abreu dulce

7/27/2019 Abreu Dulce

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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA

DEPARTAMENTO DE POTENCIA

APLICACIN DEL PROGAMA NEPLAN AL DISEO Y

COORDINACION DEL SISTEMA DE PROTECCIONES DE UN

SISTEMA DE POTENCIA

Trabajo presentado como requisito parcialpara optar al ttulo de Ingeniero Electricista

Br. Dulce M. Abreu Ortz

Tutores Acadmicos: Prof. Ernesto Mora

Prof. Marisol Dvila

Mayo, 2007


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iv

DEDICATORIA

A mis padres y hermanos por su apoyo y confianza incondicional.

A compaeros y amigos que me han brindado su apoyo a lo largo de la carrera.

A todas aquellas personas que de una u otra forma hicieron posible el cumplimiento

de esta meta.

Gracias.

RECONOCIMIENTO

A la Ilustre Universidad de Los Andes, profesores y personal que integran la

Escuela de Ingeniera Elctrica por la preparacin acadmica.

A los profesores Ernesto Mora y Marisol Dvila, por toda su dedicacin,consejos y ayuda en este proyecto. Gracias por todo, sin ustedes esto no hubiese sido

posible.

A los Ingenieros Adrin Arce y Rafael Godoy por facilitarme valiosa

informacin para la realizacin de este proyecto y toda la colaboracin prestada.

Dulce M. Abreu O.


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v

NDICE GENERAL

PgAprobacin................ ii

Dedicatoria........ iii

Reconocimiento............. iii

ndice...... iv

Lista de Figuras y Tablas.... vii

Resumen.................. x

Introduccin......... 1

Justificacin.. 3

Antecedentes............................................................................................................. 3

Objetivos................................................................................................................... 4

CAPTULO I: Marco Terico............................................................................... 5

1.1.- Corrientes de Cortocircuito........................................................................... 5

1.1.1.- Clases de Cortocircuitos.......................................................................... 5

1.1.2.- Clculo de la Corriente de Cortocircuito (Icc)......................................... 51.1.2.1.- Mtodo de. Matriz de Impedancia de Barra....................................... 6

1.1.2.2.- Mtodo de Superposicin................................................................... 6

1.1.2.3.- Mtodo del Voltaje detrs de la Reactancia Subtransitoria................ 6

1.1.2.4.- Mtodo de la Componente Simtrica................................................. 7

1.1.2.5.- Mtodo IEC........................................................................................ 7

1.1.2.6.- Mtodo ANSI..................................................................................... 8

1.2.- Proteccin contra sobrecargas........................................................................ 81.3.- Proteccin de Lneas...................................................................................... 9

1.3.1. Tipos de rel de proteccin de lneas...................................................... 9

1.3.1.1.- Rel de Sobrecorriente....................................................................... 10

1.3.1.2.- Rels de Tensin................................................................................. 11

1.3.1.3.- Rel de Tierra...................................................................................... 13

1.3.1.4.- Rel Diferencial.................................................................................. 13


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vi

1.3.1.5.- Rel de Distancia................................................................................ 14

1.3.1.6.- Piloto.................................................................................................. 151.4.- Coordinacin de Protecciones......................................................................... 15

CAPTULO II: El Programa NEPLAN.............................................................. 18

2.1.- Mdulo de Cortocircuito del NEPLAN....................................................... 19

2.1.1. Calcular..................................................................................................... 19

2.1.2.- Redes Parciales......................................................................................... 20

2.1.3.- Parmetros................................................................................................ 20

2.1.3.1.- Parmetro............................................................................................ 20

2.1.3.2.- Nodos Bajo Falla................................................................................ 23

2.1.3.3.- Lneas en Falla.................................................................................... 24

2.1.3.4.- Falla Especial..................................................................................... 24

2.1.4.- Resultados................................................................................................ 25

2.2.- Mdulo de Protecciones del NEPLAN........................................................ 27

2.2.1.- Proteccin de Distancia............................................................................ 27

2.2.1.1- Arranque.............................................................................................. 282.2.1.1.1.- Sobrecorriente Pura...................................................................... 29

2.2.1.1.2.- Baja Impedancia............................................................................ 30

2.2.1.1.3.- Caracterstica R/X......................................................................... 31

2.2.1.2.- Mediciones.......................................................................................... 31

2.2.1.3.- Parmetros de Ajuste para Rels Predefinidos.................................... 32

2.2.1.4.- Proteccin de Respaldo....................................................................... 32

2.2.1.5.- Configuracin Automtica de la Impedancia...................................... 332.2.1.6.- Programacin de Disparo.................................................................... 38

2.2.1.7.- Despliegue de Impedancias y Caractersticas del Rel....................... 39

2.2.1.8.- Procedimiento para Entrar un Rel..................................................... 41

2.2.1.9.- Documentacin del Rel..................................................................... 41

2.2.1.10 Verificacin de los Ajustes del Rel.................................................... 42

2.2.2.- Proteccin de Sobrecorriente..................................................................... 42


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vii

2.2.2.1.-Descripcin Funcional.......................................................................... 42

2.2.2.1.1.-Variable Medida............................................................................. 432.2.2.1.2.-Condicin de Arranque.................................................................. 43

2.2.2.1.3.- Condicin de Disparo.................................................................... 44

2.2.2.1.4.- Funcin de Disparo....................................................................... 45

2.2.2.2.- Variables.............................................................................................. 45

2.2.2.3.- Operaciones de Suicheo...................................................................... 45

2.2.2.4.- Condiciones de Corriente de Arranque (Pickup)................................ 45

2.2.2.5.-Caractersticas de Retardo de Tiempo Dependientes Analticas......... 46

2.3.- El Editor de Mdulos........................................................................................ 47

2.3.1.- Edicin de Mdulos de Proteccin............................................................. 47

2.4.- El Editor de diagramas...................................................................................... 49

2.4.1.- La caja de dialogo del diagrama de selectividad........................................ 49

CAPTULO III: Caso de Estudio........................................................................... 51

3.1.- Descripcin del Sistema.................................................................................. 51

3.2.- Calibracin de Rels....................................................................................... 533.2.1.- Calibracin de los Rels de Sobrecorriente.............................................. 53

3.2.2.- Calibracin de los Rels de Distancia...................................................... 59

3.3.- Resultados obtenidos...................................................................................... 62

3.3.1.- Resultados de Flujo de Carga................................................................... 62

3.3.1.1.- Comparacin de Resultados de Flujo de Carga.................................. 64

3.3.2.- Resultados de Cortocircuito...................................................................... 65

3.3.2.1.- Comparacin de Resultados de Cortocircuito.................................... 673.3.3.- Resultados de Protecciones...................................................................... 69

3.4.- Anlisis de Resultados.................................................................................... 78

Conclusiones.............................................................................................................. 79

Recomendaciones...................................................................................................... 81

Referencias Bibliogrficas Consultadas.................................................................... 82

Anexos....................................................................................................................... 83


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viii

LISTA DE FIGURAS Y TABLAS

Pg.

Figura 1.1: Curva de Operacin de un Rel de Sobrecorriente................................ 11Figura 1.2: Curva de Operacin de un Rel de Subtensin...................................... 13Figura 1.3: Curva de Operacin de un Rel de Sobretensin................................... 13Figura 1.4: Esquema de funcionamiento de un Rel diferencial.............................. 14Figura 1.5:Curva de operacin de un Rel Diferencial para m=5%........................ 15Figura 2.1:Opciones del Mdulo de Cortocircuito.................................................. 20Figura 2.2: Arranque por Sobrecorriente Pura......................................................... 30Figura 2.3: Arranque de Baja Impedancia Independiente de las Fases.................... 31Figura 2.4: Arranque de Baja Impedancia Dependiente de las Fases....................... 31

Figura 2.5:Arranque con Caracterstica R/X............................................................ 32Figura 2.6:Etapas de Tiempo Definidas................................................................... 34Figura 2.7:Obtencin del Tramo de Impedancia Mnima en

Redes Enmalladas................................................................................... 35Figura 2.8:Ajuste segn el Mtodo Relativo............................................................ 36Figura 2.9:Ajuste segn el Mtodo Absoluto........................................................... 37Figura 2.10:Alcance Mnimo.................................................................................... 37Figura 2.11:Impedancias de las Zonas del Rel....................................................... 43Figura 2.12: Cuadro de dialogo editor de mdulo de proteccin.............................. 48Figura 2.13: Cuadro de dialogo de Caractersticas disponibles................................. 49Figura 2.14: Editor de diagrama de Selectividad....................................................... 51

Figura 3.1: Diagrama Unifilar del Sistema Occidental............................................. 53Figura 3.2: Curvas Caractersticas del Rel de Sobrecorriente MDP....................... 54Figura 3.3: Curvas tiempo corriente de Coordinacin para un Cortocircuito en

Fra II....................................................................................................... 58Figura 3.4: Curvas tiempo corriente de Coordinacin para un Cortocircuito en

San Cristbal II........................................................................................ 58Figura 3.5: Curvas tiempo corriente de Coordinacin para un Cortocircuito en

San Antonio............................................................................................. 59Figura 3.6: Curvas tiempo corriente Coordinacin para un Cortocircuito en

Palo Grande.............................................................................................. 59Figura 3.7: Parmetros del Rel de Distancia RPP-MII............................................ 60

Figura 3.8: Tipo y Caractersticas de Arranque del Rel de Distancia RPP-MII....... 61Figura 3.9: Configuracin de las Impedancias del Rel............................................. 61Figura 3.10: Programacin de disparo para un Cortocircuito en Mrida II............... 62Figura 3.11: Grafico resultante de la programacin de disparo para un cortocircuito

en Mrida II........................................................................................... 62Figura 3.12: Resultados de flujo de Carga en los Nodos con Neplan........................ 63Figura 3.13: Corrientes en ubicaciones de falla con el programa Neplan.................. 66Figura 3.14: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito en

