MolinaSalamancaAnderson2018 Anexo1

CATÁLOGO DE PRÁCTICAS TIPO EMPLEANDO EL MÓDULO DE SISTEMAS
DE POTENCIA Y EL SOFTWARE MSCOM2
ANDERSON MOLINA SALAMANCA
LUIS ANTONIO PEÑA MALAMBO
TRABAJO DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
TÉCNOLOGO EN ELÉCTRICIDAD
ANEXO 1.
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
BOGOTÁ DC
FEBRERO 2018
Datos relevantes:
Este catálogo de prácticas busca brindarle información al usuario acerca del uso y manejo del software MScom2,
empleado para la programación de los relés que componen el banco de sistemas de potencia del Laboratorio
de Electricidad Aplicada de la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
Este documento consta de ocho prácticas tipo, utilizando los relés programables de los módulos de sistemas
de potencia y una práctica que involucra las conexiones del módulo de línea correspondiente al módulo
DL7901TT.
Cada una de las prácticas consta de seis (6) ítems:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Fundamentos teóricos
Descripción de la práctica
Listado de equipos y especificaciones técnicas
Cálculos
Montaje
Configuraciones del software MScom2
La práctica # 9. No contiene los ítems mencionados anteriormente ya que varios de ellos No Aplican para su
ejecución.
Especificaciones técnicas y programación del software mscom2:
MScom2 es el software a través del cual se programan los relés para la protección contra fallas, Este programa
cuenta con una interfaz gráfica didáctica y con una programación simple que consiste en activar, modificar y
establecer parámetros que posteriormente son identificados por el relé programado.
¿Qué es el Software MScom2 y para qué se utiliza?
El programa MScom2 es un software de comunicación basado en Windows y desarrollado por
Microelecttrica Scientifica, fue creado para la programación de relés y posteriormente fue adquirido por
D’Lorenzo Of America Corp. S.A. Mediante su interfaz gráfica se pueden establecer parámetros que
posteriormente son enviados al relé en conexión, esto facilita y agiliza la programación del dispositivo, para
establecer enlace entre el programa y el relé se debe contar con un cable RS232 convertido a USB. .
(Microelecttrica, 2012)
Instalación del Software MScom2
Para la instalación de dicho software se requieren los siguientes parámetros:

Espaciamiento: Un PC con un procesador posterior a Pentium 3, por lo menos 256 MByte de
Memoria RAM Y 200 MByte de disco duro. Cabe resaltar que es indispensable que el equipo cuente
con un teclado y un mouse.

Software: Un sistema operativo Microsoft Windows 98SE, ME, SP3, XP. Se debe insertar el CDROM de instalación del software MScom2, luego ejecutar el archivo “Setup.exe” y seguir las
instrucciones.
Inicio y Programación general del Software MScom2
Luego de estar instalado el programa, se puede modificar el idioma (inglés, francés, italiano o turco). Cada
relé tiene una programación diferente, sin embargo el software cuenta con una interfaz similar para todos,
lo cual hace que su programación sea asequible. Como se había mencionado anteriormente la
programación de dicho programa consta de modificar y/o definir parámetros de operación. En cada una de
las prácticas establecidas en esta guía se encuentran los pasos que se deben seguir para la programación
del dispositivo.
Nota: Los montajes eléctricos no contemplan las conexiones de los equipos de medida (Multímetro – Pinza
Amperimétrica), esto con el fin de reducir el diagrama de conexiones y facilitar al usuario su ejecución.
Nota: Todas las prácticas fueron previamente ejecutadas y probadas, dando así la seguridad de ser realizables
siempre y cuando se sigan los pasos plasmados en este documento de manera adecuada. También se
recomienda que el usuario tenga conocimientos previos de la solución de circuitos trifásicos e instrucciones
básicas en circuitos digitales
Nota: Este documento no reemplaza los manuales otorgados por el fabricante de los equipos, el actual trabajo
recopila y emplea algunas recomendaciones brindadas por D’Lorenzo Of America Corp. S.A y otra parte del
documento surge de la experimentación realizada por los ejecutores de este proyecto, así mismo se brindan
algunas sugerencias propias que ayudan y facilitan la realización de las prácticas.
Nota: Cada una de las prácticas de esta guía son propias de este proyecto, es decir, que fueron diseñadas por
los ejecutores del mismo.
Nota Importante: Antes de realizar el montaje se recomienda leer cada uno de los manuales de los equipos a
utilizar, así mismo, previamente a energizar el circuito se recomienda solicitar la aprobación por parte de la
persona encargada del laboratorio (Con el fin de evitar perjuicios en la salud e integridad del usuario o posibles
daños de los equipos empleados)
Observaciones: Los valores de las medidas de tensiones y corrientes mostrados en la interfaz gráfica del
software MScom2 no concuerdan con los valores reales del circuito, en la función System Settings se puede
establecer el factor multiplicador de las medidas. Sin embargo, en la fase inicial de este proyecto se quiso
encontrar la constante de proporcionalidad entre los valores reales y los valores mostrados en la función
Actual Measurements. Se realizaron pruebas durante casi seis semanas, pero no se logró hallar una función
de proporcionalidad, debido a que los datos arrojados por las pruebas eran no lineales y seguían cierto
comportamiento de histéresis.
Cabe resaltar que existen todavía muchas incógnitas alrededor del manejo de los módulos de sistemas de
potencia, puesto que en el laboratorio de máquinas eléctricas de la Facultad Tecnológica de la Universidad
Distrital Francisco José de Caldas, no se cuenta con un documento o una persona que capacite y/o instruya
en el uso del software MScom2 y con ello a la programación de los relés del banco de sistemas de potencia,
este proyecto realizó cada una de las prácticas bajo experimentación teniendo en cuenta los valores
nominales de cada uno de los equipos empleados en esta guía de prácticas.
Esta guía puede ser tomada como el primer documento que acerca a los estudiantes y docentes a la
programación de los relés del banco de sistemas de potencia mediante el uso del Software MScom2. De
igual manera este trabajo incita a los docentes, laboratoristas y estudiantes a continuar explorando cada uno
de los módulos que componen el banco de sistemas de potencia y de esta manera darle un mayor
aprovechamiento a estos equipos.
Los ejecutores de este proyecto agradecemos al actual Coordinador del laboratorio, Luis Antonio Noguera
Vega, así como, a cada uno de los Laboratoristas encargados del laboratorio de Máquinas Eléctricas de la
Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, por su diligente colaboración en
el préstamo y uso de los equipos empleados en esta guía.
CONTENIDO BREVE
FALLA ASIMÉTRICA DE CORTOCIRCUITO L-N EMPLEANDO EL RELÉ DE SOBRECORRIENTE
DE TIEMPO INVERSO DL2108T13 ..................................................................................................... 6
FALLA SIMÉTRICA DE CORTOCIRCUITO DE LAS TRES FASES A NEUTRO, EMPLEANDO EL
RELÉ DE SOBRECORRIENTE DE TIEMPO INVERSO DL2108T13................................................. 18
FALLA ASIMÉTRICA DE CORRIENTE POR EL CONDUCTOR NEUTRO Y DESBALANCE DE
CARGA, EMPLEANDO EL RELÉ COMBINADO DE SOBRECORRIENTE Y FALLA A TIERRA
DL2108T15 ......................................................................................................................................... 30
FALLA DE AUSENCIA DE TENSIÓN Y TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA, EMPLEANDO EL RELÉ
DE CONTROL DE FALLA A TIERRA DL2108T18 ............................................................................. 42
FALLA DE SUBTENSIÓN EN LA ALIMENTACIÓN DE UNA CARGA TRIFÁSICA, EMPLEANDO EL
RELÉ DE CONTROL DE FALLA A TIERRA DL2108T18 ................................................................... 53
FALLA A TIERRA INTERNA EN EL PRIMARIO DE UN TRANSFORMADOR, EMPLEANDO EL RELÉ
DE PROTECCIÓN DIFERENCIAL EN TRANSFORMADORES DL2108T21 ..................................... 64
FALLA DE SOBRE O BAJA FRECUENCIA, EMPLEANDO EL RELÉ ADMINISTRADOR DE LA
ALIMENTACIÓN DL2108T23 ............................................................................................................. 78
FALLA DE SOBRETENSIÓN, EMPLEANDO EL RELÉ ADMINISTRADOR DE LA ALIMENTACIÓN
DL2108T23 ......................................................................................................................................... 89
PRÁCTICA DE CONEXIONES DEL MODELO DE LÍNEA DEL MÓDULO DL7901TT ..................... 100
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................. 104
FALLA ASIMÉTRICA DE CORTOCIRCUITO L-N EMPLEANDO EL RELÉ DE SOBRECORRIENTE DE
TIEMPO INVERSO DL2108T13
6
PRÁCTICA # 1
FALLA ASIMÉTRICA DE CORTOCIRCUITO L-N EMPLEANDO EL RELÉ DE SOBRECORRIENTE
DE TIEMPO INVERSO DL2108T13
1. Fundamentos Teóricos
La mayoría de las fallas que ocurren en los sistemas de potencia, son fallas asimétricas que consisten
en cortocircuitos asimétricos, fallas asimétricas a través de impedancias o conductores abiertos. Las
fallas asimétricas que pueden ocurrir son: fallas monofásicas a tierra o línea a tierra, fallas línea a línea
y a tierra o doble línea a tierra. La trayectoria de una corriente de falla de línea a línea o de línea a tierra
puede o no contener impedancia, para este último caso la falla puede generar daños mayores en el
sistema de potencia.
Una definición técnica de cortocircuito correspondería a: “Camino conductor accidental o intencional
entre dos o más partes conductoras, forzando a que la diferencia de potencial eléctrico entre esas partes
conductoras sea igual a cero o cercana a cero” (AEA, 2014)
Las principales consecuencias que produce un cortocircuito podrían ser:

Presencia de arcos eléctricos generando deterioro en los aislantes, sobrecalentamientos y fusión
de los conductores, este efecto conlleva a posibles riesgos de incendio.

Daños severos en los elementos de potencia tales como: bobinados de transformadores o
máquinas eléctricas rotativas y quebrantamientos en los aisladores.

También se puede producir una disminución de la tensión e incluso poner fuera de servicio una
parte de la instalación eléctrica. (Ferro, 2015)
2. Descripción de la práctica
Esta práctica consiste en alimentar una carga trifásica en Y balanceada y figurar una falla de cortocircuito
L-N en la carga insertando una resistencia en paralelo de un valor óhmico mucho menor a la misma,
para que actúe el relé de protección de sobrecorrientes, haciendo apertura del interruptor principal de la
red.
Valores de Operación
Voltaje en la fuente trifásica
Carga Trifásica en Y
Resistencia limitante de corriente para la falla
170 V AC
R1 = R2= R3 = 800 Ω
R = 130,38 Ω
7
Ahora se presenta el diagrama de conexión general y el unifilar para esta práctica:
8
3. Listado de equipos y especificaciones técnicas
El relé DL2108T13 tiene dos niveles máximos de operación, los cuales deben ser tenidos en cuenta
para el uso de este dispositivo, dichos niveles pueden ser modificados con el selector ubicado a la
derecha inferior de la parte frontal del relé. A continuación se muestran los valores máximos de
operación del relé:
Valores máximos del relé DL2108T13
Corriente máxima
1A / 5A
Nota: Para esta práctica el selector debe estar ubicado en la posición 1A
Ahora se listan los equipos que se requieren para la realización de la práctica.












