CARRERA DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA Y APLICADAS
INTEGRANTE: CRISTIAN SANGUCHO TEMA: CÓDIGOS
ING. CRISTIAN GALLARDO
OCTAVO
ING. ELECTROMECANICA
TEMA
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES EN SUBESTACIONES
OBJETIVOS
GENERAL Investigar la coordinación de las protecciones, los métodos más utilizados en una subestación mediante un estudio detenido de los documentos y archivos disponibles de esta información, para la comprensión de las aplicaciones que tienen cada uno de estos.
ESPECÍFICOS
Analizar diversas fuentes sobre el tema y sacar la información más relevante.
Comprender cada uno de los métodos utilizados dentro de la coordinación de protecciones
MARCO TEÓRICO COORDINACIÓN DE PROTECCIONES EN SUBESTACIONES. 1. PROTECCIÓN DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN.
Por su longitud las líneas de transmisión están más expuestas a los cortocircuitos, descargas atmosféricas y al deterioro del aislamiento que cualquier otro elemento del sistema. Dependiendo de los requisitos que se deben llenar, las líneas están protegidas por equipo de protección de sobre corriente, distancia y piloto.
Cortocircuitos.
Desde el punto de vista eléctrico, cortocircuito es la conexión accidental o intencionada, mediante una resistencia o impedancia relativamente baja, de dos o más puntos de un circuito que están normalmente a tensiones diferentes. Un cortocircuito origina aumentos bruscos en las corrientes circulantes en una instalación, pudiendo dañar al equipamiento eléctrico, equipos cercanos a la instalación y hasta personas no adecuadamente protegidas. Algunos de los incidentes más graves en la instalación eléctrica pueden ser representados por cortocircuitos: la caída de un rayo en una línea de transmisión, el incendio de un transformador, la inundación de una subestación, etc.
Descargas atmosféricas.
Las descargas atmosféricas pueden causar grandes diferencias de potencial en sistemas eléctricos distribuidos fuera de edificios o de estructuras protegidas. A consecuencia de ello, pueden circular grandes corrientes en las canalizaciones metálicas, y entre conductores que conectan dos zonas aisladas. Pero, aún sin la descarga, una nube cargada electrostáticamente crea diferencias de potencial en la tierra directamente debajo de ella. La descarga atmosférica conocida como rayo, es la igualación violenta de cargas de un campo eléctrico que se ha creado entre una nube y la tierra o, entre nubes.
Deterioro de aisladores.
Las propiedades eléctricas y el comportamiento de los aisladores no cerámicos dependen principalmente de sus propiedades superficiales (como la hidrofobicidad) y de los cambios de estas propiedades debidos a la exposición a la intemperie (envejecimiento). Asimismo, dicho comportamiento depende también de un diseño adecuado al reducir el número de interfaces donde se pueden presentar arqueos y donde puede ocurrir una degradación acelerada del material. El proceso de selección de un aislador no cerámico para una aplicación particular debe incluir un análisis de los materiales disponibles, de la experiencia operativa, del dimensionamiento de su longitud y distancia de fuga, de los resultados de pruebas de envejecimiento acelerado y de las condiciones bajo las cuales va a operar. Los aisladores no cerámicos están sujetos a diferentes condiciones ambientales y de contaminación, por lo que el material de los faldones y de la cubierta debe ser capaz de soportar los efectos de las descargas superficiales (erosión o tracking) y diversos mecanismos de falla que pueden presentarse en campo. 2. CAMARA DE TRASFORMACIÓN.
Recibe el nombre de centro de transformación, la instalación cuya principal funciones reducir la alta tensión a baja tensión. Esta definición engloba todos los elementos que posibilitan esta transformación, incluidas protecciones, elementos de medida y seccionamiento y el propio transformador. Todos los elementos que se engloban dentro del centro de transformación, se montan en el interior de un cuarto, que toma el nombre de cámara de transformación. Al realizar el diseño de la cámara de transformación, se debe tomar en cuenta, suministrará la energía para la alimentación del Edificio. El nivel de voltaje será de 210 / 121 voltios, tres fases, 60 ciclos, dicha alimentación llegará a tablero de medidores proyectado y que será adecuado en su barraje y protecciones de acuerdo a
demanda; donde se conectará la acometida al respectivo sistema de protecciones. 3. SISTEMAS INTERNOS Y EXTERNOS.
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES EN SUESTACIONES Antes de proceder a explicar cómo coordinar, se debe conocer que los circuitos eléctricos tienen elemento protector y elemento de respaldo necesariamente, para satisfacer la protección a placer en las zonas o áreas predeterminadas. El elemento protector es el primer elemento encargado de despejar de inmediato una falla. Está instalado en el lado de carga y el que se encuentra lo más adjunto a ella. El elemento de respaldo es el que completa el despeje en caso de no actuar el elemento protector.
Evidentemente cuando se produce la falla ambos elementos detectan e inician su operación, pero el elemento protector actúa en menor tiempo debido a su mayor sensibilidad y rapidez. La salida de servicio de algún circuito eléctrico por falla permanente involucra apartar del servicio el menor área de red posible a dicha falla. Una protección eléctrica debe constar de los siguientes criterios:
Debe asignar la normal o completa carga de corriente que fluye hacia los elementos. Esto incluye la corriente de arranque y de funcionamiento. En un cortocircuito las protecciones eléctricas deben selectivamente dispararse antes de que ocurra un daño térmico o mecánico a uno de los equipos protegidos. En el momento de no actuar el primero de los aparatos de protección (protector), el próximo aparato (respaldo) debe operar y eliminar la falla.