Fra II.................................................................................................... 71


7/105

ix

Figura 3.15: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enSan Cristbal II.................................................................................... 71

Figura 3.16: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enSan Antonio......................................................................................... 72

Figura 3.17: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enPalo Grande......................................................................................... 72

Figura 3.18: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enSan Cristbal I.................................................................................... 73

Figura 3.19: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enLa Grita................................................................................................ 73

Figura 3.20: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enLa Pedrera............................................................................................ 74

Figura 3.21: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito en

Guasdualito.......................................................................................... 74Figura 3.22: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito en

Tovar.................................................................................................... 75Figura 3.23: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito en

Ejido..................................................................................................... 75Figura 3.24: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito en

Mrida I............................................................................................... 75Figura 3.25: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito en

Mrida II.............................................................................................. 76Figura 3.26: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito en

Viga I.................................................................................................. 76

Figura 3.27: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enMucubaji.............................................................................................. 76

Figura 3.28: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enValera II............................................................................................... 77

Figura 3.29: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enValera I................................................................................................ 77

Figura 3.30: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enMonay.................................................................................................. 77

Figura 3.31: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito enCemento Andino................................................................................. 78

Figura 3.32: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito en

Trujillo................................................................................................. 78Figura 3.33: Tabla de Tiempo de disparo de Rels para un Cortocircuito en

Caja Seca.............................................................................................. 78Tabla N 1.1: Factores de Voltaje c (Norma IEC 909, tabla 1).................................. 8Tabla N 3.1: Datos de Calibracin de los Rels de Sobrecorriente de la

Zona Tchira....................................................................................... 55Tabla N 3.2: Ajustes realizados a varios de los Rels de Sobrecorriente de la

Zona Tchira....................................................................................... 55Tabla N 3.3: Datos de Calibracin de los Rels de Sobrecorriente de la

Zona Mrida........................................................................................ 56


8/105

x

Tabla N 3.4: Ajustes realizados a varios de los Rels de Sobrecorriente de laZona Mrida........................................................................................ 56

Tabla N 3.5: Datos de Calibracin de los Rels de Sobrecorriente de laZona Trujillo....................................................................................... 57

Tabla N 3.6: Ajustes realizados a varios de los Rels de Sobrecorriente de laZona Trujillo....................................................................................... 57

Tabla N 3.7: Datos de flujo de carga suministrados por el Despacho de Carga(Power Factory).................................................................................. 64

Tabla N 3.8: Diferencias porcentual entre Neplan y Datos de Power Factory enlos voltajes de las Subestaciones del Sistema de Potencia................. 65

Tabla N 3.9: Datos de Cortocircuito suministrados por el Despacho de Carga(Power Factory).................................................................................. 67

Tabla N 3.10: Diferencias entre Neplan y Datos de Power Factory en las

Corrientes y Potencias de Cortocircuito.......................................... 68Tabla N 3.11: Porcentajes de error entre las Corrientes y potencias de

Cortocircuito obtenidas con el programa Neplan ylos datos suministrados de Power Factory........................................ 69


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xi

RESUMEN

APLICACIN DEL PROGRAMA NEPLAN AL DISEO Y

COORDINACION DEL SISTEMA DE PROTECCIONES DE UN SISTEMA

DE POTENCIA

Br. Dulce M. Abreu O

Tutores: Prof. Ernesto J. Mora

Prof. Marisol Dvila

El presente trabajo constituye una aplicacin del Programa NEPLAN (NetworkPlanning) versin 5.24 en el diseo y coordinacin de protecciones en Sistemas dePotencia. Se exploran diversas utilidades del programa como los mdulos deCortocircuito y Protecciones y se presenta una informacin detallada de la manera enque se administran los datos que corresponden a una red de potencia. Se hacenestudios de Flujo de Carga y Cortocircuito a una parte del Sistema de PotenciaOccidental del Pas (Tchira, Mrida y Trujillo), con la finalidad de realizar el diseoy coordinacin de Protecciones para dicho Sistema, los resultados fueron comparadoscon los datos reales consiguindose bastante similitud entre los valores obtenidos y

los reales, de esta manera se pudo corroborar la eficiencia y eficacia del programaNeplan.


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1

INTRODUCCIN

La complejidad e importancia del buen funcionamiento de los elementos que

conforman un Sistema de Potencia, el cual consta esencialmente de una Central de

Generacin, un Sistema de Transmisin, un Sistema de Subtransmisin y un Sistema

de Distribucin, requiere de un Sistema de Protecciones que cumpla ciertas

caractersticas como Selectividad, Confiabilidad, Rapidez, Economa, Flexibilidad y

Sencillez para que se logre el mejor desempeo posible y as proteger el Sistema de

cualquier tipo de falla.

Las funciones de Proteccin requeridas en un Sistema de Potencia generalmente

son realizadas por Rels de Proteccin; estos equipos comparan permanentemente los

valores de las magnitudes elctricas del Sistema de Potencia (Intensidad, Tensin,

Frecuencia, etc.) con unos valores lmite, y que generan automticamente rdenes de

accin como por ejemplo la apertura de un disyuntor para aislar el tramo bajo falla.

Para realizar un estudio de Protecciones y Coordinacin de Protecciones esnecesario primero realizar el Estudio de Cortocircuito en el Sistema Elctrico de

Potencia que se va a analizar, ya que con este se pueden determinar las corrientes que

ocasionan los esfuerzos fsicos y trmicos a los que son sometidos todos los

elementos que lo conforman y de esta manera obtener los parmetros necesarios para

introducir los Rels. Un fallo Elctrico en un Sistema de Potencia no es ms que la

alteracin y/o interrupcin de su funcionamiento normal en el Flujo de Potencia. Las

causas por las cuales se presenta un fallo elctrico son muy diversas, como porejemplo: descargas atmosfricas, cada de rboles sobre las lneas, vandalismo, entre

otras.

Por lo general, la obtencin de todos los datos necesarios para realizar un estudio

de cortocircuito y as disear, seleccionar y coordinar las protecciones de los

elementos que conforman el Sistema de Potencia, requiere de un proceso muy largo y


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2

tedioso dependiendo de la topologa de la red con que se este trabajando, es por esto

que a travs de los aos se han ido desarrollando programas computacionales que lebrindan al ingeniero una manera sencilla y eficaz de obtener todos los parmetros

necesarios para el estudio de cortocircuitos de los sistemas elctricos de Potencia.

Entre estos programas se encuentra el NEPLAN, cuya versin con Licencia

Universitaria permite estudiar sistemas elctricos de hasta 50 Nodos, a los cuales se

les puede realizar el anlisis, optimizacin y planificacin. En este trabajo se

estudiaran los mdulos de Flujo de Carga y Cortocircuito en forma general y ms

profundamente se analizar el Mdulo de Protecciones.

La presente Tesis se estructura de la siguiente forma:

Captulo I: Marco Terico En este captulo se describe brevemente los tipos de

cortocircuitos que se pueden presentar en una instalacin elctrica, los mtodos para

hallar las corrientes de cortocircuito, la proteccin de lneas y los principales rels

que se emplean para ello, as como la Coordinacin de los mismos.

Captulo II: Neplan. Mdulos de Cortocircuito y Protecciones - Se presenta una

introduccin del programa y la ubicacin y contenido de los mdulos de

Cortocircuito y Protecciones respectivamente. El manual del Programa se ubica en el

anexo.

Captulo III: Caso de Estudio Se analiza el sistema Occidental del pas (Tchira,

Mrida y Trujillo) al cual se le hacen estudios de Flujo de carga y Cortocircuito y secomparan con datos reales, se realiza el estudio de Coordinacin de protecciones y se

introducen rels de Sobrecorriente y Distancia en todas las Subestaciones del sistema.


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3

JUSTIFICACIN

El anlisis de sistemas de potencia utilizando herramientas computarizadas,

permite adelantar acontecimientos que ayudarn en la toma de decisiones oportunas

en casos de contingencias, as como de proyecciones acorde con el crecimiento de la

demanda.

NEPLAN es un sistema muy amigable de informacin y planeamiento de redes

elctricas de potencia, muy utilizado a nivel internacional, donado al departamento de

potencia por el grupo suizo BPC.

Este programa podra ser de mucha utilidad como complemento de las clases de la

materia Sistemas de Potencia I y II, Protecciones, proyectos de grado y en las

actividades de investigacin de los ingenieros dedicados al rea de Sistema de

Potencia. Para ello, es necesario entender cabalmente las funciones y facilidades de

los diferentes mdulos de aplicacin del programa, objetivo que podra lograrse a

travs de los diferentes trabajos de grado.

En este trabajo de grado se propone el estudio del mdulo de Protecciones y su

aplicacin al planteamiento, anlisis y proteccin de redes de potencia.

ANTECEDENTES

Este trabajo de grado constituye una continuacin a la serie de trabajos de grado

que se han realizado con la finalidad de explorar los diversos mdulos del Programa

NEPLAN, entre los cuales tenemos:

Aplicacin del Programa NEPLAN

al Estudio de Estabilidad de Sistemasde Potencia. Realizado por Marianela Abele.

Aplicacin del Programa NEPLAN en el Planeamiento y Anlisis de Redesde Potencia. Parte I. Realizado por Marilyn Daz.

Aplicacin del Programa NEPLAN al Clculo de Fallos Simtricos yAsimtricos en Redes de Potencia. Realizado por Alexander Pealoza.


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4

A su vez el Programa NEPLAN ha sido utilizado en diversos trabajos de grado

como una herramienta de apoyo para realizar simulaciones de diversos Sistemas dePotencia. Entre estos estn:

Estudio del Comportamiento de la Lnea de 115 Kv. Cabruta-PuertoAyacucho, bajo rgimen de operacin normal. Realizado por Abed Fady

Estudio de Coordinacin de Protecciones del Sistema Elctrico Industrial dela Fbrica de Vidrios de los Andes C.A (FAVIANCA). Realizado por

Horacio Araujo.