1 DL 1059
De Lorenzo
Fuente trifásica variable
1 DL 7901TT
De Lorenzo
Módulo de Línea
2 DL 2108T02
De Lorenzo
Interruptor trifásico
1 DL 2108T13
De Lorenzo
Relé de sobrecorriente de tiempo inverso
1 DL 1017
De Lorenzo
Cargas RLC
1 DL 2096
De Lorenzo
Carga resistiva motorizada
1 Fluke 179
Fluke
Multímetro
40 Conectores Banana-Banana de diferentes tamaños
10 Conectores en U
5 Conectores de control
1 Cable RS232 con Adaptador USB
1 Computador con el Software MScom2
4. Cálculos
A continuación se realizan los cálculos de las corrientes del circuito, con el fin de cuidar los equipos
empleados en esta práctica de posibles daños. Primero se realizan los cálculos de la reactancia del
modelo de línea corta o de impedancia concentrada, transformándola al dominio de la frecuencia:
𝑍𝐿 = 𝑅𝐿 + 𝑗𝑋𝐿 [Ω]
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗𝜔𝐿 = 𝑗(2𝜋𝑓)(𝐿) = 𝑗(2𝜋 ∙ 60)(290 ∙ 10−3 )
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗109,33 [Ω]
El circuito en operaciones normales, es un circuito balanceado por lo tanto se puede solucionar como
un modelo por fase, tal como se muestra a continuación:
9
𝑉𝜙 = 𝐼 ∙ 𝑍𝐸𝑞
170
(
)
𝑉𝜙
𝑉𝜙
√3
𝐼=
=
=
𝑍𝐸𝑞 𝑍𝐿 + 𝑍𝑌 (13 + 𝑗109,33) + (800)
|𝐼| = |(119,65 ∠ − 7,659° ) ∙ 10−3 | = 119,65 [𝑚𝐴]
Para generar la falla de línea a neutro en el sistema, se inserta una resistencia que limita la corriente
con el fin de no generar sobrecorrientes perjudiciales que puedan afectar los equipos del laboratorio.
Al insertar la resistencia de falla 𝑍𝑓 queda en paralelo con la resistencia de carga 𝑍𝑌 de una de las ramas
del circuito, generando así una carga desbalanceada, tal como se muestra a continuación.
10
𝑍𝑒𝑞1 = 𝑍𝑌 ∕∕ 𝑍𝑓
𝑍𝑒𝑞1 =
𝑍𝑌 ∙ 𝑍𝑓
800 ∙ 130,38
=
𝑍𝑌 + 𝑍𝑓 800 + 130,38
𝑍𝑒𝑞1 = 112,11 [Ω]
Ahora se procede a la solución del circuito trifásico desbalanceado, listando las tensiones de fase y las
impedancias equivalentes:
170
𝑉𝜙1 = (
∠ 0°) = (98,15 ∠ 0°) [𝑉]
√3
170
𝑉𝜙2 = (
∠ − 120°) = (98,15 ∠ − 120°) [𝑉]
√3
170
𝑉𝜙3 = (
∠ 120°) = (98,15 ∠ 120°) [𝑉]
√3
𝑍𝜙1 = 𝑍𝐿 + 𝑍𝑒𝑞1 = (13 + 𝑗109,33) + (112,11) = (125,11 + 𝑗109,33) [Ω]
𝑍𝜙2 = 𝑍𝐿 + 𝑍𝑌 = (13 + 𝑗109,33) + (800) = (813 + 𝑗109,33) [Ω]
𝑍𝜙3 = 𝑍𝐿 + 𝑍𝑌 = (13 + 𝑗109,33) + (800) = (813 + 𝑗109,33) [Ω]
Ahora se calculan las corrientes de línea y la corriente por el conductor neutro.
𝐼1 =
𝑉𝜙1
98,15 ∠ 0°
=
= (587,46 ∠ − 41,15°)
𝑍𝜙1 (125,11 + 𝑗109,33)
𝐼2 =
𝑉𝜙2 98,15 ∠ − 120°
=
= (119,65 ∠ − 127,66°)
𝑍𝜙2 (813 + 𝑗109,33)
𝐼3 =
𝑉𝜙3
98,15 ∠ 120°
=
= (119,65 ∠ 112,34°)
𝑍𝜙3 (813 + 𝑗109,33)
[𝑚𝐴]
[𝑚𝐴]
[𝑚𝐴]
𝐼𝑜 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 = (587,46∠ − 41,15°) + (119,65∠ − 127,66°) + (119,65∠ 112,34°)
𝐼𝑜 = (492,50 ∠ − 48,80°)
[𝑚𝐴]
11
El circuito de falla equivalente es el que se muestra a continuación.
5. Montaje
A continuación se listan los equipos ilustrados en el montaje eléctrico.
A. Fuente trifásica variable DL 1059
B. Módulo de Línea DL 7901TT
C. Interruptor trifásico Principal DL 2108T02
D. Carga resistiva motorizada DL 2096
E. Interruptor trifásico de Falla DL 2108T02
F. Relé de sobrecorriente de tiempo inverso DL 2108T13
G. Cargas Resistivas DL 1017
H. Computador con el Software MScom2
12
13
6. Configuraciones del software MScom2

Establecer conexión entre el relé DL2108T13 y el PC, mediante el cable RS232 con el
adaptador USB.

Abrir el software MScom2, dar clic en Search y luego en On Serial Port

Configurar el puerto de comunicación USB y la velocidad de transmisión de datos (para el relé
DL2108T13 la velocidad adecuada de operación es de 9600 Baudios) y luego dar clic en el
botón Scan.

Dar clic en el botón inferior Connect y luego escribir el nodo al cual se está estableciendo
conexión (Para el relé DL2108T13 el nodo correspondiente es el node 1) finalmente dar clic en
el botón OK.
14

Dar Clic en el botón Menu seguidamente de Change Window ahora debe mostrar una ventana
como la siguiente, este es el menú principal de herramientas y configuraciones del relé.

Dirigirse al icono System Settings y realizar las modificaciones mostradas a continuación:

Ahora se debe verificar las conexiones del montaje y revisar las medidas que el relé está
tomando, para esto se debe volver al Menu principal y dar clic sobre el botón Actual
Measurements. (este relé es un equipo didáctico y mostrará valores exagerados de tensión y
corriente en comparación con los valores reales)
15

Retornar al menú principal y presionar en Functions Setting, esta ventana corresponde a las
configuraciones del relé, es indispensable marcar la variable requerida en modo (ON) luego
realizar las configuraciones mostradas enseguida y presionar los botones Send y Read.

Cada vez que se haga una modificación el relé le solicitará ingresar una contraseña, para este
relé la contraseña es 1111

Si se requiere modificar la curva de disparo tiempo-corriente, este relé tiene dos opciones, IEC y
curvas estandarizadas IEEE. Para esto se debe dar clic en la opción TCC y posteriormente se
debe elegir la curva acorde a la necesidad (Se aconseja revisar el catálogo del equipo
DL2108T13).
16

Ahora se debe configurar la salida del relé, la cual actuará para dar apertura al interruptor
principal, para esto, se debe volver al Menú principal y dar Clic a la opción DO Configuration,
luego Configurar la salida R1 en modo Normally Energized y seleccionar la variable que se activó
anteriormente I>

Ahora sólo resta simular la falla oprimiendo manualmente el botón de cierre del interruptor de
falla y verificar que el interruptor principal haga apertura para proteger la red contra falla a tierra
de una línea a neutro. El software permite visualizar las salidas en la opción Outputs Status.
17
FALLA SIMÉTRICA DE CORTOCIRCUITO DE LAS TRES FASES A NEUTRO, EMPLEANDO EL RELÉ DE
SOBRECORRIENTE DE TIEMPO INVERSO DL2108T13
18
PRÁCTICA # 2
FALLA SIMÉTRICA DE CORTOCIRCUITO DE LAS TRES FASES A NEUTRO, EMPLEANDO EL RELÉ DE
SOBRECORRIENTE DE TIEMPO INVERSO DL2108T13
1. Fundamentos Teóricos
Existen diferentes causas que pueden generar cortocircuitos en una instalación electica, entre estos se
encuentran:
 Deterioro o perforación del aislamiento
 Por problemas mecánicos
 Sobretensiones o factores humanos
Debido a esto se debe contar con protecciones debidamente coordinadas que protejan equipos y
garanticen el menor impacto ante una falla.
Cuando en un sistema eléctrico de potencia se produce una falla por cortocircuito, el valor de la corriente
que circula por la red queda determinado por la fuerza electromotriz de las maquinas conectadas al
sistema, por sus impedancias y por las impedancias entre las máquinas y el punto de falla. El
cortocircuito es un fenómeno transitorio interesante, debido a que la corriente que circula
inmediatamente después de la falla, la que circula varios ciclos después y la que circula en régimen
permanente poseen valores distintos, esto se debe al efecto de la corriente en el rotor sobre el flujo que
genera tensión en la maquina; entonces la corriente de cortocircuito varia con relativa lentitud desde el
valor inicial hasta el de régimen permanente. (Schneider, 2000)
En general el análisis de un sistema eléctrico de potencia en condiciones de falla requiere de cierta
información:
 Diagrama unifilar del sistema
 Diagrama de impedancias
 Tipo de falla
 Ubicación de la falla
2. Descripción de la práctica
Esta práctica consiste en alimentar una carga trifásica en Y y generar una falla de cortocircuito de las
tres fases a neutro en la carga, insertando una resistencia en paralelo de un valor óhmico mucho menor
a la misma, para que actúe el relé de protección de sobrecorrientes, haciendo apertura del interruptor
principal de la red.
19
La falla se genera oprimiendo el botón ON del interruptor de falla y se debe verificar que el relé haga
apertura del interruptor principal.
En la siguiente tabla se ilustran los valores de las principales variables en las cuales el circuito va a
operar.
Valores de Operación
Voltaje en la fuente trifásica
Carga Trifásica en Y
Resistencia limitante de corriente para la falla
200 V AC
R1 = R2= R3 = 1 kΩ
R1 = R2 = R3 = 130,38 Ω
A continuación se presenta el diagrama general de conexión que corresponde a esta práctica.
20
3. Listado de equipos y especificaciones técnicas
El relé DL2108T13 tiene dos niveles máximos de operación, los cuales deben ser tenidos en cuenta
para el uso de este dispositivo, dichos niveles pueden ser modificados con el selector ubicado a la
derecha inferior de la parte frontal del relé. A continuación se muestran los valores máximos de
operación del relé:
21
Valores máximos del relé DL2108T13
Corriente máxima
1A / 5A
Nota: Para esta práctica el selector debe estar ubicado en la posición 1A
Ahora se listan los equipos que se requieren para la realización de la práctica.












