manual protecciones electricas
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8/12/2019 Manual Protecciones Electricas
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PROTECCIN DE SISTEMAS ELCTRICOSDE POTENCIA BSICO
PARTE I
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PROTECCIN DE SISTEMAS ELCTRICOSDE POTENCIA BSICO
PARTE I
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIN.2. FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN.3. CLCULO DE CORTOCIRCUITO.4. TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN.
5. FUSIBLES.6. PROTECCIN TERMOMAGNETICA.7. RELES DE SOBRECORRIENTE.8. RELES DIRECCIONALES DE SOBRE CORRIENTE.9. RELE DE POTENCIA INVERSA.
10. PROTECCION DE TRANSFORMADORES.11. PROTECCIN DE MOTORES DE INDUCCIN.12. PROTECCIN DE CABLES.13. PROTECCIN DE BARRAS14. PROTECCIN DE GENERADORES.
15. RELES MULTIFUNCIN.
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INTRODUCCIN
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INTRODUCCIN
Comnmente cuando se habla de un sistema elctrico depotencia, la atencin se concentra en sus componentesde operacin y maniobra (generadores, lneas, cargaetc.) sin tener en cuenta otro conjunto de dispositivos,
que localizados estratgicamente, se encargan de velarpor el buen funcionamiento de dichos componentes, paragarantizar el suministro de energa a los diversos centrosde consumo. Tales dispositivos constituyen elllamado sistema de proteccin.
En las instalaciones industriales de proceso continuo, talcomo es le caso de la industria petrolera, las fallas delequipo elctrico producen serios trastornos que a su vezocasionan grandes prdidas econmicas.
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INTRODUCCIN
La experiencia nos demuestra que durante los procesosnormales de maniobra y operacin de un sistema depotencia, se presentan perturbaciones que van desdesimples efectos de sobrecargasobrecargahasta grandes y destructores
efectos de cortoefectos de cortocircuitoscircuitosproducidos generalmente por fallasde aislamiento.
El sistema de proteccin deber estar siempre diseadopara aislar las fallas con un mnimo de disturbio en el
sistema de potencia, en funcin a los requerimientos de laplanta o instalacin y los costos de instalacin.
Es prcticamente imposible evitar en absoluto las fallas, ancuando actualmente se hacen grandes inversiones para
mejorar las condiciones de los sistemas.
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Por lo tanto el objetivo principal de un sistema de proteccin esevitar en lo posible daos a personas y equipos, y limitar la
extensin y duracin de la interrupcin del servicio a causa delas fallas elctricas o errores humanos durante la operacin delsistema.Las circunstancias causantes del mal funcionamiento de losequipos no son siempre predictibles, por lo tanto una buena
seleccin y un buen mantenimiento pueden reducir las fallas ydisponer de una buena disponibilidad.
INTRODUCCIN
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Aspectos bsicos para mantener el sistema en operacinnormal durante el mayor tiempo posible:
Prevencin de fallasAislamiento adecuado.
Una buena coordinacin de corrientes y aislamientoPrcticas apropiadas de operacin y mantenimiento.
Atenuacin de los efectos de fallas.Limitar la magnitud de las corrientes de fallas por medio
impedancias limitadoras y/o fusibles limitadores.Medios de desconexin rpidos de los circuitos
afectados.Disponer de los elementos de reserva necesarios.Seleccionar la proteccin adecuada.
INTRODUCCIN
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
Los reles de proteccin generalmente operan en repuesta a
una magnitud de corriente abriendo o cerrando contactosy/o disparando un tiristor. Excepto los reles trmicos queoperan con temperatura, los reles de proteccin sonconstruidos usando medios electromagnticos o el principioesttico.
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
Principio de Operacin Reles Electromecnicos.
Los reles electromagnticos tienen solamente dos principios:Atraccin electromecnica.Induccin electromecnica.
Atraccin Electromecnica.La fuerza atraccin electromecnica, que puede ser del tipoembolo o bisagra, ejercida sobre el elemento mvil esproporcionar al cuadrado del flujo en el entre hierro.
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4
2
3 KIKF
2
2
1F = Fuerza netaK1= Constante de conversin
= Flujo en el entrehierro proporcional a la corriente.K2 = Fuerza de oposicin (Resorte, peso etc.)I = Corriente en la bobina.
si F es 0 entonces
teConsK
KI tan
3
4
FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
RELE ATRACCIN ELECTROMAGNETICATIPO BISAGRA
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
RELE ATRACCIN ELECTROMAGNETICATIPO EMBOLO
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
Rels electromecnicos de induccin.Los reles electromecnicos de induccin utilizan el principio
del motor de induccin, donde el torque es desarrollado porinduccin en el rotor. Este principio es aplicado en losmedidores de KWH, donde el rotor es el disco como en losreles. La fuerza actuante desarrollada en el rotor es elresultado de la interaccin de los flujos electromagnticos de
la bobina y el flujo producido por las corrientes eddyinducidas en el rotor.
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
2
2
1 KIKT
T = Torque.K1= Constante de conversin
I = La corrienteK2 = Fuerza de oposicin (Resorte, peso etc.)
2
2
1 arr
teConsK
KIarr tan
1
2
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Los reles de induccin pueden ser usados solamente en CA,y el rotor es normalmente un disco o cilindro.
Los reles de sobre corriente temporizado, bajo voltajetemporizado y sobre voltaje temporizado son fabricados condisco, mientras los reles hechos con el rotor tipo cilindro sonfrecuentemente utilizados en reles de sobre corriente de altavelocidad, como los reles direccionales, diferenciales y a
distancia.
FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
RELE TIPO DE INDUCCIN
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
Principio de Operacin Reles EstticosComo su nombre lo indica son reles construidos conelementos semiconductores sin movimiento, diseadospara dar la repuesta requerida cuando se sobre pasauna condicin crtica previamente determinada.
Los rels estticos son extremadamente rpidos, ya quesu operacin no requiere de partes mviles,obtenindose repuestas en un tiempo que puede se tanbajo como ciclo.
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
Estos reles pueden ser anlogos o digitales. El rele anlogointroducido a comienzo de los aos 60 fue tpicamente
diseado para emular las caractersticas de los releselectromecnicos. Pronto, la tecnologa digital fueimplementada en los diseos de los reles, concaractersticas completamente fuera de las capacidades delos diseos electromecnicos.
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
La operacin del rele esttico es convertir las seales de
entrada en una magnitud apropiada para la medicin, la cuales directamente proporcional a dichas seales. El valormedido es entonces comparado a un ajuste predeterminado.El tiempo y otras caractersticas son derivados de diseos decircuitos anlogos o algoritmos de un microprocesador.
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FUNDAMENTOS Y TIPO DE PROTECCIN
N L1
PIC16F877
SPI
SensorVoltajeLV20-P
SensorCorrienteLAH25-PN
CS5460A
Modulo LCDADC
ADC
RelayCorte
Fusible50 amp.
PUSHboton
RS-485SN75176
USART
Cable Comunicacin
MICROPROCESADOR DISPLAY
PROTECCION ESTTICA
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FUNDAMENTOS DE PROTECCIN
DIAGRAMA DE BLOQUE RELE DIRECCIONAL
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FUNDAMENTOS DE PROTECCIN
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Los corto circuitos ocasionan destrucciones masivas enlos sistemas de potencia, tpicamente las magnitudesestn muy por encima de las corrientes de carga normal.Las consecuencias de estas altas corrientes pueden ser
catastrficas para la operacin del sistema.
Las causas o efectos de esta alta corriente pueden ser:
Incrementa en magnitudes elevadas el calor en los
equipos.
Genera esfuerzos mecnicos en conductores quepueden daar aisladores y desplazar las bobinas en lostransformadores u otros daos fsicos.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
El flujo de estas altas corrientes a travs de lasimpedancias de los circuitos pueden resultar en muy bajosvoltajes, el cual afectan el funcionamiento de otros equipos
forzndolos a sacarlos fuera de servicio.
Finalmente, en el punto de falla la energa desarrollada esde forma de arco, que si se mantiene sin despegue puedecomenzar un incendio que puede ser expandido en otrospuntos lejanos a la falla. .
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
EFECTOS DE LAS CORRIENTES DE FALLA CONPROTECCIN INADECUADA
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
EFECTOS DE LAS FALLAS DE ARCO CON
PROTECCIN INADECUADA
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
EFECTOS DE LAS FALLAS DE ARCO CON
PROTECCIN INADECUADA
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
lcs
lZZZ
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CIRCUITO EN CONDICIONES NORMALES DE OPERACIN
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
CIRCUITO EN CONDICIONES NORMALES DE OPERACIN
max
wtsenoZZZ
V
tilcs
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Cs
scZZ
VI
CIRCUITO EN CONDICIONES DE FALLA
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
CIRCUITO EN CONDICIONES DE FALLA
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Por que hay que calcular los valores de corto circuito?
