INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica “Unidad Profesional Adolfo López Mateos” ZACATENCO Departamento de Ingeniería Eléctrica.
Protección de Sistemas Eléctricos “RELEVADORES” Alumno: CHIM CHIMA AL JAI JAIM MES CEAS CEASR R GIO GIOV VANNI ANNI
20083 008300 0016 168 8
ASESORES: ING. RAMIREZ ORTIZ CESAR DAVID MEXICO D.F.
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INDICE PROTECCI...........................11, 15
RELEVADO RELEVADORES RES DE PROTECCI... PROTECCI.....2 ..2
RELEVADOR DE CORRIENTE (RELAY)...................................5
RELEVADORES DE SOBRECORRIENTE...................9
Relevador de corriente alterna...4
Relevadore Relevadoress electrome electromec·nic c·nicos. os. . .3
Relevador de estado sÛlido........4
Tipos de relevadores..................3
Relevador de l·minas..................5
Ventajas Ventajas del uso de relevadore relevadoress 5
RELEVADOR DE VOLTAJE............8
RELEVADORES DE PROTECCIÓN El rele releva vado dorr es un disp disposi ositi tivo vo elec electr trom omec ecáni ánico co.. Func Funcio iona na co como mo un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios cont co ntac acto toss que que perm permit iten en abri abrirr o ce cerr rrar ar otro otross circ circui uito toss eléc eléctr tric icos os independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835. Dado que el relevador es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentid sentido, o, como como un ampli amplific ficador ador elé eléctr ctrico ico.. Como Como tal se emplea emplearon ron en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil 2
recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores".
Tipos de relevadores Existen multitud de tipos distintos de relevadores, dependiendo del número de contactos, de la intensidad admisible por los mismos, tipo de corriente de accionamiento, tiempo de activación y desactivación, etc. Cuando controlan grandes potencias se les llama contactores en lugar de relevadores.
Relevadores electromecánicos •
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Relevadores de tipo armadura: pese a ser los más antiguos siguen siendo lo más utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimán provoca la basculación de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA o NC. Relevadores de núcleo móvil: a diferencia del anterior modelo estos están formados por un émbolo en lugar de una armadura.
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Debido su mayor fuerza de atracción, se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas corrientes. •
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Relevador tipo reed o de lengüeta: están constituidos por una ampolla de vidrio, con contactos en su interior, montados sobre delgadas láminas de metal. Estos contactos conmutan por la excitación de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada ampolla. Relevadores polarizados o biestables: se componen de una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimán, mientras que el otro lleva una cabeza de contacto. Al excitar el electroimán, se mueve la armadura y provoca el cierre de los contactos. Si se polariza al revés, el giro será en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito.
Relevador de estado sólido Se llama relevador de estado sólido a un circuito híbrido, normalmente compuesto por un optoacoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la corriente de línea y un triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia. Su nombre se debe a la similitud que presenta con un relevador electromecánico; este dispositivo es usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los contactos del relevador que en comparación con un relevador convencional generaría un serio desgaste mecánico, además de poder conmutar altos amperajes que en el caso del relevador electromecanico destruirían en poco tiempo los contactos. Estos relevadores permiten una velocidad de conmutación muy superior a la de los relevadores electromecánicos. Relevador de corriente alterna Cuando se excita la bobina de un relevador con corriente alterna, el flujo magnético en el circuito magnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre los contactos. Es decir, los contactos de un relevador conectado a la red, en algunos lugares, como varios países de Europa y latinoamérica oscilarán a 50 Hz y en otros, como en Estados Unidos lo harán a 60 Hz. Este hecho se aprovecha en algunos timbres y zumbadores, como un activador a distancia. En un relevador de corriente alterna se modifica la resonancia de los contactos para que no oscilen. Relevador de láminas 4
Este tipo de relevador se utilizaba para discriminar distintas frecuencias. Consiste en un electroimán excitado con la corriente alterna de entrada que atrae varias varillas sintonizadas para resonar a sendas frecuencias de interés. La varilla que resuena acciona su contacto; las demás, no. Los relevadores de láminas se utilizaron en aeromodelismo y otros sistemas de telecontrol. Ventajas del uso de relevadores La gran ventaja de los relevadores electromagnéticos es la completa separación eléctrica entre la corriente de accionamiento, la que circula por la bobina del electroimán, y los circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeñas tensiones de control. También ofrecen la posibilidad de control de un dispositivo a distancia mediante el uso de pequeñas señales de control. En el caso presentado podemos ver un grupo de relevadores en bases interface que son controlado por modulos digitales programables que permiten crear funciones de temporización y contador como si de un miniPLC se tratase. Con estos modernos sistemas los relevadores pueden actuar de forma programada e independiente lo que supone grandes ventajas en su aplicación aumentando su uso en aplicaciones sin necesidad de utilizar controles como PLC's u otros medios para comandarlos.