Anlisis de Fallas en las Lneas de Transmisin de 115 Kv de lasSubestaciones Barinas I, II, III. Realizado por Eber Molina

OBJETIVOS

Objetivos generales

Estudiar el funcionamiento del mdulo de Proteccin del programa

NEPLAN.

Objetivos especficos

- Entender en general el funcionamiento del programa NEPLAN.

- Estudiar los modelos y datos de los elementos componentes de un sistema depotencia, utilizados por el programa NEPLAN

- Estudiar las diferentes funciones y facilidades del mdulo de Proteccin yaplicarlo a diferentes casos de estudio de proteccin a distancia,

sobrecorriente y coordinacin de protecciones.


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5

CAPTULO IMARCO TERICO

A continuacin se describen algunos trminos bsicos y necesarios para realizar

Estudios de Cortocircuito y Protecciones.

1.1 Corrientes de cortocircuito.

Debido al constante incremento de produccin de energa elctrica, las corrientes

de cortocircuitos, en los sistemas de transporte y distribucin actuales alcanzan

valores elevados, afectando gravemente las instalaciones elctricas.

La corriente de cortocircuito de una instalacin elctrica en general, va acompaada,

en el momento inicial de fenmenos transitorios seguidos de una situacin

permanente [4].

1.1.1 Clases de Cortocircuitos.

En las redes trifsicas y neutro a tierra se pueden distinguir:

Cortocircuito trifsico. Este es el cortocircuito ms severo y ocurre cuando seponen en contacto las tres fases en un mismo punto del sistema

Cortocircuito entre dos fases sin contacto a tierra, que afecta a dos fases

cualesquiera

Cortocircuito entre dos fases con contacto a tierra, que afecta a dos fases y tierra

Cortocircuito entre fase y tierra, es el caso ms normal en las lneas de A. T.

Un cortocircuito equivale a una carga cuya intensidad solo viene limitada por la

impedancia de la parte de red afectada.

1. 1.2 Clculo de la Corriente de cortocircuito (Icc).

Existen diferentes mtodos para hallar el valor de las corrientes de cortocircuito en

cualquier punto de un sistema de potencia, siendo los mas utilizados el mtodo de la

matriz de impedancia de barra, mtodo de Superposicin, mtodo del Voltaje detrs

de la Reactancia Subtransitoria y el mtodo de componentes simtricas.


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6

1.1.2.1 Mtodo de la matriz de impedancia de barra:

Este mtodo se basa en el teorema de Thvenin, donde se modela el sistema en elpunto de falla como una fuente de tensin con magnitud igual al voltaje previo a la

falla en serie con una impedancia equivalente. La matriz de impedancias de barra

(Zbarra

) es importante y muy til para efectuar clculos de fallas. Existen diversos

mtodos rpidos para desarrollar Zbarra

a partir de una lista de elementos de

impedancia. El mtodo que se describe en esta seccin es a travs de la inversin de

la matriz de admitancias de barra (Ybarra

) debido a su gran sencillez y exactitud. Un

mtodo adicional muy usado para el clculo utilizando computadores es empleando la

matriz de impedancia de barra para determinar las corrientes de cortocircuito. [1]

1.1.2.2 Mtodo de Superposicin

En el mtodo de Superposicin se calcula la corriente en el punto deseado antes de

la falla y la corriente en el mismo punto debido a la falla. La corriente total de falla es

la suma de estas dos corrientes.

Se tienen dos variaciones de este mtodo, el mtodo de Superposicin

simplificado en el cual las fuerzas electromotrices (f.e.m) se ajustan a un valor

definido; y el mtodo de Superposicin exacto, el cual requiere de un estudio de flujo

de carga previo para conocer los valores de los voltajes antes de la falla.[5]

1.1.2.3 Mtodo del Voltaje detrs de la Reactancia Subtransitoria

El procedimiento consiste en calcular el voltaje detrs de la reactancia

subtransitoria en el momento antes de ocurrir el cortocircuito.

IjXVE "" += (1.1)

y luego calcular la corriente de cortocircuito y usando ese voltaje, siendo V el voltaje

en terminales de la mquina y X la reactancia subtransitoria. [5]

"

""

X

EI = (1.2)


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7

1.1.2.4 Mtodo de la componente simtrica:

El mtodo de componentes simtricas est basado en la descomposicin devectores que representan corrientes desequilibradas (fallas asimtricas) en sistemas de

vectores equilibrados denominados componentes simtricos. Con esta herramienta las

fallas asimtricas se pueden estudiar de manera similar a como se estudian las fallas

simtricas (trifsicas).

En los sistemas trifsicos cada una de las tres fases se representan con las letras a,

b, c y para cada uno de los sistemas equilibrados es costumbre emplear los siguientes

superndices: 1 para el sistema de secuencia positiva, 2 para el sistema de secuencia

negativa y 0 para el sistema de secuencia cero.

Cada vector desbalanceado es descompuesto en tres vectores balanceados, los

vectores originales expresados en funcin de sus componentes simtricas son [1]:

)3.1(021 VaVaVaVa ++=

)4.1(021 VbVbVbVb ++=

)5.1(021 VcVcVcVc ++=

1.1.2.5 Mtodo IEC

Este mtodo se rige por la Norma IEC 909, requiere un modelado ms detallado

de las contribuciones del cortocircuito al Sistema y proporciona los procedimientos

para determinar las corrientes mnimas del cortocircuito que se utilizarn como la

base para seleccionar los fusibles, fijar los dispositivos protectores y comprobar el

punto de arranque de los motores. Esta norma se aplica en sistemas de potencia cuyosvoltajes no son mayores a 230 kV operando a frecuencia nominal (50 60 Hz).

Para establecer los valores de voltaje de prefalla para los clculos de las corrientes

de cortocircuito, segn el mtodo IEC, se requiere del uso de unos factores de

multiplicacin de voltajes c . Estos factores son dados en la Tabla 1.1 (tomado de la

Norma IEC 909, tabla 1) [3]


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8

Tabla N 1.1. Factores de Voltaje c (Norma IEC 909, tabla 1)

Factor de Voltaje c para el Clculo deVoltaje Nominal delSistema Mxima corriente de

Cortocircuito

Mnima corriente de

Cortocircuito

Bajo voltaje

100 V a 1000 V

a) 230 a 400 V

b) otros voltajes

1.00

1.05

0.95

1.00

Medio Voltaje

> 1 kV a 35 kV 1.10 1.00Alto Voltaje

> 35 kV a 230 kV 1.10 1.00

1.1.2.6 Mtodo ANSI

Las Normas ANSI que se aplican actualmente al rango de los equipos incluyen la

C37.010 para sistemas de 1000 V y ms, y la C37.13 para los sistemas por debajo de

1000 V. El mtodo de clculo de cortocircuito proporcionado por la norma ANSI es

descrito lo mejor posible como una impedancia base. Una interpretacin determinante

de las normas ANSI requiere separar las soluciones de la red para:

Impedancia de red de bajo voltaje. Impedancia de red momentnea de medio y alto voltaje. Impedancia de red de medio y alto voltaje de interrupcin.La red de bajo voltaje requiere que todas las mquinas, incluyendo todos los

tamaos de los motores de induccin, sean incluidas como parte de la red de

impedancia. Las corrientes simtricas se calculan para compararlas con los rangos delos equipos.

Para la red de cierre y recierre (momentneo) la norma ANSI C-37.010 requiere

del uso de varios factores de multiplicacin para las reactancias subtransitorias y

factores de multiplicacin para las redes de resistencia y reactancia en el caso de la

red de interrupcin. [3]


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9

Para mayor informacin acerca de los Mtodos IEC y ANSI, se recomienda

revisar la Tesis Aplicacin del Programa NEPLAN

al Clculo de fallos Simtricosy Asimtricos en Redes de Potencia

1.2 Proteccin de Sistemas de Potencia

En un Sistema de Potencia, los dispositivos de proteccin son los encargados de

detectar y aislar tan rpido como sea posible un evento de falla. Entre los dispositivos

ms utilizados se tienen los rels de proteccin. Un rel de proteccin, es un

dispositivo que se puede energizar por una seal de voltaje, una seal de corriente o

ambas. Cuando es energizado, opera para aislar las condiciones anormales de

operacin debido a fallas en el Sistema. Bsicamente un rel de proteccin, consiste

de un elemento de operacin y de un conjunto de contactos; el elemento de operacin

toma la seal adaptada por los dispositivos sensores del sistema, tales como los

transformadores de potencial y de corriente o de ambos. [1]

1.3 Proteccin contra sobrecargas.

Este tipo de protecciones suele utilizarse en lneas subterrneas como medida deprecaucin para evitar el paso de intensidades superiores a las nominales, con el

consiguiente peligro para el aislamiento, por causas trmicas. Naturalmente este

exceso de intensidad es siempre muy inferior a la corriente de cortocircuito,

utilizndose para su prevencin dispositivos trmicos o magnticos, similares a los

utilizados en las protecciones de motores. Tambin pueden utilizarse fusibles, como

dispositivos para interrumpir el paso de corriente. Adems, puede conseguirse una

proteccin eficaz de sobreintensidades con seccionadores en carga combinado confusibles de apertura rpida y rels trmicos [4].

1.4 Proteccin de Lneas

La seguridad en el suministro de energa elctrica desde la central al punto de

consumo depende, en gran parte, del grado de proteccin previsto en las


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10

subestaciones y lneas intermedias. Una lnea elctrica debe estar protegida contra

sobreintensidades, cortocircuitos y sobretensiones.Los rels de proteccin deben responder a diversas exigencias:

Consumo propio reducido.

Sensibilidad.

Capacidad de soportar cortocircuitos sin deformarse.

