida. egida. Se debe garantizar coordinación de operación de las protecciones al menos para las condiciones de operación más relevantes, dentro de las cuales se debe considerar la operación normal, entendiéndose como tal la condición más probable de operación. La protección de distancia puede ser ajustada para proporcionar respaldo local y/ o remot o a las prot ecciones e int errupt ores inst inst alados en la próxima etapa y sigu siguiente iente de prot ección ección del ext ext remo local y/ o remot o de la inst inst alación prot egida. egida.
A conti nuación se se apl ican l os crit eri os indi cados a algunos casos casos part icul ares, ares, los cuales no cubren l a t ot alidad d e las posibi posibi lid ades :
2.
Pr ot ot ec e cci on on es de Di Di st st an an ci a par a Fal l as as En t r e Fa Fases.
2. 1
Aj us u st e d e l os os a l ca ca n c e s d e l as as z o n a s. En todos los casos, los criterios generales para ajustar los alcances de las zonas de l as prot ecciones de dist dist ancia, deben ser l os siguient es: es: o
La zona 1 debe subalcanzar la próxima etapa de protección.
o
La zona 2 debe sobrealcanzar la próxima etapa de protección.
o
o
La zona 2 debe subalcanzar la etapa siguiente de la próxima etapa de protección. La zona 3 debe sobrealcanzar la etapa siguiente de la próxima etapa de protección.
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INSTRUCCIÓN TÉCNICA 2. 1 . 1
Pr o t e cc ió n de u na l ín ea d e t r a nsm i si ón e xp r esa si n ar r an qu es. Una línea de transmisión expresa sin arranques es aquella que no posee conexiones de consumo o d e inyección en algún punto i nt ermedi o ent re sus extremos, ya sea de tipo arranque tap off o por medio de transformadores de poder, y en cuyo ext remo remot o hay conect adas ot ras inst alaciones que no disponen de protecciones en su punto de conexión a la línea. Normalmente este tipo de línea tiene conectado uno o varios t ransfor madores de poder en su ext remo r emot o. En el caso indicado, el alcance de la zona 1 debe ser ajustado sin t emp orización com o mínim o a 110% de la react ancia de secuencia posit iva de la l ínea protegida, y como m áximo a 70% de la menor reactancia de secuencia posit iva de l a et apa de t ransfor mación. En caso que la etapa de transformación consista en varios transformadores que pueden ser operados en paralelo, la menor reactancia de la etapa de t ransfor mación corresponde a aquella result ante de la operación en paralelo de los transformadores. En caso que la etapa de transformación consista en varios transformadores que no pueden ser operados en paralelo, la m enor react ancia de la et apa de transformación corresponde a la menor reactancia del conjunto de reactancias de los transformadores. Asimismo, el alcance de la zona 2 debe ser ajustado temporizado como mínim o a 110% de la m ayor react ancia de secuencia posit iva de la et apa de transformación.
2. 1 . 2
Pr o t e cc ió n d e u na l ín ea d e t r a nsm i si ón si n a rr an qu es. Una línea de transmisión sin arranques es aquella que no posee conexiones de consumo o de inyección en algún punto intermedio entre sus extremos, ya sea de tipo arranque tap off o por medio de transformadores de poder, y en cuyo extremo remoto se conecta al menos una instalación protegida mediant e sus propias prot ecciones e int errupt or. En el caso indicado, el alcance de la zona 1 debe ser ajustado sin t emp orización ent re el 80% y 90% de l a react ancia de secuencia posit iva de la línea prot egida. Asimismo, el alcance de la zona 2 debe ser ajustado temporizado como mínim o a 110% de la r eact ancia de secuencia positi va de la línea prot egida y como m áxim o a 80% del al cance de la zona 1 (para f allas entr e f ases) de l a prot ección de distancia de la línea siguiente. Criterios de Ajuste de las Protecciones de Distancia Página
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INSTRUCCIÓN TÉCNICA
En caso que existan varias líneas conectadas al extremo remoto de la línea protegida, el alcance máximo de la zona 2 debe estimarse con la menor react ancia de los alcances de l a zona 1 de l as líneas adyacent es. En caso que además exista uno o más transformadores conectados en el extremo remoto de la línea protegida, se debe verificar que la mínima reactancia de la etapa de transformación sea mayor que el alcance de la zona 2. Si no es el caso se debe considerar cuidadosament e la t emp orización de l a zona 2. 2. 1 . 3
Pr o t e cc ió n d e u na l ín ea d e t r a nsm i si ón co n a rr an q ue s. Una línea de transmisión con arranques es aquella que posee conexiones de consumo o de inyección en algún punto intermedio entre sus extremos, ya sea de tip o arranque tap of f o por medio de t ransfor madores de poder.
