C.I: Sistemas de protección de alimentadores, líneas y cables de AT, EAT y MT Curso: Introducción a los Sistemas de Protección de Sistemas Eléctricos de Potencia IIE-Fing-UdelaR Facultad de Ingeniería - UDELAR 2015 (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 1 / 51 Indice 1 Sistemas de protección de alimentadores, líneas y cables de AT, EAT y MT 2 Sistemas de distribución 3 Funciones de protección para alimentadores, líneas y cables 4 Fusibles, Seccionalizadores y Reconectadores 5 Protección de sobrecorriente de fase y tierra (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 2 / 51 Clasificación de los alimentadores, líneas y cables Las líneas proporcionan las conexiones entre las diferentes partes del sistema de potencia y los equipamientos asociados. La potencia generada en baja tensión, es elevada a niveles más alto de tensión para transmitirla a las diferentes subestaciones, donde la tensión es reducida para poder distribuirla. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 3 / 51 Clasificación de los alimentadores, líneas y cables Las líneas de potencia se clasifican según su función, que está relacionada con el nivel de tensión. Aunque no es un estándar, la clasificación típica es: Distribución (2.4 - 34.5 kV): son los circuitos que le dan la potencia a los consumidores finales. Substrasmisión (13.8 - 138 kV): son los circuitos que trasmiten la potencia a las subestaciones de distribución y a los centros de consumo. Trasmisión (69 - 765 kV): son los circuitos que trasmiten la potencia entre las subestaciones de trasmisión o interconectan sistemas. Las líneas de trasmisión se dividen en: Alta tensión (High-voltage): 69 - 230 kV Extra alta tensión (Extra-high-voltage): 345 - 765 kV Ultra alta tensión (Ultra-high-voltage): mayores a 765 kV (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 4 / 51 Clasificación de los alimentadores, líneas y cables El número de terminales de una línea de trasmisión es muy importante en el momento de elegir el sistema de protección. Un terminal - líneas radiales: La línea radial es aquella que tiene fuente de corriente en un solo terminal. Para la protección alcanza con medir la corriente en el terminal fuente. Además, no es necesario determinar la dirección de la corriente, debido a que la dirección es única. Ocurren algunas excepciones cuando hay otras fuentes de corriente de secuencia cero (puesta a tierra de transformadores). La protección debe ser capaz de distinguir si la falta está en la línea o fuera de la misma (atrás). (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 5 / 51 Clasificación de los alimentadores, líneas y cables Dos terminales - líneas anilladas: El tipo de línea de trasmisión más utilizada son las que tienen 2 terminales. La corriente de falta es suministradas por ambos terminales. Para este tipo de línea la protección debe ser capaz de identificar si la falta está en la línea o fuera de ella. Generalmente, la protecciones aplicadas a este tipo de línea se basan en esquemas de protección con comunicación (pilot scheme). Multi-terminales: Las líneas de trasmisión con más de un dos terminales ofrecen un desafío para los sistemas de protección, para poder detectar la falta correctamente cuando alguno de los terminales está abierto. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 6 / 51 Elección del sistema de protección para las líneas La selección de la protección de las líneas requiere tener en cuenta muchos factores, además del tipo del número de terminales: Criticidad de la línea: Uno de los factores dominantes en el momento de elegir la protección de una línea, es la criticidad de la misma en el sistema de potencia. Una línea más crítica justifica redundancia en las protecciones, comunicaciones y fuentes adicional de continua. Una línea menos crítica puede estar bien protegida con una protección de distancia escalonada o con sobrecorrientes. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 7 / 51 Elección del sistema de protección Tiempo de despeje de la falta: La estabilidad del sistema y la duración de los huecos de tensión pueden influenciar en la elección de la protección de la línea. El tiempo de despeje de la falta influye en la selección de las protecciones principales y también en la elección de las protecciones de respaldo local y así como de las comunicaciones entre terminales de la línea. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 8 / 51 Elección del sistema de protección Longitud de la línea: Las líneas de trasmisión se clasifican en cortas, longitud media y largas. - SIR: Relación entre la impedancia de la fuente detrás de la protección y la impedancia de la línea. - Línea corta: se designan cuando el SIR ≥ 4. Las líneas cortas resultan en pequeñas diferencias en la magnitud de la corriente para faltas cercanas o en el terminal remoto. Por lo cual las protecciones de sobrecorriente o las protecciones de distancia no pueden discriminar entre faltas dentro de la línea o fuera. Se utilizan esquemas de protección comunicados (pilot scheme). (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 9 / 51 Elección del sistema de protección Longitud de la línea: - Línea de longitud media: se designan cuando 0,5 ≤ SIR ≤ 4. Es este tipo de línea se puede utilizar esquemas basados en protecciones de distancia, ya que es posible discriminar faltas dentro y fuera de la línea. - Línea larga: se designa cuando SIR ≤ 0,5. Generalmente son líneas de EHV o UHV para las cuales se precisa tiempo de despeje de la falta muy pequeños. Se aplican esquemas basados en protección de distancia con comunicación. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 10 / 51 Elección del sistema de protección Configuración de la línea: Las líneas de trasmisión pueden ser líneas aéreas o cables. Las características de ambos son diferentes. - Cables: generalmente se utilizan en zonas urbanas, donde además se encuentran líneas cortas. Como protección de los cables de utilizan esquemas apropiados para circuitos con impedancia baja, 13 a 12 de la impedancia de la línea. Los sistemas de protección de cables no tienen la función de recierre. Carga de la línea: Líneas muy cargadas requieren protecciones especiales que incluyen esquemas que son inmune a la corriente de carga. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 11 / 51 Elección del sistema de protección ⇒ Nota: Debido a todas estas consideraciones no es fácil establecer reglas para los sistemas de protección de las líneas de potencia. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 12 / 51 Sistemas de distribución Las líneas de distribución son diferentes de las líneas de subtrasmisión y trasmisión, ya que operan a tensiones más bajas, son en general líneas radiales y tienen cargas conectadas en toda la línea y no solo en los terminales. La estrategia de protección para estas líneas involucra la optimización de la continuidad del servicio para la máxima cantidad de clientes a un costo mínimo. Generalmente se utiliza una combinación de interruptores, reconectadores, seccionalizadores y fusibles para despejar las faltas con recierres rápidos y aislar las faltas permanentes con estrategias adecuadas de aperturas. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 13 / 51 Sistemas de distribución 1 A 3 2 Subestación 4 B Zona A Reconectador o interruptor con recierre Fusible (IIE - UDELAR) 6 8 5 7 Zona B Transformador de distribución Carga Curso: IPROSEP 2015 14 / 51 Sistemas de distribución Estrategia de protecciones Muchas de las faltas en los sistemas de distribución son faltas transitorias. Lo que se le pide a las protecciones es: - Despejar faltas transitorias - Aislar faltas permanentes (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 15 / 51 Funciones de protección para alimentadores, líneas y cables La mayor cantidad de faltas que ocurren en el sistema eléctrico de potencia suceden en las líneas de trasmisión y distribución. Como estos circuitos tienen una gran variedad en sus características, configuración, longitud e importancia, también existe una gran variedad en las protecciones de las mismas. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 16 / 51 Funciones de protección para alimentadores, líneas y cables Las protecciones usadas para proteger las líneas de potencia son: - Fusibles - Seccionalizadores - Reconectadores - Sobrecorriente instantáneo - Sobrecorriente temporizado - Sobrecorriente direccional (instantáneo y temporizado) - Distancia - Protecciones con comunicación (pilot relaying, pilot scheme) Estas funciones pueden utilizarse solas o combinadas tanto para protección de fases como de tierra. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 17 / 51 Fusibles, Seccionalizadores y Reconectadores Los fusibles, seccionalizadores y reconectadores son el equipamiento de protección más usado en los sistemas de distribución. El sistema de distribución se divide en principal (troncal, alimentadores o radiales) y laterales (derivaciones o ramales). El sistema principal es trifásico y es el esqueleto del servicio de distribución; mientras que los laterales pueden ser monofásicos y estar colgadas las cargas (generalmente en líneas rurales). (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 18 / 51 Fusibles, Seccionalizadores y Reconectadores Reconectadores: Son dispositivos que se utilizan en los sistemas de distribución donde las magnitudes de las corrientes de falta están limitadas. Los reconectadores tienen una característica de operación tiempo-corriente llas cuales pueden coordinar fácilmente con otros reconectadores, por lo menos de algunos fabricantes, relés de protección y fusibles. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 19 / 51 Fusibles, Seccionalizadores y Reconectadores Seccionalizadores - Autoseccionadores: Otro dispositivo de protección que se utiliza junto con los reconectadores en los circuitos de distribución para optimizar el esquema de protección son los seccionalizadores automáticos o seccionalizadores. Estos dispositivos no tienen poder de corte, pero pueden abrir (seccionar) una salida frente a una falta permanente cuando la línea principal está fuera de servicio. Los seccionalizadores están equipados con un contador de paso de corriente de falta, cuenta desde la falta inicial y las siguientes aperturas y ciclos de recierre. Cuando la cantidad de pulsos de corriente llega al valor ajustado, el seccionalizador abre cuando el circuito es desenergizado. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 20 / 51 Fusibles, Seccionalizadores y Reconectadores Seccionalizadores - Autoseccionadores: Operación: - 2 rápidas - 2 lentas Operación: - 1 rápida - 3 lentas R R F 3 Operaciones S 2 Operaciones F P P S (b) (a) (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 21 / 51 Fusibles, Seccionalizadores y Reconectadores Fusibles: El equipamiento de protección más usado en los sistemas de distibución son los fusibles. La característica de operación de los fusibles varía considerablemente de un fabricante a otro. La característica de operación tiempo-corriente se presenta en la forma de "minimum-melt” y máximo tiempo de despeje (total clearing time). minimum-melt: tiempo transcurrido entre que comienza una corriente suficientemente grande como para fundir el elemento y el instante que comienza el arco. tiempo máximo de despeje: tiempo transcurrido desde que comienza la sobrecorriente y se interrumpe el circuito. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 22 / 51 Fusibles, Seccionalizadores y Reconectadores Curva típica de un fusible: (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 23 / 51 Fusibles, Seccionalizadores y Reconectadores ⇒ Nota: Cuando la corriente de falta crece en magnitud, las protecciones cambian de fusibles a reconectadores y a sistemas de protección con relés para detectar la falta e interruptores para despejar la misma; dado que se precisa mayor poder de corte. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 24 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra La gran mayoría de las faltas que ocurren en las líneas se pueden detectar con protecciones de sobrecorriente, ya que la corriente de falta es generalmente mayor que la corriente de carga. Se denominan protecciones de sobrecorriente aquellas que responden a la corriente del equipo protegido y que operan cuando esa corriente es mayor que cierto valor ajustado.Esta protección se dispone, por lo general, de modo que cada protección es principal para la línea propia y de respaldo para las líneas o equipamiento adyacente. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 25 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra La selectividad y coordinación de las protecciones de sobrecorriente puede lograrse por: Por tiempo: las protecciones principales y de respaldo son sensibles a la falta, pero tienen tiempos de operación diferentes. Los tiempos de operación de las protecciones de respaldo de cada línea son mayores que de la protección principal. Por corriente: El alcance de cada protección se determina sobre la corriente. Este método se fundamenta en el hecho de que en circuitos radiales la corriente de falta disminuye a medida que se aleja de la fuente. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 26 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra Los dos métodos propuestos tienen las siguientes desventajas: - discriminación por tiempo tiene la desventaja que a mayores corrientes los tiempos de despeje son mayores. - discriminación por corriente solo se puede aplicar cuando hay variaciones considerables de las corrientes de falta, por ejemplo en las líneas largas. - depende de la impedancia de la fuente, que puede variar. 86 Nonpilot overcurrent protection of transmission lines S = Coordinating Time Time S = Coordinating Time S = Coordinating Time A B C 1 2 3 4 Rab Rbc Rcd Rd Increasing distance from source Figure 4.7 (IIE - UDELAR) D X F1 Increasing fault current Relay coordination principles c Curso: IPROSEP 2015 27 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra Corriente de disparo de la protección de sobrecorriente de fase: Minima corriente por las fases de una línea para la cual la protección opera. Características del tiempo de operación: Las protecciones de sobrecorriente pueden tener una caracterísiticas de operación instantáneos o con retardo de tiempo. Estas últimas se dividen en dos tipos: - DMT: tiempo de operación independiente del valor de la corriente - IDMT (TDOC): tiempo de operación dependiente del valor de la corriente (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 28 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra Guide Características