RELEVADOR DE CORRIENTE (RELAY) Un bobinado de funcionamiento consume mayor cantidad de corriente cuando el rotor no gira o en caso de que lo haga lentamente.
Conforme el rotor adquiera más velocidad, los campos magnéticos se generan y se destruyen en el motor. Este efecto produce un voltaje o fuerza contra electromotriz (F.C.E.M) en el bobinado de funcionamiento. Esta F.C.E.M. reduce la corriente que llega al bobinado de 5
funcionamiento. Un relevador de corriente es un electromagneto. Cuando un sistema se encuentra inactivo se puede hacer uso de un peso o muelle para mantener abiertos los puntos de contacto del bobinado de arranque. Cuando el contacto del control del motor se encuentra cerrado y la corriente fluye a través del bobinado de funcionamiento, el conmutador magnético queda magnetizado intensamente, levanta el peso y cierra los contactos, estos a su vez cierran el circuito de bobinado de arranque de modo que el motor pueda alcanzar rápidamente el 75% de su velocidad de diseño. Con el aumento de velocidad tanto la corriente del motor como la intensidad del campo magnético disminuyen, permitiendo que los puntos de contacto queden abiertos. La mayor parte de los relevadores de corriente están diseñados con un interruptor de sobre-amperaje.
Aplicaciones Todo tipo de protecciones que impliquen el control de aumento y disminución de corrientes eléctricas. La mas aplicada es en los motores. La sobre corriente tiene varios orígenes: Puede ser que al motor le estén haciendo trabajar con una carga superior a la de diseño. Puede ser que estén gastadas sus balineras y esté arrastrando lo cual produce artificialmente un exceso de trabajo. Puede ser por que algo bloquea el motor como parte de su operación normal, por ejemplo, al llegar a un tope y por alguna razón no se tiene aviso de que se llegó a ese tope. El relevadores OC50 puede ser utilizado para protección de falla a tierra. Sobre estas y otras aplicaciones la empresa cuenta con notas técnicas explicativas. Características
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Los relevadores OC50, sensibles a corriente, son dispositivos de estado sólido, diseñados para cumplir una función de protección completa por sobre corriente de tiempo definido.