Exactitud de los valores de funcionamiento.

Indicacin de los valores de funcionamiento mediante seales pticas.

Posibilidad de transmisin de los valores medidos para la indicacin a distancia.

El funcionamiento general de los rels de proteccin es tal que, al sobrepasar o

descender por debajo de un valor de la magnitud de accin que ellos vigilan, se

produce el disparo del interruptor de potencia [3].

1.3.1 Tipos de rel de proteccin de lneas

Segn su funcionamiento los rels de proteccin pueden ser:

Sobrecorriente.

Sobretensin y Subtensin. Rel de tierra.

Diferenciales.

Distancia.

Piloto.

1.3.1.1 Rel de Sobrecorriente.

El aparato acta cuando la corriente que circula sobrepasa la corriente nominal.Esta clase de rels se utiliza principalmente para proteger lneas y son de tiempo

inverso; es decir a mayor corriente el tiempo de operacin disminuye.

El rel temporizado de sobrecorriente independiente: es la combinacin de rels de

tiempo y de intensidad, cuando se detecta una sobreintensidad se pone en


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11

funcionamiento el mecanismo de tiempo que es totalmente independiente de la

magnitud de la intensidad.

El rel temporizado de sobrecorriente trmico: este tipo de rel acta al cabo de

unos segundos de producirse la sobrecarga, disminuyendo el tiempo de disparo

fuertemente al aumentar la intensidad.

El Rel de Sobrecorriente responde a la siguiente ecuacin:

31

221

2

kk

kIarrkIarrk >>> (1.6)

Donde:

miopIldelarranqueIIarr

tesConskkk

==

=

Re

tan3,2,1

Caracterstica de operacin

Figura 1.1. Curva de operacin de un Rel de Sobrecorriente.

Calibracin de los Rels de SobrecorrientePara calibrar un Rel de Sobrecorriente es necesario:

a) definir su corriente de arranque

RTC

InomKsegIarr

*= (1.7)


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12

b) definir su caracterstica de tiempo de operacin

Donde:

21;:


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13


Figura 1.2. Curva de operacin de un Rel de Subtensin.

El rel de sobretensin tiene la misin de evitar la elevacin de la tensin de red a

valores superiores al mximo previsible. Se emplea esencialmente para proteger las

lneas contra sobretensiones.

El Rel de Sobretensin responde a la siguiente ecuacin:

645

54 2 kk

kVarrkVarrk >>> (1.10)

Donde:

ldelarranqueVVarr

tesConskkk

Re

tan6,5,4

=

=


Figura 1.3. Curva de operacin de un Rel de Sobretensin.


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14

El rel de vigilancia de la tensin trifsica se coloca en redes trifsicas para la

vigilancia de las tres tensiones en reles de proteccin o contadores y as evitardisparos o mediciones errneas. Generalmente sealan fuertes descensos o la cada de

una o varias tensiones.

1.3.1.3 Rel de tierra.

El rel de vigilancia de contacto a tierra tiene la misin de sealizar

inmediatamente, en redes sin puestas a tierra del punto estrella, los contactos a tierra

que se presenten en la red. Los dispositivos de extincin de contactos a tierra

disminuyen la corriente en los puntos de contacto a tierra a una medida no perjudicial,

evitando poner inmediatamente fuera de servicio las partes de la lnea afectadas por el

contacto a tierra [4].

1.3.1.4 Rel diferencial.

Tiene la misin de detectar la corriente de defecto de una lnea por comparacin

de las corrientes en sus dos extremos captadas por medio de transformadores de

corriente. Este tipo de rels operan solo cuando ocurren fallas internas; es decir parafallas ubicadas en la zona donde se encuentra el elemento protegido (ver figura). La

proteccin diferencial es una forma de conectar un Rel y dos o ms

Transformadores de Corriente. Cuando la comparacin de corrientes se hace de dos

lneas en paralelo, se llama rel diferencial transversal[5].

Figura 1.4. Esquema de funcionamiento de un Rel diferencial


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15

El Rel Diferencial responde a la siguiente ecuacin:

2mIIo > (1.11)Donde:

pendientem

corrientedeTxlosporCorrienteII

operacindebobinalaporCorrienteIo

=

==

=

12

Figura 1.5. Curva de operacin de un Rel Diferencial para m=5%

1.3.1.5 Rel de distancia.

Es un dispositivo que acta al producirse cortocircuitos en las lneas durante un

tiempo que resulta proporcional a la distancia donde se haya producido dicho defecto.

Este tipo de proteccin generalmente utiliza rels de tres etapas; las dos primeras de

proteccin principal y la tercera de respaldo y es el ms generalizado en lneas de

media y alta tensin. Los rels de distancia son combinaciones de rels de

sobrecorriente (temporizados e instantneos), rels de sobretensin y subtensin y

rels direccionales.

Al realizar diferentes combinaciones de las caractersticas de los rels anteriores se

obtienen el Rel de Impedancia, el Rel Mho, el Rel de Reactancia y el Rel de

Resistencia [6]


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16

Calibracin de los Rels de Distancia- Primera etapa: se calibra hasta un 90% de la lnea que protege el rel; este lmite sefija con el objetivo de evitar superposicin con la primera etapa del rel de la lnea

adyacente.

- Segunda etapa: cubre el resto de la lnea y debe proteger por lo menos un 20% en la

lnea adyacente

- Tercera etapa: es de respaldo a la siguiente lnea y se calibra en funcin de la

selectividad con la tercera etapa del rel de la lnea adyacente.

1.3.1.6 Piloto

La proteccin piloto es una de las mejores vas para proteger una lnea. Se usa

siempre que se requiere gran velocidad de proteccin para todos los tipos de cortos

circuitos y para cualquier ubicacin de la falla. Los sistemas de proteccin piloto son

aquellos con los que se cuenta con un canal de comunicaciones entre los dos

extremos de una lnea y tienen por objeto determinar con exactitud si una falla es

interna o externa a la lnea que se est protegiendo. Se utilizan los siguientes canales

de comunicaciones [5]:

Hilo Piloto: en esta proteccin se utiliza un par de alambres telefnicos entrelos dos extremos de la lnea. Este sistema no se utiliza en lneas con ms de 20

Km. y los mtodos ms usados derivados de esta proteccin son Mtodo de

Circulacin de Corriente y Mtodo de los Voltajes opuestos.

Piloto de Corriente portadora: Utiliza la lnea de transmisin para transmitirinformacin entre dos subestaciones.

Piloto de Microondas: En esta proteccin el aire es el medio por el cual seenvan las seales de un extremo de la lnea al otro.

1.4 Coordinacin de Protecciones

Coordinacin de protecciones es la secuencia que debe existir entre los tiempos de

operacin de los diferentes rels, con el fin de preservar la selectividad del sistema de

protecciones.


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Informacin necesaria para realizar una coordinacin de Protecciones [1]

Diagrama Unifilar: Muestra los detalles del sistema completo, incluyendo losdispositivos de proteccin y equipos especificando las conexiones del neutro

al sistema de puesta a tierra.

Diagrama de Impedancia: All se especifican las conexiones de todos loselementos significativos de la red como transformadores, cables, motores

grandes, etc.

Anlisis de Cortocircuito: Permite especificar los valores mximos y mnimosde las corrientes de corto circuito que pasan por cada dispositivo de

proteccin, cuyo comportamiento debe ser estudiado bajo condiciones de

operacin.

Datos de calibracin de los dispositivos: Son datos recabados directamente delos diferentes rels de proteccin, datos de fabricacin, curvas tiempo-

corrientes tanto de los rels como de los fusibles.

Procedimiento a seguir para realizar una Coordinacin de Protecciones [6]

1.- Hacer un anlisis de falla suponiendo fallas en los extremos de las lneas. De esto

se obtiene el valor de la corriente para cada tipo de falla.

2.- Seleccionar el TAP del rel. La proteccin primaria debe cubrir todas las fallas en

su zona de proteccin, adems de servir de respaldo a la siguiente seccin de lnea.

3.- Calibrar el rel ms alejado de la fuente. Dicho rel debe operar con la mnima

corriente de falla producida por una falla K; es decir mnIIarr Krel < . Sin embargo

no debe operar para la mxima corriente de rgimen normal, entonces debe cumplirse

tambin que: xIarrrele Im> . Lo que da como resultado:


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Krel IIarrx


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CAPTULO II

EL PROGRAMA NEPLAN

Este paquete computacional es una herramienta de gran ayuda para el anlisis,

planeamiento y optimizacin de Sistemas Elctricos de Potencia, el cual ha sido

utilizado con mucho xito en todo el mundo. Fue desarrollado por el grupo BCP

(Busarello + Cott + Partner Inc.) en cooperacin con las utilidades de ABB GMBH y

el Instituto Federal de Tecnologa Suizo; el programa ha sido mejorado en varias

ocasiones a partir de su creacin en el ao 1989.

Con NEPLAN es posible realizar el anlisis de sistemas de potencia integrado

para Redes Elctricas de Transmisin, Distribucin e Industriales, incluyendo Flujo

de Carga ptimo, Estabilidad Transitoria y de Pequea Seal, adems de Anlisis de

Cortocircuito. Su versin Windows, es una herramienta grfica de planeamiento

completamente integrada, orientada a objetos, con la cual se puede trabajar sobre el

diagrama unifilar permitiendo la creacin de estos a travs de un sistema amigable y

fcil CAD (Diseo Asistido por Computadora). Tambin presenta la posibilidad deexportar e importar archivos a otros programas (como MICROSOFT EXCEL,

MICROSOFT WORD) a travs de la funcionalidad OLE.

El programa NEPLAN (versin 5.2) se encuentra disponible para varios sistemas

operativos grficos como lo son: Windows 95/98, Windows NT y Windows 2000,

entre otros; y puede ser utilizado bajo ciertos ambientes de redes de computadoras.

