protec-tema3 protecciones de un sistema de potencia

8/7/2019 PROTEC-TEMA3 protecciones de un sistema de potencia

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Fundacin Universidad Nacional de San Juan - Instituto de Energa ElctricaPROTECCION DE SISTEMAS ELCTRICOS DE POTENCIA

CORPORACIN CENACE

CURSO DE POSGRADO:

OPERACIN DE SISTEMASELCTRICOS DE POTENCIA

MODULO VI

PROTECCIN DE SISTEMAS ELCTRICOS DE POTENCIA YAUTOMATISMOS

FUNDACIN UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN JUANINSTITUTO DE ENERGA ELCTRICA

Quito, Ecuador, julio del 2001.


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TEMA 3PROTECCIN POR RELES DE SOBRECORRIENTE

Normalmente las fallas en los sistemas de potencia elctricos causan niveles muyelevados de corrientes. Estas corrientes pueden usarse para determinar la presencia delas mismas y operar dispositivos de proteccin, que pueden variar en el diseodependiendo de la complejidad y la exactitud requerida. Entre los tipos ms comunes de

proteccin encontramos la llave termomagntica, el interruptor de circuito, fusibles,reconectadores, seccionalizadores y rels de sobrecorriente.

Los primeros dos tipos tienen simple operacin y son principalmente usados en laproteccin de equipo de baja tensin. Tambin se usan a menudo fusibles en baja tensin,sobre todo para proteger lneas y transformadores de distribucin. En el captulo 4 setratan los aspectos relacionados con los fusibles, reconectadores y seccionalizadores.

Los rels de sobrecorriente que forman la base de este captulo es la forma ms comnde proteccin usadas contra las corrientes excesivas en los sistemas de potencia de 33kVy superiores, y como proteccin principal a la partida de los alimentadores en redes dedistribucin de 13.2kV en la Argentina. Ellos no deben aplicarse solamente como unmedio de proteccin de los sistemas contra las sobrecargas, lo cual est asociado con lacapacidad trmica de mquinas o lneas, sino tambin como proteccin contrasobrecorrientes, principalmente que operen bajo las condiciones de falla. Sin embargo, elajuste de un rel debe hacerse teniendo en cuenta el compromiso a cubrir por los dos, lacarga excesiva y condiciones de sobrecorriente.

3.1 Tipos de rels de sobrecorriente

Basado en las caractersticas de operacin de los rels, los rels de sobrecorrientepueden ser clasificados en tres grupos: corriente definida, tiempo definido y tiempoinverso. Las curvas caractersticas de estos tres tipos se muestran en la fig. 3.1.

Fig. 3.1 Caractersticas de operacin tiempo-corriente de rels de sobrecorriente


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3.1.1 Definicin del rel de corriente definida

Este tipo de rel opera instantneamente cuando la corriente alcanza un valorpredeterminado. El ajuste es escogido de manera que, en la subestacin ms alejada dela fuente, el rel operar para una corriente de bajo valor y las corrientes de operacin delos rels son incrementadas progresivamente en cada subestacin, en direccin hacia la

fuente. As, el rel con el ajuste ms bajo operar primero y desconecta la carga en elpunto ms cercano a la falla. Este tipo de proteccin tiene el inconveniente de tener unabaja selectividad para valores elevados de corrientes de cortocircuito. Otra desventaja esla dificultad de distinguir entre corriente de falla en un punto u otro cuando la impedanciaentre estos puntos es pequea en comparacin con la impedancia de la fuente, llevando ala posibilidad de una pobre discriminacin.

La fig. 3.2a ilustra el efecto de la impedancia de la fuente sobre una falla en lasubestacin, y para una falla en el punto B de la lnea. De la fig. 3.2b puede apreciarseque las corrientes de falla en F1 y F2 son casi las mismas, y es esto lo que hace difcil laobtencin correcta de los ajustes de los rels. Cuando hay alguna impedanciaconsiderable entre F1 y F2, por ejemplo cuando la falla F1 se localiza en una lnea larga,

entonces la falla de corriente en F 1 ser menor que en F 2.

