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7/25/2019 Doc 1 - DIA 1 - Generalidades - Parte 1
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GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE PROTECCINTodos los derechos reservados por Red de Energa delPer
GENERALIDADES DE LOS SISTEMASDE PROTECCIN PARTE 1
Julio, 2008, Lima PerTodos los derechos reservados por Red de Energa delPer
7/25/2019 Doc 1 - DIA 1 - Generalidades - Parte 1
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GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE PROTECCINTodos los derechos reservados por Red de Energa delPer
CONTENIDO
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GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE PROTECCINTodos los derechos reservados por Red de Energa delPer
CONCEPTOSistema de proteccin
Un sistema de proteccin en un sistema elctrico es unconjunto dedispositivos conectados de manera coordinada para detectarcondiciones intolerables o indeseadasen el sistema elctrico.
Un sistema elctrico sin un sistema de proteccin est en riesgopermanente decolapsardebido a condiciones de fallas y anomalas.
Un sistema elctrico por sencillo y elemental que se considere debe serprotegidoo arrastrara lainestabilidadal sistema de potencia alcual pertenece.
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CONCEPTORel de proteccin
Es un dispositivo conectado a un sistema de potencia mediante elementosde medicin capaz de detectar condiciones indeseadas dentro de unrea asignada y diseado para ejecutar una accin tendiente amantener la integridad del sistema
Sistema
De
Potencia
Rel
De
Proteccin
Variables
Accin
El concepto implica una accin
Desconexin de un rea comprometida con una falla Desconexin de un equipo para proteger su integridad Generar seales que permitan recomponer el sistema
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CONCEPTORel de proteccin
El trmino Rel viene del francsrelaisrelevar.
Tiene que ver con relevar una seal, es decir, tomar una seal y generarotra igual pero con mayores capacidades
Rel de induccin desarrollado
por Joseph Henry en 1835.
El trminoRelen realidad serefiere a lo que llamamoshoy daRel auxiliaroRel Repetidor
Hoy se llama Rel a todosHoy se llama Rel a todos
los dispositivos delos dispositivos de
proteccin.proteccin.
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OBJETIVO DE LAS PROTECCIONESObjetivo de un sistema de proteccin
Reducir la influencia de una falla en el sistema de tal manera que no seproduzcan daos importantes en el sistema ni tampoco ponga enpeligro a los seres humanos.
Mantener el servicio permanentemente el mximo tiempo y con la mayor
calidad posible.
Condiciones intolerables o indeseadas:
Cortocircuitos Sobrecargas
Descargas atmosfricas Sobretensiones por maniobras Calentamiento Desbalances
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OBJETIVO DE LAS PROTECCIONESObjetivo de un sistema de protecciones
Las protecciones trabajan en conjuntocon los interruptores de potencia yrels auxiliares para producir lasdesconexiones de las reas oequipos comprometidos en la fallacon el fin de protegerlos, y de quelos efectos no alcancen al sistemade potencia o mitigar su efecto.
Una funcin secundaria es suministrarinformacin sobre localizacin, tipo ycondiciones de la falla.
Barra 220 kV
TC
800/1600 : 1
TP
230 kV : 115 V
Relde
Proteccin
RelDisparo
Informacin
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OBJETIVO DE LAS PROTECCIONESCadena de desconexin de un circuito
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CARACTERSTICAS DE LOS RELSExigencias impuestas a los dispositivos de proteccin
Sele
ctivid
ad
Sensibilid
a
d
Confia
bilid
ad
Seguri
dad
Velocidad
Precio
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CARACTERSTICAS DE LOS RELSExigencias impuestas a los dispositivos de proteccin
VELOCIDAD: Operacin en tiempo mnimo para evitar problemasde estabilidad
SELECTIVIDAD: Aislar la parte de la instalacin alcanzada por eldefecto evitando el corte de los dems elementos
SENSIBILIDAD: Mnimo valor de entrada para el cual el rel yafunciona correctamente
PRECIO: Costo del dispositivo
CONFIABILIDAD:Ante una falla, los rels deben disparar en el tiempogarantizado y nunca omitir el disparo
SEGURIDAD: El rel nunca debe disparar ante la ausencia de unafalla o ante una falla fuera de su rea designada.