A los efectos de complementar la informacin sobre este programa, se agradece

revisar el Anexo N 1 donde se muestran los conceptos bsicos del Neplan y la forma

en como se manejan e introducen los datos.


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2.1 Mdulo de Cortocircuito de NEPLAN

Para realizar un estudio de Coordinacin de Protecciones es necesario explicar

antes el funcionamiento del Mdulo de Cortocircuito del programa NEPLAN para

poder simular los respectivos fallos en la red con que se est trabajando. A

continuacin se detallan las caractersticas de este Mdulo.

El Modulo de Cortocircuito se ubica mediante Anlisis en la Barra de Men, al

dejar inmvil el cursor sobre esta opcin, aparece otro men donde se pueden

observar las siguientes opciones [2]:

Figura 2.1 Opciones del Mdulo de Cortocircuito

2.1.1 Calcular

La opcin calcular se usa para ejecutar el clculo o anlisis respectivo. Antes de

correr una simulacin, se debe revisar la opcin parmetros para verificar que todos

los parmetros de clculo estn correctos.


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2.1.2 Redes Parciales

Para algunos mdulos es posible ejecutar el clculo slo para las redes parcialesdeseadas. Una red parcial es una red que no est conectada a otra, debido, por

ejemplo, a lneas abiertas. El programa despliega una lista de todas las redes parciales

existentes, y el usuario puede seleccionar las que desea que se incluyan en el clculo.

2.1.3 Parmetros

Antes de ejecutar un anlisis, se deben ajustar los parmetros de clculo. Se puede

acceder a todos los parmetros utilizados en el anlisis respectivo, se pueden activar

opciones adicionales y hacer ajustes para los datos de iteracin. Esta opcin presenta

una ventana de dilogo, la cual est formada por las pestaas Parmetros, Nodos bajo

falla, Fallas en lnea, Falla especial, que sern explicadas a continuacin:

2.1.3.1. Parmetro

Tipo Falla: donde se puede seleccionar la naturaleza de la falla a estudiar, lascuales pueden ser:

- Falla Trifsica.- Falla Monofsica.- Falla Bifsica.- Falla Bifsica a tierra: el programa calcula el tipo de falla predefinido

por el usuario.

- Falla en todas las fases existentes. Mtodo de Clculo: dependiendo de la Norma que se quiera aplicar al estudio,

se dispone de los siguientes mtodos:- IEC 60909 2001- IEC 909 1988- Superposicin sin Flujo de Carga, todas las f.e.m. se consideran 1.1

veces el voltaje nominal.

- Superposicin con Flujo de Carga, se realiza un estudio de Flujo deCarga previo para conocer los voltajes de prefalla.


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- ANSI C 37.010, los clculos se realizan de acuerdo a la NormaANSI/IEEE C 37.010 - 1979 que se aplica a sistemas cuyos voltajessuperan los 1000 V.

- ANSI C 37.13, el estudio de cortocircuito se realiza mediante laNorma ANSI/IEEE C 37.013 1997, que es aplicada en sistemas en

los cuales el voltaje no supera los 1000 V.

Calcular Ik" mx.: si la casilla de chequeo esta activada, se calcula la Ik "mxima, si no ser calculado el valor mnimo. Lo mismo se aplica para el

clculo deIk

Flujo de Carga previo al clculo de Cortocircuito: si es seleccionado elmtodo del Superposicin con Flujo de Carga, la casilla de chequeo debe estar

siempre activa

Distancia de falla (No. De Nodos) para mostrar resultados: es la distanciadesde el nodo bajo falla hasta el nodo en que se quieran desplegar losresultados del anlisis. Un valor de cero (0) significa que solo se mostraran los

resultados en el nodo que presente la falla.

Red Asimtrica: si se marca la casilla de chequeo todos los elementosasimtricos se tomaran en cuenta para los clculos.

Si se selecciona como mtodo de clculo alguno de los regidos por las Normas IEC,

se deben considerar los siguientes parmetros:

Seleccin automtica del factor c: si la casilla de chequeo esta activada, elprograma toma el valor del factor de voltaje c de acuerdo a la Norma IEC. En

caso contrario, el usuario debe definir el valor.


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Tolerancia reducida en sistemas de bajo voltaje: casilla de chequeo habilitadasi los clculos se harn con el mtodo IEC 60909 2001.Debe ser activada sila tolerancia de voltaje del sistema no es mayor del +6%, logrando ajustar el

factor de voltaje c en 1.05 p.u en vez de 1.1 p.u

Clculo de I p segn R/X en ubicacin de falla: casilla de chequeo con la quese pueden calcular, si se encuentra activada, tanto la corriente pico de

cortocircuito del punto de falla como la corriente pico de cortocircuito de las

ramas, empleando la relacin R/X del punto de falla. Si no esta activada

corriente pico de cortocircuito de las ramas se calcular usando la relacin

R/X de las ramas.

Duracin de la falla en s para el clculo de la corriente de cortocircuitotrmica: tiempo de duracin del cortocircuito en segundos para el clculo de

Ith.

Duracin de la falla en s para el clculo de la corriente de cortocircuito IDC:tiempo de duracin del cortocircuito en segundos para el clculo de la

componente DC de la corriente de cortocircuito

Retardo del Interruptor en s para el clculo de la corriente Ib: es el menortiempo entre el inicio del cortocircuito y el primer momento de separacin de

los contactos de uno de los polos del interruptor. Valores tpicos son: 0.02,

0.05, 0.10, 0.25s y mayores.

Cuando el estudio de cortocircuito se desea realizar de acuerdo a las Normas

ANSI/IEEE, deben ser considerados tres parmetros que son:

Nmero de ciclos para el clculo de IDC: los valores tpicos son 3, 4, 5 y 8ciclos respectivamente.


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Nmero de ciclos para el clculo de Ib: es el tiempo de interrupcin de losinterruptores de alto voltaje. Valores tpicos 3, 4, 5 y 8 ciclos.

E operacin p.u: mayor voltaje de operacin en por unidad con respecto alvoltaje nominal.

Reducir suiches, interruptores y acoples: casilla de chequeo que al seractivada los elementos antes mencionados se reducen, y los clculos se

realizan de una manera ms rpida pero no se presentan resultados para estos

elementos.

Archivo de resultados: se puede seleccionar un archivo de resultadosdefiniendo su ubicacin, el cual puede ser creado despus de los clculos y ser

grabado en formato 4.X. Puede ser ledo en MS Excel.

Cargabilidad mxima de los elementos: es el lmite mximo permitido paralos esfuerzos de cortocircuito de las barras y los elementos del sistema en %.

2.1.3.2 Nodos bajo falla

En esta pestaa se pueden seleccionar el o los nodos en que simular una falla;

estos pueden ser seleccionados a partir de una lista de los nodos en la red, por su nivel

de tensin, por el rea o la zona a la que pertenecen, o por el alimentador que tenga

conectado.

Si el anlisis ser realizado a travs de las Normas IEC, se deben introducir datosadicionales para la localizacin de la falla como lo son:

Tipo de Red, entre las cuales se encuentran disponibles:- Automtica: el programa determina el tipo de red de forma automtica.- Enmallada: se calculaIk" en una red enmallada.- No enmallada: se calculaIk" en una red no enmallada.


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Si la red se encuentra alimentada por una sola fuente se debe seleccionar el tipo de

red automtica.

Si el mtodo utilizado es el ANSI/IEEE se debe introducir el tiempo de

interrupcin de los interruptores y seleccionar el tipo de cortocircuito para definir los

factores de multiplicacin entre los que se tiene:

Automtico: el programa determina si el fallo ocurre cerca o lejos de un generador.

Generador Cercano: si se tiene conocimiento que la falla ocurre a no ms de dos

etapas de transformacin de donde este conectado un generador.

Generador Lejano: se selecciona si el fallo ocurre a ms de dos etapas de

transformacin de un generador.

2.1.3.3 Lneas en Falla

El usuario puede seleccionar la lnea en la que ocurre el fallo de la misma manera

que se realiza en el caso de los nodos, as como tambin los datos correspondientes al

tipo de red si se evala la falla con el mtodo IEC o el tipo de cortocircuito para el

mtodo ANSI.Adicionalmente, se debe ingresar la distancia en % desde el nodo de inicio de la

lnea, el cual ser el punto donde ocurra el fallo. Los valores 0 y 100 % no son

vlidos ya que corresponden al nodo de inicio o de finalizacin de la lnea. Cuando

una lnea esta bajo falla, sus nodos de inicio y final no pueden estar sometidos a

fallas.

2.1.3.4 Falla EspecialEn esta pestaa se pueden definir cualquier tipo de falla que este basada en la idea

de disponer de un mximo de tres nodos con sus respectivas fases los cuales pueden

ser conectados de manera arbitraria a travs de una impedancia o bien conectados a

tierra. En esta opcin se puede:

Insertar, Eliminar: botones con los cuales se puede definir una nueva falla enla tabla, o en su defecto eliminar una falla ya definida.


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Exportar a Librera: las fallas definidas se pueden exportar a una librera,dejando preestablecida la falla para un nuevo anlisis.

En la tabla se pueden encontrar las siguientes opciones:

Desde Nodo: es el inicio de la conexin de la falla. Los valores posiblespueden ser1, 2, 3.

Fase Desde: fase del nodo de inicio de la falla. Los valores pueden serL1, L2,L3.

Hasta Nodo: nodo donde finaliza la conexin. Pueden ser1,2,3 0. La opcin0 significa que el punto de conexin es la tierra.

Fase Hasta: fase del nodo final de la conexin. Puede serL1,L2,L3 . Rf, Xf: parte real e imaginaria de la impedancia de conexin entre las fases en

.

Tipo de falla: nombre con el cual se define la falla. Descripcin de la falla: breve explicacin de en que consiste el tipo de falla

Asignacin de los Nodos en Falla a los Nodos de la red:

Nodo 1: nodo de la red que corresponde con el primer nodo descrito en lafalla.