Similarmente, debido a la impedancia del transformador, habr una diferenciaconsiderable entre las corrientes para las fallas en F2 y F3, aunque estos dos puntos estnfsicamente cerca.

Si el ajuste de las protecciones est basado en las condiciones de nivel mximo decorriente de falla, luego estos ajustes pueden no ser apropiados para las situacionescuando el nivel de corriente de falla sea bajo. Sin embargo, si se usa un bajo valor denivel de corriente de falla al calcular los ajustes del rel, esto podra resultar en laoperacin innecesaria de algn interruptor si se aumenta el nivel de corriente de falla.Como consecuencia, los rels de corriente definida no se usan como nica proteccin desobrecorriente, pero su uso como una unidad instantnea es comn donde otros tipos deproteccin estn en uso.

Fig. 3.2 Ilustracin de los distintos niveles de corrientes de falla


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ZR = impedancia del elemento protegidoZs = impedancia de la fuente

3)(

=

s

s

ASCZ

VI

( ) 3)( +=

Rs

s

BSCZZ

VI

3.1.2 Definicin del rel de tiempo definido

El ajuste de estos tipos de rel permite ser variado para manejar diferentes niveles decorriente usando diferentes tiempos de operacin. Estos ajustes pueden ser ajustados demanera tal que el interruptor ms cercano a la falla sea disparado en el tiempo ms corto,y luego los interruptores restantes sean disparos sucesivamente, usando tiempos deretardo grandes, movindose hacia la fuente. La diferencia entre los tiempos de disparopara la misma corriente se llama tiempo de discriminacin.

La proteccin es ms selectiva cuando el tiempo de operacin de los rels de corrientedefinida puede ajustarse en pasos fijos. La gran desventaja con este mtodo dediscriminacin es que las fallas cerca de la fuente, dan como resultado grandes corrientes,que podran ser eliminadas en un tiempo relativamente largo. El ajuste de este tipo de reles hecho con un TAP de corriente para seleccionar el valor al que el rel accionar, msun dial que define el tiempo exacto de operacin del rel. Debe notarse que el tiempo deajuste es independiente del valor de sobrecorriente requerido para la operacin del rel.Estos rels se usan principalmente cuando la impedancia de la fuente es grandecomparada con la del elemento protegido del sistema de potencia, cuando los niveles de

falla en la posicin del rel son similares a los niveles de falla en el final del elementoprotegido.

3.1.3 Rel de tiempo inverso

La propiedad fundamental de los rels de tiempo inverso es que ellos operan en untiempo que es inversamente proporcional a la corriente de falla, como el ilustrado por lascurvas caractersticas mostradas posteriormente en la fig. 3.8 de este captulo. La ventajasobre el rel de tiempo definido es que, para las corrientes muy altas, pueden obtenersetiempos de disparo ms cortos sin el riesgo de la selectividad de proteccin. Los rels detiempo inverso son generalmente clasificados en concordancia con su curva caractersticaque indica la velocidad de operacin.

3.2 Ajuste de los rels de sobrecorriente

Los rels de sobrecorriente normalmente estn provistos de un elemento instantneo y unelemento de retardo de tiempo o de temporizacin dentro de la misma unidad. En losantiguos rels electromagnticos la proteccin de sobrecorriente esta compuesta deunidades Monofsicas separadas. El rel microprocesado ms moderno tiene una unidadde sobrecorriente trifsica y una unidad de falla a tierra dentro del mismo encapsulado. Elajuste de los rels de sobrecorriente involucra la seleccin de parmetros los cuales


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definen las corrientes de arranque requerida tanto para la unidad temporizada y para launidad instantnea, y el tiempo de retardo de la unidad temporizada y la unidadinstantnea. Este proceso tiene que ser llevado a cabo dos veces, una vez para los relsde fase y luego repetirlo para el rel de falla a tierra. Aunque los dos procesos sonsimilares, la corriente de cortocircuito trifsica debe usarse para el ajuste de los rels defase pero la corriente de falla de fase a tierra debe usarse para los rels de falla a tierra.