MÉTODOS DE COORDINACIÓN. Los aparatos de protección de sobre corriente pueden ser coordinados usando uno de los siguientes métodos:
a.- Magnitud de la Corriente. Si la corriente de cortocircuito es suficientemente diferente entre dos localidades, los dos aparatos de protección pueden ser calibrados para diferentes corrientes sensitivas.
b.- Tiempo. Los aparatos de protección que se encuentren lo más cerca a la fuente de cortocircuito, tendrán un tiempo de respuesta más rápido que los aparatos que se encuentren simultáneamente precedidos de estos.
C.- Dirección de la Corriente (ángulo de fase) En este tipo de coordinación las corrientes son comparadas con alguna referencia, tales como en los relés diferenciales.
d.- Computacional. La gran habilidad de realizar combinaciones de curvas tiempo-corriente de los diferentes dispositivos de protecciones eléctricas por medio de los computadores, han permitido reemplazar los tableros de luces (método antiguo y obsoleto usado para obtener las curvas tiempo-corriente), por los métodos anteriormente descritos.
COORDINACIÓN FUSIBLE – FUSIBLE. Es una de las protecciones más comunes, donde para coordinar se utilizan curvas características de tiempo-corriente para mínimo tiempo de fusión ( minimun melting time ) y máximo tiempo de despeje ( maximu clearing time). Para coordinar fusibles tipo H, K, T y Dual se utilizan tablas de coordinación.
A continuación se describen reglas y procedimientos para la coordinación fusiblefusible:
a.- Utilización de Curvas Tiempo-Corriente. El tiempo máximo de despeje ( TMD ) del elemento protector debe ser menor o igual al 75% del tiempo mínimo de fusión ( tmf ) del elemento de respaldo ( ecuación 6.1 ). b.- Utilización de Tablas de Coordinación Para coordinar fusibles tipo H, K, T y Dual se utilizan tablas de coordinación entre fusibles que se encuentran. Este procedimiento ayuda a simplificar la coordinación entre fusibles pero con la desventaja de ser menos precisos
COORDINACIÓN FUSIBLE – RECONECTADOR. Se deben considerar dos aspectos muy importantes: cuando el fusible está en el lado de carga del reconectado, y cuando el fusible está en el lado de generación del re conectador.
a.- Coordinación con Fusibles en el Lado de Carga del Reconectador. Para una adecuada coordinación es necesario que el fusible se funda después de haber operado o actuado el reconectador.
b.- Coordinación con Fusibles en el lado de Generación del Reconectador. Para este tipo de coordinación es necesario que el tiempo mínimo de fusión ( tmf ) del fusible sea mayor al tiempo de despeje de la curva lenta ( L ) del reconectador
afectado por un factor multiplicador ( L’ ) que consta en el
COORDINACIÓN RECONECTADOR – RECONECTADOR. Se debe tener presente si el reconectador es accionado por método hidráulico o electrónico. Las alternativas de accionamiento pueden ser usando: diferente tamaño de bobina e igual secuencia de operación, igual tamaño de bobina y diferente
secuencia de operación y, diferente tamaño de bobina y diferente secuencia de operación.
a.- Accionamiento con Diferente Tamaño de Bobina e Igual Secuencia de Operación. El inconveniente en la característica rápida de los reconectadores es que con corrientes mayores a 1000 A, las curvas coinciden una con otra por tener distancias muy pequeñas
b.- Accionamiento con Igual Tamaño de Bobina y Diferente Secuencia Es más confiable que el anterior porque se obtiene variaciones con respecto a la secuencia de operación. Se puede excluir una característica de operación, sea la rápida o la lenta para así evitar operaciones simultáneas en condiciones de falla. De Operación.
c.- Accionamiento con Diferente Tamaño de Bobina y Diferente Secuencia de Operación. Es el más adecuado y recomendado mientras sea factible de instalar en el circuito a proteger. Es una combinación de las posibilidades anteriores, y según el número de operaciones
COORDINACIÓN RELÉ – RELÉ. Para coordinar con este elemento se debe tener presente el tap de corriente ( pick up ), tiempo de reposición ( lever ), tiempo de paso overshoot ) y el ajuste óptimo; adecuando el elemento al sistema y no el sistema al elemento.
COORDINACIÓN RELÉ – RECONECTADOR Para que prevalezca la coordinación entre un reconectador como elemento protector y un relé como elemento de respaldo, es necesario que los valores de corriente de falla en la zona del reconectador estén por debajo de la corriente de falla de la zona del relé.
Cuando se produce una falla, el reconectador y el relé entran a funcionar. Durante el primer tiempo de apertura rápida del reconectador ( tap ), el relé avanza una longitud de tap / top . Al tener el primer tiempo de cierre rápido el reconectador ( tcr ), el relé regresa a la posición inicial tcr / trp .
CONCLUCIONES
Obtener una perspectiva amplia y real de las condiciones actuales del sistema eléctrico de distribución por medio de un diagrama unifilar para poder satisfacer con un servicio más eficaz y eficiente y con el respaldo técnico garantizado a la comunidad en general.
Identificar a las líneas de los sistemas de distribución en altamente resistivas, debido a sus cortas distancias entre puntos de carga. La resistencia del cable es uno de los limitantes para la corriente de cortocircuito.
RECOMENDACIONES
Modificar el diagrama unifilar siempre que se realicen cambios en el sistema dibujando el elemento en el sitio correcto y adjudicando los datos técnicos necesarios para posteriores eventualidades.
Reestructurar la infraestructura de la red eléctrica con un enfoque técnico y sustentable y de acuerdo a las alternativas de solución indicadas en el estudio en mención.
BIBLIOGRAFÍA
http://es.scribd.com/doc/56290416/Sistemas-de-Protecciones-en-LasSubestaciones
http://www.iit.upcomillas.es/pfc/resumenes/4868a79725bbc.pdf
https://www.selinc.com/substation/?LangType=1034