A fin de obtener una operacin selectiva y segura demanera de proteger al sistema de daos, se debe de
calcular primeramente la falla disponible en los distintosde las barras de los sistemas.
Una vez determinado los niveles de corto circuito en lasdistintas barras del sistema, puede especificarse lascapacidades de interrupcin de los interruptores, realizarla coordinacin y proveer los componentes deproteccin.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Las fallas de corto circuitos francas entre lnea a lnea obifsica, tienen una magnitud aproximada del 87% delvalor de la falla trifsica, y la falla franca de fase a tierra,en un sistema solidamente puesto a tierra pueden estarentre el orden del 25% o 60% al 125% de los valores defalla trifsica, claro est dependiendo de los parmetrosdel sistema. Normalmente el 125% ocurre en los puntoscercanos a las fuentes de alimentacin.
Especialmente en bajo voltaje y cuando no son francaslas fallas de arco a tierra, suelen ser menor a la corrientede carga causando incendios si no se dispone de unabuena proteccin.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
En este curso cubriremos solamente las fallas trifsicas yaque generalmente son mayores en magnitud.
Las fallas monofsicas se mencionan en el curso depuesta a tierra.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
COMPORTAMIENTO DE LA ONDA SINUSOIDALDURANTE LA FALLA.
Las corrientes de corto circuito estn formadas de doscomponentes:
Corriente alterna simtrica de mayor magnitud decorriente en la falla.
Corriente DC transitoria, con un valor inicial igual a lacomponente AC pero que decae rpidamente a cero.
)()( max
wtseno
Z
Vtip
tL
R
t Keti )(
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Si el corto circuito ocurre en el momento en que la onda devoltaje es cero el valor inicial DC es mximo, sin embargocuando la onda de voltaje es mxima en el momento queocurre el corto circuito, valor inicial DC es mnimo.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
ONDA TPICA DE CORTO CIRCUITO
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
CC` Representa el valor DC
AA` Representa el valor pico mximoDD` Representa el valor efectivo
2
ACrms
II
22
2 DC
ACrmstotal I
II
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
CORRIENTE DE FALLA SINDECAIMIENTO RED PRINCIPAL
(UTILITY)
CORRIENTE DE FALLA CON LIGERODECAIMIENTO CERCANO A LA
GENERACIN
DECAIMIENTO MODESTO DEUN MOTOR SINCRONICO
DECAIMIENTO PRONUNCIADODE LA CONTRIBUCIN DE UN
MOTOR DE INDUCCIN
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
CORRIENTE DE FALLA COMBINADA CONLAS DISTINTAS CONTRIBUCIONES
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
CALCULO DE CORTO CIRCUITOS TRIFSICOSLos tres mtodos mas usados para realizar clculos decorto circuitos son:
Mtodo hmico.Mtodo por Unidad.Mtodo por MVA.
El mtodo por MVA tiene la ventaja sobre los otros dos de
ser ms prctico y rpido para clculos a mano, pero nose dispone del valor X/R para determinar la asimetra de laonda sinusoidal, en todo caso se utiliza 1.6, u otrosvalores que dependeran del tipo de interruptor, comofactor de asimetra.
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EJEMPLO DE CLCULO DE CORTO CIRCUITO MTODOHMICO.
100 MVA
13.8/4.16 K V10 MVA5.1% X 0.89 % R
100 mts CABLE ARMADO3X1/0 15 Kv
M 1000 HPX =0.254.16 kV
CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
BARRA A
BARRA B
SE REQUIERE CALCULAR ELCC EN BARRA B SIN Y CON LACONTRIBUCIN DEL MOTOR.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Frmulas a Utilizar
sistema
undsistema
MVA
KVX
2
.sec
.
2.sec
2.sec )(%10
transf
und
transf
undactualtransf
KVA
KVX
MVA
KVXX
.
2
.sec
2
.sec )(%10
transf
und
transf
undactual
transf KVA
KVR
MVA
KVRR
22
totaltotaltotal XRZ
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Frmulas a Utilizar
)(3
.sec
...
total
undLsymrmssc
Z
VI
)min.(5.. alnoCorrienteI motorcontribasym
25.1
..
..
motorcontriasym
motorcontrsym
II
total
totalratio
R
XRX/
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Frmulas a Utilizar
AsymFactorII rmssymscrmsasymsc ....
contribmotorasymrmsasymscrmsasymsctotal III .......
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Una vez elaborado el diagrama unifilar y recopilada la datade los equipos, se comienza con el clculo para la obtencinde las impedancias y el CC en base al voltaje secundario.
173.0100
16.4 2
sistemaX
088.0
10
)16.4)(051.0( 2
dortransformaX
0154.010
)16.4)(0089.0( 2
.transfR
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
mtjZcable /1304280/1.
043.0)10/100)(428(
013.0)10/100)(130(
6
0/1.
6
0/1.
cable
cable
R
X
.695)139)(5(
.139)16.4(3
1000
..
.
AmpsI
AmpskV
kVAI
motorcontribasym
motorn
.55625.1
695..
AmpsI motorcontribsyme
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
M
BARRA A
BARRA B
0.173
0.088
0.0154
0.043
0.0130.2740.0584
0.1730.0880.013
0.01540.043
XR
F
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
M
BARRA A
BARRA B
0.274
0.0584
DIAGRAMA EQUIVALENTE
F
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
280.0)274.0()0584.0( 22
totalZ
.8578)280.0(3
4160.. Amps
VI symrmssc
SC en barra B sin contribucin del motor
SC en barra B con contribucin del motor
.91345568578... AmpsI totalsymrmssc
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
69.40584.0
274.0
R
X
Basado en la relacin X/R buscamos en tabla el factor
asimtrico, el cual nos indica un valor de 1.232
.10568)232.1)(8578(sin... AmpsI contribasymrmssc
.1126369510568... AmpsI ribconconcontasymrmssc
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
13.8/4.16 K V
10 MVA5.1% X 0.89 % R
M
BARRA A
BARRA B1000 HPX =0.174.16 kV
100 mts CABLE ARMADO3X1/0 15 Kv
10568 A
695 A
FLUJO DE CORRIENTES
11263
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
PAZOS A REALIZADOS PARA EL CLCULO DE CC.Preparar el diagrama unifilar.
Recopilar data y convertir a valores hmicos.Combinar impedancias (Reducir circuito)Calcular los valores de corto circuitos.
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EJEMPLO DE CLCULO DE CORTO CIRCUITO MTODOPOR UNIDAD.
100 MVA
13.8/4.16 K V10 MVA5.1% X 0.89 % R
100 mts CABLE ARMADO3X1/0 15 Kv
M 1000 HPX =0.254.16 kV
CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
BARRA A
BARRA B
SE REQUIERE CALCULAR ELCC EN BARRA B SIN Y CON LACONTRIBUCIN DEL MOTOR.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Frmulas a Utilizar
base
actualpu
Cantidad
CantidadCantidad
base
basebase
kV
MVAI
3
1000
base
base
base kV
KVA
I 3
base
basebase
kVA
kVZ
)1000(2
base
basebase
MVA
kVZ
2
)100(
)(%.
transf
basetransfpu
kVA
kVAXX
transf
base
transfpu kVA
MVAX
X
10)(%
.
2.
base
basecablepu
kV
MVAXX
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Frmulas a Utilizar
)1000(2.
base
basecablepu
kV
kVAXX
motorcapacidad
motorpuactual
motorpukVA
kVAbaseXX
.
..
.
motorcapacidad
motorpuactual
motorpuMVA
MVAbaseXX
.
..
.
2
.
2
.. totalputotalputotalpu RXZ
totalpu
pu
pusc Z
V
I ..
basepuscrmssymsc III ...
sistemasc
baseUtilsistemapu
MVA
MVAX
.
)(.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Frmulas a Utilizar
Para cambiar de base los valores en por unidad.
dadabase
nuevabase
nuevabase
dadabasedadapunuevapu
kVA
kVA
kV
kVXX
.
.
2
.
...
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Una vez elaborado el diagrama unifilar y recolectadala data, se procede a obtener los valores por unidad.
1.0100
10..sistemapuX
kVbase= 4.16MVAbase= 10
.138816.43
100010AmpsIbase
7306.110
16.4 2
baseZ
051.010000
)10)(10%(1.5.transfpuX
0089.010000
)10)(10%(89.0.transfpuR
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
043.0)10/100)(428(
013.0)10/100)(130(
6
0/1.