Cuando se calculan las corrientes de falla de los sistemas de potencia se asume el estadode operacin normal. Sin embargo, en una barra qu tenga dos o ms transformadoresconectados a ella y operando en paralelo, se obtiene una buena discriminacin si losclculos se llevan a cabo en base a cada uno de los transformadores estando estos fueradel servicio en turno.

3.2.1 Ajuste de las unidades instantneas

Las unidades instantneas son ms eficaces cuando las impedancias de los elementosdel sistema de potencia que son protegidos son grandes comparadas con la impedanciade la fuente, como se indic anteriormente. Ellos ofrecen dos ventajas fundamentales:

reducen el tiempo de operacin de los rels ante fallas severasevitan la prdida de selectividad que pude darse en el caso de rels con

caractersticas diferentes; esto se obtiene por el ajuste de las unidades instantneasde modo que ellos operen antes que se crucen las curvas caractersticas de losrels, como es mostrado en la fig. 3.3

Fig. 3.3 Preservacin de selectividad usando unidades instantneas

El criterio para el ajuste de las unidades instantneas vara, dependiendo de lalocalizacin y del tipo de elemento del sistema que es protegido. Pueden definirse tresgrupos de elementos - las lneas entre las subestaciones, las lneas de distribucin ytransformadores.

(i) Lneas entre las subestaciones

El ajuste de las unidades instantneas se lleva a cabo tomando por lo menos el 125% dela corriente eficaz para el nivel mximo de corriente de falla en la prxima subestacin. Elprocedimiento debe empezarse de la subestacin ms alejada, y luego continuarlomovindose hacia la fuente.

Cuando las caractersticas de dos rels se cruzan en un nivel de falla particular delsistema, se hace ms difcil la obtencin de la coordinacin correcta y se requiere poner la


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unidad instantnea del rel de la subestacin ms alejada de la fuente a tal valor que esteopere para un nivel de corriente ligeramente menor, evitando as la prdida de lacoordinacin.

El 25% de margen evita solapar aguas abajo la unidad instantnea en caso de que sepresente una componente DC considerable. En los sistemas de alta tensin de 220kV ysuperior, debe usarse un valor ms alto, dado que la relacin X/R se vuelve ms grande,

y de esa forma tambin la componente DC.

(ii) Lneas de Distribucin

El ajuste del elemento instantneo del rel en las lneas de distribucin, las cualessuministran a los transformadores de las subestaciones de rebaje a baja tensin, se trataen forma diferente al caso anterior, dado que no se tiene que cumplir la condicin decoordinacin de rels de lneas entre subestaciones; as, puede usarse uno de lossiguiente dos valores para regular estas unidades:

1- El 50% de la corriente de cortocircuito mxima en el punto de conexin del rel.2- Entre seis y diez veces la capacidad nominal mxima del circuito.

( iii) Transformadores

Las unidades instantneas de los rels de sobrecorriente instalados en el lado primario delos transformadores deben ajustarse en un valor entre 125% y 150% de la corriente decortocircuito en la barra del lado de baja tensin, referida al lado de alta tensin. Estevalor es superior a aquellos mencionados previamente, para evitar la prdida decoordinacin debido a la presencia de corrientes ms elevadas debido a la corriente demagnetizacin inrush en el momento de la energizacin del trafo.

Si las unidades instantneas de proteccin contra sobrecorriente del arrollamientosecundario del transformador y los alimentadores de los rels estn sujetos a los mismosniveles de corriente de cortocircuito, entonces el ajuste de tiempo de la unidad instantneadel transformador debe ser ajustado en un valor superior para evitar la prdida deselectividad. Esto es aplicable a menos que haya intercomunicacin entre estas unidades,lo cual pueda permitir el bloqueo de la unidad instantnea de la proteccin deltransformador, para fallas detectadas por la unidad instantnea de la proteccin delalimentador.

3.2.2 Alcances de las unidades instantneas que protegen las lneas entresubestaciones

El porcentaje de cobertura de una unidad instantnea que protege una lnea, X, puedeilustrarse considerando el sistema mostrado en la fig. 3.4.

