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Operación Coordinada Protección de Líneas de Transmisión y de Transformadores. Barreno Reyes Luis E., Laboratorio de Protecciones Eléctricas, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Quito, Ecuador
Abstract—En Este documento se presenta los resultados de las simulaciones realizadas durante la práctica. Para lo cual se estableció criterios generales de ajuste coordinado entre las protecciones de distancia de las líneas de transmisión y las de sobrecorriente de los transformadores de potencia.
I. INFORME A. Realizar una descripción de la operación coordinada de las protecciones de distancia y de sobrecorriente modeladas en el sistema eléctrico. Para realizar una operación coordinada entre la protección de la linea, y la protección en el transformador, ubicamos el rele de distancia y una de sobrecorriente en el transformador, la zona 2 de la protección de distancia debe operar de manera coordinada con el rele de sobrecorriente. Para ajustar las zonas en el rele de distancia tipo poligonal, especificamos el alcance reactivo, alcance resistivo, y los diferentes ángulos requeridos.
Fig. 1Ajuste de Zona 1en el relé de distancia Ph - Ph.
El ajuste de zona 3 no conviene realizarlo para este sistema, ya que presenta un transformador y no se puede cubrir zonas con diferentes niveles de voltaje. En el caso de fallas internas del transformador el rele de distancia no observa la falla, por lo que el rele de sobrecorriente actúa de manera coordinada con la zona 2. B. Identificar y tabular los ajustes adecuados para las protecciones de distancia y sobrecorriente modeladas en la práctica: ajuste en ohmios primarios y secundarios, temporización (para distancia) y ajuste de tap, dial y tipo de curva (sobrecorriente). Para ajustar un relé electromecánico tipo Poligonal se especifica los ajustes en zona 1 y zona 2, debido a la topología del sistema eléctrico. No se puede tabular la zona 3, porque esta zona cae en otro nivel de voltaje.
Fig. 2. Ajuste de zona 2 en el relé de distancia Ph - Ph.
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C. Muestre mediante graficas los ajustes de las protecciones de distancia y sobrecorriente modeladas. ANEXO Las gráficas a presentarse corresponden para los cuatro tipos de fallas internas del transformador. II. CONCLUSIONES Se conoció que para ajustar un relé electromecánico tipo POLIGONAL se debe especificar un alcance reactivo, resistivo y los ángulos requeridos. La operación primaria del transformador es la protección diferencial, si no opera esta protección, opera la protección de sobrecorriente en aproximadamente 300 ms (como protección de respaldo local) y como respaldo remoto, opera la protección de distancia en 600 ms. Fig. 3. Ajuste de zona 2 en el relé de distancia Ph - E.
Se conoció que si no se ajusta el factor de compensación por corriente residual (k0), la impedancia que calcula el rele es mucho más grande, por lo que se crea un efecto de subalcance. En caso de no lograr la coordinación de protecciones, una solución a esto podría ser usar algún tipo de tele protección, puede ser DUTT, PUTT, POTT para asegurarme que funcione de manera correcta. III. REFERENCIAS [1] [2] [3]
Fig. 2. Ajuste de zona 2 en el relé de distancia Ph - E TABLA I
Ajuste Requeridos en relés de sobrecorriente Ajuste de relés relés Parámetro
I>
Ío>
Tap
Dial
Tap
Dial
1
0,9
0,05
0,8
0,05
2
0,85
0,05
0,08
3
0,51
0,1
0,8 0,20 4
0,15
P.Anderson, “Power system protection”, IEEE Press, 1988. Manual del usuario del Power Factory de DigSilent. https://www.academia.edu/6859166/Ch_09_Corto_Circuito
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ANEXO Fallas entre fases Se utiliza el relé SPAJ 142 C activando únicamente la opción 51 (I>), en cuanto al relé de distancia se utiliza el poligonal: Dis Poly Z4-Ph-Ph. DIgSILENT
Falla trifásica: I =14434,133 pri.A
10
[s]
1
0.299 s
0,1 13,80 kV 1000
10000
[pri.A]
100000
B1\Cub_2\RSC_B1_T1 Time-Overcurrent Plot
Date: 7/5/2015 Annex:
D I g S I L E N T
Figura 1.- Curva tiempo – sobrecorriente para falla trifasica. 72,0 [pri.Ohm] 66,0
60,0
54,0
48,0
42,0
36,0
RD_B5 Zone (All): Polarizing Z A 52,682 pri.Ohm 57,31° Z B 667,225 pri.Ohm -21,34° Z C 719,485 pri.Ohm -177,05° Fault Type: ABC (Starting) Tripping Time: 0,64 s
30,0
24,0
18,0
12,0
6,00
-54,0
-48,0
-42,0
-36,0
-30,0
-24,0
-18,0
-12,0
-6,00
6,00
12,0
18,0
24,0
30,0
36,0
42,0
48,0
54,0
60,0
66,0
72,0
78,0
84,0
90,0
[pri.Ohm]
-6,00
-12,0
-18,0
-24,0
-30,0
-36,0 B5\Cub_5\RD_B5 R-X Plot
Date: 7/5/2015 Annex:
Figura 2.- Curva X - R para falla trifasica.
