Relés de mando sincronizado OSCAR SEBASTIÁN MARÍN AGUDELO LUIS EDER MARÍN GÓMEZ
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Relés de mando sincronizado Temas
Generalidades Aplicación de los relés de mando sincronizado
Banco de condensadores condensadores Transformadores Transformadores de Potencia Reactores Líneas
Consignas operativas del mando sincronizado Productos en el mercado 2
Generalidades Las maniobras en los interruptores originan fenómenos transitorios, transitorios, cuya magnitud e impacto sobre la red, red, dependen del equipo maniobrado, los otros equipos que estén conectados a la red y todos los parámetros eléctricos de todos los equipos en el momento de la maniobra. 3
Generalidades
Los relés de mando sincronizado, sincronizado, y los equipos que intervienen en mando sincronizado, son dispositivos basados en tecnología de microprocesadores microprocesadores,, programados para determinar el mejor momento para realizar la maniobra minimizando los fenómenos transitorios sobre sobre la la red, red, e esto sto depende depende del equipo equipo a ser maniobrado. 4
Generalidades Para lograr minimizar los fenómenos transitorios en una maniobra, Estos relés realizan las siguientes funciones :
Monitorear la tensión o la corriente del sistema a la cual se encuentre asociado el interruptor a ser maniobrado. Retrasar la orden dada por el operador hasta el instante en el cual se presenten las condiciones óptimas de operación. 5
Generalidades El interruptor debe cumplir con algunas característica c aracterísticas s particulares particulares tales como:
Que sea de mando monopolar o que, en su defecto, posea un desplazamiento mecánico fijo entre los tres polos que permita la acción de cada polo en el instante requerido. requerido. Que el tiempo de operación del interruptor permanezca aproximadamente constante en el tiempo, tiempo, y no varíe considerablemente de una maniobra a otra. 6
Aplicaciones de los relés de mando sincronizado Las principales principales y más comunes comunes aplicaciones aplicaciones de de un relé de mando sincronizado son de cierre y/o apertura de:
Banco de condensadores
Transformadores Transformadores de Potencia
Reactores
Líneas 7
Energización de bancos de Condensadores Cuando se energizan los capacitores descargados, los capacitores se comportan como un cortocircuito, y al aplicarle la tensión aparece un transitorio de corriente que está está dad dada a por por la expres expresión: ión: i = C
dV dt
De acuerdo a esto, la energización del condensador deberá realizarse cuando la tensión aplicada a él sea 0.
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Energización de bancos de Condensadores Las 2 aplicaciones más comunes para la energización de bancos de condensadores condensadores son: Energización de bancos de condensadores en derivación conectados en Y con neutro puesto a tierra
Energización Energización banco de condensadores condensadores en derivación con conexión en Y con neutro flotante
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Energización de bancos de Condensadores
Energización Energización de bancos de condensadores en derivación conectados en Y con neutro puesto a tierra: tierra: Cada fase fase del del banco banco está está sometida sometida a una tensi tensión ón fase fase – tierra tierra Cada polo del interruptor debe cerrar cuando la correspondiente tensión cruce por 0.
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Energización de bancos de Condensadores Energización Energización de bancos de condensadores en derivación conectados en Y con neutro flotante: Cada fase del banco banco está está sometida sometida a una una te tensión nsión fase – fase Se deben cerrar 2 fases a la vez en el momento que tengan el mismo valor valor de de tensión tensión instantáne instantánea, a, garantiza garantizando ndo así ten tensión sión 0 en las 2 fases fases energi energizadas zadas,, la tercera tercera fase fase se energi energiza za 90º eléctrico eléctricos s después.
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0.8
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Energización de transformadores de potencia Normalmente, los transformadores son energizados en vacío, lo que origina una corriente inicial de magnetización de gran magnitud, dependiendo del valor instantáneo de la tensión en el momento de energizar. Por ser un circuito inductivo, la corriente de magnetización se encuentra atra atrasa sada da 90 90ºº con con lla a ten tensi sión ón..
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Energización de transformadores de potencia La corriente de magnetización se encuentra en fase con el flujo que ésta produce en el núcleo, y si se energiza cuando la onda de tensión cruza por 0, el fluj flujo o iins nsta tant ntán áneo eo esta estará rá en el val valor or má máxi ximo mo y a apa pare rece cerá rá un una a componente de flujo exponencial decreciente. El flujo total sería, correspondiente a la suma entre la componente sinusoidal y la componente transitoria pudiendo en los primeros ciclos saturar el núcleo presentándose valores muy altos de corriente de magnetización.
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Energización de transformadores de potencia Se debe ejecutar el cierre de la primera fase cuando la onda de la tensión se encuentre en su valor máximo para que la corriente de magnetización y el flujo sean nulos en el instante de cierre. Las otras 2 fases dependen del tipo de transformador (núcleo/acorazado), número de fases y el grupo de conexión.
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Energización de transformadores de potencia Se debe tener en cuenta el flujo remanente para la siguiente energización Al hacer la apertura, se debe determinar la polaridad de la tensión al desenergizar para luego al energizar saber la polaridad del flujo remanente.
