PROTECCIONES DE SOBRECORRIENTES I Cargas pasivas 15200 10200 3400 1500 15200 10200 3400 1500 15200 10200 3400 1500 15200 10200 3400 1500 15200 10200 3400 1500 t de coordinación Interruptor D Δt t de coordinación Interruptor A Selectividad cronométrica: Una falla en CD es eliminada rápidamente por C Pero una falla en AB se despeja en más tiempo Pues A es el más lento de todos (incorrecto) Definiciones: a. Corriente de partida Es el valor de corriente capaz de sacar del reposo a la parte móvil del relé. Cuando el relé es de comparador móvil, como el disco, por ejemplo, en los relés de tipo disco de inducción se requiere esta corriente, para iniciar el movimiento del disco, aunque es posible que éste no llegue a cerrar sus contactos a pesar de seguir manteniéndola aplicada. b. Corriente mínima de operación o pick-up Es la corriente que produce el cambio de estado del relé. En relación a este término existe una diferencia entre los fabricantes norteamericanos y los europeos. En los relés americanos (USA), el valor de la corriente mínima de operación o pickup es igual al valor del tap. En los relés de procedencia europea, estos valores pueden ser diferentes. La corriente de pickup es del orden de 1,3 veces el valor del tap. Definiciones: c. Tap o corriente de ajuste Es el dispositivo que permite seleccionar la corriente de operación del relé dentro de un rango de tomas o derivaciones dispuestas para este efecto. Normalmente el valor del tap se designa en Amperes “Ia” y representa el valor de corriente que haría operar al relé en un tiempo indeterminado (muy largo). Definiciones: d. Lever o dial de tiempo. Multiplicador de curvas Es el indicador de la posición del tope que determina la separación inicial de los contactos, cuando el relé está en reposo (relés tipo disco de inducción, por ejemplo), haciendo variar el recorrido del disco desde la posición de máxima separación de los contactos hasta el cierre de ellos. Por lo tanto, permite variar las curvas de tiempo de operación del relé. En general puede considerarse que las curvas de un relé son proporcionales entre sí, de modo que pueden obtenerse curvas intermedias interpolando las curvas adyacentes. Los fabricantes entregan estas curvas para cada una de las graduaciones del dial, que como se dijo, en los relés americanos van de 0,5 a 10 y en los relés europeos, en general, de 0,05 a 1. Se denomina la mayoría de veces por “K”. En el caso de los relés numéricos como el 760 de General Electric, se denomina multiplicador de curvas M y va de 0 a 100 en pasos de 0,01. Las curvas tiempo-corriente se dibujan, en general, como una sola línea; sin embargo, es necesario indicar que se aceptan ciertos límites de error para estas curvas (banda de operación). M en algunos relés indica la relación Icc/Ia Definiciones: e. Tiempo de coordinación Es el tiempo que se establece para que una protección de apoyo “espere” la actuación de la protección principal antes de actuar Ejemplo cálculo protección sobre corriente Interruptor debe despejar una corriente de corto circuito de 3360 A en 0.3 s. Transformador de corriente 300/5. In 450A A Relé 1 In = 450A TA 300A / 5A Icc = 3,360 A Ejemplo cálculo protección sobre corriente Interruptor debe despejar una corriente de corto circuito de 3360 A en 0.3 s. Transformador de corriente 300/5. In 450A A Relé 1 In = 450A TA 300A / 5A Icc = 3,360 A (Gráfico del relé: Corriente de ajuste 4 a 16 A en pasos de 2 A) Despreciar tiempo de apertura mecánico Ejemplo sobre corriente 1 TAP: 450/(300/5)=7.5 