Un problema de sobre corriente puede generar los siguientes problemas: • • • • • • •
Daño en las bobinas del motor Calentamientos que generen incendios Corto circuitos que generen incendios Accidentes laborales Daño en procesos de línea Daño total en el equipo Perdida de dinero
Especificaciones Corriente de censado: 0 a 5A Voltajes de alimentación disponibles : 115, 220, 440 VAC y 24, 48, 60, 125 VDC aislado con transformador Frecuencia de operación: DC o 55-75 Hz. Impedancia de entrada: 0,01 ohmios. Disparo: ajustable entre 0 y 6 Amperios Retardo de tiempo: ajustable entre 0 y 15 segundos. Precisión de la calibración del temporizado: 5% Señalización : por medio de diodos LED Conexión : regleta posterior Salidas : los relevadores modelo OC50 se entregan con dos contactos conmutables de 3 amperios a 250 VAC. Temperatura ambiente máxima. : 43 º C Sensibilidad a campos electromagnéticos: Opera sin ningún problema en subestaciones eléctricas cerca de barrajes con corrientes superiores a 1000 amperios. También ha sido probado en ambientes en tableros de radio transmisión. • •
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RELEVADOR DE VOLTAJE Relevado direccional de tensión Los relés de tensión-direccional son los mismos que los relés de corriente-direccional con excepción del número de vueltas y la resistencia de la bobina de la armadura, y, posiblemente, a excepción de la polarización de origen. Estos relés se utilizan en circuitos de corriente continua para responder a una cierta polaridad del voltaje a través del circuito o en alguna parte del circuito. Si el relé se destina a responder a la inversión de la polaridad del circuito de tensión, es polarizada por un imán permanente, ya que no hay otra fuente adecuada de polarización a menos que una batería de almacenamiento está disponible para el propósito. De lo contrario, ya sea la polarización de imán permanente o una bobina de campo de la energía la tensión del circuito que se utilizará. Cuando este tipo de relé está conectado a través de un interruptor de circuito para permitir el cierre del interruptor sólo cuando el voltaje a través del interruptor abierto tiene una cierta polaridad, El relé puede ser llamado un relé diferencial porque opera sólo en respuesta a una diferencia determinada entre las magnitudes de las tensiones en vacío a ambos lados del interruptor. Relé direccional de voltaje 91 Opera cuando el voltaje a través de un interruptor o contacto abierto excede un valor dado en una determinada dirección. En el pasado existían dispositivos de protecciones eléctricas que se encontraban independientemente pero gracias a la tecnología en la actualidad existen dispositivos que nos permiten no solo tener las protecciones para sobre corriente , compensación o sobre voltaje sino en un solo dispositivo tener todas las protecciones juntas.
RELEVADORES DE SOBRECORRIENTE 8
Los relevadores de sobrecorriente son los tipos más simples de los relevadores de protección. Como su nombre lo indica, y como todo elemento de protección visto hasta el momento, tiene como finalidad operar cuando la corriente en la parte del sistema donde se ubica alcanza valores superiores a un valor predeterminado o mínimo de operación. Existen dos tipos básicos de relevadores de sobrecorriente: los de tipo de operación instantánea y los de tipo de operación retardada. Los relevadores de sobrecorriente instantáneos operan sin retardo cuando la corriente excede de un valor preestablecido; sin embargo, el tiempo de operación de estos tipos de relevadores pueden variar significativamente (desde 0.016 a 0.1 seg.) Los relevadores de sobrecorriente con retardo poseen características de operación tal que el tiempo varía inversamente con la magnitud de la corriente que detecta. La figura muestra características de los tipos de relevadores de sobrecorriente más comúnmente usados, y éstos son tres: inverso, muy inverso y extremadamente inverso. Tanto los relevadores instantáneos como los de tipo inverso, son inherentemente no selectivos, dado que pueden detectar condiciones de sobrecorriente en sus zonas de protección como también en las zonas adyacentes. Sin embargo, en la práctica, esta selectividad se logra mediante una adecuada calibración de sus sensibilidades o mediante un retardo intencional, o bien, combinando estas dos alternativas. También puede obtenerse selectividad combinando sus relevadores direccionales, especialmente, en sistemas de distribución no radiales. Cualquiera sea el tipo de relevador, de inducción o estático, existen términos comunes que se definen a continuación y que son básicos para la comprensión del empleo y calibración de estos elementos. Tap: este dispositivo permite variar la sensibilidad del relevador permitiendo que opere a diferentes valores de corriente. Corriente mínima de operación ( pick up): es aquella corriente mínima que produce el cambio de los contactos del relevador de abierto a cerrado. Corriente de partida: es el valor de corriente justa y necesaria que vence la inercia de las partes móviles. Escala de tiempo (lever): en lo relevadores de inducción indica la posición de reposo del disco, por lo tanto, determina el recorrido del 9