Nodo 2: nodo de la red que corresponde con el segundo nodo descrito en lafalla.

Nodo 3: nodo de la red que corresponde con el tercer nodo descrito en la falla.

2.1.4 Resultados

En la mayora de los mdulos, existen diferentes opciones del men para los

resultados, entre los cuales se pueden mencionar:

- SeleccionarResultados, con el se pueden seleccionar los resultados a desplegar.

- Mostrar Resultados, los resultados se presentan en tablas. Se encuentran

disponibles diferentes tablas de resultados.


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- En algunos de los mdulos, los resultados se pueden presentar grficamente

escogiendo la opcin del men " Resultados Grficos".

En el Mdulo de Cortocircuito, al realizar el clculo de falla se despliegan los

resultados en el diagrama unifilar. Tambin se encuentran disponibles las siguientes

opciones para observar los resultados de tablas:

Corrientes de Fallas: se presentan los resultados de las corrientes decortocircuito en los nodos y las contribuciones de las ramas que sean cubiertos

por la distancia de falla definida.

Suma de Corrientes de Falla: presenta los resultados de las corrientes decortocircuito en el punto de falla.

Voltajes de nodo:presenta los voltajes en los nodos bajo falla. Archivos de Resultados: se puede exportar o importar los resultados a o

desde un archivo seleccionndolo.

Desplegar unidades: se definen las unidades en las que sern desplegadas lasdiferentes variables de resultado.

Seleccin de resultados: se pueden seleccionar las variables a ser mostradasen las tablas de resultados (tambin pueden ser seleccionadas desde

Propiedadesdel Diagrama/Cortocircuito). Estas pueden seleccionadas para

los nodos o elementos.

- Voltaje post falla V (L1L2L3) o V (012): los cuales pueden ser delnea a tierra o de lnea a lnea, o bien los de componentes simtricas.

- Voltaje pretalla V0.- ngulo de Voltaje Vng: es el ngulo del voltaje de falla.- Impedancias de red Zf(012): impedancias de falla dada en sus

componentes simtricas.

- R (1)/X (1): relacin X/R segn ANSI/IEEE.Para los elementos se pueden obtener las siguientes variables:

- Corriente de cortocircuito inicialIk"- ngulo de la corriente de cortocircuito inicial Ik"ng.


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- Potencia de cortocircuito inicial Sk"- Corriente Pico de cortocircuito Ip- Corriente de interrupcin simtrica Ib- Corriente de estado estable Ik- Corriente trmica Ith- Componente DC de la corriente de cortocircuito IDC- Corriente de interrupcin asimtrica Iasi- Corriente ANSI E/Z (sin considerar los factores de decremento AC y

DC).

- 3 I(0): tres veces la corriente de secuencia cero.

Tambin puede ser seleccionada la fase para la cual se quiere obtener los

resultados, se hace marcando la casilla de chequeo de la lnea correspondiente, as

como obtener los resultados expresados en sus componentes de secuencia.

2.2 Modulo de Protecciones de NEPLAN

2.2.1 Proteccin de DistanciaEl mdulo de Proteccin de Distancia permite al usuario [2]:

Entrar los rels de proteccin de distancia con sus ajustes o caractersticas,respectivamente.

Obtener todos los voltajes, corrientes e impedancias (primarios y secundarios)vistos por el rel debido a un cortocircuito.

Chequear o revisar los ajustes de los rels. Ajustar el rel automticamente. Entrar los esquemas o programas de disparo.

Todos los valores de impedancia que se muestran en el mdulo se obtienen a partir

de un clculo de cortocircuito con el mtodo de superposicin con o sin flujo de carga

El mdulo distingue dos tipos de rels.


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29

Rels generales o definidos por el usuario (tipo de rel determinado por elusuario).

Tipo de rel predefinido (tipo de rel predefinido por el programa).

La caracterstica de un rel general se puede ingresar en un diagrama R/X. En el

dilogo de proteccin de distancia, el usuario puede entrar el tipo de rel. Cuando se

selecciona el tipo de rel a partir de una lista predefinida, el usuario tiene la

posibilidad de entrar los parmetros de ajuste dependientes del rel en una caja de

dilogo especial. El programa elabora la caracterstica. La lista predefinida se

despliega al presionar el botn ... que se encuentra al lado de Tipo Predefinido en

el dilogo de proteccin de distancia.

El usuario elabora los programas de disparo. Esto se puede hacer en la opcin del

men Anlisis Proteccin de Distancia Programacin Disparo.

Con la opcin del men Anlisis Proteccin de Distancia Dispositivos de

Proteccin, las caractersticas del rel y las impedancias vistas por el mismo en caso

de cortocircuito en nodos o lneas se despliegan en un diagrama R/X.

La evaluacin o chequeo de los ajustes del rel se puede llevar a cabo por medio

de un clculo de cortocircuito. El tiempo de disparo de los rels se despliega en el

diagrama unifilar.

2.2.1.1 Arranque

Se pueden entrar los siguientes sistemas de arranque: Arranque por sobrecorriente pura. Arranque de baja impedancia (lmites V/I). Caracterstica R/X

El sistema de arranque se puede seleccionar en el dilogo Arranque del rel de

proteccin de distancia. Todos los sistemas de arranque se pueden definir para fallas


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30

lnea lnea y lnea tierra. La seleccin del tipo de falla se lleva a cabo con Datos

de Entrada (L-L o L-T) en el dilogo Parmetro del rel.Con el sistema de arranque acoplado, se tiene:

El tiempo final direccional. El tiempo final no direccional.

Los arranques por sobrecorriente pura y de baja impedancia se pueden definir para

rels definidos por el usuario as como para rels predefinidos. Por otro lado, el

arranque por caracterstica R/X no se puede definir para rels predefinidos, pues ste

est determinado por los parmetros de ajuste.

2.2.1.1.1 Sobrecorriente Pura

Los datos de entrada son:

Figura 2.2 Arranque por Sobrecorriente Pura

El rel arranca si la corriente de lnea medida es mayor que I1/Ir, independientemente

del voltaje. Ir es la corriente nominal en el lado primario del transformador de

corriente. Se puede definir un lmite de corriente para fallas lnea lnea y lnea

tierra.


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31

2.2.1.1.2 Baja Impedancia

Los datos se entran de acuerdo a las figuras 2.3 y 2.4:

Figura 2.3 Arranque de Baja Impedancia Independiente de las Fases

Figura 2.4 Arranque de Baja Impedancia Dependiente de las Fases

En el caso del arranque de baja impedancia, no slo se toma en cuenta la corriente

de lnea sino tambin el voltaje. El rel arranca si la corriente de lnea y el voltaje

lnea tierra estn en el rea de arranque.

El valor I3/Ir se debe ajustar en cero para arranques de baja impedancia

independientes de las fases. En estas condiciones, la entrada de "Phi1" y "Phi2" no

ser importante.


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32

El valor I3/Ir se debe definir para arranques de baja impedancia dependientes de

las fases. Los valores V1/Vr y V2/Vr deben ser iguales. En caso de que ocurra uncortocircuito, y si el ngulo entre la corriente de lnea y el voltaje lnea tierra est

entre Phi1 y Phi2, se considera el lmite de corriente I3/Ir en vez de I2/Ir.

2.2.1.1.3 Caracterstica R/X

Se pueden entrar las siguientes caractersticas

Un polgono definido por una tabla de valores R/X Un crculo definido por un punto centro y un radioSi la impedancia medida se encuentra dentro del polgono o dentro del crculo, el

rel arrancar.

Figura 2.5 Arranque con Caracterstica R/X

Se puede definir una caracterstica para fallas lnea lnea y lnea tierra. La

caracterstica para rels predefinidos est definida por los parmetros de ajuste.

2.2.1.2 Mediciones

Se pueden entrar las siguientes zonas:

Zonas 1 4 Zona de Sobrealcance (zona 1 ext.) Zona Hacia Atrs Zona de Autorecierre


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33

Las zonas estn definidas por una caracterstica (polgono o crculo). Las

caractersticas pueden estar dadas como valores primarios o secundarios.Se puede asignar una direccin de medicin a cada zona. La direccin de medicin

est determinada normalmente por la entrada apropiada de la caracterstica. La

definicin de la direccin de medicin slo es necesaria si se entra una caracterstica

simplificada, p.e. un crculo alrededor del punto cero (0/0) o un rectngulo en todos

los cuatro cuadrantes. Con la entrada de una direccin, el crculo o el rectngulo se

dividirn por medio de una diagonal en el 2o. y 4o. cuadrantes. La diagonal modifica

la caracterstica.

A cada zona se le debe asignar un tiempo de disparo o temporizacin en segundos.

La entrada de la temporizacin tambin se hace para fallas lnea lnea o lnea

tierra. Cada zona se puede activar o desactivar. Las zonas que no estn activadas no

se consideran durante los clculos.

2.2.1.3 Parmetros de Ajuste para Rels Predefinidos

Los siguientes tipos de rels estn predefinidos

ABB REL316 Siemens 7SA511/7SA513 AEG PD551/PD531 y SD36

Despus de haber seleccionado un rel predefinido, para cada rel se crea un

dilogo especial. Si un rel predefinido tiene un arranque por sobrecorriente o de baja

impedancia, los parmetros se deben entrar de acuerdo a las secciones anteriores.

2.2.1.4 Proteccin de Respaldo

El rel de proteccin de distancia tambin se puede definir como un rel de

sobrecorriente con dos etapas de tiempo definidas.


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Figura 2.6 Etapas de Tiempo Definidas

I1/Ir y I2/Ir son los valores de ajuste para las dos etapas. Ir es la corriente nominal

del TC en el lado primario. Las temporizaciones t1 y t2 son los tiempos de disparo de

las dos etapas.