6
0/1.
cable
cable
R
X
007512.016.4
10)013.0( 2.cablepuX
0248.016.4
10)043.0(2.cablepu
R
5.21
)10)(25.0(.motorpuX MVAHP 11000
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
M
BARRA A
BARRA B
0.1
0.0075
0.0248
0.0089
0.0510.15850.0337
0.10.00750.051
0.02480.0089
XR
F
X pu=2.5
-
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
M
BARRA A
BARRA B
0.0337
0.1585
DIAGRAMA EQUIVALENTE
F
X pu=2.5
-
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Luego se procede con el clculo de CC.
17.61620.01
.puscI
.8566)1388)(17.6(.sin... AmpsI motorcontrmssymsc
1620.01585.00337.0 22
.totalpuZ
703.40337.0
1585.0
R
X
SC en barra B sin contribucin del motor
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
M
BARRA A
BARRA B
0.0337
0.1585
DIAGRAMA EQUIVALENTE
F
X pu=2.5
BARRA A
BARRA B
0.0337
0.1585
F
2.5
-
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
DIAGRAMA EQUIVALENTE
BARRA A
BARRA B
0.0337
0.1585
F
2.5
BARRA A
BARRA B
0.0291
0.1495
F
Z=0.1523 79
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
566.61523.0
1
..... motorcontconpusymesc
I
.9114)1388)(566.6(..... AmpsI motorcontriconrmssymsc
SC en barra B con contribucin del motor
4.05.2
1... motorpusymscI
.555)1388)(4.0(.. AmpsI motorsymsc
.694)25.1)(555(.. AmpsI motorasymsc
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Basado en la relacin X/R= 4.703, buscamos en tabla elfactor asimtrico, el cual nos indica un valor de 1.232
.10553)232.1)(8566(sin... AmpsI contribasymrmssc
.11228)232.1)(9114(... AmpsI ribconconcontasymrmssc
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
13.8/4.16 K V
10 MVA5.1% X 0.89 % R
M
BARRA A
BARRA B1000 HPX =0.174.16 kV
100 mts CABLE ARMADO3X1/0 15 Kv
10553 A
694 A
FLUJO DE CORRIENTES
11228
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
PAZOS A REALIZADOS PARA EL CLCULO DE CC.Preparar el diagrama unifilar.
Recopilar data y convertir a valores en por unidad (pu).Combinar los valores por unidad (Reducir circuito)Calcular los valores de corto circuitos en por unidad.Calcular los valores de corto circuitos en valores reales.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
EJEMPLO DE CLCULO DE CORTO CIRCUITO MTODOMVA.
100 MVA
13.8/4.16 K V10 MVA5.1% X 0.89 % R
100 mts CABLE ARMADO
3X1/0 15 Kv
M 1000 HPX =0.254.16 kV
BARRA A
BARRA BSE REQUIERE CALCULAR ELCC EN BARRA B SIN Y CON LACONTRIBUCIN DEL MOTOR.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Frmulas a Utilizar.Bsicamente este mtodo es una modificacin del mtodohmico, en el cual se trabajara con valores de MVA,transformando los valores de impedancia a su equivalenteen MVA, en vez de valores de impedancias.
2
/.Z
kVMVA cableslneascc
..
..
transfpu
ttransfcc
Z
MVAMVA
"
...
.
...
genermotord
generadormotor
genrmotoresccX
MVAMVA
kAkV
MVAIcc
3
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Una vez elaborado el diagrama unifilar y recolectadala data, se procede a obtener los valores de MVA.
MVAMVA utilitysistema 100)(
0517.0%1770.589.01.5 22
.transfZ
MVAMVA transfcc 42.1930517.0
10..
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
043.0)10/100)(428(
013.0)10/100)(130(
6
0/1.
60/1.
cable
cable
R
X
0449.0013.0043.0 22cableZ
MVAMVA cablecc 425.3850449.0
16.4 2
.
MVAMVA motorcc 425.0
1.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
100
193.42
385.43
4
BARRA A
BARRA B
DIAGRAMA DE BLOQUES
SISTEMA
CABLE
TRANSF.
100
4
A
128.8
B
8.12842.19343.385
)42.193)(43.385(.// TransfCable
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
DIAGRAMA DE BLOQUES
100
4
A
128.8B
29.568.128100
)8.128)(100(15.179//Sistema
4
56.29
B
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
.81.716.43
29.56.sin... kAmpsI motorcontrmssymsc
60.29
B
29.60429.5618.64// motorParalelo
.36.816.43
29.60.sin... kAmpsI motorcontrmssymsc
SC en barra B con contribucin del motor
SC en barra B sin contribucin del motor
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Como no se dispone de la relacin X/R para determinar elfactor asimtrico, se recomienda utilizar los siguientesvalores para calcular las corrientes asimtricas deinterrupcin en funcin al tipo de interruptor:
1.6 para interruptores en aceite por encima de 5 kVA.1.5 para interruptores hasta 5 kVA.1.25 para interruptores en aire.
O utilizar los siguientes valores:
1 Para interruptores de ocho ciclos o mas.1.1 Para interruptores de cinco ciclos.1.2 Para interruptores de tres ciclos.1.4 Para interruptores de dos ciclos
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
COMPARACIN DE RESULTADOS DE LOS TRESMTODOS
836791149134SYMT. CONCONTRIB.MOTOR
781285668578SYMT. SINCONTRIB.MOTOR
MVAAMPS.
P.U.AMPS.
HMICOAMPS.
Isc B
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
PAZOS A REALIZADOS PARA EL CLCULO DE CC.Preparar el diagrama unifilar.
Recopilar data y convertir a valores en MVA.Combinar los MVA como si fuesen admitancias.Calcular los valores de corto circuitos.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Como se puede notar en la tabla anterior mostrada, losdos primeros mtodos (hmico y p.u.) prcticamente nomuestran diferencias entre los resultados; presentndosediferencias en mayor grado, menor al 10%, entre elmtodo MVA y los dos primeros. Este error es bastanteaceptable para clculos de corto circuito en tensiones demedia tensin en adelante.
Como el mtodo de MVA no considera resistencias puras,
el error se incrementa cuando estas forman parte delcircuito, como es el caso de las resistencias de contactomuy comnmente utilizadas en circuitos de baja tensin.
Pero en la prctica este mtodo es bien venido.
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CC 500 MVA
10 MVA Z = 6 %
6.9 KV
CLCULO CC FASE A TIERRA MTODO MVA
6.9 KV
M
2.2
34.5 KV ESTRELLA
5 MVA / X = 0.2
M
5 MVA / X o = 0.2/2= 0.1
10 MVAZo = 6 %
DIAGRAMA PARA LAS SECUENCIASPOSITIVA Y NEGATIVA
DIAGRAMA PARA LA SECUENCIACERO
CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
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500 MVA
541 MVA
166 MVA
25 MVA
166 MVA
50 MVA
DIAGRAMA DE BLOQUESSECUENCIAS
POSITIVA Y NEGATIVA
DIAGRAMA DE BLOQUESSECUENCIA CERO
34.5 / 2.2 = 541 MVA
10 / 0.06 = 166 MVA
5 / 0.2 = 25 MVA
5/0.1= 50 MVA
CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
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101 MVA
25 MVA
166 MVA
50 MVA
DIAGRAMA DE BLOQUESSECUENCIAS
POSITIVA Y NEGATIVA
DIAGRAMA DE BLOQUESSECUENCIA CERO
MVAx1 = MVAx2 = 126 MVAx0 = 216
CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
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126 MVA
126 MVA
216 MVA
126 MVA
126 MVA
216 MVA
126 MVA
126 MVA
216 MVA
Ifo
49 MVA 49 MVA 49 MVA
-
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49 MVA 49 MVA 49 MVA
147 MVA
AkAkV
MVAIcc 123003.12
9.63
147
CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
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AkAkV
MVAIcc 123003.12
9.63
147
CORRIENTE MUY ELEVADA PARA FALLAS A TIERRA
EN UN MOTOR.LA NORMA RECOMIENDA COLOCAR RESISTENCIAENTRE NEUTRO Y TIERRA PARA REDUCIR LACORRIENTE ENTRE 200 A 1200 AMPERIOS
20200
36900
AR
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
VALOR PICOMAX.=1.73 *1.414=2.5
CICLO
CLCULO CORRIENTE DE INTERRUPCIN EN INTRR. MT.