1 DL 1059
De Lorenzo
Fuente trifásica variable
1 DL 7901TT
De Lorenzo
Modelo Línea
2 DL 2108T02
De Lorenzo
Interruptor trifásico
1 DL 2108T13
De Lorenzo
Relé de sobrecorriente de tiempo inverso
1 DL 1017
De Lorenzo
Cargas RLC
1 DL 2096
De Lorenzo
Carga resistiva motorizada
1 Fluke 179
Fluke
Multímetro
40 Conectores Banana-Banana de diferentes tamaños
10 Conectores en U
5 Conectores de control
1 Cable RS232 con Adaptador USB
1 Computador con el Software MScom2
4. Cálculos
A continuación se realizan los cálculos de las corrientes del circuito en condición normal de operación,
Primero se realizan los cálculos de la reactancia del modelo de línea, transformándola al dominio de la
frecuencia:
𝑍𝐿 = 𝑅𝐿 + 𝑗𝑋𝐿 [Ω]
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗𝜔𝐿 = 𝑗(2𝜋𝑓)(𝐿) = 𝑗(2𝜋 ∙ 60)(290 ∙ 10−3 )
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗109,33 [Ω]
El circuito en operaciones normales, es un circuito balanceado por lo tanto se puede solucionar como
un modelo por fase, tal como se muestra a continuación:
𝑉𝜙 = 𝐼 ∙ 𝑍𝐸𝑞
200
(
)
𝑉𝜙
𝑉𝜙
√3
𝐼=
=
=
𝑍𝐸𝑞 𝑍𝐿 + 𝑍𝑌 (13 + 𝑗109,33) + (1000)
|𝐼| = |(113,33 ∠ − 6.15992° ) ∙ 10−3 | = 113,33 [𝑚𝐴]
22
Para generar la falla simétrica de las tres líneas a neutro se limita la corriente con una resistencia en
paralelo a la carga de un bajo valor óhmico, el circuito resultante son dos cargas en paralelo, tal como
se muestra a continuación:
Se calcula la impedancia resultante del paralelo de impedancias.
𝑍𝐹 =
𝑍𝐶 ∗ 𝑍 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 (1000) ∗ (130,38)
=
= 115,34 [Ω]
𝑍𝐶 + 𝑍𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 (1000) + (130,38)
El circuito en condición de falla es un circuito balanceado por lo tanto se puede solucionar como un
modelo por fase, tal como se muestra a continuación:
𝑉𝜙 = 𝐼 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 ∙ 𝑍𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
23
𝐼 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 =
𝑉𝜙
𝑍𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
200
(
)
𝑉𝜙
√3
=
=
𝑍𝐹 + 𝑍𝐿 (13 + 𝑗109,33) + (115,34)
|𝐼 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 | = |(684,894 ∠ − 40.4269°) ∙ 10−3 | = 684,89 [𝑚𝐴]
El circuito de falla resultante es el que se muestra a continuación:
5. Montaje
A continuación se listan los equipos ilustrados en el montaje eléctrico.
A. Fuente trifásica variable DL 1059
B. Módulo de Línea DL 7901TT
C. Carga resistiva motorizada DL 2096
D. Interruptor trifásico Principal DL 2108T02
E. Interruptor trifásico de Falla DL 2108T02
F. Relé de sobrecorriente de tiempo inverso DL 2108T13
G. Cargas Resistivas DL 1017
H. Computador con el Software MScom2
24
25
6. Configuraciones del software MScom2

Establecer conexión entre el relé DL2108T13 y el PC, mediante el cable RS232 con el
adaptador USB.

Abrir el software MScom2, dar clic en Search y luego en On Serial Port

Configurar el puerto de comunicación USB y la velocidad de transmisión de datos (para el relé
DL2108T13 la velocidad adecuada de operación es de 9600 Baudios) y luego dar clic en el
botón Scan.

Dar clic en el botón inferior Connect y luego escribir el nodo al cual se está estableciendo
conexión (Para el relé DL2108T13 el nodo correspondiente es el node 1) finalmente dar clic en
el botón OK.
26

Dar Clic en el botón Menu seguidamente de Change Window ahora debe mostrar una ventana
como la siguiente, este es el menú principal de herramientas y configuraciones del relé.

Dirigirse al icono System Settings y realizar las modificaciones mostradas a continuación:

Ahora se debe verificar las conexiones del montaje y revisar las medidas que el relé está
tomando, para esto se debe volver al Menu principal y dar clic sobre el botón Actual
Measurements. (este relé es un equipo didáctico y mostrará valores exagerados de tensión y
corriente en comparación con los valores reales)
27

Retornar al menú principal y presionar en Functions Setting, esta ventana corresponde a las
configuraciones del relé, es indispensable marcar la variable requerida en modo (ON) luego
realizar las configuraciones mostradas enseguida y presionar los botones Send y Read.

Cada vez que se haga una modificación el relé le solicitará ingresar una contraseña, para este
relé la contraseña es 1111

Si se requiere modificar la curva de disparo tiempo-corriente, este relé tiene dos opciones, IEC y
curvas estandarizadas IEEE. Para esto se debe dar clic en la opción TCC y posteriormente se
debe elegir la curva acorde a la necesidad (Se aconseja revisar el catálogo del equipo
DL2108T13).
28

Ahora se debe configurar la salida del relé, la cual actuará para dar apertura al interruptor
principal, para esto, se debe volver al Menú principal y dar Clic a la opción DO Configuration,
luego Configurar la salida R1 en modo Normally Energized y seleccionar la variable que se activó
anteriormente I>

Ahora sólo resta simular la falla oprimiendo manualmente el botón de cierre del interruptor de
falla (ON) y verificar que el interruptor principal haga apertura para proteger la red contra falla a
tierra de las tres líneas a neutro. El software permite visualizar las salidas en la opción Outputs
Status.
29
FALLA ASIMÉTRICA DE CORRIENTE POR EL CONDUCTOR NEUTRO Y DESBALANCE DE CARGA,
EMPLEANDO EL RELÉ COMBINADO DE SOBRECORRIENTE Y FALLA A TIERRA DL2108T15
30
PRÁCTICA # 3
FALLA ASIMÉTRICA DE CORRIENTE POR EL CONDUCTOR NEUTRO Y DESBALANCE DE
CARGA, EMPLEANDO EL RELÉ COMBINADO DE SOBRECORRIENTE Y FALLA A TIERRA
DL2108T15
1. Fundamentos Teóricos
El desbalance de corriente es producido cuando por las tres fases de un sistema trifásico no circulan las
mismas corrientes, este tipo de desbalances provoca sobrecalentamiento en los conductores y
protecciones y bajo este principio funcionan algunos dispositivos de protección los cuales monitorean
cualquier cambio en la señal que está recibiendo, pues si la magnitud de la señal de entrada varía de tal
forma que sobrepasa los límites previamente configurados, el relé envía la respectiva señal, accionando
el elemento de potencia (Interruptor). (Castaño, 2018)
A continuación se muestran las diferentes configuraciones asociadas a la conexión de los equipos de
medida para la detección de fallas por el relevador:
2. Descripción de la práctica
Esta práctica consiste en alimentar una carga trifásica en Y y desbalancear la carga variando la primera
resistencia R1 hasta la posición # 6, con el fin de producir un flujo de corriente por el conductor neutro,
haciendo así que el relevador haga apertura del interruptor principal y de esta manera aísle la carga de
la red de alimentación.
31
Valores de Operación
Tensión en la fuente trifásica
Tensión en el primario / Tensión en el secundario
Carga Trifásica en Y
Resistencia para desbalance de carga (Condición de Falla)
250 V AC
250 VLL / 159,54 VLL
R1 = R2= R3 = 457,8 Ω
R1 = 155,14 Ω
A continuación se ilustra el diagrama general de conexión y el unifilar de esta práctica.
32
3. Listado de equipos y especificaciones técnicas
El relé DL2108T15 tiene dos niveles máximos de operación, los cuales deben ser tenidos en cuenta
para el uso de este dispositivo, dichos niveles pueden ser modificados con el selector ubicado a la
derecha inferior de la parte frontal del relé. A continuación se muestran los valores máximos de
operación del relé:
Valores máximos del relé DL2108T15
Corriente máxima
1A / 5A
Nota: Para esta práctica el selector debe estar ubicado en la posición 1A
33
A continuación se listan los equipos que se requieren para la realización de la práctica.