Cuando se evalan los ajustes del rel, y si el rel no ha arrancado por la unidad de

proteccin de distancia del mismo, se verifican los valores de la proteccin de

respaldo. Si no hay funcionalidad de sobrecorriente en el rel, no se deben entrar

valores.

2.2.1.5 Configuracin Automtica de la Impedancia

Los valores umbrales de impedancia o las caractersticas de las etapas 1 a 4 son

calculadas automticamente por el programa con la ayuda de los programas de

disparo que el usuario haya ingresado.

Un rel puede hacer parte de cualquier nmero de programas de disparo. Para

propsitos de configuracin, los mltiples esquemas de disparo se reducen a uno solo

con las impedancias ms pequeas (tramo de impedancia mnima). En el tramo o

trayectoria de impedancia mnima slo se toman en cuenta los nodos del rel. En el

dilogo Configuracin, en Nodos Decisivos para Configuracin Automtica, se


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despliega el tramo de impedancia mnima, es decir, los nodos y las impedancias

correspondientes.

Las impedancias desplegadas son de secuencia positiva, y son las que ve el rel

actual si un cortocircuito trifsico tiene lugar en los nodos. Las impedancias se

calculan de acuerdo al mtodo de superposicin con o sin flujo de carga.

Existen dos mtodos para configurar los rels:

Relativo Absoluto

Estos mtodos se pueden seleccionar en el dilogo Configuracin. La base para

ambos mtodos es la trayectoria de impedancia mnima. La siguiente figura muestra

un ejemplo de creacin de un tramo de impedancia mnima.

Figura 2.7 Obtencin del Tramo de Impedancia Mnima en Redes Enmalladas

Con la ayuda del tramo de impedancia mnima resultante se ajusta el rel R.

Configuracin segn el Mtodo Relativo

Este es el mtodo usual para configurar las zonas de un rel.


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Figura 2.8 Ajuste segn el Mtodo Relativo

Las reglas son:Z1 = p1 * a (2.1)

Z2 = p2 * (a + b1) (2.2)

Z3 = p3 * (a + b2) (2.3)

Z1ext = p1ext* a (zona de sobrealcance o zona 1 ext.) (2.4)

Z1, Z2, Z3 son los valores de ajuste en el rel. El parmetro p1 para la zona 1, p2

para la zona 2, p3 para la zona 3, etc. son valores de entrada, que se pueden ingresar

en el dilogo Ajuste de Zona. La regla para ajustar la zona 4 depende del caso.

Las correcciones de impedancia debido al efecto infeed se toman en cuenta en las

lneas b1 y b2.

Configuracin segn el Mtodo Absoluto

Este mtodo se usa para configurar la ltima zona. Un ejemplo sera si la ltima zonadebe cubrir el 50% de la impedancia del transformador.


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Figura 2.9 Ajuste segn el Mtodo Absoluto

Las reglas son:

Z1 = p1 * a (2.5)

Z2 = a + p2 * b b1 = p2*b (2.6)

La zona (impedancia) se calcula absolutamente para la impedancia de la zona

correspondiente. Las correcciones de la impedancia debido al efecto infeed se

consideran en la lnea b.

Configuracin del Rel Considerando el Alcance Mnimo

Si los parmetros Ajuste Mnimo de Zona para la zona 2 y/o zona 3 estn

activos, el programa verificar luego del ajuste automtico si se alcanza un valor

mnimo de impedancia para la zona 2 o 3. Si no, los valores de ajuste se corregirn.

Figura 2.10 Alcance Mnimo


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El alcance mnimo se calcula como se indica a continuacin:

Para zona 2:Z1mn = a / p1 (2.7)Para zona 3:Z2mn = pmn * a (para lneas paralelas) (2.8)

Z2mn = (a + blg) / p2 (2.9)

blg es la lnea adyacente ms larga. El usuario puede tomar en cuenta el factor

infeed para calcular la impedancia blg. Para calcular la impedancia blg puede ser

necesario desconectar o reducir el efecto infeed. El clculo de la impedancia blg en la

etapa actual de la red se lleva a cabo presionando el botn Obtener Lnea ms Larga

para Zona 3 en el dilogo Configuracin. Para la configuracin normal del rel, el

efecto infeed se debe considerar completamente.

Considerando la Resistencia de Arco

Los valores calculados de impedancia se corrigen con la resistencia de arco y la

resistencia de puesta a tierra de la torre. Estos valores se pueden ingresar en los

parmetros especficos del rel.

Correccin para fallas lnea lnea:RR = RR + RfL-L / 2 (2.10)

Correccin para fallas lnea tierra:

RR = RR + RfL-E + RM (2.11)

donde:

RfL-L: Resistencia de arco para fallas lnea lnea

RfL-T: Resistencia de arco para fallas lnea tierra

RM: Resistencia de puesta a tierra de la torre

Si no se ha asignado ninguna caracterstica al rel, se asignar el siguiente rectngulo:

P1 = -RR, -XR (R, X) (2.12)

P2 = -RR, XR (2.13)

P3 = RR, XR (2.14)


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P4 = RR, -XR (2.15)

XR y RR son la reactancia y resistencia calculadas a partir de las impedancias Z1,

Z2, Z3, etc. de cada zona. Si se define una direccin, la caracterstica ser modificada

por la lnea de direccin hacia el interior de los cuadrantes 2 y 4.

En caso de que una caracterstica ya haya sido asignada al rel, sta se reducir o

se ampliar proporcionalmente.

2.2.1.6 Programacin de Disparo

El usuario puede definir cualquier nmero de programas de disparo con la opcin

del men de NEPLAN Anlisis Proteccin de Distancia Programacin de

Disparo. Una vez se haya seleccionado esta opcin, se tienen disponibles los

siguientes tems

Programacin de Disparo con agregar, eliminar, editar, desplegar grfico eimprimir.

Ver con alejar, alejar todo, trazar posicin del mouse, trazar curvas, colores,etc.

La opcin Programacin de Disparo Editar permite al usuario definir un

programa de disparo. Un programa de disparo est definido por la caracterstica Z/t

del rel y las impedancias de nodo medidas desde el rel. Se puede desplegar

cualquier nmero de nodos. Slo es importante que se muestren los nodos donde se

encuentran los rels. Estos nodos de ubicacin de los rels son puntos de inicio para

la caracterstica Z/t.

Los siguientes parmetros se encuentran disponibles:

Fig. No: Permite ingresar un nmero arbitrario para la figura. Ttulo: Permite ingresar una descripcin del programa. Rels Insertar: Se insertar un nuevo rel.


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Rels Editar: Se muestran los parmetros del rel seleccionado en un dialogo,y stos se pueden modificar.

Rels Eliminar: Permite eliminar un rel del programa de disparo actual. Nodos Insertar: Inserta un nuevo nodo en la lista de nodos a desplegar. Nodos Eliminar: Elimina un nodo del programa de disparo actual. Los nodos

de ubicacin del rel no se pueden eliminar.

Recalcular y Cerrar: El dilogo se cierra, y el programa de disparo serecalcula o regenera. Este botn se debe presionar si los datos del rel han

cambiado.

Cerrar: El dilogo se cierra sin regeneracin del programa.

Los tems Ver Alejar y Ver Alejar Todo permiten cambiar la visin de la

ventana del diagrama. Estos tems slo se activan si ya se ha llevado a cabo un

Zoom. Los colores para las caractersticas Z/t y los nodos se pueden seleccionar en

Ver Colores.

2.2.1.7 Despliegue de Impedancias y Caractersticas del Rel

Las caractersticas del rel y las impedancias de cortocircuito medidas por el rel

se pueden desplegar en un diagrama R/X. Los cortocircuitos se pueden definir en

nodos y lneas. Al seleccionar la opcin Anlisis Proteccin de Distancia

Dispositivos de Proteccin, todos los rels se listan en el lado izquierdo de la

pantalla. Las siguientes opciones se encuentran disponibles:

Dispositivos de Proteccin: con Desplegar Caracterstica de Rels, MostrarDilogo de Rels, Editar Parmetros, Mostrar Lista de Impedancias, MostrarDocumentacin de Rels, etc.

Ver: con Alejar, Alejar Todo, Trazar Posicin del Mouse, Trazar Curvas, etc.

Las impedancias a ser desplegadas en el diagrama se pueden seleccionar con la

opcin Editar Parmetros. El dilogo tambin se puede llamar haciendo doble click

en el diagrama. Este dilogo contiene los siguientes parmetros:


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Tipo de Falla: Permite seleccionar el tipo de falla, tiene disponibles losmismos tipos que en el mdulo de Cortocircuito.

Impedancias: Permite seleccionar las impedancias a ser desplegadas en eldiagrama.

Fallas en Nodos: Los botones Insertar y Eliminar permiten al usuariodefinir los nodos en falla. Todos los nodos en falla se listan y stos se pueden

activar o desactivar. El parmetro Fallas en Nodos-Activo permite activar o

desactivar todos los nodos de la lista.

Fallas en Lneas: Los botones Insertar y Eliminar permiten al usuariodefinir las lneas en falla. Todas las lneas en falla se listan y stas se pueden

activar o desactivar. Adicionalmente, el usuario puede definir la ubicacin de

la falla como la distancia en porcentaje del Desde Nodo de la lnea. El

parmetro Chequeo indica si se debe chequear la ubicacin de la falla sobre

la lnea a una distancia determinada. En este caso, no slo se calcular un

grupo de impedancias sino una cantidad de grupos de impedancias

(trayectoria). El parmetro Fallas en Lneas-Activo permite activar o

desactivar todas las lneas en la lista.

Caracterstica: La caracterstica del rel para fallas lnea lnea o lnea tierra se puede seleccionar aqu.

Recalcular y Cerrar: El dilogo se cierra y las impedancias se recalculan. Estebotn se debe presionar tan pronto se hayan modificado los datos del nodo o

del rel.

Cerrar: El dilogo se cierra sin recalcular impedancias.