IDMT: La caracteríticas IDMT deben ser variadas de acuerdo a las tiempos de operación requeridos para cada aplicación particular. Por esta razón, characteristics for different TMS settings using the IEC60255 define The lastripping siguientes caracteríticas estándar: SI curve are shown in Figure 9.6. Relay Characteristic Equation (IEC 60255) Standard Inverse (SI) t $ TMS # 0.14 I r0.02 " 1 Very Inverse (VI) t $ TMS # 13.5 Ir "1 Extremely Inverse (EI) t $ TMS # 80 I r2 " 1 Long time standby earth fault t $ TMS # 120 Ir "1 Table 9.1: Definitions of standard relay characteristics Characteristic IEEE Moderately Inverse (IIE - UDELAR) IEEE Very Inverse Equation ' TD *1 0.0515 . , + 0.114% t$ (/ 7 )/0 I r0.02 " 1 ,& *1 . ' TD 19.61 Curso:t $ IPROSEP , + 0.491% (/ 2015 29 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra Chapter 9 ! Overcurrent Protection for Phase and Earth Faults Curvas para un TMS (time multiplier setting) de 1.0. 1000.00 1000.00 100.00 100.00 10.00 10.00 Standard Inverse (SI) 1.00 1.00 Moderately Inverse Very Inverse Very Inverse (VI) CO 2 Short Time Inverse Extremely Inverse (EI) CO 8 Inverse Extremely Inverse 0.10 1 10 Current (multiples of Is) Figure 9.4: IEC 60255 IDMT relay characteristics; TMS=1.0 (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 100 0.10 1 10 100 Current (multiples of Is ) Figure 9.5: North American IDMT relay characteristics; TD=7 2015 30 / 51 SI curve are shown in Figure 9.6. Relay Characteristic Equationde (IEC 60255) Protección de sobrecorriente fase y tierra Standard Inverse (SI) t $ TMS # 0.14 I r0.02 " 1 Very Inverse (VI) t $ TMS # 13.5 Ir "1 t $ TMS # 80 I r2 " 1 Extremely Inverse (EI) Características IDMT: 120 t $ TMS # Long time standby earth fault Ipor "1 Características corriente-tiempo definidos IEEE. r Table 9.1: Definitions of standard relay characteristics Characteristic Equation IEEE Moderately Inverse ' TD *1 0.0515 . , + 0.114% t$ (/ 7 )/0 I r0.02 " 1 ,& IEEE Very Inverse t$ ' TD *1 19.61 . , + 0.491% (/ 7 )/0 I r2 " 1 ,& IEEE Extremely Inverse t$ ' TD *1 28.2 . , + 0.1217 % (/ 7 )0/ I r2 " 1 -, & US CO8 Inverse t$ ' TD *1 5.95 . , + 0.18% (/ 7 )/0 I r2 " 1 ,& US CO2 Short Time Inverse t$ ' TD *1 0.02394 . , + 0.01694% (/ 7 )/0 I r0.02 " 1 ,& Table 9.2: North American IDMT definitions of standard relay characteristics For Table 9.1 and Table 9.2: Ir = I / Is Where: (IIE - UDELAR) I = Measured current Curso: IPROSEP 2015 31 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra Chapter 9 ! Overcurrent Protection for Phase and Earth Faults Curvas para un TD (time dial) de 0.7. 1000.00 1000.00 100.00 100.00 10.00 10.00 Standard Inverse (SI) 1.00 1.00 Moderately Inverse Very Inverse Very Inverse (VI) CO 2 Short Time Inverse Extremely Inverse (EI) CO 8 Inverse Extremely Inverse 0.10 1 10 Current (multiples of Is) Figure 9.4: IEC 60255 IDMT relay characteristics; TMS=1.0 (IIE - UDELAR) 100 0.10 1 10 Current (multiples of Is ) 100 Figure 9.5: North American IDMT relay characteristics; TD=7 Curso: IPROSEP 2015 32 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra Corriente de arranque de la protección de sobrecorriente de tierra: Minima corriente por el neutro de una línea para la cual la protección opera. Características del tiempo de operación: Las características de operación son las mismas definidas para la protección de fase. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 33 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra Tiempo de coordinación: Es el tiempo que se debe permitir entre dos protecciones adyacentes (principal y de respaldo) de manera de lograr la discriminación correcta entre ellos. Este tiempo depende de: - tiempo de despeje de la falta por el interruptor - errores en la protección de sobrecorriente - errores en los transformadores de corrientes - tiempo de reset de la protección de sobrecorriente - tiempo de seguridad Generalmente, el tiempo de coordinación se puede ajustar entre 0.2s y 0.5s. El tiempo estándar de coordinación utilizado en UTE es 250 - 300 ms. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 34 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra Conexiones Existen distintas variantes para la conexión de los transformadores de corriente y las protecciones de sobrecorriente. La más utilizada es la mostrada a continuación, en que los transformadores de corriente se conectan en estrella, y se disponen tres protecciones de sobrecorriente de fase y una protección de sobrecorriente de tierra conectada en el neutro de las estrella. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 35 / 51 Protección de sobrecorriente de fase y tierra Por cada protección de sobrecorriente de fase circula la corriente de la fase correspondiente de la línea, referida al secundario. Por la protección de sobrecorriente de tierra circula una corriente correspondiente a 3 veces la corriente de secuencia cero de la línea, referida al secundario. De lo expuesto se deduce que las protecciones de sobrecorriente de fase constituyen las protecciones contra todas las faltas que no involucran tierra, es decir, bifásicos y trifásicos. La protección de tierra es la protección contra faltas a tierra en la línea. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 36 / 51 Protección de sobrecorriente temporizada Aplicación: La principal aplicación de la protección de sobrecorriente de temporizada es en las líneas radiales, donde proporcionan protección contra faltas entre fases y a tierra. Estas protecciones se instalan también en líneas de subtrasmisión donde no se justifica utilizar protecciones de distancia o protecciones con comunicación (pilot scheme). Ajustes Hay tres ajustes que se deben definir para las protecciones de sobrecorriente temporizadas: corriente de arranque, característica de operación y tiempo de la característica. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 37 / 51 Protección de sobrecorriente temporizada Ajustes: Sobrecorriente de fase Corriente de arranque de fase: El valor de esta corriente debe ser ajustado de manera de no operar para la máxima corriente de carga que circula por la línea, pero si debe operar para la mínima corriente de falta esperada en el extremo de la línea. Característica de operación de fase: Se debe elegir entre las características disponibles, la que mejor se ajusta a aplicación particular. Generalmente, para el caso de las líneas se aplica la características Standard Inverse. Tiempo de la característica de fase: El objetivo de elegir el tiempo de la característica de operación es el de permitir que las protecciones de sobrecorriente coordinen entre ellas. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 38 / 51 Protección de sobrecorriente temporizada Ajustes: Sobrecorriente de tierra Corriente de arranque de tierra: El valor de esta corriente debe ser ajustado de manera de ser superior a los errores de los transformadores de corriente y de la corriente de secuencia cero que circula por la línea en condiciones normales o que puede tolerar el sistema. Además, se debe ajustar de manera que opere para la mínima corriente de falta a tierra en el extremo de la línea. Característica de operación de tierra: Se debe elegir entre las caracterísitcas disponibles, la que mejor se ajusta a aplicación particular. Generalmente, para el caso de las líneas se aplica la características Standard Inverse. Tiempo de la característica de tierra: El objetivo de elegir el tiempo de la característica de operación es el de permitir que las protecciones de sobrecorriente coordinen entre ellas. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 39 / 51 Protección de sobrecorriente temporizada A continuación se muestra un circuito radial típico. Debido a que el circuito es radial, cada sección requiere un solo interruptor del lado de la fuente. Para despejar la falta en (1) y cualquier otra falta hacia la derecha, solo el interruptor en R debe abrir. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 40 / 51 Protección de sobrecorriente temporizada Para despejar las faltas (2) y (3) y faltas entre esos puntos, el interruptor en H debe abrir. Para faltas en (4) y (5) y entre ellos, es el interruptor en G es el que debe abrir. Los relés de sobrecorriente ubicados en el extremo de una línea no pueden distinguir entre una falta en el extremo remoto de la sección de una falta en la barra remota como en la sección siguiente. Por ejemplo, el relé en H no puede distinguir la falta en (2) de la falta en (1), ya que la corriente de falta medida en H será la misma para las dos faltas. Sin embargo, no es deseable que el interruptor en H abra para una falta en (1), ya que esto provocaría un corte a la carga en R. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 41 / 51 Protección de sobrecorriente temporizada En las líneas anilladas, las fuentes para la corriente de falta son multiples, por lo cual hace muy dificil de coordinar las características de operación. Con las corriente de faltas circulando en ambas direcciones, las protecciones de sobrecorriente deben ser direccionales. Esto limita la operación y solo se precisa realizar la coordinación cuando la corriente circula en la dirección de la falta. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 42 / 51 Protección de sobrecorriente instantánea Aplicación: Las protecciones de sobrecorriente instantáneas se aplican cuando la corriente de falta decrece a medida que nos alejamos del punto donde está instalada la protección hacia el extremo de la línea protegida. La protección debe ajustarse para no sobrealcanzar el terminal remoto y operar para faltas cercanas. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 43 / 51 Protección de sobrecorriente instantánea Ajustes: Generalmente se ajusta para una corriente entre 125 % y el 135 % de la mayor corriente de falta para la cual no debe operar (faltas lejanas) y menor al 90 % de la menor corriente para la cual debe operar (faltas cercanas). 