mismo hasta el cierre de los contactos, en general, tanto en los relevadores de inducción como estáticos, el lever permite variar el tiempo de operación para valores de corriente mínima de operación. Sobrecarrera (overshoot): es el tiempo que puede seguir girando el disco, en los relevadores de inducción, debido a su inercia, luego que la falla ha sido desenergizada por otro sistema de protección, antes de cerrar sus contactos. Es recomendable, para lograr un uso más efectivo de un relevador de sobrecorriente de tiempo inverso, escoger una sensibilidad tal, que éste opere en la parte más inversa de la curva de operación para todo el rango de corriente de cortocircuito de su zona de protección, es decir, el valor mínimo de la corriente para la cual éste debe operar deberá ser igual o a lo menos superior a 1.5 veces la corriente mínima de operación (pick up), pero no mucho más. También es altamente recomendable que su curva característica, en cuanto al grado de la pendiente de su curva de operación, sea lo más semejante posible a las correspondientes a las curvas de operación de los otros dispositivos de protección de sobrecorriente instalados en la misma parte del sistema que se debe proteger, de otra manera, el problema de obtener una adecuada selectividad en todo el rango de corriente de cortocircuito de la zona de proteger, puede convertirse en un problema muy difícil de resolver y a veces imposible. El relevador instantáneo se usa como un elemento complementario, combinando su característica de operación con otros dispositivos de protección, principalmente con relevadores de sobrecorriente de tiempo inverso. Pueden ser usados solamente cuando la corriente de cortocircuito es sustancialmente mayor que cualquier otra condición posible, por ejemplo, la corriente momentánea asociada a la energización de ciertos componentes del sistema, o bien, cuando existen líneas largas y/o transformadores cuyas impedancias son relativamente grandes comparadas con la impedancia del circuito; es decir, cuando existe una diferencia apreciable entre las corrientes del circuito. Estas magnitudes deben al menos estar en una razón de 2 a 3 veces. Por esta razón, frecuentemente sucede que éstos relevadores pueden ser utilizados en ciertas líneas y no en otra. En este tipo de relevador instantáneo, sólo es necesario ajustar su sensibilidad, de modo que ésta sea un 20% a un 30% superior a la máxima magnitud de corriente de falla que puede acontecer en el extremo más alejado, con respecto a su ubicación, en la línea a proteger. Con esta calibración a su sensibilidad, provee de aclaramiento instantáneo para todas aquellas fallas que puedan ocurrir 10
aproximadamente, dentro del 80% a 70% de la longitud de la línea. En general, en sistemas donde las magnitudes de las corrientes de cortocircuito dependen principalmente de la ubicación del punto del sistema donde ocurre la falla con respecto a la ubicación del relevador, y no lo es tanto a la cantidad de generación en servicio, generalmente se puede lograr tiempos de aclaramiento bastante rápidos utilizando relevadores de sobrecorriente con características de operación muy inversas. Por otra parte, donde la magnitud depende significativamente de la cantidad de generación en servicio, en el instante de la ocurrencia de la falla, se obtiene resultados mucho mejores si se usan relevadores con características de operación inversa. Además, en las zonas cercanas a los extremos de los circuitos de distribución primaria, es frecuente el uso de fusibles en lugar de relevadores de sobrecorriente; en la región donde ocurre esta transición, es conveniente usar relevadores de sobrecorriente que tengan características de operación extremadamente inversa. De tal manera que sea posible lograr una buena selectividad en combinación con las características de operación de los fusibles, como se menciona ya anteriormente en este mismo párrafo. También, esta característica extremadamente inversa, se ha hallado que es bastante útil bajo ciertas condiciones, al permitir reconectar alimentadores que han estado fuera de servicio por un periodo prolongado ( con cargas tales como: sistemas de refrigeración, calefactores, bombas, ascensores, etc.) o con corriente de Inrush.