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Apertura de reactores Cuando se da la maniobra de apertura de reactores se presentan los siguientes fenómenos:
Existe el riesgo de reencendido y se debería evitar la posibilidad de la extinción de la corriente antes del cruce por el 0 natural. Al abrir un reactor, la corriente que circula por el disminuye súbitamente, generándose una gran sobretensión. di d Φ V = − L
dt
= − N
dt
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Apertura de reactores En la maniobra sincronizada de reactores se debe garantizar:
Que se temporice la orden de apertura de manera que en el próximo cruce por 0 de la corriente, los contactos estén suficientemente abiertos para evitar la reignición por sobretensión. El inicio de la separación de los contactos no se presente muy lejos del próximo cruce por 0, ya que los contactos pueden tener una separación que el arco se rompa antes del cruce por 0 y se de el corte de corriente. 17
Apertura de reactores caso típico 1 Desenergización de bancos reactores trifásicos, tipo núcleo conectados en Y con neutro puesto a tierra: En este caso, la corriente se interrumpe en secuencia inversa de fases con la segunda fa fase 30 30º eléctrico icos después de la primera y la terc te rcer era a 90º eléc eléctr tric icos os desp despué ués s de la segunda. 18
Apertura de reactores caso típico 2 Desene Dese nerg rgiz izac ació ión n de ba banc ncos os reactores trifásicos, tipo núcleo conectados en Y con neutro flotante: En este caso, la corriente se interrumpe inicialmente en una fase y 90º eléctricos después simultáneamente en las otras 2 fases.
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Energización de líneas Los relés deben reducir las sobretensiones transitorias al energizar una línea o durante una maniobra de recierre. Esta aplicación es muy restringida puesto que el fenómeno asociado con la energización de la línea es más de estado estacionario, debido al efecto Ferranti.
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Energización de líneas Existen 2 situaciones que se presentan en la energización de una línea: a) Energizar la línea después de un periodo de tiempo
considerable en el cual la línea ha estado desenergizada:
En este caso, la maniobra sincronizada debe realizarse cuando la tensión a través del polo del interruptor es 0. De esta manera se elimina el fenómeno de sobretensión en cual es más crítico para los equipos que se encuentran en el extremo remoto del interruptor. 21
Energización de líneas
b) Energizar la línea durante una operación de recierre:
La maniobra sincronizada se realizaría en condiciones óptimas cuando la tensión a través de cada polo del interruptor fuera 0, es decir, cuando la tensión en el lado de la fuente fuera igual en magnitud y en polaridad a la tensión en el lado de la línea. 22
Consignas operativas del mando sincronizado para diferentes configuraciones La selección de la operación del relé de m an d o sincronizado está directamente relacionada con la función del interruptor asociado, lo cual depende del equipo maniobrado y de la configuración de la subestación.. subestación Algunos ejemplos se presentan a continuación. 23
Consignas operativas del mando sincronizado para diferentes configuraciones Configuración de barras
conexión
Cada interruptor está asociado a una salida y su función depende del equipo conectado a ella, así se debe prog ogrramar el relé de acuerdo con el equipo conectado. 24
Consignas operativas del mando sincronizado para diferentes configuraciones Configuración interruptor y medio
de
Los interruptores adyacentes a las barras se recomiendan que sean quienes energicen los equipos de las derivaciones, por ellos se recomienda que estos deben tener asociados este tipo de relés. También se debe recomienda que el interruptor del centro no debe tener relé de mando sincronizado.
B1
B2
Conexión de transformador directamente a barras
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Consignas operativas del mando sincronizado para diferentes configuraciones Configuración en anillo Se deberá definir el interruptor asociado a cada salid lida y e ell relé de mand ndo o sincronizado a cada interruptor deberá configurarse de acuerdo a los equipos conectados a cada salida específica.
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Productos en el mercado: ABB Switchsync
La conmutación controlada se utiliza para eliminar las perturbaciones eléctricas perjudiciales que afectan a la conmutación planificada principalmente de baterías de condensadores, reactancias shunt y transformadores de potencia.
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Productos en el mercado: ABB Switchsync Características técnicas extras:
Tienen entradas que compensan variaciones sistemáticas en el tiempo de operación del interruptor. Poseen 2 entradas predictivas (voltaje o temperatura por por ejemplo) lo que añade precisión en el tiempo de cierre de los interruptores. También poseen memoria para datos de tiempos de accionamiento accionamiento permitie permitiendo ndo así así el monitoreo monitoreo del circuito. circuito. 28
Productos en el mercado: ABB Switchsync - Conex exiión para banco de capacitores Interruptor de 3 polos de mando escalonado
Interruptor de mando monopolar
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Productos en el mercado: ABB Switchsync - Conex exiión para banco de capacitores Interruptor de 3 polos de mando escalonado
Interruptor de mando monopolar
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Productos en el mercado: ABB Switchsync - Conex exiión para reactores
Interruptor de mando monopolar
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Productos en el mercado: ABB Switchsync Conexión para transformadores
Interruptor de 3 polos de mando escalonado
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Productos en el mercado: ABB Switchsync Conexión para líneas
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Productos en el mercado:
SEL-351S
Además de cumplir con los requisitos para el mando sincronizado tiene las siguientes características: c aracterísticas: IEC 61850 Protocolos de comunicación
Combina la tecnología IEC 61850, redes de Ethernet para una correcta comunicación
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Productos en el mercado:
SEL-351S
Memoria para almacenamiento de eventos (SER) Cumple la práctica recomendada IEEE C37.118 del sicronofasor. Tiene incluida la protección direccional Protección de sobre y baja frecuencia Curvas de tiempo inverso Localizador de fallas Medida y monitorio de la calidad de la potencia
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