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
tL
R
t Keti )(
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Isym = 36 KA de Placa.Interruptor de tres ciclos.Tiempo de apertura mas ciclo del rel= 33 mseg.
kAItotal 44100
502136
2
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
Isym = 36 kA de Placa.Interruptor de cinco ciclos.Tiempo de apertura mas ciclo del rel= 50 mseg.
kAItotal 40100
342136
2
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
6.9/4.16 K V750 kVA5 %
M
BARRA A
BARRA B500 HPX =0.174.16 kV
150 mtsLnea 4/0horizontal
Cable 3x1/04.16 kV/20mt
90 MVA
6.9/4.16 K V750 kVA5 %
M
BARRA A
500 HPX =0.174.16 kV
150 mtsLnea 4/0horizontal
Cable 3x1/04.16 kV20 mts.
200 MVA
M
Ejercicio 1 Ejercicio 2PROBLEMAS
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CLCULO DE CORTOCIRCUITO.
En ambos ejercicio calcular las siguientes corrientes defallas trifsicas en la barra B :
Simtrica sin contribucin y con contribucin de losmotores.
Asimtrica sin contribucin y con contribucin de losmotores asumiendo una relacin X/R igual a 17.
Si colocamos interruptores de 6 ciclos con 3 kA deinterrupcin de placa en los secundarios de los
transformadores, Determinar si los mismos son capacesde aguantar la corriente de apertura.
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
DEFINICIN
Son dispositivos para transformar con precisin la corrienteo voltaje de una magnitud a otra generalmente menor,
debido principalmente a las siguientes razones:
Reducir las magnitudes en forma precisa a valoresque sean ms fciles de manipular (5 Amps., 120 V).
Para aislar el equipo secundario de los valores
primarios que son peligrosos.Para dar a los usuarios mayor flexibilidad en lautilizacin del equipo en las aplicaciones de medicin yproteccin.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
Para las aplicaciones de proteccin y medicin se debenespecificar algunos parmetros bsicos en los
transformadores como lo son:
Relacin de transformacin.Precisin.El burden (Carga).
Caractersticas generales.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
TRANSFORMADORES DE CORRIENTE.Tipos de Transformador de Corriente (TC).
DOBLE ARROLLAMIENTO
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
PARA CONEXIONADO EN BARRAS
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
TIPO VENTANA
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
DIAGRAMA DE POLARIDAD
Polaridad.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
Polaridad y Conexionado.
CONEXIONADO ESTRELLA
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
CONEXIONADO ESTRELLA ABIERTO
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
CONEXIONADO PROTECCIN DIFERENCIAL DE BARRAS
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
Relacin de Transformacin IEEE STD. C57.13.1993.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
Relacin de Transformacin IEEE STD. C57.13.1993.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
Precisin.
El funcionamiento de los reles de proteccin no solamentedepende de la precisin de los TC a carga normal, si notambin en momentos de falla. La precisin puedevisualizarse como cuan parecida es la onda sinusoidal delsecundario con la onda del primario.
La onda y la diferencia de fase, entre el primario ysecundario, son componentes considerados en laclasificacin de la precisin.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
La precisin del TC a altas corrientes depende del rea delncleo hierro y del nmero de vueltas en el secundario.Entre mayor es el rea del ncleo, mayor ser el flujomagntico antes de llegar al punto de saturacin.
El rpido decrecimiento de la precisin de un TC semanifiesta cuando se llega a la saturacin mismo.
A mayor nmero de vueltas en el secundario, se dispone
de mayor flujo para manejar la corriente secundariarequerida en el rele. Este factor influye o ayuda asuministrar la corriente al burden o carga sin prdida deprecisin.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
IEEE Std C57.13- 1993 designa la precisin de los TC`s enel uso de rels con las letras C y T y un nmero declasificacin. La letra C significa que el porcentaje de errorde correccin de relacin puede ser calculado con
precisin, y la letra T (Test) significa que esta se determinapor medio de pruebas.
El nmero o voltaje terminal que conecta al rele o carga, esel voltaje que puede entregar el TC a dicha carga a 20veces la corriente normal (5 A), sin exceder el 10% de errorde relacin.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
Por ejemplo para un transformador con precisin C400que alimenta a un rele, significa que la impedancia oburden en el secundario a 20 veces la corriente nominal(20 x 5 A = 100 A) se calcula como:
burden
burden
Z
ZV
Los voltajes estndar en el secundario son: 10,20,50,100,200, 400 y 800 Voltios.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
EJEMPLO CLCULO DE PRECISIN PARA RELES.Calcular el burden o carga y el error para un TC de400/5, que alimenta las cargas indicadas abajo a travsde un cable No. 10 AWG de cobre de 15 mts. de
longitud.El error se calcular utilizando la curva de excitacinmostrada mas adelante y con 20 veces la corrientenominal (20*5Amps). La carga conectada es lasiguiente:
Medidor de Energa: R= 0.013 / L= 0.044 mHVatmetro: R= 0.023 / L = 0.260 mHAmpermetro: R= 0.055 / L = 0.270 mH.Cable No. 10 AWG = 3.277 /km.CT 400/5 = 0.206
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
Solucin.
049.01000
1527.3cableR
346.0206.0049.0055.0023.0013.0totalR
WIRP tactiva 3460)520)(346.0( 22
219.01000
)270.0266.0044.0()60)(1416.3)(2(2 tt fLX
VARIXQ treactiva 2190)520)(219.0( 22
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
VAVA 409521903460 22
4095.0)520(
409522
I
VAZt
VIZV tentacina 95.40)4095.0)(520(lim
.12.0 AmpsIexcitacin
Si vamos a la curva de excitacin del transformador400/5, mostrada en la pgina siguiente, con un voltajede 40.95 V obtenemos la corriente de excitacin de0.12 Amperios.
%12.0100)520(
12.0%error
Para esta aplicacin el TC est bastante adecuado,muy por debajo del 10% de error mximo permitido.
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
400/5
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
En cuanto a los TC para medicin podemos manejar laprecisin como se indicada en la tabla siguiente:
MAX.MAX. MIN.MIN.
0.6 1.0
0.6 - 1.0
0.6 - 1.0
0.994 1.006
0.988 1.012
0.976 1.024
0.997 1.003
0.994 1.006
1.012 1.012
0.3
0.6
1.2
LMITES DELFACTOR DEPOTENCIA
(ATRASADO) DE LACARGA MEDIDA
10%CORRIENTE
NOMINAL
100%CORRIENTE
NOMINALCLASE DEPRECISIN
NOTA: Esta condicin ser dentro del rango FP entre 0.6 y 1 enatraso, y a 100% de la corriente primaria nominal.
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TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
Ejemplo:
0.3 B- 0.1 Significa precisin 0.3 burden 0.1
0.2 B- 0.2 Significa precisin 0.2 burden 0.2
0.6 B- 0.5 Significa presicin 0.6 burden 0.5
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S O O CO S
Burden o Carga.
Como lo indicado en el ejercicio anterior el Burden, entransformadores de corriente, es la carga conectada en losterminales del secundario expresada como VA con su factor
de potencia, y/o en valores hmicos representando laimpedancia.
El burden afecta la precisin del dispositivo, por eso es muyimportante considerar el cable conectado a los reles y equipo
de medicin, sobre todo si la separacin entre TC einstrumentos no estn en el mismo rea. Incrementando larelacin y/o el burden del TC se evita alcanzar el punto desaturacin.
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b: Solamente para 60hz.
BURDEN ESTANDAR PARA TCS DE 5A
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Caractersticas Generales.Voltaje nominal y BIL*.
Capacidad trmica y mecnica de corto circuito.
*Basic impulse level.
*
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Precauciones de Seguridad.
Es muy importante considerar que un TC nunca debequedar con el circuito abierto cuando circula corriente porel primario. Esto ocasiona que se presente voltajes
peligrosos tanto para el equipo como para el operador. Siun CT a pasado por esta situacin debe ser verificadopor posibles daos antes de colocarlo nuevamente enservicio.Lo anteriormente expuesto se debe a que la corriente del
primario se transforma totalmente en corriente demagnetizacin alcanzando el punto de saturacin y conesto apareciendo cientos de voltios en el secundario.
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PROBLEMA
Calcular la precisin con los datos del ejemplo, pero conTC de relacin de 100/5.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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Solucin.
049.01000
1527.3cableR
205.0065.0049.0055.0023.0013.0totalR
WIRP tactiva 2050)520)(205.0( 22
219.01000
)270.0266.0044.0(
)60)(1416.3)(2(2 tt fLX
VARIXQ treactiva 2190)520)(219.0( 22
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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VAVA 300021902050 22
3.0)520(
300022
I
VAZt
VIZV tentacina 30)3.0)(520(lim
Si vamos a la curva de excitacin del transformador100/5, mostrada en la pgina siguiente, con un voltajede 30 V vemos que nos salimos del punto de saturacinindicando 20 amperios de excitacin.