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Ar r an que t i po t ap of f . En caso que exista un arranque tipo fusibles o prot ecciones e int errupt or, sin t emp orización ent re 80% y 90% de tramo comprendido entre el extremo de arranque del t ap off.
tap off protegido por desconectadores se debe aj ust ar el alcance de l a zona 1 l a react ancia de secuencia posit iva del local de la línea protegida y el punto
Asimismo, el alcance de la zona 2 debe ser ajustado temporizado de acuerdo a los criterios indicados en los puntos 2.1.1 y 1.1.2, dependiendo del caso y considerando el p osible ef ecto inf eed. 2. 1 . 3. 2
Ar r an qu e m e di an t e t r a nsf o r m ad or d e po de r . En caso que exista uno o más arranques consistentes en uno o más transformadores de poder protegidos por desconectadores fusibles o por protecciones e interruptor, se debe ajustar el alcance de la zona 1 sin t emp orización com o máxim o a 70% de la menor react ancia de secuencia positiva de la etapa conjunta de transformación o alternativamente se debe aj ust ar ent re el 80% y 90% de l a react ancia de secuencia posit iva de l a línea protegida, siendo el ajuste adecuado el de menor valor entre los criterios enunciados. El alcance de la zona 2 debe ser ajustada temporizada de acuerdo a los criterios indicados en los puntos 2.1.1 y 2.1.2, dependiendo del caso.
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INSTRUCCIÓN TÉCNICA 2. 1. 4
Casos especi al es Existen una gama de casos especiales que escapan a la posibilidad de ofrecer una receta para ajustar las protecciones de distanc ia. A cont inuación se enumeran algunos de el los.
2 . 1. 4 . 1
Pr o t e c ci ó n de u n t r a nsf o r m a d or m e d i an t e u n a p r o t e cc i ón d i st a n c ia . En este caso la zona 1 debe ser aj ust ada sin t emp orización ent re el 70% y 80% de la m enor reactancia del t ransform ador, la cual depende fuert ement e de la posición del cambiador de t omas. La zona 2 debe ser aj ust ada t emp orizada como m ínimo a 120% de l a máxim a reactancia del transformador, la cual, como se indicó, depende fuertemente de la posición del cambiador de t omas.
2. 1 . 4. 2
Pr o t e cc ió n de u n ar r an qu e t a p of f d e i ny ec ci ón . En este caso es conveniente que la protección sea ajustada de tal forma que prot ej a al mi smo t iempo el arr anque tap off y la línea a la cual se conect a el tap off. Lo anterior se logra ajustando la direccionalidad de las zonas de tal forma que dos zonas se orienten hacia el arranque tap off y dos zonas se orienten hacia la línea donde se conecta el t ap off . Los criterios para ajustar las zonas 1 y 2 son los mismos que se han indicado en los párrafos anteriores.
2. 1. 5
Zonas de r espal do Una protección de distancia puede proporcionar protección de respaldo remoto a las protecciones e interruptores que se encuentran en las etapas próximas y siguientes de prot ección después del extr emo r emot o de l a línea protegida. Los alcances de las zonas de respaldo remoto se deben ajustar al menos a 110% de la m ínima r eact ancia t ot al de secuencia posit iva de las instalaci ones protegidas por las protecciones que se desea respaldar en forma remota. La operación de una zona de respaldo debe ser sufi cientem ente t empor izada como para permi t ir la operación de las prot ecciones principales remot as y el accionamiento de sus interruptores. Solo en el caso de verificarse la falla del sistema de protección remoto debe operar la zona de respaldo de la prot ección de dist ancia. Criterios de Ajuste de las Protecciones de Distancia Página
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INSTRUCCIÓN TÉCNICA 2. 2
Aj u st e de las t em por izaci ones d e l as zonas.
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Tem por ización de la Zona 1. Normalmente la zona 1 no tiene temporización, es decir su actuación es inst antánea, entendiéndose por “ inst antánea” un tiem po de operación ent re 15 y 35 ms (lo que of rece l a t ecnología act ual). A menos que se justifique fundadamente, en base a argumentos técnicos irr efut ables, no se recomienda t emporizar la act uación de la zona 1.
2. 2. 2
Tem por ización de la Zona 2. Si la mínima reactancia de secuencia positiva de la etapa de transformación del ext remo remot o de la l ínea protegida es mayor que el 120% del alcance de la zona 2, entonces la temporización de la zona 2 debe coordinar exclusivamente con la zona 1 de la línea siguiente, en caso que no se hayan habilit ado protecciones de sobrecorrient e. En el caso indicado y si se dispone de interruptores modernos y protecciones digitales, es posible en algunos casos ajustar tiempos de operación de la zona 2 del orden de 250 ms. Si no es el caso, se debe ajustar la temporización de la zona 2 como mínimo en 350 - 400 ms. En todo caso, siempre es recomendable estimar los tiempos de operación apropiados cuando lo que se desea es minimizar esta temporización y examinar la posibilidad de que otras protecciones temporizadas se encuentren habilitadas. Si no se cumple lo indicado en el primer párrafo, significa que la zona 2 es capaz de detect ar f allas en la barra de MT de la et apa de transfor mación, en tal caso, la temporización de la zona 2 debe ser estimada considerando el mayor tiempo de operación de las protecciones de la subestación para despej ar esa fall a en la peor condición.