El tem del men Dispositivos de Proteccin Mostrar Lista de Impedancias

lista todas las impedancias calculadas. Los valores de impedancia se pueden exportar

a un archivo RDS. Los campos estn separados por pestaas.


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2.2.1.8 Procedimiento para Entrar un Rel

Para ingresar y ajustar un rel, se debe seguir el siguiente procedimiento: Paso: Insertar todos los rels de proteccin de distancia en la red. Esto se

puede hacer en orientado a listas o a grficos. Cada rel debe tener un nombre

(rel predefinido o definido por el usuario). Las caractersticas tambin se

pueden importar.

Paso: Insertar para cada rel de PD, los transformadores de corriente (TCs) yde potencial (TPs). Los TPs se asignan a un nodo. Esto slo es necesario si

se consideran valores secundarios. Tambin es posible entrar la relacin de

impedancia directamente.

Paso: Definir todos los programas de disparo, incluso cuando no se entrencaractersticas del rel en este punto y as los programas no son desplegables.

Este paso es muy importante para el ajuste automtico de los rels.

Paso: Para cada rel se puede asignar un sistema de arranque, y el parmetro ola caracterstica se puede entrar para las zonas. El rel tambin se puede

configurar automticamente.

Paso: Algunas veces es necesario definir un nodo como nodo de proteccin dedistancia, cuando ste es importante para el ajuste automtico del rel. Esto se

puede hacer en el dilogo del nodo.

Paso: Para evaluar los ajustes del rel, se pueden calcular cortocircuitos en lared. El tiempo de disparo de los rels se despliega en el diagrama unifilar.

2.2.1.9 Documentacin del Rel

Despus de seleccionar la opcin Anlisis Proteccin de Distancia Dispositivos de Proteccin, todos los rels se listan en el lado izquierdo de la

pantalla. Un rel ser documentado al seleccionar Dispositivos de Proteccin

Mostrar Documentacin de Rels. Junto a los parmetros del rel se despliegan las

impedancias de nodo que son importantes para el ajuste del rel.


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Figura 2.11 Impedancias de las Zonas del Rel

Los valores de impedancia de la zona 1 representan la impedancia de la lnea o la

impedancia del siguiente nodo del rel. Los valores de impedancia se dan para el

sistema de secuencia positiva. Con el fin de obtener la impedancia de la lnea entre

las zonas 1 y 2, se debe hacer una substraccin de los valores de impedancia de las

zonas 2 y 1.

La documentacin muestra los valores de ajuste para un rel general (definido por

el usuario) tomando en consideracin las resistencias de arco.

2.2.1.10 Verificacin de los Ajustes del RelTodos los rels se pueden revisar y verificar al definir y calcular varias variantes

(diferentes puntos de fallas, fallas en lneas, tipos arbitrarios de fallas). El programa

calcula los tiempos de disparo de los rels. Los tiempos de disparo se despliegan en el

diagrama unifilar. Se recomienda seleccionar slo un punto de falla y a cambio

ajustar la distancia de falla en un nmero grande. Con esto, se calculan todos los

voltajes y corrientes en el rel.

2.2.2 Proteccin de Sobrecorriente

2.2.2.1 Descripcin Funcional

En redes elctricas, una caracterstica de proteccin de sobrecorriente monitorea

una corriente medida, y enva un comando de disparo a un interruptor cuando la

corriente encuentra condiciones definidas de arranque y disparo.


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La simulacin de una caracterstica de proteccin de sobrecorriente en el mdulo

de Estabilidad Transitoria se divide por consiguiente en [2]: Variable medida Condicin de arranque Condicin de disparo Funcin de disparo.

Una caracterstica de proteccin de sobrecorriente posee una variable medida, una

condicin de arranque y una funcin de disparo. Una caracterstica de proteccin de

sobrecorriente puede tener, sin embargo, ms de una condicin de disparo (p.e. nivel

de alta corriente y retardo de tiempo independiente, nivel de sobrecorriente con

retardo de tiempo dependiente).

2.2.2.1.1 Variable Medida

La variable medida puede ser una magnitud de corriente de cualquier elemento de

red. No se permiten otras variables (mensaje de error).

2.2.2.1.2 Condicin de Arranque

La condicin de arranque es la violacin por exceso de una corriente de arranque

IA, que es el mltiplo KA de la corriente ajustada IE. Despus del arranque, empieza

a correr el tiempo de disparo (condicin de disparo). Si la corriente cae por debajo de

un valor de reseteo IR (que es el mltiplo KR de la corriente ajustada IE), antes de

que el tiempo de disparo haya transcurrido, el tiempo de disparo se reanudar y no se

ejecutar ningn disparo.

)17.2(.

)16.2(.

ERR

EAA

IKI

IKI

=

=


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2.2.2.1.3 Condicin de Disparo

Se pueden seleccionar diferentes caractersticas para el tiempo de disparo comocondicin de disparo. Una caracterstica de proteccin de arranque se puede asociar

con ms de una caracterstica de disparo.

Tiempo de Disparo IndependienteEl tiempo de disparo tA es constante e independiente de la corriente medida:

EA Tt =

Tiempo de Disparo Dependiente AnalticamenteEl tiempo de disparo tA es variable y depende de la corriente medida I de forma

no lineal. La correlacin no lineal est dada analticamente como,

)18.2(

12

1 M

=

K

E

E

A

I

I

K

T

t

Por medio de K1 y K2, las caractersticas de disparo pueden, por ejemplo,

construirse de acuerdo a la IEC 255:

Normalmente dependiente (Tipo A): K1 = 0.14 K2 = 0.02

Muy dependiente (Tipo B): K1 = 13,5 K2 = 1

Extremadamente dependiente (Tipo C): K1 = 80 K2 = 2

Si la corriente es mayor que el mltiplo KB de la corriente ajustada IE, el tiempo

de disparo no se reducir ms; ( BE

KI

I=

max ). KB es, por ejemplo, igual a 20.


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Tiempo de Disparo Dependiente en Forma TabularEl tiempo de disparo tA es variable, y depende de la corriente medida I de forma

no lineal. La correlacin no lineal est dada como una funcin tabular:

)19.2(1

=

fT

t

E

A

2.2.2.1.4 Funcin de Disparo

Si la corriente medida permanece por encima del valor de reseteo IR ms tiempo

que el de disparo despus de que se haya excedido la corriente de arranque IA, se da

inicio a la funcin de disparo. Al terminarse el tiempo de apertura de un interruptor,

que puede ajustarse para cada operacin de suicheo, las operaciones de suicheo se

ejecutarn.

2.2.2.2 Variables

Las variables de un rel de sobrecorriente son anlogas o binarias.

A Corriente medida I [A]

B Tiempo de disparo efectivo tA [s]

C Condicin de arranque cumplida [binaria]

D Condicin de disparo cumplida [binaria]

2.2.2.3 Operaciones de Suicheo

No se puede ejecutar ninguna operacin de suicheo en una caracterstica de

proteccin de sobrecorriente.

Esto NO se debe confundir con operaciones de suicheo producidas por unacaracterstica de proteccin de sobrecorriente.

2.2.2.4 Condiciones de Corriente de Arranque (Pickup)

La subrutina REGS determina como corrientes el cuadrado de las corrientes por

unidad:


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)20.2(2

2

=

BI

Ii

BI : Corriente base del elemento de red )21.2(.3 B

B

U

S

La condicin de corriente de arranque (Pickup) en valores nominales

)22.2().(. 22222 EABAA IKIIIIII >>>

Los resultados como condicin de corriente de arranque (pickup) programada:

)23.2(. 2

2

2 pckaiI

IKi

B

EA >

>

Donde:

)24.2(..

.3.

22

=

=

B

BEA

B

EA

S

UIK

I

IKpcka

2.2.2.5 Caractersticas de Retardo de Tiempo Dependientes Analticas

La subrutina REGS da como corrientes el cuadrado de las corrientes por unidad

(ver arriba). La caracterstica requiere

)25.2(.. 2

12

2

==

E

B

E

B

E I

Ii

I

Ii

I

I

La caracterstica analtica resulta como

( ))26.2(

1.

1

1.

2222

2

1

2

=

=tckK

E

B

E

A

pciei

tck

IIi

K

T

t

Donde:

)27.2(.

.3

122

=

=

BE

B

E

B

UI

S

I

Ipcie


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)28.2(1 1Ktck =

)29.2(2

2 2Ktck =

2.3 El Editor de Mdulos

2.3.1 Edicin de mdulos de proteccin:

Un "mdulo de proteccin", tambin conocido como una "funcin de proteccin"

o "etapa de proteccin", es la unidad funcional ms pequea de un dispositivo de

proteccin. Los mdulos de proteccin tienen su propio tipo de libreras [2].

Figura 2.12. Cuadro de dialogo editor de mdulo de proteccin.

(1) Cargar datos del mdulo a partir de la librera

(2) Abrir una librera

(3) Copiar y cargar los datos del mdulo

(4) Campo de seleccin para la funcin de proteccin; las opciones disponibles

son:

Sobrecarga (Overload)

Sobrecorriente (Overcurrent)


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Sobrecorriente Direccional (Direccional OC)

Sobrecorriente en Reversa (Reverse OC) Falla a Tierra (Earth Fault)

Falla a Tierra Direccional (Direccional EF)

Falla a Tierra en Reversa (Reverse EF)

(5) Campo de seleccin para las caractersticas

(6) Definicin de las opciones posibles para (5)

Figura 2.13. Cuadro de dialogo de Caractersticas disponibles

(7) Campo de seleccin para el valor de referencia del ajuste de corriente;

opciones disponibles:

Corriente nominal Ir

Corriente base Ib

Corriente total I0

Corriente de tierra base Ib0

Ajuste de I1 de la 1a etapa de proteccin

Valores absolutos en Ka(8) El nombre de tipo se

abreu dulce

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