Los parmetros siguientes son definidos:

end

pickup

iI

IK =


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element

source

SZ

ZK =

Fig. 3.4 Alcance de la unidad instantnea

De la fig. 3.4:

ABs

pickupZXZ

VI+

= (3.1)

donde:

V = tensin en el punto del relZS = impedancia de la fuenteZAB = impedancia del elemento protegidoX = porcentaje de lnea protegida

ABs

end

ZZ

VI

+

= (3.2)

iAB

iSABS

ABs

ABs

iKZ

KZZZX

ZXZ

ZZK

+

=+

+= (3.3)

Dando

( )

i

iS

AB

s

Sk

KKX

Z

ZK

11 +== (3.4)

Por ejemplo, si Ki = 1.25 y KS = l, entonces X = 0.6, es decir la proteccin cubre el 60% dela lnea.

Ejemplo 3. 1

El efecto de reducir la impedancia de la fuente, Zs , en la cobertura provista por laproteccin instantnea puede ser apreciada considerando el sistema de la fig. 3.5, yusando un valor de 1.25 para Ki, en la frmula 3.4. De esto:


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Zs( ohm) Zab (ohm) Ia (A) Ib (A) % Cobertura10 10 100 50 602 10 500 83 76

Fig. 3.5 Circuito equivalente del ejemplo 3.1

3.2.3 Ajuste de la unidad de temporizacin de los rels de sobrecorriente

La operacin de un rel de sobrecorriente puede retardarse para asegurar que, enpresencia de una falla, el rel no se ponga en funcionamiento antes que cualquier otraproteccin situada ms cerca a la falla. En la fig. 3.6 se muestra las curvas de los rels desobrecorriente de tiempo inverso asociado a dos interruptores en el mismo alimentador enun sistema tpico; aqu se ilustra la diferencia en el tiempo de operacin de estos relspara el mismo nivel de falla, para satisfacer el llamado ' intervalo de coordinacin ' omargen de coordinacin.

Parmetros del ajuste

Los rels de tiempo definido y los rels de tiempo inverso pueden ajustarse mediante laseleccin de dos parmetros: el DIAL y el TAP.

El TAP es un valor que define la corriente pick up o de arranque del rel, y lascorrientes se expresan como mltiplos de esta. Para los rels de fase el valor del TAP esdeterminado permitiendo un margen de sobrecarga superior a la corriente nominal, comoen la siguiente expresin:

( ) CTRITAP nom = 5.1 (3.5)

donde:

Inom = rango de la corriente nominal del circuitoCTR= CT relacin de transformacin1.5 =mltiplo que tiene en cuenta la sobrecarga ms un factor de seguridad.

El ajuste del DIAL representa el retardo de tiempo antes de que el rel opere, siempreque la corriente de falla alcance un valor igual, o mayor que, la corriente pick up.


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Fig. 3.6 Curvas de tiempo inverso asociadas a dos interruptores en el mismoalimentador

En los sistemas de distribucin, donde es posible aumentar la carga en los alimentadoresbajo las condiciones de emergencia, el factor 1.5 en l calculo del TAP puede aumentarsea 2.0.

Para los rels de falla a tierra, el valor del TAP es determinado tomando en cuenta eldesbalance mximo que podra existir en el sistema bajo las condiciones de operacinnormal. Un desbalance tpico es el 20%; luego la expresin de la ecuacin 3.5 seconvierte en:

( ) CTRITAP nom = 2.0 (3.6)

En las lneas de transmisin de alta tensin el porcentaje podra bajar a 10 %, y en losalimentadores del distribucin rural el valor podra elevarse al 30 %.

Criterios de Coordinacin

Se considera aqu los criterios y procedimiento para calcular el valor de ajuste de los relsde sobrecorriente, para obtener una apropiada proteccin y coordinacin. stos criteriosson principalmente aplicables a los rels de tiempo inverso, aunque la misma metodologaes vlida para los rels de tiempo definido.

1- Seleccionar el valor del TAP para todos los rels de la ecuacin 3.5 o 3.6 segn cualsea ms apropiada.