PROTECCIÓN DIFERENCIAL La utilización de interruptores diferenciales es la más usada para proteger a las personas contra contactos directos e indirectos. Un contacto se denomina indirecto, cuando una persona toca una masa metálica que está derivada o en contacto con una fase activa, debido a una avería por fallo de aislamiento: En este caso si la masa metálica estuviese conectada a un “buen” sistema de puesta a tierra, es decir con un valor de tierra bajo ( menor de 37 ohmios), no existiría diferencia de potencial entre la persona y tierra, no “dándole” corriente a la citada persona. Si la tierra fuese mala o no existiese, pasaría la corriente de defecto por la persona y sentiría los efectos del citado paso, llegando incluso a parar el corazón (fibrilar) y produciendo la muerte. Por los motivos expuestos anteriormente, hay que utilizar un elemento 11
que sea capaz en cualquier tipo de defecto ( directo o indirecto), de abrir el circuito antes de producir la parada cardiaca en la persona. Este aparato es un INTERRUPTOR DIFERENCIAL.
Por tanto, una de las características que hay que considerar en los interruptores diferenciales (I.D.) es la sensibilidad del mismo, que normalmente se facilita en miliamperios. Los I.D. más comúnmente utilizados son de 30 mA y 300mA. Los de 30 mA son los llamados de alta seguridad y suelen emplearse en las líneas que alimentan directamente a receptores que pueden ser tocados por las personas. Los de 300 mA. suelen utilizarse en las líneas de fuerza y en aquellos receptores que no se pueden tocar de forma directa por las personas, por su ubicación ( equipos de aire acondicionado, extractores, etc) o bien en receptores de doble aislamiento, llamados de clase II o con el siguiente anagrama Otra característica será el número de polos, que en todos los casos debe cubrir todos los hilos de la línea, incluyendo el neutro ( el conductor de tierra no se incluye). Industrialmente existen I.D. de dos y cuatro polos (bipolares o tetrapolares (no existe de tres polos). Es decir si hay que proteger una línea trifásica a tres hilos ( alimentación de motores) se utilizará un I.D. tetrapolar. La tercera característica que se debe considerar es la corriente (Intensidad Nominal) que es capaz de soportar sus contactos y que siempre debe ser igual o mayor que la suma de las intensidades de los automáticos que tiene a la salida, o bien hay que poner un interruptor automático encima del I.D. de igual o menor intensidad que la que soporta el diferencial. En el mercado se encuentran diferenciales con una intensidad nominal hasta 63 Amperios, si hubiese que proteger líneas con una mayor
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intensidad, se recurre a una combinación de Interruptor automático, combinado con un núcleo toroidal acompañado de un relevadores que actúa sobre el interruptor automático abriéndolo. Es decir que el núcleo toroidal detecta la fuga, activa el relevadores de acompañamiento y este provoca la apertura del automático. La última característica a considerar es la clase de diferencial, existiendo en la actualidad, las siguientes:
Diferenciales clase AC. Los primeros dispositivos diferenciales que salieron al mercado eran los de clase AC, sensibles sólo a corrientes de fugas alternas, que funcionaban correctamente, hasta que empezaron a incorporarse en las redes componentes electrónicos como diodos, tiristores,triacs, debido a la incorporación de los variadores de frecuencia, arrancadores electrónicos, ordenadores, etc, que producen corrientes pulsantes y componentes continuas que son tan peligrosas como las alternas, ya que generan la misma tensión de contacto. Las componentes pulsantes, provocan aperturas intempestivas del diferencial, sin existir derivación o fuga a tierra. La componente continua, no provoca la apertura del diferencial, provoca tensiones peligrosas para la persona que no son detectadas por el diferencial.
Diferenciales clase A. Para resolver los problemas enunciados anteriormente, de no actuación por las fugas de corriente continua de tipo pulsante, se utiliza el diferencial de clase A, que modifica el núcleo magnético, con el objeto de que el mismo sea capaz de detectar estas corrientes.