.20AmpsIexcitacin%20100
)520(20%error
Para esta aplicacin el TC presenta un error, muy porencima del 10% de error mximo permitido.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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100/5
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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TRANSFORMADORES DE VOLTAJE.Relacin de Transformacin.
RELACIN DE TRANSFORMACIN CON 100% Vn. PRIMARIO
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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RELACIN DE TRANSFORMACIN Vn PRIMARIO
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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PrecisinPara los transformadores de voltaje o potencial TP, sedebe asignar o indicar una especificacin denominadaClase de Precisin para cada uno de los burden
estndar para el cual est designado.Las clases de precisin, al igual que los TC medicin,son 0.3, 0.6, y 1.2 que representan el porcentaje dedesviacin mximo y mnimo con respecto al voltajenominal. Por ejemplo podemos mencionar la precisin
asocindola al burden como 0.3 W, 0.3 X, 0.6 Y y 1.2Z,en donde la letra representa al burden.
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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1.0033 - 0.997
1.006 - 0.994
1.012 - 0.988
0.3
0.6
1.2
LMITES FACTOR DECORRECCINCLASE DE PRECISIN
NOTA: Esta condicin ser dentro del rango FP entre 0.6 y 1 enatraso, desde el burden cero hasta el especificado y el voltaje de
alimentacin entre el 90% al 110% del nominal.
CLASE DE PRECISIN PARATRANSFORMADORES TP USADOS EN MEDICIN
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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Burden
BURDEN ESTANDAR PARA TPS
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Y TENSIN
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Caractersticas Generales.Al igual que los CT, para los TP tambin hayque considerar la mxima tensin de trabajo y elBIL que debe soportar.
En cuanto a la capacidad trmica se refiere almismo burden dada en VA o en ohmios para laimpedancia.
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FUSIBLES
FUSIBLES
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DEFINICINHay tres tipos fundamentales de dispositivos diseadospara detectar sobre corrientes debido a corto circuitosocurridos en cualquier parte del sistema elctrico:
Fusible.Disparadores de accin directa (Interruptores).Reles (Ya mencionados).
El fusible es un dispositivo de proteccin de sobrecorriente con una parte que se funde y abre el circuitocuando es calentada por el paso de una corriente.Los mismos pueden ser usados en alto y bajo voltaje.
FUSIBLES
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Tienen la desventaja de no ser ajustables, su operacin esrelativamente lenta, para los no limitadores, son menosexactos que los reles y en sistemas trifsicos al fundirseabre solamente una fase, generando problemas serios enaquellos equipos afectados por las corrientes desecuencia negativas. Su ventaja comparado con los otrosmedios de proteccin es su menor costo.
Se pueden clasificar bsicamente como para baja y alta
tensin que a su vez lo clasificaramos como los nolimitadores de corriente o fusibles estndar y limitadoresde corriente.
FUSIBLES
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Prcticamente todos los fusibles se funden, con altos valoresde corrientes de fallas, en un tiempo aproximado al cicloen sistemas de 60 Hz, sin embargo, el arco formado es
conductor y permite que la corriente alcance su mximo valorde cresta antes de extinguirse.
Los fusibles que tienen un componente especial que extingueal arco antes de que esto ocurra, son los llamados como
limitadores de corriente.
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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FUSIBLES PARA BAJA TENSIN
FUSIBLES
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FUSIBLES DE BAJA TENSIN.
FUSIBLES DE BAJO VOLTAJE BAJO NORMA UL Y CSA
FUSIBLES
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No Limitadores de Corriente (Estndar)
Fusible tipo H.Son usados en 250 V o 600 V con capacidad para 600 Ao menos, y son hechos segn el NEC (National Electrical
Code).Usados en CD y AC para proteccin temporizada (Timedelay).Disponible con operacin de sobre corriente de 135% a200% de su corriente nominal y mnimo tiempo de
operacin de 10 a cinco veces su corriente continua.Su capacidad de interrupcin es de 10 kA rms.
FUSIBLES
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FUSIBLE TIPO H
FUSIBLES
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FUSIBLE TIPO H CAPACIDAD Y DIMENSIONES
FUSIBLES
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Fusible de rosca (Plug Fuse)
Cubre los de base Edison y el tipo S, los cuales sedisponen con caractersticas temporizado o no. El tipo
con base S tiene como opcin transformarse en limitadoragregando un dispositivo en su base.Su capacidad tpica de interrupcin es de 10 kA rms.
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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FUSIBLES DE ROSCA (PLUG FUSE)
FUSIBLES
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Limitadores de Corriente.
Como lo define el CEN, es un dispositivo que cuando
interrumpe la corriente en su rea limitadora, reduce elflujo de corriente en el punto de falla a una magnitudsustancialmente menor que la magnitud obtenida en elmismo punto de falla, si el fusible fuese reemplazado porun conductor slido de la misma impedancia del fusible.
FUSIBLES
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LIMITACIN DE CORRIENTE TPICA CON FUSIBLES LIMITADORES
FUSIBLES
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COMPARACIN DEL CALOR ENERGTICO DESARROLLADOCON Y SIN FUSIBLE . )(
2tI
FUSIBLES
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GRFICA PARA ESTIMAR LA CORRIENTE DE PASO
FUSIBLES
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CIRCUITO PROTEGIDOCON FUSUBLE LIMITADOR
601 A CLASE L
CIRCUITO PROTEGIDOCON INTERRUPTOR NO LIMITADOR
TAMAO 1600 SET 640 ATIEMPO DISPARO CORTO 12 CICLOS
FORMACIN DE ARCO
FUSIBLES
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EJEMPLO DE APLICACIN FUSIBLE LIMITADOR
FUSIBLES
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CORRIENTE PICO DE PASO PARA 60 HZ EN FUNCIN DE Icc RMSSIMTRICA CON FP 15%
rea nolimitadora
FUSIBLES
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EJEMPLO DE APLICACIN FUSIBLE LIMITADOR
Valores en el componente sin fusible.Ipico = 100000 AIrms disponible = 40000 A
Valores en el componente con fusible.Ipico = 38500 AIrms disponible = 16500 A
FUSIBLES
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Selectividad Limitadores de Corriente.
FUSIBLES
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CURVAS TPICA DE COORDINACION
FUSIBLES
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SELECCIN SEGN CARACTERSTICAS DEL FABRICANTE
FUSIBLES
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EJEMPLO DE SELECCIN SEGN TABLA DEL FABRICANTE
FUSIBLES
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Valores en el componente sin fusible.Ipico = ?Irms disponible = 50000 A
Valores en el componente con fusible.Ipico = ?Irms disponible = ?
Problema
2000 A
50000 A
Utilizando la grfica corriente pico de paso anterior,determinar la corriente pico sin fusible y las corrientespico y disponible rms simtrica con fusible.
FUSIBLES
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FUSIBLES DE ALTA TENSIN.
Segn la IEEE Std C37.40- 1993, se define como fusibles dealto voltaje todo aquel fusible por encima de los 1000voltios, cubriendose con esto los de media tensin y altatensin propiamente dicho.
El mismo estndar clasifica los fusibles de esta tensin enfusibles de potencia y fusibles de distribucin, y en funcin
de su ubicacin son clasificados como uso exterior y parauso interior o uso en contenedores.
FUSIBLES
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Fusibles de Potencia.De acuerdo al ANSI C37.42- 1996, los fusibles de potencia seidentifican por las siguientes caractersticas:
Su alta resistencia a los esfuerzos de tensin (BIL).
Aplicacin en estaciones y sub estaciones.Disponibilidad en rangos nominales de alta corrientes.Disponibilidad en rangos altos de corriente de corte.Disponibilidad de una gran variedad para aplicacin
exterior e interior.
Los mismos se clasifican segn su caractersticas elctricasy su capacidad, como fusibles tipo E y tipo R.
FUSIBLES
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Fusibles de Distribucin (Drop out)
Segn la IEEE Std C37.40- 1993, un fusible tipo drop out,se define por la siguientes caractersticas:
La resistencia a los esfuerzos de tensin (BIL) son paratensiones de distribucin.
Primariamente utilizados para alimentadores de lneasareas a nivel de distribucin.
Normalmente construidos para ser instalados en
posteadura.Se usan tambin como proteccin para transformadoresde distribucin.
Son renovables al reemplazarle el filamento.
FUSIBLES
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FUSIBLE DROP-OUT / 100 A
FUSIBLES
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CAPACIDAD MXIMA DE INTERRUPCIN PARAFUSIBLES DROP OUT
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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FUSIBLES DE ALTA TENSIN
FUSIBLES
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Fusibles de Potencia Limitadores.