1 DL 1059
De Lorenzo
Fuente trifásica variable
1 DL 1080
De Lorenzo
Transformador trifásico
1 DL 2108T02
De Lorenzo
Interruptor trifásico
1 DL 2108T15
De Lorenzo
Relé combinado de sobrecorriente y falla a tierra
1 DL 1017
De Lorenzo
Cargas RLC
1 Fluke 179
Fluke
Multímetro
30 Conectores Banana-Banana de diferentes tamaños
5 Conectores de control
1 Cable RS232 con Adaptador USB
1 Computador con Software MScom2
4. Cálculos
A continuación se realizan los cálculos de las corrientes del circuito en las condiciones normales de
operación y en la condición de falla, con el fin de cuidar los equipos empleados en esta práctica de posibles
daños. Para empezar se realiza el cálculo de la relación de transformación para tensiones y corrientes (el
transformador opera como reductor de tensión).
𝑉𝐴𝑇 = 2 ∗ 190 = 380 𝑉𝐿𝐿
𝑉𝐵𝑇 = √3 ∗ 2 ∗ 70 = 242,5 𝑉𝐿𝐿
𝑎=
𝑒1 = 250 V →
𝑉𝐴𝑇
380 𝑉
=
= 1,56701
𝑉𝐵𝑇 242,5 𝑉
𝑒2 =
𝑒1
250
=
= 159,54 V
𝑎 1,56701
El circuito en operaciones normales, es un circuito balanceado por lo tanto se puede solucionar como
un modelo por fase en el secundario del transformador, tal como se muestra a continuación:
𝑉𝐵𝑇 𝜙 = 𝐼2 ∙ 𝑍𝑌
159,54
𝑉𝐵𝑇 𝜙 ( √3 )
𝐼2 =
=
(457,8)
𝑍𝑌
𝐼2 = (201,20 ) ∙ 10−3 = 201,20 [𝑚𝐴]
Ahora se transfieren las corrientes al primario del transformador:
𝑎=
𝐼2
𝐼1
→
𝐼1 =
𝐼2 (201,20 ) ∙ 10−3
=
= 128,41 [𝑚𝐴]
𝑎
1,56701
34
Para hallar las corrientes del circuito en las condiciones de falla, se soluciona por el método de mallas
en el lado de baja tensión.
Ahora se procede a obtener las ecuaciones de malla del circuito.
𝑉𝑠1 −𝑉𝑠2 = (𝑅1 + 𝑅2 ) ∙ 𝐼𝑚1 − 𝑅2 ∙ 𝐼𝑚2
(92,11 ∠0°) − (92,11∠ − 120°) = (155,14 + 457,8) ∙ 𝐼𝑚1 − 457,8 ∙ 𝐼𝑚2
159,54 ∠30° = 612,94 ∙ 𝐼𝑚1 − 457,8 ∙ 𝐼𝑚2
𝐸𝑐. 1
𝑉𝑠2 = 𝑅2 ∙ 𝐼𝑚2 − 𝑅2 ∙ 𝐼𝑚1
92,11∠ − 120° = 457,8 ∙ 𝐼𝑚2 − 457,8 ∙ 𝐼𝑚1
𝐸𝑐. 2
𝑉𝑠3 = −𝑅3 ∙ 𝐼𝑚3
92,11∠ 120° = −457,8 ∙ 𝐼𝑚3
𝐸𝑐. 3
35
Solucionando el sistema de ecuaciones se obtienen los valores de las corrientes de malla 𝐼𝑚1 , 𝐼𝑚2 y 𝐼𝑚3
−1
𝐼𝑚1
612,94 −457,8
0
159,54 ∠30°
593,69 ∠ 0°
0 ] ∙ [92,11∠ − 120°] = [523,004 ∠ − 19.46°] [𝑚𝐴]
[𝐼𝑚2 ] = [−457,8 457,8
𝐼𝑚3
0
0
−457,8
92,11∠ 120°
201,20 ∠ − 60°
Para finalizar se hallan las corrientes de línea del circuito y la corriente por el neutro
𝐼𝑠1 = 𝐼𝑚1 = (593,69 ∠ 0°) [𝑚𝐴]
𝐼𝑠2 = 𝐼𝑚2 − 𝐼𝑚1 = (201,20 ∠ − 120°) [𝑚𝐴]
𝐼𝑠3 = −𝐼𝑚3 = (201,20 ∠ 120°) [𝑚𝐴]
|𝐼𝑠1 | = 593,69 [𝑚𝐴]
→
|𝐼𝑠2 | = 201,20 [𝑚𝐴]
→
|𝐼𝑠3 | = 201,20 [𝑚𝐴]
→
𝐼𝑜 = 𝐼𝑚2 − 𝐼𝑚3 = (392,514 ∠ − 0.000096) [𝑚𝐴]
→
|𝐼𝑜 | = 392,51 [𝑚𝐴]
5. Montaje
A continuación se listan los equipos ilustrados en el montaje eléctrico.
A. Fuente trifásica variable DL 1059
B. Transformador trifásico DL 1080
C. Interruptor trifásico Principal DL 2108T02
D. Relé combinado de sobrecorriente y falla a tierra DL 2108T15
E. Cargas Resistivas DL 1017
F. Computador con el Software MScom2
36
37
6. Configuraciones del software MScom2

Establecer conexión entre el relé DL2108T15 y el PC, mediante el cable RS232 con el
adaptador USB.

Abrir el software MScom2, dar clic en Search y luego en On Serial Port

Configurar el puerto de comunicación USB y la velocidad de transmisión de datos (para el relé
DL2108T15 la velocidad adecuada de operación es de 9600 Baudios) y luego dar clic en el
botón Scan.

Dar clic en el botón inferior Connect y luego escribir el nodo al cual se está estableciendo
conexión (Para el relé DL2108T15 el nodo correspondiente es el node 8) finalmente dar clic en
el botón OK.
38

Dar Clic en el botón Menu seguidamente de Change Window ahora debe mostrar una ventana
como la siguiente, este es el menú principal de herramientas y configuraciones del relé.

Dirigirse al icono System Settings y realizar las modificaciones mostradas a continuación:

Ahora se debe verificar las conexiones del montaje y revisar las medidas que el relé está
tomando, para esto se debe volver al Menu principal y dar clic sobre el botón Actual
Measurements. (este relé es un equipo didáctico y mostrará valores exagerados de tensión y
corriente en comparación con los valores reales)
39

Retornar al menú principal y presionar en Functions Setting, esta ventana corresponde a las
configuraciones del relé, es indispensable marcar la variable requerida en modo (ON) luego
realizar las configuraciones mostradas enseguida y presionar los botones Send y Read.

Cada vez que se haga una modificación el relé le solicitará ingresar una contraseña, para este
relé la contraseña es 1111
40

Si se requiere modificar la curva de disparo tiempo-corriente, este relé tiene dos opciones, IEC y
curvas estandarizadas IEEE. Para esto se debe dar clic en la opción TCC y posteriormente se
debe elegir la curva acorde a la necesidad (Se aconseja revisar el catálogo del equipo
DL2108T15).

Ahora se debe configurar la salida del relé, la cual actuará para dar apertura al interruptor
principal, para esto, se debe volver al Menú principal y dar Clic a la opción DO Configuration,
luego Configurar la salida R1 en modo Normally Energized y seleccionar la variable que se activó
anteriormente Io>

Ahora sólo resta simular la falla variando una de las cargas para generar un flujo de corriente por
el conductor neutro y verificar que el interruptor principal haga apertura para proteger la red contra
desbalances de carga y corrientes por el neutro. El software permite visualizar las salidas en la
opción Outputs Status.
41
FALLA DE AUSENCIA DE TENSIÓN Y TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA, EMPLEANDO EL RELÉ DE
CONTROL DE FALLA A TIERRA DL2108T18
42
PRÁCTICA # 4
FALLA DE AUSENCIA DE TENSIÓN Y TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA, EMPLEANDO EL RELÉ
DE CONTROL DE FALLA A TIERRA DL2108T18
1. Fundamentos Teóricos
En muchas ocasiones de la vida real se hace imprescindible contar con energía eléctrica, garantizando
así que el trabajo requerido no cese; para esto una red debe contar con un sistema redundante, que no
es otra cosa que mantener un circuito energizado por diferentes barrajes, con ello, en caso de que alguna
de las fuentes de alimentación falle, inmediatamente y de forma automática, entre en operación la red
de suplencia.
Actualmente existen muchas clases de transferencias automáticas, los PLC, Interruptores automáticos,
son tan sólo una muestra de la alta diversidad con la que cuenta el mercado actual. En la mayoría de
los casos la red suministrada por el operador es la red principal de operación y un sistema de generación
Diésel, proporciona la red de suplencia. El equipo de transferencia supervisa las dos fuentes de
generación y en caso de falla en la red principal hará una conmutación y el circuito estará respaldado
por la fuente de suplencia. (Alberto, 2008)
2. Descripción de la práctica
Esta práctica consiste en implementar el relé de protección de fallas a tierra y subtensiones DL2108T18,
para realizar una transferencia eléctrica en caso de ausencia de tensión en la red principal y alimentar
la carga con la red de suplencia hasta que se normalice la tensión en la red principal y haga nuevamente
la conmutación, ésto con el fin de mantener en funcionamiento una carga resistiva conectada en estrella,
a continuación se muestran los valores en los cuales opera el circuito.
Valores de Operación
Voltaje de alimentación en las fuentes trifásicas variables
Carga Trifásica en Y sin conductor neutro
197 V AC
R1 = R2= R3 = 793 Ω
Se deben fijar las tensiones de las fuentes en el valor correspondiente; antes de encender las fuentes
se recomienda transferir al relé el programa mediante el software MScom2, La falla se genera apagando
la fuente que corresponde a la red principal del módulo DL1013M3, en este caso el relé debe dar cierre
al interruptor de suplencia mediante un cruce de tensión por cero, en caso de volver a encender la fuente
de la red principal, entonces debe cerrarse nuevamente el interruptor principal con otro cruce por cero
de tensión.
La siguiente Imagen muestra el diagrama de tiempo del proceso de conmutación, tal como se ilustra en
la imagen se puede apreciar un cruce de tensión por cero.
43
La siguiente Imagen muestra el diagrama general de conexión de la actual práctica.
44
3. Listado de equipos y especificaciones técnicas
El relé DL2108T18 tiene un nivel máximo de operación por cada bobina, este se debe tener en cuenta
para el uso de este dispositivo. A continuación se muestra el valor máximo de operación del relé:
Valor máximo del relé DL2108T18
Tensión máxima por bobina VL
120 V
45
Nota: El valor máximo de tensión depende del tipo de conexión que se realice en el relé, en conexión
delta su tensión máxima es 120V, en caso de estar conectado en Y su tensión máxima será 208V.
Se recomienda trabajar en niveles de tensión no muy cercanos a los valores máximos.
Ahora se listan los equipos que se requieren para la realización de la práctica













1 DL 1059
De Lorenzo
Fuente trifásica variable
1 DL 1013M3
De Lorenzo
Fuente trifásica variable
2 DL 7901TT
De Lorenzo
Modelo Línea
2 DL 2108T02
De Lorenzo
Interruptor trifásico
1 DL 2108T18
De Lorenzo
Relé de control de falla a tierra
1 DL 1017
De Lorenzo
Cargas RLC
1 DL 2109T2T
De Lorenzo
Indicador de secuencia
2 Fluke 179
Fluke
Multímetro
60 Conectores Banana-Banana de diferentes tamaños
30 Conectores en U
10 Conectores de control
1 Cable RS232 con Adaptador USB
1 Computador
4. Cálculos
A continuación se realizan los cálculos de las corrientes del circuito. Primero se realizan los cálculos de
la reactancia del modelo de línea, transformándola al dominio de la frecuencia:
𝑍𝐿 = 𝑅𝐿 + 𝑗𝑋𝐿 [Ω]
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗𝜔𝐿 = 𝑗(2𝜋𝑓)(𝐿) = 𝑗(2𝜋 ∙ 60)(290 ∙ 10−3 )
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗109,33 [Ω]
El circuito en operaciones normales, es un circuito balanceado por lo tanto se puede solucionar como
un modelo por fase, tal como se muestra a continuación:
𝑉𝜙 = 𝐼 ∙ 𝑍𝐸𝑞
197
(
)
𝑉𝜙
𝑉𝜙
√3
𝐼=
=
=
𝑍𝐸𝑞 𝑍𝐿 + 𝑍𝑌 (13 + 𝑗109,33) + (793)
|𝐼| = |(139,83 ∠ − 7,725° ) ∙ 10−3 | = 139,83 [𝑚𝐴]
46
5. Montaje
A continuación se listan los equipos ilustrados en el montaje eléctrico.
A. Fuente trifásica variable DL 1059
B. Módulo de Línea DL 7901TT
C. Fuente trifásica variable DL 1013M3
D. Módulo de Línea DL 7901TT
E. Interruptor trifásico de Suplencia DL 2108T02
F. Indicador de secuencia DL 2109T2T
G. Cargas Resistivas DL 1017
H. Interruptor trifásico Principal DL 2108T02
I. Relé de control de falla a tierra DL 2108T18
J. Computador con el Software MScom2
47
48
6. Configuraciones del software MScom2

Establecer conexión entre el relé DL2108T18 y el PC, mediante el cable RS232 con el
adaptador USB.