2. 2. 3
Tem por ización de la Zona 3. Normalm ente la zona 3 se aj ust a como una zona de respaldo remot o, l o que signif ica que est a zona debe act uar solo en caso que las prot ecciones y/ o int errupt ores respaldados no lo hagan. Por t al razón, la t emporización de la zona 3 depende del tiempo de operación de las protecciones respaldadas, las cuales siem pre d eben ser evaluadas en la peor condi ción de operación.
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INSTRUCCIÓN TÉCNICA 3.
Protecciones de Distancia para Fallas Residuales.
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Aj ust e de l os al cances de l as zonas. En forma independiente del valor del factor de compensación residual elegido, en todos los casos los criterios generales para ajustar los alcances de las zonas residuales de las protecciones de distancia deben ser los siguientes: o
La zona 1 debe subalcanzar la próxima etapa de protección.
o
La zona 2 debe sobrealcanzar la próxima etapa de protección.
o
o
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La zona 2 debe subalcanzar la etapa siguiente de la próxima etapa de protección. La zona 3 debe sobrealcanzar la etapa siguiente de la próxima etapa de protección.
Pr o t e cc ió n de u na l ín ea d e t r a nsm i si ón e xp r esa si n ar r an qu es. En el caso indicado, se debe ajustar el factor de compensación residual de acuerdo a los parámetros de la línea y ajustar el alcance de la zona 1 sin t emp orización com o mínim o a 110% de la react ancia de secuencia posit iva de la línea prot egida y como m áxim o a 50% de la m enor react ancia de la et apa de t ransfor mación. Asimismo, el alcance de la zona 2 puede ser ajustado temporizado como mínim o a 110% de la mayor r eact ancia de la et apa de tr ansfor mación debiéndose considerar el efecto de la compensación residual en la medida realizada por la pr otección.
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Pr o t e cc ió n d e u na l ín ea d e t r a nsm i si ón si n a rr an qu es. En el caso indicado, se debe ajustar el factor de compensación residual de acuerdo a los parámetros de la línea y el alcance de la zona 1 sin t emp orización ent re el 80% y 85% de l a react ancia de secuencia posit iva de la línea prot egida. Asimismo, el alcance de la zona 2 debe ser ajustado temporizado como mínim o a 110% de la r eact ancia de secuencia positi va de la línea prot egida y como m áximo a 70% del alcance de l a zona 1 (para f allas residuales) de la protección de distancia de la línea siguiente, debiéndose tomar en consideración el efecto de la compensación residual en la medida realizada por la protección. Criterios de Ajuste de las Protecciones de Distancia Página
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INSTRUCCIÓN TÉCNICA En caso que existan varias líneas conectadas al extremo remoto de la línea protegida, el alcance máximo de la zona 2 debe estimarse con la menor react ancia de los alcances de l a zona 1 de l as líneas adyacent es. En caso que además exista uno o más transformadores conectados en el extremo remoto de la línea protegida, se debe verificar que la mínima reactancia de la etapa de transformación sea mayor que el alcance de la zona 2, considerando siempre el efecto de la compensación residual en la medida realizada por la protección. Si no es el caso, se debe considerar cuidadosament e la t emporización de la zona 2. 3. 1 . 3
Pr o t e cc ió n d e u na l ín ea d e t r a nsm i si ón co n a rr an q ue s.
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Ar r an que t i po t ap of f . En caso que exista un arranque tipo tap off protegido por desconectadores fusibles o por protecciones e interruptor, se debe ajustar el factor de compensación residual de acuerdo a los parámetros de la línea y el alcance de l a zona 1 sin t emp orización ent re el 80% y 85% de l a react ancia de secuencia posit iva del tr amo comprendido ent re el ext remo l ocal de la línea protegida y el punto de arranque del tap off . Asimismo, el alcance de la zona 2 debe ser ajustado temporizado de acuerdo a los criterios indicados en los puntos 2.1.1 y 1.1.2, dependiendo del caso y considerando el efecto de la compensación residual en la medida realizada por la protección. Además, en caso de ser necesario, se debe considerar el posible efect o infeed en el punto de arranque del t ap off.