2- Determinar el tiempo requerido de operacin, t1, del rel ms lejano de la fuenteusando el ajuste del DIAL ms bajo y considerando el nivel de corriente de falla para laarranca la unidad instantnea de este rel. El ajuste de este DIAL puede tener que serms alto si la carga que fluye, cuando el circuito es reenergizado despus de unaprdida de suministro, es elevada (pick up de carga en fro), o si es necesario lacoordinacin con los dispositivos instalados aguas abajo, por ejemplo fusibles oreconectadores. Este tema se cubre en prximos captulos.

3- Determinar el tiempo de operacin del rel asociado con el interruptor en la prximasubestacin hacia la fuente, t2a=t1+tmargin , donde t2a, es el tiempo de operacin del rel


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back up asociado con el interruptor 2 y tmargin es el intervalo de coordinacin ointervalo de coordinacin. El nivel de corriente de falla usado para este clculo es igualal que se us para determinar el tiempo t1 del rel asociado con el interruptor anterior.

4- Conociendo t2a , y habiendo calculado el valor del TAP del rel 2, se repite lo indicadoen el punto 2 para obtener el ajuste del DIAL para el rel 2.

5- Determinar el tiempo de operacin ( t2b) del rel 2, pero usando ahora el nivel de fallajusto antes de la operacin de su unidad instantnea.

6- Continuar con la secuencia, empezando desde el tercer paso.

El procedimiento anterior es apropiado si puede asumirse que los rels tienen las curvascaractersticas con escala en segundos. Para aquellos rels donde el ajuste de tiempo seda como un porcentaje de la curva de operacin para un segundo, puede determinarse elajuste del DIAL comenzando desde el multiplicador ms rpido. El tiempo de operacin seobtiene como se indica en el punto 3. En los rels ms modernos el ajuste del tiempopuede empezar de valores tan bajos como 0.1s, en pasos de 0.1s.

Debe usarse un intervalo de coordinacin de tiempo entre dos caractersticas sucesivastiempo- corriente del orden de 0.3 a 0.5 s. Este valor evita prdida de selectividad debidoa uno o ms de los siguientes tems:

Tiempo de apertura del interruptor; Variaciones en los niveles de la falla, desviaciones en las curvas caractersticas delos rels (por ejemplo, debido a las tolerancias de fabricacin), y los errores en lostransformadores de corriente.

Falla monofsicas en el lado de la estrella de un transformador Dy no son detectadas enel lado del tringulo. Por consiguiente, cuando se ajustan las unidades de fallas a tierra,puede aplicarse en el lado del tringulo el ajuste del DIAL disponible ms bajo, lo cualhace posible reducir considerablemente los ajustes y as los tiempos de operacin de losrels de falla a tierra ms cercanos a la alimentacin de la fuente.

El procedimiento indicado anteriormente para las unidades de fase y tierra puedefcilmente ser usado cuando las caracterstic as de operacin de los rels son definidaspor formulas matemticas en lugar de por curvas en papel logartmico. Las normas IEC255 y BS 142 definen matemticamente el tiempo de operacin para la expresinsiguiente:

1

=

SI

I

kt (3.7)

Donde:

t = tiempo de operacin del rel en segundosk = DIAL, o el ajuste del multiplicador de tiempoI = es el nivel de la corriente de falla en el secundario en amperIS= tap o la corriente seleccionada pick up

Las constantes y determinan la tolerancia de las caractersticas del rel. Para los tres


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tipos normales de rel de sobrecorriente, sus valores se muestran en la tabla 3.1. Dadalas caractersticas del rel, es una tarea directa la de calcular la respuesta de tiempo dadoel k del DIAL, el TAP y otros valores de la expresin en la ecuacin 3.7. Igualmente, si seespecifica un tiempo particular y el TAP, el DIAL se encuentra resolviendo el k de lamisma ecuacin. Por consiguiente, el procedimiento de los seis pasos visto anteriormentepuede ser seguido para obtener la discriminacin requerida.

Tabla 3.1 Constantes de la norma IEC para rels de sobrecorrienteTipos de rel Inverso 0.02 0.14

Muy inverso 1.00 13.50Extremadamente inverso 2.00 80.00

Inversa Larga 1.00 120.00

Ejemplo 3.2

Para el sistema mostrado en la fig. 3.7, y comenzando desde los datos que se dan all,hay que llevar a cabo lo siguiente:


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1. Calcular las corrientes nominales y los niveles de cortocircuito trifsico paracada interruptor.