Abrir el software MScom2, dar clic en Search y luego en On Serial Port

Configurar el puerto de comunicación USB y la velocidad de transmisión de datos (para el relé
DL2108T18 la velocidad adecuada de operación es de 9600 Baudios) y luego dar clic en el
botón Scan.

Dar clic en el botón inferior Connect y luego escribir el nodo al cual se está estableciendo
conexión (Para el relé DL2108T18 el nodo correspondiente es el node 1) finalmente dar clic en
el botón OK.
49

Dar Clic en el botón Menu seguidamente de Change Window ahora debe mostrar una ventana
como la siguiente, este es el menú principal de herramientas y configuraciones del relé.

Dirigirse al icono System Settings y realizar las modificaciones mostradas a continuación:

Ahora se debe verificar las conexiones del montaje y revisar las medidas que el relé está
tomando, para esto se debe volver al Menu principal y dar clic sobre el botón Actual
Measurements. (este relé es un equipo didáctico y mostrará valores exagerados de tensión y
corriente en comparación con los valores reales)
50

Retornar al menú principal y presionar en Functions Setting, esta ventana corresponde a las
configuraciones del relé, es indispensable marcar las variables requeridas en modo (ON) luego
realizar las configuraciones mostradas enseguida y presionar los botones Send y Read.
(Los tiempos 3 segundos y 5 segundos pueden ser modificados de acuerdo a la necesidad)

Cada vez que se haga una modificación el relé le solicitará ingresar una contraseña, para este
relé la contraseña es 1111

Ahora se debe configurar las salidas del relé, las cuales actuarán para dar apertura al interruptor
principal en caso de ausencia de tensión y cierre al interruptor de la red de suplencia, para esto,
se debe volver al Menú principal y dar Clic a la opción DO Configuration, luego Configurar la
salida R1 en modo Normally Energized y R2, R3 en modo Normally Denergized y seleccionar las
variables que se activaron anteriormente tV>, tV< y V<.
51

Ahora sólo resta simular la falla apagando la fuente trifásica DL1013M3 y verificar que se haga
la transferencia automática haciendo apertura del interruptor correspondiente a la red principal y
posteriormente haga cierre del interruptor de suplencia con el fin de mantener la carga
energizada; en caso de volver a encender la fuente DL1013M3 lo que ocurrirá es que se abrirá
el interruptor de suplencia y un tiempo después se cerrará el interruptor de la red principal,
volviendo así a la normalidad. El software permite visualizar las salidas en la opción Outputs
Status.
Carga alimentada por la red principal
Condiciones normales de operación
Carga sin alimentar
Apertura del interruptor principal
Transición para la transferencia
Carga alimentada por la red de suplencia
Cierre del interruptor de suplencia
Condición de falla en la red principal
52
FALLA DE SUBTENSIÓN EN LA ALIMENTACIÓN DE UNA CARGA TRIFÁSICA, EMPLEANDO EL RELÉ
DE CONTROL DE FALLA A TIERRA DL2108T18
53
PRÁCTICA # 5
FALLA DE SUBTENSIÓN EN LA ALIMENTACIÓN DE UNA CARGA TRIFÁSICA, EMPLEANDO EL
RELÉ DE CONTROL DE FALLA A TIERRA DL2108T18
1. Fundamentos Teóricos
Las subtensiones generalmente son producidas por conectar cargas que demandan grandes
magnitudes de corriente, por ejemplo, el arranque directo de un motor demanda un alto flujo de corriente,
la cual, causa importantes caídas de tensión en los conductores.
Otra causa de subtensión en un circuito puede presentarse por daños internos en los bobinados de los
trasformadores de potencia, provocando así alteraciones en la relación del número de vueltas entre la
bobina primaria y la secundaria. Este causante es muy poco presentado en la vida real, sin embargo, en
los casos que se ha evidenciado dicho inconveniente, sin lugar a duda, ha generado graves daños en la
red eléctrica y con ella todos los equipos conectados a la misma. (Seymour, 2005)
2. Descripción de la práctica
Este laboratorio consiste en alimentar una carga en delta, mediante una fuente variable de tensión. Se
hace uso del relé de control de falla a tierra DL2108T18, para que proteja la red en caso de subtensión,
la falla se provoca disminuyendo el nivel de tensión a través de la fuente variable.
Para que el circuito opere en condiciones normales se debe presionar el botón (On) del interruptor, a
continuación se muestran los valores de operación de la práctica.
Valores de Operación
Voltaje en la fuente trifásica
140 V AC
Voltaje en la fuente trifásica para la falla
125 V AC
Carga Trifásica en Delta
R1 = R2= R3 = 793 Ω
54
Ahora se ilustra el diagrama de la conexión general y el unifilar de esta práctica:
55
3. Listado de equipos y especificaciones técnicas
El relé DL2108T18 tiene un nivel máximo de operación por cada bobina, este se debe tener en cuenta
para el uso de este dispositivo. A continuación se muestra el valor máximo de operación del relé:
Valor máximo del relé DL2108T18
Tensión máxima por bobina VL
120 V
Nota: El valor máximo de tensión depende del tipo de conexión que se realice en el relé, en conexión
delta su tensión máxima es 120V, en caso de estar conectado en Y su tensión máxima será 208V.
Se recomienda trabajar en niveles de tensión no muy cercanos a los valores máximos.
Ahora se listan los equipos que se requieren para la realización de la práctica










1 DL 1059
De Lorenzo
Fuente trifásica variable
1 DL 7901TT
De Lorenzo
Modelo Línea
1 DL 2108T02
De Lorenzo
Interruptor trifásico
1 DL 2108T18
De Lorenzo
Relé de control de falla a tierra
1 DL 1017
De Lorenzo
Cargas RLC
30 Conectores Banana-Banana de diferentes tamaños
10 Conectores en U
5 Conectores de control
1 Cable RS232 con Adaptador USB
1 Computador con el Software MScom2
56
4. Cálculos
El circuito en condiciones normales de operación está conformado por una carga resistiva en
delta, a una tensión de 140V, y una impedancia de línea RL. Primero se realizan los cálculos de la
reactancia del modelo de línea, transformándola al dominio de la frecuencia:
𝑍𝐿 = 𝑅𝐿 + 𝑗𝑋𝐿 [Ω]
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗𝜔𝐿 = 𝑗(2𝜋𝑓)(𝐿) = 𝑗(2𝜋 ∙ 60)(290 ∙ 10−3 )
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗109,33 [Ω]
Luego se realiza una transformación de la carga de delta a estrella:
𝑍𝑌 =
𝑍∆ 793
=
= 264,33 [Ω]
3
3
El circuito en operaciones normales, es un circuito balanceado por lo tanto se puede solucionar como
un modelo por fase, tal como se muestra a continuación:
𝑉𝜙 = 𝐼 ∙ 𝑍𝐸𝑞
140
(
)
𝑉𝜙
𝑉𝜙
√3
𝐼=
=
=
𝑍𝐸𝑞 𝑍𝐿 + 𝑍𝑌 (13 + 𝑗109,33) + (264,33)
|𝐼| = |(271,104 ∠ − 21.5155° ) ∙ 10−3 | = 271,10 [𝑚𝐴]
57
Ahora se procede a resolver el circuito en la condición de falla (Subtensión), la carga sigue siendo
balanceada por lo tanto se resuelve el circuito por fase.
𝑉𝜙 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 = 𝐼 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 ∙ 𝑍𝐸𝑞
𝐼 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎
125
(
)
𝑉𝜙 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 𝑉𝜙 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎
√3
=
=
=
𝑍𝐸𝑞
𝑍𝐿 + 𝑍𝑌 (13 + 𝑗109,33) + (264,33)
|𝐼 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 | = |(242,094 ∠ − 21.5155° ) ∙ 10−3 | = 242,09 [𝑚𝐴]
El circuito resultante en la condición de subtensión es el siguiente:
5. Montaje
A continuación se listan los equipos ilustrados en el montaje eléctrico.
A. Fuente trifásica variable DL 1059
B. Módulo de Línea DL 7901TT
C. Relé de control de falla a tierra DL 2108T18
D. Interruptor trifásico Principal DL 2108T02
E. Cargas Resistivas DL 1017
F. Computador con el Software MScom2
58
59
6. Configuraciones del software MScom2

Establecer conexión entre el relé DL2108T18 y el PC, mediante el cable RS232 con el
adaptador USB.

Abrir el software MScom2, dar clic en Search y luego en On Serial Port

Configurar el puerto de comunicación USB y la velocidad de transmisión de datos (para el relé
DL2108T18 la velocidad adecuada de operación es de 9600 Baudios) y luego dar clic en el
botón Scan.

Dar clic en el botón inferior Connect y luego escribir el nodo al cual se está estableciendo
conexión (Para el relé DL2108T18 el nodo correspondiente es el node 1) finalmente dar clic en
el botón OK.
60

Dar Clic en el botón Menu seguidamente de Change Window ahora debe mostrar una ventana
como la siguiente, este es el menú principal de herramientas y configuraciones del relé.

Dirigirse al icono System Settings y realizar las modificaciones mostradas a continuación:

Ahora se debe verificar las conexiones del montaje y revisar las medidas que el relé está
tomando, para esto se debe volver al Menu principal y dar clic sobre el botón Actual
Measurements. (este relé es un equipo didáctico y mostrará valores diferentes de tensión y
corriente en comparación con los valores reales)
61

Retornar al menú principal y presionar en Functions Setting, esta ventana corresponde a las
configuraciones del relé, es indispensable marcar la variable requerida en modo (ON) luego
realizar las configuraciones mostradas enseguida y presionar los botones Send y Read.