Diferenciales clase A, superinmunizado (si). A pesar de utilizar en instalaciones con elementos electrónicos, diferenciales clase A, se continua produciendodisparos intempestivos en instalaciones sometidas a fuertes cargas de elementos electrónicos, como pueden ser los balastos de alumbrado, arrancadores, variadores de velocidad, y gran cantidad de ordenadores. Además de una falta de seguridad por el bloqueo del disparo o cegado del diferencial, 13
impidiendo que este actúe en presencia de otros defectos que son peligrosos para las personas. Para evitar este problemas, han surgido los diferenciales superinmunizados, que incorpora filtros de alta frecuencia, que evitan el cegado del diferencial, así como evita el disparo intempestivo, discriminando de un defecto real, utilizando para ello un circuito que acumula la energía, de tal forma que hasta que esta no sea real no produce la apertura. El diagrama de bloques del citado diferencial, es el siguiente:
Relevador Diferencial Como el principio de inducción funciona por medio de un equilibrio de la f.m.m y de la corriente en las bobinas principales y en cuadratura del relevadores, este principio puede emplearse para detectar ligeros desequilibrios en los circuitos de c.a. Las dos bobinas principales inferiores son una bobina de suma y una diferencia, respectivamente, a la vez que las bobinas en cuadratura superiores también son una bobina de suma y una de diferencia. La corriente en las bobinas de suma se compensa con la corriente de las bobinas de diferencia. Si las corrientes son equilibradas e iguales, no se produce ningún campo resultante y el disco no girara. El relevadores diferencial funciona como un relevadores para cada fase y esta conectado para detectar solo un desequilibrio en el interior de la misma maquina, en vez de detectar un desequilibrio de la corriente de la línea o del sistema. Características del relevador diferencial
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Diagrama de conexión
PROTECCIÓN DIRECCIONAL Unidades que determinan la dirección del flujo de potencia y/o corriente en una localización determinada de un sistema eléctrico de potencia; de esta forma, es posible mediante este relevador conocer la dirección de la ubicación de una falla. Esta unidad direccional generalmente no se aplica sola, más bien se 15
emplea en combinación con otra unidad, tal que ésta última detecte la falla y dé la orden de operación o de apertura del interruptor ante la presencia de un valor de corriente superior a un valor mínimo preestablecido. La unidad de protección censora de la magnitud de la corriente generalmente es un relevador de sobrecorriente de tiempo inverso (51), o instantáneo (50) o ambos (51/50). Con la acción de ambos relevadores se consigue tener orden de apertura del interruptor (52) si la magnitud de la corriente de falla es mayor que un valor preestablecido (pick-up) y la dirección del flujo es concordante con una dirección preestablecida en el relevador direccional; de otra manera, no hay orden de apertura del interruptor aunque la magnitud de la corriente circulante sea superior al valor “pickup” del relevador de sobrecorriente.
La unidad direccional requiere que se le alimente con tensión y corriente o corriente y corriente, pero necesita que una de esas cantidades sea de “referencia o polarización”. Esta cantidad de referencia no debe cambiar de polaridad cualquiera sea la dirección del flujo de la corriente censada. De todas manera, se debe aclarar que aunque este relevador direccional es alimentado como una unidad wattmétrica, es decir, con tensión y corriente, éste no pueden responder a la potencia actual del sistema por las siguientes dos razones: 1. En condiciones de falla el factor de potencia del sistema es muy bajo, dado que la corriente de falla es inherentemente reactiva. Por lo cual el relevador electromecánico desarrollará un muy bajo e insuficiente torque, o bien, un relevador electrónico tendrá poca sensibilidad. 2. En cortocircuito la tensión en el punto de aplicación del relevador puede verse sensiblemente reducida.
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La cantidad de polarización puede ser una señal de tensión o de corriente, con la condición de que ésta mantenga su polaridad cualquiera sea la dirección del flujo de corriente en el sistema de potencia. Diagrama de Conexión
Los siguientes tipos de conexión son los que se han empleado por muchos años. Se clasifican como conexión 90º, 60º, 30º; esta denominación tiene que ver con la forma de conectarlos y no con el factor de potencia del sistema. Para definir cada una de estas conexiones, se supone un diagrama fasorial de corrientes y tensiones con un factor de potencia igual a uno, y se define con la corriente de operación adelantada con respecto a la tensión aplicada en la bobina de polarización.
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La conexión más utilizada actualmente es la de 90º y es considerada como la conexión estándar.