El principio de funcionamiento es igual a los limitadores enbaja tensin. Su principal aplicacin son para protegertransformadores de potencial y potencia, transformadores
auxiliares, bancos de condensadores, y en otrasaplicaciones donde se requiera altas corrientes deinterrupcin y limitar los altos niveles de corto circuito.
En el presente, la aplicacin de estos tipos de fusibles segn
acorde al nivel de voltaje est entre 2.4 kV y 34.5 kV.
FUSIBLES
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MXIMA CORRIENTE NOMINAL Y CAPACIDAD DE INTERRUPCINPARA FUSIBLES DE POTENCIA LIMITADORES.
FUSIBLES
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SELECTIVIDAD ENTRE DOS FUSIBLES LIMITADORES PARAALTA TENSIN
FUSIBLES
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CURVAS PARA FUSIBLESLIMITADORES
DE ALTA TENSIN(MINIMUM MELTING TIME)
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PROTECCIN TERMOMAGNTICABAJO VOLTAJE
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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DEFINICIN
Proteccin contenida en dispositivos, llamados en algunoscasos interruptores automticos, que se emplean para la
proteccin de los circuitos elctricos, contra sobre cargas ycorto circuitos, en sustitucin de los fusibles, por la ventajade que no hay que reponerlos, cuando se desconectandebido a una de estas fallas.
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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CEN lo define como un dispositivo diseado para abrir ycerrar un circuito manualmente y para abrir un circuito
automticamente sobre una predeterminada seleccin desobre corriente, sobre carga o corto circuito, sin daossobre el dispositivo cuando es apropiadamenteseleccionado.
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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Segn el nmero de polos se clasifican en:
UnipolaresBipolares.
TripolaresTetrapolares (utilizados en redes 3 con neutro.
En la siguiente figura se muestra la partecorrespondiente de una fase donde se puede notar la
parte trmica y la parte magntica.
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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INTERRUPTOR TERMOMAGNTICO
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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PROTECCIN TERMO MAGNETICAMOLDED CASE CIRCUIT BREKER (MCCB)
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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Estos dispositivos constan de un desconectador magntico,formado por una bobina que acta sobre un contacto mvil,que cuando la intensidad que la atraviesa alcanza el valorde corriente seleccionado el mismo abre a los contactos.ste elemento protege la instalacin contra los corto
circuitos por ser muy rpido su funcionamiento.
Tambin poseen un desconectador trmico, formado poruna lmina bimetlica, que se dobla al ser calentada(It) por un exceso de corriente, y que aunque mas
lentamente que el desconectador magntico, acta tambinabriendo los contactos. Esta proteccin contra sobre cargasy su velocidad de desconexin es inversamenteproporcional a la magnitud de corriente de sobre carga.
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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CLASIFICACIN
Segn la IEEE Std C37.100- 1992 los interruptores debajo voltaje son clasificados de la manera siguiente:
Interruptores en caja moldeada (Molded- case
circuit breakers- MCCBs), ensamblados como unaunidad integral en una caja de material aislante.Interruptores bajo voltaje de gran potencia (Low-
voltage power circuit breakers- LVPCBs), usadosen circuitos con tensin de hasta 1000 V y en
algunos casos hasta 3000 V.
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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INTERRUPTORES EN CAJA MOLDEADAMCCBs
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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INTERRUPTORES EN CAJA MOLDEADAMCCBs
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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INTERRUPTORES DE BAJO VOLTAJE DE GRAN POTENCIALVPCBs
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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INTERRUPTORES DE BAJO VOLTAJE DE GRAN POTENCIALVPCBs
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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INTERRUPTOR BIPOLAR Y MONOPOLAR
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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Estos interruptores automticos termomagnticos, seemplean mucho domsticamente y para instalaciones debaja tensin en general y suelen fabricarse paraintensidades entre 5 y 125 amperios, de forma modular ycalibracin fija, sin posibilidad de regulacin.
Para intensidades mayores, incluyendo los interruptoresde potencia, se aplican en instalaciones industriales hasta1.000 A o mas, y suelen estar provistos de una regulacinexterna, para los elementos trmicos y magnticos paraproteccin contra sobre carga y cortocircuitosrespectivamente.
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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La UL 489 1991 menciona el INSULATED CASECIRCUIT BREAKER (ICCB) , el cual es un interruptor
en caja aislada que sirve de soporte y dispone de unmecanismo de energa para el cierre y apertura manual.
Estos ICCB estn disponibles en tamaos desde 800 A
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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INTERRUPTOR ICCB
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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CAPACIDAD TPICA DEINTERRUPCIN DE MCCBs
PARAUSO COMERCIAL E
MINDUSTRIAL
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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CURVAS DE AJUSTE TPICAS PARA EL MCCBs
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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UNIDAD DE AJUSTE CON TEMPORIZADO, CORTO TIEMPO,INSTANTANEO Y FALLAS A TIERRA
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
INTERRUPTORES LIMITADORES
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INTERRUPTORES LIMITADORES
En interruptores MCCBs tambin existen los limitadores decorriente, los cuales estn formados por interruptoreslimitadores propiamente dicho y el combinado con fusibleslimitadores.
El interruptor que no emplea fusibles limitadores paracumplir con los requisitos de limitacin, debe operar en un
tiempo extremadamente corto (1/2 ciclo) ante una alta
corriente de falla en el sistema.Una repuesta lenta reduce la limitacin de corriente y proveepoca o si acaso ninguna proteccin para los dispositivosconectados
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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Para alcanzar la separacin de los contactos a altavelocidad, los brazos de estos descansan uno sobre el otropermitiendo que la corriente fluya en direcciones opuestas.Esto crea una fuerte repulsin magntica entre ambos
contactos como se muestra en la siguiente figura.Esta separacin de alta velocidad se complementa con laextincin del arco, logrndose mediante la colocacin deuna cmara de extincin lo cual induce el alargamiento del
arco.
PROTECCION TERMOMAGNTICA
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POSICIN DE LOS CONTACTOS
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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En estos diseos, segn las figuras siguientes, se utilizandos juegos de contactos, uno para operacin normal para eldespeje de sobre cargas y corto circuitos moderados, y unsegundo para la funcin limitadora de corriente para fallasde alto nivel.
Existe un modelo con un solo juego de contactos paraambas operaciones, de sobre cargas y corto circuitosmoderados, y las aperturas de corrientes de fallas muy altas.Esto se complementa con un bloque de lminas de acero enforma de U, que al circular la corriente de corto circuito secrea un campo magntico que magnifica la fuerza derepulsin entre ambos contactos.
PROTECCION TERMOMAGNTICA
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CAMARA PARA EXTINCIONARCO
MECANISMO DE DISPAROCONVENCIONAL
CONTACTOS LIMITADORESDE CORRIENTE CONTACTOS PRINCIPALES
PROTECCION TERMOMAGNTICA
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MECANISNO DE DISPAROCONVENCIONAL SELENOIDE LIMITADOR
RESISTENCIA
FLUJO AMP. NORMALFLUJO AMP. LIMITADOR
PROTECCION TERMOMAGNTICA
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PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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En el interruptor donde se integran los fusibles limitadores,son estos ltimos los que limitan la corriente siendo sucomportamiento igual a lo tratado en fusibles limitadores.
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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ONDA DE LA LIMITACIN DE CORRIENTE
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
INTERRUPTORES DIFERENCIAL
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INTERRUPTOR DIFERENCIAL PARA REDES DE GRAN POTENCIA
INTERRUPTORES DIFERENCIAL
PROTECCIN TERMOMAGNTICA
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FUNCIONAMIENTO INTERRUPTOR DIFERENCIAL
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RELES O RELEVADORES DESOBRE CORRIENTE
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
DEFINICIN
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DEFINICIN
Para la proteccin de las instalaciones elctricas industriales,uno de los reles ms usados es el llamado de sobre corriente,es uno de los ms simples de los utilizados en la proteccinde sistemas elctricos, como su nombre lo indica, est
diseado para operar cuando circule una corriente mayor deun valor previamente establecido.
Este rele tiene dos formas bsicas de diseo:
Tipo InstantneoTipo con Retardo
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
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Tipo Instantneo (50).
Se disea para operar sin retraso intencional, cuando el valorde la corriente excede al valor ajustado en el rele. El rango de
tiempo en la operacin de este rele vara entre 0.0083segundos (1/2 ciclo) y 0.033 segundos (2 ciclos).
Su caracterstica se expresa mediante una curva tiempocorriente.