Cada vez que se haga una modificación el relé le solicitará ingresar una contraseña, para este
relé la contraseña es 1111
62

Ahora se debe configurar la salida del relé, la cual actuará para dar apertura al interruptor
principal, para esto, se debe volver al Menú principal y dar Clic a la opción DO Configuration,
luego Configurar la salida R1 en modo Normally Energized y seleccionar la variable que se activó
anteriormente V<

Ahora sólo resta simular la falla oprimiendo disminuyendo el nivel de tensión de la fuente variable
y verificar que el interruptor principal haga apertura para proteger la red contra subtensión en la
red. El software permite visualizar las salidas en la opción Outputs Status.
63
FALLA A TIERRA INTERNA EN EL PRIMARIO DE UN TRANSFORMADOR, EMPLEANDO EL RELÉ DE
PROTECCIÓN DIFERENCIAL EN TRANSFORMADORES DL2108T21
64
PRÁCTICA # 6
FALLA A TIERRA INTERNA EN EL PRIMARIO DE UN TRANSFORMADOR, EMPLEANDO EL
RELÉ DE PROTECCIÓN DIFERENCIAL EN TRANSFORMADORES DL2108T21
1. Fundamentos Teóricos
Normalmente en los transformadores de potencia se conectan otros transformadores de medida
(Transformadores de corriente, TC’s) en el primario y secundario respectivamente. y dichos
TC’s llevan las señales de corriente a un relé diferencial, dicha protección es la más común en
los sistemas de potencia para garantizar el correcto funcionamiento del transformador principal.
Esta protección está basada en la comparación de la corriente en ambos lados del
transformador, en caso de existir una diferencia notable entre las corrientes del primario y el
secundario, la protección hará apertura del interruptor principal que se encuentra aguas arriba
del transformador de potencia. Dicha diferencia de corrientes puede presentarse por
cortocircuitos internos entre líneas o entre línea y el núcleo puesto a tierra. La siguiente imagen
ilustra la conexión general del relé de protección. (Giménez, 2018)
2. Descripción de la práctica
Esta práctica busca figurar una falla dentro de un transformador elevador de tensión, haciendo uso del
relé de protección diferencial en transformadores DL2108T21, la falla consiste en hacer un cortocircuito
línea a línea en el primario del transformador provocando así el disparo de apertura del interruptor
principal ubicado aguas arriba del transformador. Las medidas se deben tomar mediante
transformadores de medida TC´s en conexión YY0. El cortocircuito tiene una resistencia limitante para
no generar sobrecorrientes que pueden resultar perjudiciales para los equipos del laboratorio.
Para que el circuito funcione en condiciones normales se debe oprimir el botón (On) del interruptor
Principal, para generar la falla basta con presionar el botón (On) del interruptor de falla. A continuación
se muestran los valores de operación del circuito.
65
Valores de Operación
Relación de transformación teórica del transformador en conexión YY
380V / 140V
Relación de transformación real del transformador en conexión YY
380V / 155V
Voltaje en la fuente trifásica o primario del transformador
100 V AC
Voltaje en el secundario del transformador
245 V AC
Carga Trifásica en Y
Resistencia limitante de corriente para la falla
R1 = R2= R3 = 793 Ω
Rf = 200 Ω
Nota: Se debe tener cuidado con la corriente máxima del Módulo DL 1017 entre los bornes t y s ésta
corresponde a 0,6 Amperios.
Nota: El relé puede ser configurado para diferentes conexiones en los CT´s, por lo cual el usuario no
debe preocuparse por la diferencia angular entre el primario y el secundario, para esta práctica la
conexión empleada es YY0.
66
3. Listado de equipos y especificaciones técnicas
El relé DL2108T21 tiene dos niveles máximos de operación, los cuales deben ser tenidos en cuenta
para el uso de este dispositivo, dichos niveles pueden ser modificados en la programación interna del
relé. A continuación se muestran los valores máximos de operación del relé:
Valores máximos del relé DL2108T21
Corriente máxima
1A / 5A
Nota: En caso de tener dudas acerca del nivel máximo de operación se recomienda operar el
dispositivo con corrientes menores a 1 Amperio.
67
Ahora se listan los equipos que se requieren para la realización de la práctica.












1 DL 1013M3
De Lorenzo
Fuente trifásica variable
2 DL 2108T02
De Lorenzo
Interruptores trifásicos
1 DL 2108T21
De Lorenzo
Relé de protección diferencial en transformadores
2 DL 2109T22
De Lorenzo
Transformadores trifásicos de corriente
1 DL 1017
De Lorenzo
Cargas RLC
1 DL1080
De Lorenzo
Transformador trifásico
1 DL 1017
De Lorenzo
Reóstato de arranque y resistencia variable
1 Fluke 179
Fluke
Multímetro
40 Conectores Banana-Banana de diferentes tamaños
5 Conectores de control
1 Cable RS232 con Adaptador USB
1 Computador con el Software MScom2
4. Cálculos
A continuación se realizan los cálculos de las corrientes del circuito en las condiciones normales de
operación y en la condición de falla, con el fin de cuidar los equipos empleados en esta práctica de
posibles daños. Para empezar se realiza el cálculo de la relación de transformación para tensiones,
corrientes e impedancias, (el transformador opera como elevador de tensión).
Nota: Los cálculos mostrados a continuación se realizaron con los valores reales del montaje, puesto que el
transformador DL1080 con el cual se realizó la prueba presenta una relación de transformación un poco menor a
la brindada por el fabricante, sin embargo, la prueba es funcional con otros transformadores con relaciones de
transformación similares. De igual manera para facilitar los cálculos, el modelo del transformador de potencia y los
transformadores de medida se toman como un modelo ideal, puesto que el objetivo de este catálogo no es
presentar datos precisos, sino, por el contrario los cálculos buscan evitar posibles daños a los equipos por violación
de los límites de operación.
𝑎=
𝑒1 = 100V →
𝑒1 = 𝑉𝑝
,
𝑒2 = 𝑉𝑠
𝑒1 155 𝑉
=
= 0,407895
𝑒2 380 𝑉
𝑒2 =
𝑒1
100
=
= 245 V
𝑎 0,407895
;
𝐼1 = 𝐼𝑝
,
𝐼2 = 𝐼𝑠
El circuito en operaciones normales, es un circuito balanceado por lo tanto se puede solucionar como
un modelo por fase en el secundario del transformador, tal como se muestra a continuación:
𝑉𝑠𝜙 = 𝐼𝑠 ∙ 𝑍𝑌
245
𝑉𝑠𝜙 ( √3 )
𝐼𝑠 =
=
(793)
𝑍𝑌
𝐼𝑠 = (178,37 ) ∙ 10−3 = 178,37 [𝑚𝐴]
68
Ahora se transfieren las corrientes al primario del transformador:
𝑎=
𝐼2
𝐼1
→
𝐼1 =
𝐼2 (178,37 ) ∙ 10−3
=
= 437,02 [𝑚𝐴]
𝑎
0,407895
Para hallar las corrientes del circuito en las condiciones de falla primero se realiza una transformación
de la carga de estrella a delta.
𝑍∆ = 𝑍∆𝑠 = 3 ∙ 𝑍𝑌 = 2379 [Ω]
Ahora se transfiere la impedancia de carga al primario del transformador.
𝑍∆𝑝 = 𝑎2 ∙ 𝑍∆𝑠 = (0,407895)2 ∙ (2379)
𝑍∆𝑝 = 396,33
[Ω]
[Ω]
69
En el siguiente diagrama se ilustra la resistencia limitante de corriente para generar la falla de
cortocircuito entre líneas en el primario del transformador.
La resistencia de falla 𝑅𝑓 está en paralelo a una de las impedancias resistivas de la carga 𝑍Δ𝑝 por lo
cual se realiza la siguiente operación que da como origen una carga en delta desbalanceada.
𝑅𝐴 = 𝑅𝑓 ∕∕ 𝑍∆𝑝
𝑅𝐴 =
200 ∙ 396,33
= 132,92
200 + 396,33
[Ω]
Ahora se procede a transformar la carga de la conexión delta a estrella con el fin de facilitar los cálculos
70
𝑅1 =
(132,92) ∙ (396,33)
𝑅𝐴 𝑅𝐵
=
= 56,92 [Ω]
𝑅𝐴 + 𝑅𝐵 + 𝑅𝐶 (132,92) + (132,92) + (132,92)
𝑅2 =
(396,33) ∙ (396,33)
𝑅𝐶 𝑅𝐵
=
= 169,71 [Ω]
𝑅𝐴 + 𝑅𝐵 + 𝑅𝐶 (132,92) + (132,92) + (132,92)
𝑅3 =
(132,92) ∙ (396,33)
𝑅𝐴 𝑅𝐶
=
= 56,92 [Ω]
𝑅𝐴 + 𝑅𝐵 + 𝑅𝐶 (132,92) + (132,92) + (132,92)
Ahora se procede a obtener las ecuaciones de malla del circuito.
𝑉𝑝1 = (𝑅1 + 𝑅3 ) ∙ 𝐼𝑚1 − 𝑅3 ∙ 𝐼𝑚2 = (56,92 + 56,92) ∙ 𝐼𝑚1 − 56,92 ∙ 𝐼𝑚2
100∠0° = 113,83 ∙ 𝐼𝑚1 − 56,92 ∙ 𝐼𝑚2
𝐸𝑐. 1
𝑉𝑝2 = (𝑅2 + 𝑅3 ) ∙ 𝐼𝑚2 − 𝑅3 ∙ 𝐼𝑚1 = (169,71 + 56,92) ∙ 𝐼𝑚2 − 56,92 ∙ 𝐼𝑚1
100∠ − 120° = 226,63 ∙ 𝐼𝑚2 − 56,92 ∙ 𝐼𝑚1
𝐸𝑐. 2
Se soluciona el sistema de ecuaciones y se obtienen los valores de las corrientes de malla 𝐼𝑚1 y 𝐼𝑚2
[
𝐼𝑚1
113,83 −56,92 −1
905,28∠ − 13,97°
100∠0°
]=[
] ∙[
]=[
] [𝑚𝐴]
𝐼𝑚2
−56,92 226,63
437,02∠ − 89,99°
100∠ − 120°
71
Para finalizar se hallan las corrientes de línea del circuito.
𝐼𝑝1 = 𝐼𝑚1 = (905,28∠ − 13,97°) ∙ 10−3
→
|𝐼𝑝1 | = 905,28 [𝑚𝐴]
𝐼𝑝2 = 𝐼𝑚2 − 𝐼𝑚1 = (905,25∠ − 166°) ∙ 10−3
→
|𝐼𝑝2 | = 905,25 [𝑚𝐴]
𝐼𝑝3 = −𝐼𝑚2 = (437,02∠ 90°) ∙ 10−3
→
|𝐼𝑝3 | = 437,02 [𝑚𝐴]
5. Montaje
A continuación se listan los equipos ilustrados en el montaje eléctrico.
A. Fuente trifásica variable DL 1013M3
B. Interruptor trifásico Principal DL 2108T02
C. Transformador trifásico de corriente Primario DL 2109T22
D. Interruptor trifásico de Falla DL 2108T02
E. Reóstato de arranque y resistencia variable DL 1017
F. Transformador trifásico DL1080
G. Transformador trifásico de corriente Secundario DL 2109T22
H. Cargas Resistivas DL 1017
I. Relé de protección diferencial en transformadores DL 2108T21
J. Computador con el Software MScom2
72
73
6. Configuraciones del software MScom2

Establecer conexión entre el relé DL2108T21 y el PC, mediante el cable RS232 con el
adaptador USB.