A. 4 – 6 – 8 – 10 – 12 – 14 - 16 Ejemplo sobre corriente 1 TAP: 450/(300/5)=7.5 A. 4 – 6 – 8 – 10 – 12 – 14 - 16 Seleccionamos 8 A. Ejemplo sobre corriente 1 TAP: 450/(300/5)=7.5 A. Seleccionamos 8 A. Corto Circuito: I´=3360/(300/5)=56 A M=56/8=7 y 0.3s a gráfico Ejemplo sobrecorriente M=7 y t=0.3s Ejemplo sobrecorriente M=7 y t=0.3s K=4 Ejemplo sobre corriente 2 Interruptor corriente nominal de 500 A y debe despejar una corriente de corto circuito local de 5000 A y de 2000 A en el extremo más distante. Trafo de corriente relación 600/5 (Gráfico del relé) Permitir retraso de apertura, no mayor, de 0.3s con el valor máximo del nivel de falla. ICC=5,000A RED ICC=2,000A I1 500A Curva Relé Ejemplo sobre corriente 2 ICC=5,000A RED ICC=2,000A I1 500A T.A: 600/5 500/(600/5) 4.167A Ejemplo sobre corriente 2 ICC=5,000A RED ICC=2,000A I1 500A T.A: 600/5 500/(600/5) 4.167A Ejemplo sobre corriente 2 ICC=5,000A RED ICC=2,000A I1 500A T.A: 600/5 4A 500/(600/5) 4.167A Ejemplo sobre corriente 2 ICC=5,000A RED ICC=2,000A I1 500A T.A: 600/5 4A 5000/(600/5) 41.67A M=41.67/4=10.42 y t=0.3s EN GRÁFICO Ejemplo sobrecorriente Imax Ejemplo sobrecorriente K=5 0.3 10.42 Ejemplo sobre corriente 2 ICC=5,000A RED ICC=2,000A I1 500A T.A: 600/5 4A 2000/(600/5) 16.67A M=16.67/4=4.17 y EN GRÁFICO K=5 Ejemplo sobrecorriente 1.3 Imin= 2000 A, M=4.17 t=1,3s Ejemplo sobre corriente 3 a) Trafo corriente 400:5. TAP relevador 4 A. Calcular la corriente que circula por el circuito protegido a la cual la unidad inversa debe arrancar e iniciar su función de tiempo. Ejemplo sobre corriente 3 a) Trafo corriente 400:5. TAP relevador 4 A. Calcular la corriente que circula por el circuito protegido a la cual la unidad inversa debe arrancar e iniciar su función de tiempo. a) TAP: 4; Relación trafo I: 400/5, Corriente arranque: 4x(400/5)= 320 A. Ejemplo sobre corriente 4 b) Si el ajuste de tiempo k es 5 determinar el tiempo de respuesta de la unidad para una corriente de 800 A en el circuito protegido. Ejemplo sobre corriente 4 b) Si el ajuste de tiempo k es 5 determinar el tiempo de respuesta de la unidad para una corriente de 800 A en el circuito protegido. b) I´=800/(400/5)=10 A M=10/4 = 2.5 y k = 5 a gráfico b) I´=800/(400/5)=10 A M=10/4 = 2.5 y k = 5 a gráfico t=3s Icc = 3,330 A 3 13.2 kV 3 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 2 5 MVA 1 AJUSTE TAPs: 3 – 4 – 6 – 7.5 A SATURACIÓN T.A: Medición: 1.3xIn Protección: 10xIn Corriente nominal 3,100 A Icc = 3,330 A 3 3 MVA 13.2 kV 5 MVA 2 3 721.7A 1 2 8.5 MVA RED 2,700 A 349.9A 1 218.7A Corriente nominal T.I 3 3 MVA 13.2 kV SATURACIÓN T.A: Medición: 1.3xIn Protección: 10xIn 5 MVA 2 3 721.7A 1 2 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A Icc = 3,330 A 349.9A 1 218.7A Corriente nominal T.I 3 3 MVA 349.9A 13.2 kV 250 X 10 = 2500 A SATURACIÓN T.A: Medición: 1.3xIn Protección: 10xIn 5 MVA 2 3 721.7A 1 2 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A Icc = 3,330 A 1 218.7A Corriente nominal T.I 3 3 MVA 349.9A 13.2 kV 300 X 10 = 3000 A SATURACIÓN T.A: Medición: 1.3xIn Protección: 10xIn 5 MVA 2 3 721.7A 1 2 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A Icc = 3,330 A 1 218.7A 300A / 5A Corriente nominal T.I 3 3 MVA 5 MVA 2 3 721.7A 1 2 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A Icc = 3,330 A 349.9A 1 218.7A 13.2 kV 400A / 5A 300A / 5A Corriente nominal T.I 3 3 MVA 5 MVA 2 3 721.7A 1 2 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A Icc = 3,330 A 349.9A 1 218.7A 13.2 kV 600A / 5A 400A / 5A 300A / 5A Corriente