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CARACTERSTICAS DE LOS RELSExigencias impuestas a los dispositivos de proteccin
El orden de importancia de las caractersticas (peso) depende del sistemade potencia. En algunos sistemas la velocidad de operacin es masimportante. En otros es la de menos importancia
Velocidad
Selectividad
Sensibilidad
Precio
Confiabilidad
Seguridad
1 32
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CARACTERSTICAS DE LOS RELSExigencias impuestas a los dispositivos de proteccin
Confiabilidad
Seguridad
Falta confiabilidad
=
Omisin disparo
Fala seguridad
=
Disparo Indeseado
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CLASIFICACIN DE LOS RELS
En un sistema demasiado radial (alargado) es preferible sacrificar:
Seguridad Confiabilidad
En una lnea radial (una sola fuente) es preferible sacrificar:
Selectividad Sensibilidad
En una proteccin de barra es preferible sacrificar:
Velocidad Precio
EJERCICIO: Responda marcando una X en el cuadro
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CLASIFICACIN DE LOS RELS
Aunque existen varias maneras de clasificar los rels, la IEEE hace unaclasificacin por funciones en la norma ANSI C37.90
Establece cinco grupos de rels.
Rels de proteccin Rels de monitoreo Rels programables Rels reguladores Rels auxiliares
Un sistema de proteccin consta de varios rels de los diferentes grupos,correctamente conectados y coordinados entre si.
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CLASIFICACIN DE LOS RELSSegn norma ANSI
RELS DE PROTECCIN:
Detectan defectos en las lneas o en los equipos o cualquier otra condicinpeligrosa o intolerable.
Pueden iniciar o permitir una apertura de interruptores o dar alarma y sealizacin.
Distancia Sobrecorriente Diferencial
Sobre/baja tensin Onda viajera Sobre/baja frecuencia Cantidades superimpuestas
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CLASIFICACIN DE LOS RELSSegn norma ANSI
RELS DE MONITOREO:
Son los que verifican el sistema de potencia o los sistemas de proteccin.
Verificacin de condiciones de sincronismo Verificacin de secuencia de fases
Monitoreo de canales de comunicacin y teleproteccin Sistemas de alarmas e indicadores de estado del sistema
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CLASIFICACIN DE LOS RELSSegn norma ANSI
RELS PROGRAMABLES:
Son los que establecen o detectan secuencias elctricas.
Rel de sincronizacin Rel de recierre
Recloser
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CLASIFICACIN DE LOS RELSSegn norma ANSI
RELS REGULADORES:
Se activan cuando un parmetro del sistema se desva de los lmitespredeterminados. Estos rels actan a travs de equipos suplementarios
para llevar el parmetro a los lmites prescritos.
Reguladores de tensin Controlador de factor de potencia
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CLASIFICACIN DE LOS RELSSegn norma ANSI
RELS AUXILIARES:
Son los rels que operan en respuesta a la apertura o cierre de operacin delos rels de proteccin u otros dispositivos para efectuar una operacin
determinada.