Haciendo un análisis de todas estas conexiones revelan que ninguna de ellas es perfecta. Todas tienen una operación incorrecta ante una condición especial de falla que no es la misma para cada conexión. Afortunadamente, la posibilidad de que ocurran estas condiciones 18
especiales en la gran mayoría de los sistemas es muy remota. Como ya fue mencionado, el ángulo de conexión se define como el ángulo por el cual la corriente de operación aplicada al relevador adelanta la tensión de polarización, de manera de producir una sensibilidad o el torque máximo. Para un relevador estático, en cuyo caso el torque máximo no es estrictamente relevante, la importancia del ángulo de conexión en este tipo de relevador es aquel en que alcanza su máxima sensibilidad. Protección direccional en línea paralelas
En este caso si no se aplican relevadores direccionales (67’s) en los extremos receptores de las líneas, cualquier falla que ocurra en una de ellas, sin importar la calibración de los relevadores de corriente, despejarán la falla sacando de servicio ambas líneas. Los 67’s se deben instalar en los respectivos terminales receptores de las líneas, calibrados de tal manera que operen o cierren sus contactos cuando el flujo vaya en dirección de la barra de carga hacia la línea, es decir, que ambos relevadores en condiciones normales tendrán sus contactos abiertos. Sin embargo, esta sola medida no es suficiente en ciertos casos; como por ejemplo, cuando la falla ocurre cercana a la barra de carga, en esta situación ambos relevadores 51-b y 51-d, comenzaron a integrar el tiempo y operarán casi simultáneamente, de manera que es probable que al despejarse la falla totalmente, es muy posible que el 67-d cierre sus contactos y como el 51-d tenía ya sus contactos cerrados, habrá una orden de operación falsa del interruptor 52.d. Para evitar este problema es aconsejable conectar los contactos de los 67’s con la bobina de operación de los respectivos relevadores de sobrecorriente (51 50)
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Alimentador en anillo En este caso, de tener un alimentador en anillo con solo un punto de alimentación, es prácticamente imposible conseguir una buena selectividad de los esquemas de protección de sobrecorriente, sin emplear direccionales. Se debe destacar que cuando el número de subestaciones o barras en el anillo, es un número par, los relevadores que tienen igual tiempo de operación o calibración están en la misma subestación y por consiguiente se les deberá direccionar; por otra parte, cuando el número de subestaciones es impar, los dos esquemas que tienen idéntico tiempo de operación resultan estar en subestaciones distintas y no requieren direccionamiento. La forma de estudiar la calibración de los esquemas de sobrecorriente en un sistema de distribución en anillo, consiste en dividir el problema en dos, coordinando los esquemas en un sentido a favor de los punteros del reloj y luego en sentido anti reloj.
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Protección de sobrecorriente direccional de fallas a tierra El esquema de protección de sobrecorriente residual, es aquella que tiene como finalidad proteger exclusivamente de cortocircuitos a tierra, censando la corriente en los neutros de transformadores y máquinas solidamente aterrizadas. Toda corriente que circula por el neutro o por la conexión a tierra se le denomina corriente residual. Esta corriente, por lo tanto, es igual a tres veces la corriente de secuencia a cero que circula por cada fase y que resulta como consecuencia de una falla a tierra. Como en el caso anterior, los relevadores direccionales necesitan de una cantidad de polarización , es decir, de una variable de referencia que no cambie de polaridad cualquiera sea la dirección del flujo de corriente. Las siguiente figuras muestran algunas conexiones adecuadas para ser utilizadas como cantidad de polarización.
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Conclusión Se puede concluir con la enseñanza de que los relevadoress de sobrecorriente son los tipos de relevadoress más simples de protección y que operan sin retardo cuando la corriente excede de un valor preestablecido. También cabe destacar que en este informe hablamos de que el relevadores generalmente se usa como un elemento complementario, combinando sus características de operación con otros dispositivos de protección, principalmente con relevadoress de sobrecorriente de 23
tiempo inverso. Al ir recorriendo cada hoja se podrá aclarar sobre algunos tipos de relevadoress de sobretension y sobrecarga que existen, enseñando su funcionamiento y explicando sus curvas de corriente .
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