89 Instantaneous overcurrent relays TDOC relay TDOC relay TDOC relay TDOC relay Instantaneous relay Instantaneous relay Time Instantaneous relay Instantaneous relay A B 1 Rab C 2 Rbc Increasing distance from source Figure 4.11 D 3 Rcd 4 X F1 Rd Increasing fault current Application of instantaneous relays (TDOC, time-delay overcurrent) setting. Also, for an electromechanical instantaneous relay, the distinction between ‘go’ and ‘nogo’ is much better defined than for a time-delay, particularly an induction-disc, relay. As a result, there is no need to set an instantaneous overcurrent relay with margins such as 200 % of load and additionIPROSEP to the inaccuracies of the relay itself, there is a (IIE - UDELAR)one-third of fault current. However, inCurso: 2015 44 / 51 Protección de sobrecorriente fase y tierra Resumen - Las protecciones de sobrecorriente no direccionales de fase y tierra, tienen limitada su aplicación en las líneas de trasmisión. Esto es debido a que en las líneas, generalmente, se tienen por lo menos 2 fuentes de corriente de falta y la protección de sobrecorriente tiene que coordinar para corriente de faltas tanto para adelante como para atrás. Esto hace que sea muy difícil la coordinación de las protecciones de sobrecorriente no direccionales. - Las protecciones de sobrecorriente se aplican como protección principal en líneas radiales de distribución y subtrasmisión. - Para calcular los ajustes de las protecciones de sobrecorriente se debe tener en cuenta: corriente de carga, corriente de falta, corrientes que soportan los transformadores de corriente, línea y cable. La característica de operación se debe elegir para que pueda coordinar con las demás protecciones. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 45 / 51 Generación Distribuida Consideraciones - La instalación de generación distribuida (DG) ha aumentado considerablemente en los sistemas de distribución y subtrasmisión. - Durante las grandes perturbaciones pueden ser una fuente confiable, pero las empresas eléctricas en general no permiten que las DG alimenten cargas que están desconectados del sistema. - Cuando dispara el interruptor principal, la DG puede seguir alimentando la carga, causando sobretensiones en el sistema. - Tanto la sobretensiones como las sobrecorrientes pueden causar daños al equipamiento en la DG como en los clientes. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 46 / 51 Generación Distribuida Protección de las interconexiones - Las protecciones instaladas en las interconexiones desconectan a la DG del sistema de potencia. - La separación de la DG previene de daños. - La detección de la condición de isla debe estar presente en el sistema de protección de las interconexiones. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 47 / 51 Generación Distribuida Detección de la condición de isla La detección de la condición de isla se puede implementar por: - esquemas utilizando medidas locales "local area schemes" - esquemas basados en medidas de área amplia "wide-area schemes" (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 48 / 51 Generación Distribuida Esquemas utilizando medidas locales La detección de la condición de isla usando medidas locales, se basa en el desequilibrio entre la capacidad de la DG y la carga en la isla, que produce cambios en la frequencia y/o en la tensión. Para estos esquemas de detección, se utilizan funciones de tensión y frecuencia. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 49 / 51 Generación Distribuida Esquemas utilizando medidas de área amplia Los esquemas de detección de la condición de isla mediante esquemas de área amplia, comprende: - esquemas basados en la configuración del sistema de potencia Que precisa de vinculos de comunicación para: - Transferencia de disparo directa al interruptor de la DG, cuando dispara el interruptor principal. - Enviar el estado del interruptor de la DG a la subestación, para confirmar la DG esta abierta. - Enviar el estado de todos los interruptores involucrados en el esquema. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 50 / 51 Generación Distribuida Esquemas utilizando medidas de área amplia Los esquemas de detección de la condición de isla mediante esquemas de área amplia, comprende: - esquemas basados en sincrofasores Consiste en un sistema que utiliza un procesador de sincrofasores, para procesar la información medida por una unidad de medida de sincrofasores (PMU) instalado en la DG. El procesador de sincrofasores mide la diferencia angular entre tensiones, la velocidad de cambio de la frecuencia y la velocidad de cambio de la derivada de la frecuencia. (IIE - UDELAR) Curso: IPROSEP 2015 51 / 51
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