Temporizadores Contactores Rels de bloqueo Rels de disparo Rels repetidores
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CLASIFICACIN DE LOS RELSClasificacin por entrada cantidad actuante
SEGN ENTRADA O CANTIDAD ACTUANTE:
CorrienteTensin Potencia
Presin Frecuencia Temperatura Flujo Vibracin
Velocidad
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CLASIFICACIN DE LOS RELSClasificacin por desempeo
SEGN COMPORTAMIENTO O DESEMPEO:
DistanciaSobrecorriente Sobrecorriente direccional
Tiempo Inverso Tiempo definido Baja/sobre tensin Fase o tierra Alta/baja velocidad
Comparacin de fases Comparacin direccional Fases segregadas
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NOMENCLATURASegn norma IEC 717
Cd. Descripcin
21 el! de distancia
2" el! de verificacin de sincronismo
2# el! de ba$a tensin
%2 el! direccional de potencia
&' el! de desbalance de corriente de fases
&( el! t!rmico
") el! de sobrecorriente instant*neo
"1 el! de sobrecorriente tempori+ado
"2 Interruptor
"2a Contacto ,-.- au/iliar de interruptor
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NOMENCLATURASegn norma IEC 717
Cd. Descripcin
"2b Contacto ,-C- au/iliar de interruptor
"( el! de sobretensin
') el! de balance de volta$es
'# el! direccional de sobrecorriente
#( el! de recierre
01 el! de frecuencia
0" el! au/iliar de portadora
0' el! de disparo con bloueo
0# el! de proteccin diferencial
(& el! de disparo libre
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NOMENCLATURA
EJERCICIO: Complete la definicin de los rels reuniendo las tres
partes. Ver ejemplo:
21 el!
de
Distancia
Dispositivo de
subimpedancia
ue mide la 3
aparente 4 laubica dentro de
una +ona de
disparo
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ZONAS DE PROTECCINBase conceptual
Todos los elementos del sistema de potencia deben protegerse conesquemas redundantes o por lo menos con un esquema de respaldo,buscando equilibrio costo riesgo efectividad. Un elemento de lared no protegido constituye un riesgo para su integridad
Generadores Lneas de transmisin Transformadores Barrajes Compensaciones
Todos estos elementos deben estar protegidos de manera exclusiva ypueden cubrirse unos a otros como respaldo
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ZONAS DE PROTECCINEsquema Redundante
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ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin en un sistema tpico
Estacin A
Estacin B Estacin C
Lnea ! Lnea "
Lnea # Lnea $
%otores
Estacin D
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ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin - Barrajes
Estacin A
Estacin B Estacin C
Lnea ! Lnea "
Lnea # Lnea $
%otores
Estacin D
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ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin Transformadores, generadores, motores
%otores
Estacin A
Estacin B Estacin C
Lnea ! Lnea "
Lnea # Lnea $
Estacin D
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ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin Lneas
Estacin A
Estacin B Estacin C
Lnea ! Lnea "
Lnea # Lnea $
%otores
Estacin D
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Lnea # Lnea $
ZONAS DE PROTECCINZonas de proteccin Sistema completo
%otores
Estacin A
Estacin B Estacin C
Estacin D
Lnea ! Lnea "
Lnea # Lnea $
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ZONAS DE PROTECCINPrincipio de traslape
Los transformadores de corriente deben ubicarse de tal suerte que las
zonas de proteccin se cubran entre si -Principio de traslape
La zona de proteccin est demarcada por la ubicacin de lostransformadores de medida y los interruptores
El lmite de la zona lo determina el punto donde la falla esdetectadacorrectamente ydespejadacorrectamente.
C5 P.. 3O,. 6
C5 P.. 3O,. .
3O,. . 3O,. 6
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ZONAS DE PROTECCINPrincipio de traslape ejemplo rel 87 de un TR
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La zona de proteccin depende de la ubicacin de los TC
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ZONAS DE PROTECCINPrincipio de traslape
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Si los TC estn en los bujes del transformador, la zona de proteccin no cubre elinterruptor ni el tramo entre ste y el buje del transformador (diferencial corto)
Si los TC son independientes, del tipo pedestal, la zona de proteccin cubre hasta losTC pero no cubre el interruptor ni el tramo entre ste y el TC (diferencial largo)
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ZONAS DE PROTECCINPrincipio de traslape
&'(
)!
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Si los TC estn dentro del interruptor, la zona de proteccin cubre todoel grupo comprendido dentro de los interruptores (diferencial largo)
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