Abrir el software MScom2, dar clic en Search y luego en On Serial Port

Configurar el puerto de comunicación USB y la velocidad de transmisión de datos (para el relé
DL2108T21 la velocidad adecuada de operación es de 38400 Baudios) y luego dar clic en el
botón Scan.

Dar clic en el botón inferior Connect y luego escribir el nodo al cual se está estableciendo
conexión (Para el relé DL2108T21 el nodo correspondiente es el node 1) finalmente dar clic en
el botón OK.
74

Dar Clic en el botón Menu seguidamente de Change Window ahora debe mostrar una ventana
como la siguiente, este es el menú principal de herramientas y configuraciones del relé.

Dirigirse al icono System Settings y realizar las modificaciones mostradas a continuación:

Ahora se debe verificar las conexiones del montaje y revisar las medidas que el relé está
tomando, para esto se debe volver al Menu principal y dar clic sobre el botón Actual
Measurements. (este relé es un equipo didáctico y mostrará valores exagerados de tensión y
corriente en comparación con los valores reales)
75

Retornar al menú principal y presionar en Functions Setting, esta ventana corresponde a las
configuraciones del relé, es indispensable marcar la variable requerida en modo (ON) luego
realizar las configuraciones mostradas enseguida y presionar los botones Send y Read.
76

Cada vez que se haga una modificación el relé le solicitará ingresar una contraseña, para este
relé la contraseña es 1111

Ahora se debe configurar la salida del relé, la cual actuará para dar apertura al interruptor
principal, para esto, se debe volver al Menú principal y dar Clic a la opción DO Configuration,
luego Configurar la salida R1 en modo Normally Energized y seleccionar la variable que se activó
anteriormente R1d>

Ahora sólo resta simular la falla oprimiendo manualmente el botón de cierre del interruptor de
falla y verificar que el interruptor principal haga apertura para proteger la red contra falla a tierra
interna en el primario del transformador. El software permite visualizar las salidas en la opción
Outputs Status.
77
FALLA DE SOBRE O BAJA FRECUENCIA, EMPLEANDO EL RELÉ ADMINISTRADOR DE LA
ALIMENTACIÓN DL2108T23
78
PRÁCTICA # 7
FALLA DE SOBRE O BAJA FRECUENCIA, EMPLEANDO EL RELÉ ADMINISTRADOR DE LA
ALIMENTACIÓN DL2108T23
1. Fundamentos Teóricos
La frecuencia eléctrica es uno de los parámetros con mayor estabilidad dentro de un sistema de potencia,
ya que la variación de la frecuencia puede alterar las impedancias de un sistema e incluso puede
provocar pérdidas abruptas de potencia, también puede ocurrir que algunos motores giren a velocidades
diferentes de aquella para la que fueron diseñados.
La frecuencia debe permanecer dentro de unos límites operativos estrictos para que el suministro
eléctrico cuente con óptimas condiciones de calidad de la energía. Para garantizar el correcto valor de
la frecuencia en un sistema de potencia, las centrales de generación cuentan con sofisticados sistemas
de control que miden en todo momento las velocidades de rotación de los ejes de la turbina del
generador, de igual manera en las subestaciones también se mide la frecuencia de onda por medio de
relés y/o dispositivos especiales. (Ledesma, 2008)
2. Descripción de la práctica
Esta práctica consiste en alimentar una carga en Y, mediante un generador sincrónico DL1026A y
programar el relé administrador DL2108T23 para que proteja la carga haciendo apertura del interruptor
principal en caso de una falla de sobre o baja frecuencia, la falla se simulará manipulando la corriente
de campo del motor impulsor.
Cabe resaltar que se requiere oprimir el botón (On) del interruptor para dar cierre al mismo. A
continuación se muestran los valores de operación de la práctica.
Valores de Operación
Voltaje de alimentación del motor DC DL1024R
200 V DC
Voltaje de línea en bornes del generador sincrónico DL1026A
208 V AC
Carga Trifásica en Y
R1 = R2= R3 = 793 Ω
Frecuencia de operación / Sub Frecuencia / Sobre Frecuencia
60 Hz / 58 Hz / 62 Hz
Ahora se muestra el diagrama general de conexión de esta práctica:
79
A continuación se muestra el diagrama unifilar de esta práctica:
80
81
3. Listado de equipos y especificaciones técnicas
El relé DL2108T23 tiene dos niveles máximos de operación, los cuales deben ser tenidos en cuenta
para el uso de este dispositivo, dichos niveles pueden ser modificados en la programación interna del
relé. A continuación se muestran los valores máximos de operación del relé:
Valores máximos del relé DL2108T23
Corriente máxima
1A / 5A
Nota: En caso de tener dudas acerca del nivel máximo de operación se recomienda operar el
dispositivo con corrientes menores a 1 Amperio.
Ahora se listan los equipos que se requieren para la realización de la práctica.














1 DL 1013M3
De Lorenzo
Fuentes Variables DC
1 DL 1026A
De Lorenzo
Generador sincrónico
1 DL 1024R
De Lorenzo
Motor DC
1 DL 1017
De Lorenzo
Reóstato de arranque y resistencia variable
2 DL 2108T02
De Lorenzo
Interruptor trifásico
1 DL 2108T23
De Lorenzo
Relé administrador de la alimentación
1 DL 1017
De Lorenzo
Cargas RLC
2 Fluke 179
Fluke
Multímetro
40 Conectores Banana-Banana de diferentes tamaños
1 Kit de protección con acople
5 Conectores de control
1 Cable de poder para la alimentación del relé
1 Cable RS232 con Adaptador USB
1 Computador con el Software MScom2
4. Cálculos
El circuito tiene variaciones en la frecuencia de operación, sin embargo, no es necesario solucionar el
circuito a diferentes frecuencias ya que su carga es netamente resistiva, de este modo la impedancia
resulta ser la misma a diferentes frecuencias. Este circuito es balanceado por lo tanto se puede solucionar
como un modelo por fase, tal como se muestra a continuación:
𝑉𝜙 = 𝐼 ∙ 𝑍𝑌
208
𝑉𝜙 ( √3 )
𝐼=
=
𝑍𝑌
793
𝐼 = (151,44) ∙ 10−3 = 151,44 [𝑚𝐴]
82
A continuación se muestra el circuito trifásico con las magnitudes de las corrientes de línea.
5. Montaje
A continuación se listan los equipos ilustrados en el montaje eléctrico.
A. Fuentes Variables DC
DL 1013M3
B. Reóstato de arranque y resistencia variable DL 1017
C. Motor DC
DL 1024R
D. Generador sincrónico DL 1026A
E. Interruptor trifásico Principal DL 2108T02
F. Cargas Resistivas DL 1017
G. Relé administrador de la alimentación DL 2108T23
H. Computador con el Software MScom2
83
84
6. Configuraciones del software MScom2

Establecer conexión entre el relé DL2108T23 y el PC, mediante el cable RS232 con el
adaptador USB.

Abrir el software MScom2, dar clic en Search y luego en On Serial Port

Configurar el puerto de comunicación USB y la velocidad de transmisión de datos (para el relé
DL2108T23 la velocidad adecuada de operación es de 9600 Baudios) y luego dar clic en el
botón Scan.

Dar clic en el botón inferior Connect y luego escribir el nodo al cual se está estableciendo
conexión (Para el relé DL2108T23 el nodo correspondiente es el node 3) finalmente dar clic en
el botón OK.
85

Dar Clic en el botón Menu seguidamente de Change Window ahora debe mostrar una ventana
como la siguiente, este es el menú principal de herramientas y configuraciones del relé.

Dirigirse al icono System Settings y realizar las modificaciones mostradas a continuación:

Ahora se debe verificar las conexiones del montaje y revisar las medidas que el relé está
tomando, para esto se debe volver al Menu principal y dar clic sobre el botón Actual
Measurements. (este relé es un equipo didáctico y mostrará valores diferentes de tensión y
corriente en comparación con los valores reales)
86

Retornar al menú principal y presionar en Functions Setting, esta ventana corresponde a las
configuraciones del relé, se configura el nivel de sobre frecuencia en 62 Hz y de sub frecuencia
en 58 Hz, es indispensable marcar las variables requeridas en modo (ON) luego realizar las
configuraciones
mostradas
enseguida
y
presionar
los
botones
Send
y
Read.
Nota: Posteriormente que se envíen los datos al relé DL2108T23 se recomienda desconectar la
alimentación del mismo y volver a encenderlo, con esto el dispositivo lee su última programación.
87

Cada vez que se haga una modificación el relé le solicitará ingresar una contraseña, para este
relé la contraseña es 1111

Ahora se debe configurar la salida del relé, la cual actuará para dar apertura al interruptor
principal, para esto, se debe volver al Menú principal y dar Clic a la opción DO Configuration,
luego Configurar la salida R1 en modo Normally Energized y seleccionar la variable que se activó
anteriormente 1f> y 1f< en este caso se deben programar las compuertas lógicas en OR

Ahora sólo resta simular la falla girando la resistencia variable que controla el campo del motor
impulsor que se encuentra entre los bornes t y s y verificar que el interruptor principal haga
apertura para proteger la red contra falla de sobre o sub frecuencia. El software permite visualizar
el estado de las salidas en la opción Outputs Status.
88
FALLA DE SOBRETENSIÓN, EMPLEANDO EL RELÉ ADMINISTRADOR DE LA ALIMENTACIÓN
DL2108T23
89
PRÁCTICA # 8
FALLA DE SOBRETENSIÓN, EMPLEANDO EL RELÉ ADMINISTRADOR DE LA ALIMENTACIÓN
DL2108T23
1. Fundamentos Teóricos
El aumento de tensión por encima del 10% de la tensión nominal se conoce como Elevación Swell, las
elevaciones de tensión tienen un tiempo de ocurrencia, dicho tiempo es medido desde el momento en que
el valor eficaz de la tensión se eleva por encima del umbral hasta cuando retorna por debajo de este. Ver
Figura 1.
Figura 1. Representación gráfica de una señal de sobretensión. (Florez, 2018)
Las causas más comunes que generan sobretensiones en la red son: Las descargas atmosféricas, el exceso
de elementos capacitivos en la red y daños internos en los transformadores de potencia. (Técnologicas,
2017)
2. Descripción de la práctica
Este laboratorio consiste en alimentar una carga en Y con neutro, mediante una fuente variable de
tensión. Se hace uso del relé administrador de la alimentación DL2108T23, para que proteja la red en
caso de sobretensión, la falla se provoca aumentando el nivel de tensión a través de la fuente variable,
actuando así el relé para hacer apertura del interruptor principal.
Valores de Operación
Voltaje en la fuente trifásica
100 V AC
Voltaje en la fuente trifásica para la falla
120 V AC
Carga Trifásica
R1 = R2= R3 = 793 Ω
90
Ahora se muestra el diagrama general de conexión y el unifilar que involucra esta práctica.
91
3. Listado de equipos y especificaciones técnicas
El relé DL2108T23 tiene dos niveles máximos de operación, los cuales deben ser tenidos en cuenta para el uso
de este dispositivo, dichos niveles pueden ser modificados en la programación interna del relé. A continuación
se muestran los valores máximos de operación del relé:
Valores máximos del relé DL2108T23
Corriente máxima
1A / 5A
Nota: En caso de tener dudas acerca del nivel máximo de operación se recomienda operar el
dispositivo con corrientes menores a 1 Amperio.
Ahora se listan los equipos que se requieren para la realización de la práctica.