nominal relativa Icc = 3,330 A 3,100 A 2,700 A 2 1 3 3 MVA 8.5 MVA RED 2 3 721.7A 13.2 kV 5 MVA 349.9A 1 218.7A 721.7/(600/5) 349.9/(400/5) 218.7/(300/5) 6.01A 4.37A 3.65A Selección ajuste Relé Posibilidades: 3 A, 4 A, 6 A y 7.5 A 3 3 MVA 8.5 MVA RED 13.2 kV 5 MVA 2 3 721.7A 1 2 349.9A 1 218.7A 721.7/(600/5) 349.9/(400/5) 218.7/(300/5) 6.01A 4.37A 3.65A Selección ajuste Relé Posibilidades: 3 A, 4 A, 6 A y 7.5 A 3 3 MVA 8.5 MVA RED 13.2 kV 5 MVA 2 3 721.7A 1 2 349.9A 1 218.7A 721.7/(600/5) 349.9/(400/5) 218.7/(300/5) 6.01A 4.37A 3.65A 6A 4A 4A Corrientes de corto circuito 3 3 MVA 5 MVA 2 3 721.7A 1 2 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 349.9A 1 218.7A 13.2 kV 600A / 5A 6A 400A / 5A 4A 300A / 5A 4A Ajuste Relé 1 Barra 1 3 13.2 kV 3 600A / 5A 6A 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 2 400A / 5A 4A 5 MVA 1 300A / 5A 4A 2700/(300/5) = 45A M= 45A/4A=11.25 EN GRÁFICO Relé en barra 1 (R1) PROTECCION PRINCIPAL 0.15 11.25 Ajuste Relé 1 Barra 1 3 13.2 kV 3 600A / 5A 6A 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 2 400A / 5A 4A 5 MVA 1 300A / 5A 4A K=1/2 t=0.15s Ajuste Relé 2 apoyo Barra 1 3 13.2 kV 3 600A / 5A 6A 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 2 5 MVA 1 400A / 5A 300A / 5A 4A 4A 2700/(400/5) = 33.75A M=33.75A/4A=8.44 T= 0.15 + 0.5 = 0.65 EN GRÁFICO K=1/2 t=0.15s Relé en barra 2 (R2): APOYO DEL R1 Tiempo coordinación mínimo 0.65 8.44 Ajuste Relé 2 apoyo Barra 1 3 13.2 kV 3 600A / 5A 6A 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 2 400A / 5A 4A K=3 5 MVA 1 300A / 5A 4A K=1/2 t=0.15s Ajuste Relé 2 propio 3 13.2 kV 3 600A / 5A 6A 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 2 5 MVA 1 300A / 5A 400A / 5A 4A 4A 3100/(400/5) = 38.75A M=38.75/4A=9.69 K=3 EN GRÁFICO K=1/2 t=0.15s Relé en barra 3 (R2): PROTECCIÓN PRINCIPAL EN R2 0.7 9.7 Ajuste Relé 2 Barra 2 3 13.2 kV 3 600A / 5A 6A 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 2 5 MVA 1 400A / 5A 4A K=3 t=0.7s 300A / 5A 4A K=1/2 t=0.15s Ajuste Relé 3 apoyo Barra 2 3 13.2 kV 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 3 600A / 5A 2 1 400A / 5A 4A 6A 3100/(600/5) = 25.83A M= 25.83A/6A= 4.3 T= 0.7 + 0.5 = 1.2 EN GRÁFICO 5 MVA K=3 t=0.7s 300A / 5A 4A K=1/2 t=0.15s Relé en R3 APOYO T= 0.7 + 0.5 = 1.2 1.2 4.3 Relé en R3 APOYO T= 0.7 + 0.5 = 1.2 T real= 1.4 1.4 4.3 Ajuste Relé 3 apoyo Barra 2 3 13.2 kV 3 600A / 5A 6A K=4 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 2 5 MVA 1 400A / 5A 4A K=3 t=0.7s 300A / 5A 4A K=1/2 t=0.15s Ajuste Relé 3 propio Barra 3 3 13.2 kV 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 2 3 1 400A / 5A 600A / 5A 4A 6A 3300/(600/5) = 27.5A M=27.5A/6A=4.58 K=4 EN GRÁFICO 5 MVA K=3 t=0.7s 300A / 5A 4A K=1/2 t=0.15s Relé en R3 PROPIA 1.3 4.58 Ajuste Relé 3 propio Barra 3 3 13.2 kV 3 600A / 5A 6A K=4 t=1.3s 1 2 3 MVA 8.5 MVA RED 2,700 A 3,100 A 3,300 A 2 5 MVA 1 400A / 5A 4A K=3 t=0.7s 300A / 5A 4A K=1/2 t=0.15s NORMAL: Líneas 2,886.7 A 3,000/5 1,500/5 1,500 A 1,500 A AJUSTE TAPs: 4 – 5 – 6 – 6.5 - 7 A 2,886.7 A Iop=1.3xIn=3,752.8 A I2= 3,752.8/(3,000/5)=6.25A Iajt = 6.5A 3,000/5 Iajt = Inx1.2 = 1.2x1500/(1500/5) = 6A 1,500/5 1,500 A 1,500 A 2,886.7 A 6.5 A 6A I= 30,000/(1500/5)=100A M= 100/6=16.67 y k = 0.2 TIEMPO DE ACTUACIÓN R1= 0.5 s 16.67 M= 100/6=16.67 y k = 0.2 TIEMPO DE ACTUACIÓN RT APOYO R1 I= 30,000/(3000/5)=50A M= 50/6.5=7.69 y t = 0.5 + 0.5 = 1 s 7.7 TIEMPO DE ACTUACIÓN RT APOYO R1 7.7 K=0.3 7.7 NO DIRECCIONAL Falla en CD activa B y D Para activar C y D; B, C y D Deben ser DIERCCIONALES