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
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I AMPERIOSCORRIENTE DE AJUSTE
DIAGRAMA BSICO TIEMPO-CORRIENTEINSTANTANEO
0.033
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
Tipo con Retardo (51)
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Tipo con Retardo (51)
Tienen una caracterstica de operacin tal que, el tiempo deoperacin vara en forma inversa con la corriente quecircula por el rele. Esta caracterstica se identifica en formaconvencional con una de las cuatro siguientes, que en el
caso de los reles estticos, slo sirven como referencia, yaque su ajuste es muy variado.
Estas caractersticas son:
De tiempo definido.De tiempo inverso.De tiempo muy inverso.De tiempo extremadamente inverso.
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
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DIAGRAMA BSICO TIEMPO-CORRIENTEDEFINIDO
AMPERIOS IAJUSTE DE CORRIENTE
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
AJUSTE DE TIEMPO (L .T./ T. I.)
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TIEMPO INVERSO
TIEMPO MUY INVERSO
TIEMPO EXTREMADAMENTE
INVERSO
COMPARACIN DE LAS CURVASTIEMPO CORRIENTE DE LOS
RELES DE SOBRE CORRIENTE
AJUSTE DE TIEMPO (S .T./ T. I.)
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
* TAP VALOR DE CORRIENTE
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CURVAS TIEMPO CORRIENTERELES DE SOBRE CORRIENTE
MUY INVERSO
TIEMPO DE AJUSTE EN SEG.
(TIME DIAL SETTING)
*
TAP VALOR DE CORRIENTE
(PICK UP)
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
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RANGOS TPICOS DE TAP (CORRIENTE)PARA RELES DE SOBRE CORRIENTE
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
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EJEMPLO PARA DETERMINAR EL TIEMPO DEOPERACIN DEL RELE.
Utilizando la siguiente figura, mostrando un transf. sobrecargado, determinar a) El TAP en base a la corriente nominaldel transf. b) Tiempo de operacin del rele si la carga deltransf. es 120 A y el ajuste de tiempo del rele est en 3 y c)Corriente que circula por el rele en condiciones de sobrecarga.
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
EJEMPLO
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6.9/2.3 K V
750 kVA5 %
M
51
120 A
OTRASCARGAS
EJEMPLO
100/5
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
kVA750a)
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AkV
kVAInt 76.62
9.63
750a)
20
5
100ctR
314.320
76.62A
ATAP
Segn la tabla de rangos seleccionamos el rango 3como TAP, por ser el ms prximo.
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
b) 120
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b)
AI ct 620
120.sec
23
6.sec.
TAP
II cttapmult
Si vamos a la curva con ajuste de tiempo 3 y un pick upde 2 nos da un tiempo de operacin de 4 segundos.
c) La corriente que circula por el rele en condiciones desobre carga es 6 A.
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
SOLUCION DEL EJEMPLO
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6.9/2.3 K V
750 kVA5 %
M
51
120 A
OTRASCARGAS
100/5
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
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EJERCICIO PARA DETERMINAR EL TIEMPO DEOPERACIN DEL RELE.
Utilizando la siguiente figura, mostrando un transf. sobrecargado, determinar a) El TAP en base a la corriente nominal
del transf. b) Tiempo de operacin del rele si la carga deltransf. es 240 A y el ajuste de tiempo del rele est en 1 y c)Corriente que circula por el rele en condiciones de sobrecarga.
RELES O RELEVADORES DE CORRIENTE
EJERCICIO
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6.9/2.3 K V
750 kVA5 %
M
51
240 A
OTRASCARGAS
150/5
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RELES DIRECCIONALES DESOBRE CORRIENTE
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
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DEFINICIN
Los reles direccionales son dispositivos que operansolamente cuando las corrientes de falla fluye en un sentido.Estn formadas o representan dos bobinas independientes
entre s, que son alimentadas una por la fuente polarizante yla otra por la fuente de operacin.
El rele opera cuando los flujos o los efectos producidos porlas cantidades actuantes, tienen una magnitud mnima y unngulo de fase dentro de ciertos lmites.
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
2Rele Direccional Corriente- Corriente (67).
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BOBINA DEOPERACIN
BOBINA DEPOLARIZACIN
RESISTENCIA
I2 I1
IR
IB
IB
I1=IP
IR
I2=I0
1
REPRESENTACIN DE LASOBINAS DE OPERACIN Y POLARIZANTE
ZONAPAR +
ZONAPAR +
VECTORES
( )
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
Para el rele corriente corriente la expresin del par
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p02
electromagntico se expresa a continuacin:
( es negativo)
0
0
90
90
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
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002 senIIKT p
02 pIIKT
Esta es la ecuacin que se utiliza para expresar el parde un rele direccional corriente- corriente.
El par ser mximo cuando = , lo cual ocurrecuando = 90.
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
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El rele opera solamente cuando la corriente en la bobinade operacin (I2) adelanta la corriente de la bobina depolarizacin (IB).
Para modificar el ngulo (ngulo de par mximo) se
utiliza una resistencia o capacitancia en paralelo con labobina de polarizacin.
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
IRele Direccional Corriente Voltaje (67).
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BOBINA DEOPERACIN
BOBINA DEPOLARIZACIN
I0 IB
IB
VP
I0
1
REPRESENTACIN DE LASOBINAS DE OPERACIN Y POLARIZANTE
ZONAPAR +
ZONAPAR +
VECTORES
Vp
V
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
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En este caso la ecuacin del par electromagntico seconvierte en:
01 CosVIKT p
Para variar el ngulo del par mximo se coloca unaimpedancia en serie con la bobina de polarizacin.
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
Caracterstica de Operacin del Rel Direccional.
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Caracterstica de Operacin del Rel Direccional.
La ecuacin del par neto de un rele direccional es:
201
201
)(
)(
KCosVIKT
KCosIIKT
p
p CORRIENTE/CORRIENTE
CORRIENTE/VOLTAJE
Donde K2 representa el par de oposicin producido porresorte espiral en los electromecnicos o a travs de unmedio comparador o microprocesador quienes determinanlos valores de arranque y direccin del rele en losdigitales.
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
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Si decimos que el punto crtico es cuando T = 0 entonces:
0)(201
KCosVIKT p
teConsKKCosVI p tan)(
1
20
Para que el rele opere el par actuante debe ser mayor queel par de oposicin para los reles electromecnicos; y enlos digitales el circuito comparador o microprocesadordeterminara el arranque en funcin a los ajustes.
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
)( KCosVIKT
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IB
VP
I0
1
DIAGRAMA DE VECTORES RESUMIDO
ZONADEOPERACION
Imnima
201
)( KCosVIKTp
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
Conexionado.
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Ia
IbIc
Vbc
Vab
Vca
CONEXIONADO EN CUADRATURA
CONEXIONADOFase a: Ia con VbcFase b: Ib con VcaFase c: Ic con Vab
NOTA: POR SER PROTECCIN DE CCEL CONEXIONADO DE LAS BOBINASSER ENTRE DISTINTAS FASES
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
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CONEXIONADO DE DOS RELES DIRECCIONALES
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RELE DE POTENCIA INVERSA
DEFINICIN
RELE DE POTENCIA INVERSA
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Los reles de potencia inversa o reles direccionales de potencia(32), son realmente medidores de potencia (W = V x I x Cos. ),de manera que ellos operan mejor cuando el factor de potenciaes alto.
Se utilizan para determinar el sentido de flujo de potencia.Cuando sta fluye en una direccin produce par positivomientras que si lo hace en la direccin opuesta produce un parnegativo.
Estos reles no se utilizan para proteger sistemas contra cortocircuitos, por lo que el voltaje de polarizacin puede ser tomadode cualquier fase.
RELES DIRECCIONALES DE SOBRECORRIENTE
Conexionado Tpico.
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Ia
IbIc
Vbn
Van
Vca
CONEXIONADO A CERO GRADO
CONEXIONADOFase a: Ia con VanFase b: Ib con VbnFase c: Ic con Vcn
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PROTECCIN DE TRANSFORMADORES
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
La proteccin de transformadores de potencia es un tema
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relativamente variado, debido a que el grado de proteccindepende principalmente de la potencia y el nivel detensin. De esa manera, se encuentran diferenciasimportantes en los dispositivos de proteccin usados. Porotra parte, se puede considerar que los transformadores,por ser mquinas estticas, tienen un nmero de fallasrelativamente baja con relacin a otros elementos ocomponentes del sistema.
Es frecuente tambin que la magnitud de las corrientes defalla interna sea baja en comparacin con la corrientenominal, por lo que la proteccin requiere de una altasensibilidad y rapidez de operacin.
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
Las condiciones anormales que se pueden presentar en un
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transformador se agrupan como:Fallas incipientes.Fallas elctricas.