1 DL 1059
De Lorenzo
Fuente trifásica variable
1 DL 7901TT
De Lorenzo
Modelo Línea
1 DL 2108T02
De Lorenzo
Interruptor trifásico
1 DL 2108T23
De Lorenzo
Relé administrador de la alimentación
1 DL 1017
De Lorenzo
Cargas RLC
30 Conectores Banana-Banana de diferentes tamaños
10 Conectores en U
5 Conectores de control
92


1 Cable RS232 con Adaptador USB
1 Computador con el Software MScom2
4. Cálculos
Para empezar se realizan los cálculos de la reactancia del módulo de línea, transformándola al dominio
de la frecuencia:
𝑍𝐿 = 𝑅𝐿 + 𝑗𝑋𝐿 [Ω]
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗𝜔𝐿 = 𝑗(2𝜋𝑓)(𝐿) = 𝑗(2𝜋 ∙ 60)(290 ∙ 10−3 )
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗109,33 [Ω]
El circuito en operaciones normales, es un circuito balanceado por lo tanto se puede solucionar como
un modelo por fase, tal como se muestra a continuación:
𝑉𝜙 = 𝐼 ∙ 𝑍𝐸𝑞
100
(
)
𝑉𝜙
𝑉𝜙
√3
𝐼=
=
=
𝑍𝐸𝑞 𝑍𝐿 + 𝑍𝑌 (13 + 𝑗109,33) + (793)
|𝐼| = |(70,982 ∠ − 7.72475° ) ∙ 10−3 | = 70,98 [𝑚𝐴]
El circuito en condición de falla, es un circuito balanceado por lo tanto se puede solucionar también como
un modelo por fase, tal como se muestra a continuación:
𝑉𝜙 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 = 𝐼 ∙ 𝑍𝐸𝑞
𝐼 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎
120
(
)
𝑉𝜙 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 𝑉𝜙 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎
√3
=
=
=
𝑍𝐸𝑞
𝑍𝐿 + 𝑍𝑌 (13 + 𝑗109,33) + (793)
|𝐼 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 | = |(85,178 ∠ − 7.72475° ) ∙ 10−3 | = 85,18 [𝑚𝐴]
93
5. Montaje
A continuación se listan los equipos ilustrados en el montaje eléctrico.
A. Fuente trifásica variable DL 1059
B. Módulo de Línea DL 7901TT
C. Relé administrador de la alimentación DL 2108T23
D. Interruptor trifásico Principal DL 2108T02
E. Cargas Resistivas DL 1017
F. Computador con el Software MScom2
94
95
6. Configuraciones del software MScom2

Establecer conexión entre el relé DL2108T23 y el PC, mediante el cable RS232 con el
adaptador USB.

Abrir el software MScom2, dar clic en Search y luego en On Serial Port

Configurar el puerto de comunicación USB y la velocidad de transmisión de datos (para el relé
DL2108T23 la velocidad adecuada de operación es de 9600 Baudios) y luego dar clic en el
botón Scan.

Dar clic en en el botón inferior Connect y luego escribir el nodo al cual se está estableciendo
conexión (Para el relé DL2108T23 el nodo correspondiente es el node 3) finalmente dar clic en
el botón OK.
96

Dar Clic en el botón Menu seguidamente de Change Window ahora debe mostrar una ventana
como la siguiente, este es el menú principal de herramientas y configuraciones del relé.

Dirigirse al icono System Settings y realizar las modificaciones mostradas a continuación:

Ahora se debe verificar las conexiones del montaje y revisar las medidas que el relé está
tomando, para esto se debe volver al Menu principal y dar clic sobre el botón Actual
Measurements. (este relé es un equipo didáctico y mostrará valores diferentes de tensión y
corriente en comparación con los valores reales)
97

Retornar al menú principal y presionar en Functions Setting, esta ventana corresponde a las
configuraciones del relé, se configura el nivel de sobretensión (1U> y 2U>) en 30% Un, es
indispensable marcar las variables requeridas en modo (ON) luego realizar las configuraciones
mostradas enseguida y presionar los botones Send y Read.
Nota: Posteriormente que se envíen los datos al relé DL2108T23 se recomienda desconectar la
alimentación del mismo y volver a encenderlo, con esto el dispositivo lee su última programación.
98

Cada vez que se haga una modificación el relé le solicitará ingresar una contraseña, para este
relé la contraseña es 1111

Ahora se debe configurar la salida del relé, la cual actuará para dar apertura al interruptor
principal, para esto, se debe volver al Menú principal y dar Clic a la opción DO Configuration,
luego Configurar la salida R1 en modo Normally Denergized y seleccionar la variables que se
activaron anteriormente 1U> y 2U> en este caso se deben programar las compuertas lógicas en
OR

Ahora sólo resta simular la falla aumentando el nivel de tensión con la fuente variable y verificar
que el interruptor principal haga apertura para proteger la red contra falla de. El software permite
visualizar el estado de las salidas en la opción Outputs Status.
99
PRÁCTICA DE CONEXIONES DEL MODELO DE LÍNEA DEL MÓDULO DL7901TT
100
PRÁCTICA # 9
PRÁCTICA DE CONEXIONES DEL MODELO DE LÍNEA DEL MÓDULO DL7901TT
1. Fundamentos Teóricos
Las líneas de transmisión son elementos de una red eléctrica que se encargan de transportar energía
de un lado a otro, El modelo eléctrico más utilizado en este momento es el modelo PI, éste emplea una
impedancia RL en serie y en cada uno de los extremos ubica una capacitancia.
Existen varias formas de clasificar las líneas de transmisión, generalmente se clasifican en líneas cortas,
medianas y largas, se catalogan dependiendo de la longitud del conductor. A continuación se muestra
su clasificación:
Línea
Longitud
Corta
L < 80 km
Media
80 < L < 240 km
Larga
L > 240 km
En el modelo eléctrico de la línea corta generalmente no se considera la capacitancia entre los
conductores y tierra, por el contrario, en el modelo eléctrico de la línea media y larga se utiliza el modelo
PI; donde R es la resistencia física del conductor, X es la impedancia inductiva debido al campo
magnético producido por el flujo de corriente y Y es la admitancia total producida por el fenómeno
capacitivo que se genera por la diferencia de potencial entre líneas y tierra. (Rodriguez, 1998)
Imagen # 1. Modelo Pi
2. Descripción de la práctica
Esta práctica consiste en realizar tres conexiones del módulo de línea DL7901TT; la primera consiste en
realizar el montaje del modelo de línea corta, la segunda conexión es el modelo Pi empleando la
capacitancia entre Línea y neutro, y por último, el modelo Pi con capacitancia entre líneas y entre línea
y neutro.
101
3. Especificaciones técnicas
El módulo de línea DL7901TT, tiene unos valores de impedancia fijos los cuales representan una línea
de transmisión aérea de 360 km de longitud operando a una tensión de 380 kV, dichos valores se
muestran en la siguiente Tabla.
Elemento
Valor
[Unidad]
Resistencia de línea
RL
13 [Ω]
Inductancia de línea
LL
290 [mH]
Capacitancia entre línea y línea
CL
0,5 [μF]
Capacitancia entre línea y neutro
CE
1 [μF]
Resistencia del conductor neutro
RE
11 [Ω]
Inductancia del conductor neutro
LE
250 [mH]
Nota: Se debe tener cuidado con las sobretensiones que se puedan generar con las
capacitancias en paralelo. La corriente máxima del módulo DL7901TT es 1 Amperio.
4. Cálculos
Cálculo de la reactancia inductiva de línea, transformándola al dominio de la frecuencia de 60 Hz
𝑍𝐿 = 𝑅𝐿 + 𝑗𝑋𝐿 [Ω]
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗𝜔𝐿𝐿 = 𝑗(2𝜋𝑓)(𝐿𝐿 ) = 𝑗(2𝜋 ∙ 60)(290 ∙ 10−3 )
𝑗𝑋𝐿 = 𝑗109,33 [Ω]
Cálculo de la reactancia inductiva del conductor neutro, transformándola al dominio de la frecuencia de
60 Hz
𝑗𝑋𝐸 = 𝑗𝜔𝐿𝐸 = 𝑗(2𝜋𝑓)(𝐿𝐸 ) = 𝑗(2𝜋 ∙ 60)(250 ∙ 10−3 )
𝑗𝑋𝐸 = 𝑗94,25 [Ω]
Cálculo de la admitancia capacitiva entre línea y el conductor neutro, transformándola al dominio de la
frecuencia de 60 Hz
𝑌𝐸 = 𝑗𝜔𝐶𝐸 = 𝑗(2𝜋𝑓)(𝐶𝐸 ) = 𝑗(2𝜋 ∙ 60)(1 ∙ 10−6 )
𝑌𝐸 = 𝑗0,000377 [s]
Cálculo de la admitancia capacitiva entre línea y línea, transformándola al dominio de la frecuencia de
60 Hz
𝑌𝐿 = 𝑗𝜔𝐶𝐿 = 𝑗(2𝜋𝑓)(𝐶𝐿 ) = 𝑗(2𝜋 ∙ 60)(0,5 ∙ 10−6 )
𝑌𝐿 = 𝑗0,000188 [s]
102
5. Montajes
Conexión # 1.
Circuito representante de la conexión # 1.
Conexión # 2.
Circuito representante de la conexión # 2.
Conexión # 3.
Circuito representante de la conexión # 3.
103
BIBLIOGRAFÍA
AEA, 9. (2014). Asociación Eléctrotécnica Argentina Kupdf. Obtenido de Corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos
de corriente alterna: https://kupdf.com/download/aea-90909-0-corrientes-de-cortocircuito-en-sistemas-trifasicosde-corriente-alterna_58aa55616454a7466eb1e8dc_pdf
Alberto, B. R. (2008). Instituto Politecnico Nacional. Obtenido de Cálculo y selección de un sistema de transferencia de
energía
eléctrica:
http://tesis.ipn.mx/xmlui/bitstream/handle/123456789/4960/CALCYSELECDEUNSIST.pdf?sequence=1
Castaño, S. R. (2018). Protección de Sitemas Eléctricos. Obtenido de Universidad Nacional de Colombia Manizales:
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