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Ar r an qu e m e di an t e t r a nsf o r m ad or d e po de r . En caso que exista un arranque mediante uno o más transformadores de poder protegidos por desconectadores fusibles o por protecciones e interruptor, se debe ajustar el alcance de la zona 1 de acuerdo a los criterios enunciados en los puntos 2.1.1 y 2.1.2, dependiendo de si existe en la línea algún arranque ti po tap off . Si la línea protegida es de tipo expresa y hay más de un arranque con t ransfor mador de poder , el alcance máximo de la zona 1 debe corresponder al 70% de la m enor react ancia del conjunt o de r eactancias de los transformadores de poder conectados a la línea, considerando el efecto de la compensación residual en l a medida r ealizada por l a prot ección. El alcance de la zona 2 debe ser ajustada temporizada de acuerdo a los criterios indicados en los puntos 3.1.1 y 3.1.2, dependiendo del caso.
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INSTRUCCIÓN TÉCNICA 3. 1. 4
Al gunos Casos esp eci al es
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Pr o t e c ci ó n de u n t r a nsf o r m a d or m e d i an t e u n a p r o t e cc i ón d i st a n c ia . En este caso se debe estimar el factor de compensación residual de tal forma que la reactancia total de una falla residual en los terminales lado carga del transformador sea medida en forma idéntica a como la protección mide l a reactancia tot al de una fall a entr e fases. Una vez det ermi nado el f actor de compensación residual, la zona 1 debe ser aj ust ada sin t emp orización ent re el 70% y 75% de la m enor r eact ancia del transformador, la cual depende fuertemente de la posición del cambiador de t omas. La zona 2 debe ser aj ust ada t emp orizada como m ínimo a 120% de l a máxim a reactancia del transformador, la cual, como se indicó, depende fuertemente de la posición del cambiador de t omas.
3. 1 . 4. 2
Pr o t e cc ió n de u n ar r an qu e t a p of f d e i ny ec ci ón . En este caso es conveniente que la protección sea ajustada de tal forma que prot ej a al mi smo t iempo el arr anque tap off y la línea a la cual se conect a el tap off. Lo anterior se logra ajustando la direccionalidad de las zonas de tal forma que dos zonas se orienten hacia el arranque tap off y dos zonas se orienten hacia la línea donde se conecta el t ap off . Los criterios para ajustar las zonas 1 y 2 son los mismos que se han indicado en los párrafos anteriores.
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Zonas de r espal do Una protección de distancia puede proporcionar protección de respaldo remoto a las protecciones e interruptores que se encuentran en las etapas próximas y siguientes de prot ección de la línea prot egida. Los alcances de las zonas de respaldo remoto se deben ajustar al menos a 110% de la m ínima r eact ancia t ot al de secuencia posit iva de las instalaci ones protegidas por las protecciones que se desea respaldar en forma remota, debiéndose considerar el efecto de la compensación residual en la medida realizada por la pr otección.
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Aj u st e de las t em por izaci ones d e l as zonas.
3. 2. 1
Tem por ización de la Zona 1. Normalmente la zona 1 no tiene temporización, es decir su actuación es inst antánea, entendiéndose por “ inst antánea” un tiem po de operación ent re 15 y 35 ms (lo que of rece l a t ecnología act ual). A menos que se justifique fundadamente, en base a argumentos técnicos irr efut ables, no se recomienda t emporizar la act uación de la zona 1.
3. 2. 2
Tem por ización de la Zona 2. Si la mínima reactancia de secuencia positiva de la etapa de transformación del ext remo remot o de la l ínea protegida es mayor que el 120% del alcance de la zona 2, entonces la temporización de la zona 2 debe coordinar exclusivamente con la zona 1 de la línea siguiente, en caso que no se hayan habilit ado protecciones de sobrecorrient e. Puesto que normalmente los enrollados del los transformadores de poder no permiten el aporte de corriente de secuencia cero desde la línea cuando se producen fallas residuales en las barras de MT de los transformadores de poder, l a condición indicada en el prim er párraf o normalment e se verifi ca. En el caso indicado y si se dispone de interruptores modernos y protecciones digitales, es posible en algunos casos ajustar tiempos de operación de la zona 2 del orden de 250 ms. Si no es el caso, se debe ajustar la temporización de la zona 2 como mínimo en 350 - 400 ms. En todo caso, siempre es recomendable estimar los tiempos de operación apropiados cuando lo que se desea es minimizar esta temporización.
3.2.2.1
Temporización de la Zona 3. Normalmente la zona 3 se ajusta como una zona de respaldo remoto, lo que significa que esta zona debe actuar solo en caso que las protecciones y/o interruptores respaldados no lo hagan. Por tal razón, la temporización de la zona 3 depende del tiempo de operación de las protecciones respaldadas, las cuales siempre deben ser evaluadas en la peor condición de operación y considerando el efecto de la compensación residual en la medida realizada por la protección distancia.
ELG/elg 07/04/2006
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