Falla bifásica:
DIgSILENT
4 I =14677,352 pri.A
10
[s]
1
0.335 s
0,1 13,80 kV 1000
10000
[pri.A]
100000
B1\Cub_2\RSC_B1_T1 Time-Overcurrent Plot
Date: 7/5/2015 Annex:
D I g S I L E N T
Figura 3.- Curva tiempo – sobrecorriente para falla bifasica.
72,0 [pri.Ohm] 66,0
60,0
54,0
48,0
42,0
36,0
RD_B5 Zone (All): Polarizing Z A 65,954 pri.Ohm 50,54° Z B 688,968 pri.Ohm -22,2° Z C 748,872 pri.Ohm -178,01° Fault Type: ABC (Starting) Tripping Time: 0,64 s
30,0
24,0
18,0
12,0
6,00
-54,0
-48,0
-42,0
-36,0
-30,0
-24,0
-18,0
-12,0
-6,00
6,00
12,0
18,0
24,0
30,0
36,0
42,0
48,0
54,0
60,0
66,0
72,0
78,0
84,0
90,0
[pri.Ohm]
-6,00
-12,0
-18,0
-24,0
-30,0
-36,0 B5\Cub_5\RD_B5 R-X Plot
Date: 7/5/2015 Annex:
Figura 4.- Curva X - R para falla bifasica.
Fallas a tierra
5
Se utiliza el relé SPAJ 142 C activando únicamente la opción 51 N (Io>), en cuanto al relé de distancia se utiliza el poligonal: Dis Poly Z4-Ph-E. DIgSILENT
Falla monofásica: I =15131,742 pri.A
10
[s]
1
0.385 s
0,1 13,80 kV 1000
10000
[pri.A]
100000
B1\Cub_2\RSC_B1_T1 Time-Overcurrent Plot
Date: 7/5/2015 Annex:
D I g S I L E N T
Figura 5.- Curva tiempo – sobrecorriente para falla monofasica.
72,0 [pri.Ohm] 66,0
60,0
54,0
48,0
42,0
36,0
RD_B5 Zone (All): Polarizing Z A 76,884 pri.Ohm 52,56° Z B 727,112 pri.Ohm -22,14° Z C 789,177 pri.Ohm -178,37° Fault Type: ABC (Starting) Tripping Time: 0,64 s
30,0
24,0
18,0
12,0
6,00
-54,0
-48,0
-42,0
-36,0
-30,0
-24,0
-18,0
-12,0
-6,00
6,00
12,0
18,0
24,0
30,0
36,0
42,0
48,0
54,0
60,0
66,0
72,0
78,0
84,0
90,0
[pri.Ohm]
-6,00
-12,0
-18,0
-24,0
-30,0
-36,0 B5\Cub_5\RD_B5 R-X Plot
Date: 7/5/2015 Annex:
Figura 6.- Curva X - R para falla monofasica.
Falla bifásica a tierra:
DIgSILENT
6 I =15124,364 pri.A
10
[s]
1
0.337 s
0,1 13,80 kV 1000
10000
[pri.A]
100000
B1\Cub_2\RSC_B1_T1 Time-Overcurrent Plot
Date: 7/5/2015 Annex:
D I g S I L E N T
Figura 7.- Curva tiempo – sobrecorriente para falla bifasica a tierra.
72,0 [pri.Ohm] 66,0
60,0
54,0
48,0
42,0
36,0
RD_B5 Zone (All): Polarizing Z A 64,164 pri.Ohm 68,94° Z B 724,462 pri.Ohm -20,37° Z C 772,054 pri.Ohm -176,79° Fault Type: ABC (Starting) Tripping Time: 0,64 s
30,0
24,0
18,0
12,0
6,00
-54,0
-48,0
-42,0
-36,0
-30,0
-24,0
-18,0
-12,0
-6,00
6,00
12,0
18,0
24,0
30,0
36,0
42,0
48,0
54,0
60,0
66,0
72,0
78,0
84,0
90,0
[pri.Ohm]
-6,00
-12,0
-18,0
-24,0
-30,0
-36,0 B5\Cub_5\RD_B5 R-X Plot
Date: 7/5/2015 Annex:
Figura 8.- Curva X - R para falla bifasica a tierra.