Las fallas incipientes en su etapa inicial no son serias, perode no corregirse pueden dar a lugar a fallas mayores.Dentro de estas podemos mencionar:
Fallas de aislamiento en los tornillos de sujecin
del ncleo.Puntos calientes por conexiones de alta resistenciao defectos en la bobinas.
Arcos elctricos entre los devanados y el ncleo o
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
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al tanque, debido a sobre tensiones por descargasatmosfricas.Fallas en sistema de enfriamiento, como puede ser
el bajo nivel de aceite, o bien, obstruccin del flujo.
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
Las fallas elctricas son las ms graves y notorias en
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cuanto sea el transformador de mayor capacidad. Dentrostas categoras podemos mencionar:
Fallas de aislamiento por sobre tensiones deorigen atmosfricos o por maniobra de interruptores.
Fallas en los contactos de los cambiadores detomas, que producen puntos calientes o cortocircuitos entre derivaciones.
Fallas de aislamiento debido al envejecimientonatural o prematuro.
Presencia de humedad o contaminacin del aceitede aislamiento e enfriamiento.Corto circuitos exteriores que pueden producir
movimiento en las bobinas y/o el ncleo.
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
La mayora de estas fallas surgen de las condiciones
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abusivas causadas por:
Sobre carga continua.Corto circuitos en el sistema.Fallas a tierra.Sobre voltaje.Excesivo armnicos en el sistema.
Estas originan incremento de temperatura en los distintoscomponentes del transformador. Si la temperatura final estpor encima del lmite del diseo, se presenta daos en elaislamiento disminuyendo la vida del transformador.
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
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PROTECCION DE TRANSFORMADORES
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TRANSFORMADORES DE BT Y DISTRIBUCIN MT.
Proteccin de Sobre corriente.
Para seleccionar la proteccin de sobre corriente en estetipo de transformadores, recomiendo el uso del captulo450.3 del Cdigo Elctrico Nacional.
En el mismo se recomienda el uso de las tablas 450.3 A
y 450.3 B para transformadores de potencia, y la tabla450.3 C para los transformadores de voltaje (PT).
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
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PROTECCION DE TRANSFORMADORES
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Notes:1. Where the required fuse rating or circuit breaker settingdoes not correspond to a standard rating or setting, a higherrating or setting that does not exceed the next higherstandard rating or setting shall be permitted.
2. Where secondary overcurrent protection is required, thesecondary overcurrent device shall be permitted to consist ofnot more than six circuit breakers or six sets of fuses groupedin one location. Where multiple overcurrent devices areutilized, the total of all the device ratings shall not exceed the
allowed value of a single overcurrent device. If both circuitbreakers and fuses are used as the overcurrent device, thetotal of the device ratings shall not exceed that allowed forfuses.
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
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3. A supervised location is a location where conditions ofmaintenance and supervision ensure that only qualifiedpersons monitor and service the transformer installation.4. Electronically actuated fuses that may be set to open at
a specific current shall be set in accordance with settingsfor circuit breakers.5. A transformer equipped with a coordinated thermaloverload protection by the manufacturer shall be permittedto have separate secondary protection omitted.
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Notes:
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1. Where 125 percent of this current does not correspondto a standard rating of a fuse or nonadjustable circuitbreaker, a higher rating that does not exceed the nexthigher standard rating shall be permitted.2. Where secondary overcurrent protection is required, the
secondary overcurrent device shall be permitted to consistof not more than six circuit breakers or six sets of fusesgrouped in one location. Where multiple overcurrentdevices are utilized, the total of all the device ratings shallnot exceed the allowed value of a single overcurrent
device. If both breakers and fuses are utilized as theovercurrent device, the total of the device ratings shall notexceed that allowed for fuses.
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PROTECCION DE TRANSFORMADORES
Ejemplo1
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Ejemplo1
4.16 kV/480 V
120 kVA5 % 1Zona Supervisada
a) Si se usa fusible determinarel tamao.
b) Si en vez de ser fusible esun interruptor determinar eltamao.
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Solucin Ejemplo 1
kVA120
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AkV
kVAI 29
16.4
120
Proteccin con fusibles:
Segn fila 3 de la tabla 450.3 A, se indica que parafusibles usar como mximo 250% de la corrientenominal (29 A x 2.5 = 72.5 A). Se pude seleccionar unfusible de 80 amperios.
Proteccin con interruptor:Entrando en la misma fila de dicha tabla, pero utilizandointerruptor, se muestra que el mximo ser 300% (29 Ax 3 = 87 A). Se puede usar un interruptor de 90 A.
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
Ejemplo 2
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4.16 kV/480 V225 kVA2.3 % 3
a) Determinar el tamao delfusible para proteger alprimario.b) Si se usa interruptor
termomagntico para elsecundario Qu tamao seseleccionara?c) Determinar la capacidad deinterrupcin simtrica quedebe tener el fusible en elprimario.
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
Solucin Ejemplo 2
kVA225
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AkV
kVAIp 3116.43
225
Como en el primario se utilizar fusible el mismo tendr unmximo del 300% de la corriente nominal segn tabla
450.3 A (31 A x 3 = 93 A). Para este caso se puedeseleccionar el de 90 A.
AkV
kVAIs 271
480.03
225
Por ser el secundario menor a 600V la proteccin coninterruptor o fusible ser del 125 % segn la mismatabla. (271 A x 1.25 = 339 A. Se puede seleccionar uno350 A )
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
Recordando las frmulas de CC por el mtodo de MVA
tenemos:
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..
..
transfpu
transfccZ
MVAMVA kA
kV
MVAIcc
3
tenemos:
MVAMVAcctransf 78.9023.0
225.0.
AkAIcc 1358358.116.43
78.9
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Ejercicio 1
D t i l t i
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13.8 kV/4.16 kV1500 kVA5.5 % 3
Determinar el tamao mximode los fusibles del primario ysecundario del transformadormostrado en el dibujo.
Adicionalmente determinar lacorriente de interrupcinsimtrica que debe soportar elfusible primario
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Ejercicio 2
D t i l t i d
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6.9 kV/ 480 V
500 kVA6 % 3
Determinar el tamao mximo delos fusibles del primario y los delsecundario del transformadormostrado en el dibujo.
Adicionalmente determinar lacorriente de interrupcin simtricaque deben soportar los fusible delsecundario, si la falla ocurredespus de los fusible del
secundario.
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
Dispositivos para Prevencin y Deteccin de Fallas
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Dispositivos para Prevencin y Deteccin de Fallas.
Existen dispositivos destinados a detectar condicionesinseguras antes de que se conviertan en crticas. Estosequipos, que son intrnsicos al transformador y usados
normalmente en transformadores de distribucin, son lossiguientes:
Indicador de nivel de aceite.Indicador de temperatura de aceite.
Indicador de nivel de aceite
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
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Indicador de nivel de aceite.
El indicador de nivel es utilizado normalmente como uncontrol visual, aunque este puede convertirse en undispositivo de proteccin si se le adicionan contactos de
alarma por alto y bajo nivel.
El nivel bajo de aceite, es la condicin de mayorpreocupacin ya que significa una fuga del lquido,desarrollada despus de la instalacin.
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El transformador operando con un nivel muy bajo deaceite podr fallar debido a que las distancias de
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El transformador operando con un nivel muy bajo deaceite podr fallar debido a que las distancias deseguridad consideradas en el diseo no seranrespetadas, esta condicin podra producir arcoselctricos entre el tanque y bobinas y/o sobre
calentamiento.
Adicionalmente, un nivel alto de aceite podrasignificar sobre presiones en el tanque que no puedasoportar en condiciones de sobre carga.
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PROTECCION DE TRANSFORMADORES
NIVEL DE LLENADO % SOBRE
O POR DEBAJO DE LA
TEMPERATURA
PROMEDIO DEL
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1007550250
-33-67
-100
85705540
25 *10-5-20
O POR DEBAJO DE LAESCALA DE NIVEL A 25 C
PROMEDIO DELLQUIDO C
* TEMPERATURA DE LLENADO EN FBRICA
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Indicador temperatura de aceite.
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Este dispositivo da una indicacin de la temperaturadel lquido aislante- refrigerante en la parte superior,por lo cual no puede considerarse como un elementode falla, debido a que los devanados estn expuestos
a temperaturas superiores a las monitoreadas por esteindicador. Esta diferencia es directamente proporcionala la carga manejada debido a que la constante detiempo del aceite es mucho mayor que la de losdevanados.
Por lo tanto las lecturas del termmetro sernconservadoras.
PROTECCION DE TRANSFORMADORES
El indicador de temperatura normalmente forma parte de
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El indicador de temperatura normalment