2. Seleccione las relaciones de transformacin de los TI.3. Determine los valores del TAP, DIAL y los ajustes instantneos para asegurar la

coordinacin del sistema de proteccin.4. Halle el porcentaje de la lnea BC que ser protegida por la unidad instantnea

del rel de sobrecorriente asociado con el interruptor 2.5. Dibuje las caractersticas de los rels en el sistema.

Fig. 3.7 Diagrama unifilar del ejemplo 3.2

Tener en cuenta las siguientes consideraciones:

1. El intervalo de coordinacin o intervalo de coordinacin debe ser de 0.4 s.2. El rel asociado con el interruptor 1 es del tipo tiempo definido. Todos los otros

tienen las caractersticas de tiempo inverso.3. Datos del rel:

Rel de tiempo definido:corriente nominal: 2.5 A ( conexin serie)

5.0 A ( conexin paralelo)rango de corriente entre una y dos veces el valor nominal de corriente, en pasos

de 0.2.rango de tiempo: 0.2 a 10 s en pasos de 0.1 srango de unidades instantneas: 3 a 20 veces Inom en pasos de 1.

Rels de tiempo inverso:TAP: 1 a 12 A en pasos de 1 ADIAL: como en la fig. 3.8Instantneo: 6 a 144 A en pasos de 1 A.


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SolucinClculo de las corrientes nominales y niveles de cortocircuito trifasico

De la Fig. 3.7 los niveles de cortocircuito de en la barra A, y la impedancia de la lnea BC,puede obtenerse:

( ) === 92.13

10950

101156

232

SC

sourceP

VZ Referido a 115 KV.

( )=

== 39.251025

10115048.0

6

23

BASEPUTRNSFZZZ Referido a 115 KV.

= 35.85lineaBC

Z Referido a 115 KV.

El circuito equivalente del sistema referido a 115 kV se muestra en la fig. 3.9.

Corrientes nominales

( )A

V

PInom

2.131102.133

103

33

6

1=

=

=

AIInomnom

6.3932.1313312 ===

AInom

5.1093)102.13(3

10253

6

3=

=

( )AII

nomnom5.125

115

2.13

101153

102533

6

4=

=

=


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Fig. 3.8 Curvas tpicas de operacin para rels de tiempo inverso

Fig. 3.9 Circuito equivalente del sistema mostrado en la fig. 3.7

Niveles de corto circuito

El circuito equivalente da:

( )AI

fallaC6.532

35.8539.2592.133

101153

=++

= referido a 115KV

= 532.6(115/13.2) = 4640.2 A referido a 13.2 kV


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( )AIfallaB 1689

39.2592.133

101153

=+

= referido a1115 KV.

=1689(115/13.2)=14714.8 A referido a 13.2 KV.

AIfallaA

8.476992.133

101153

== referido a 115KV.

Eleccin de la relacin de transformacin del TI

La relacin de transformacin de los TI es determinada por el ms grande de los dosvalores siguientes:

( i ) Inom( ii ) La mxima corriente de cortocircuito presente sin saturacin.

Por consiguiente, Isc(5/X) 100 A para que X (5/100) Isc, dnde Isc es la corriente decortocircuito.

La tabla 3.2 resume los clculos.

Tabla 3.2 corrientes Nominales, corrientes del cortocircuito y relaciones del TI para el

ejemplo 3.2

Determinacin del TAP, DIAL y valores de ajustes instantneos

- Calculo de losTAP

Rel 1: (131.2)5/300=2.19A; conexin de la serie (2.5A)Rel 2: 1.5 (393.6) 5/800 = 3.69 A; TAP 4 ARel 3: 1.5(1093.5)5/1100=7.46A; TAP 8 ARel 4: 1.5(125.5)5/300=3.14 A; TAP 4 A


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- La determinacin del DIAL y calibracin de los ajustes instantneos

Rel 1:

Ipick up=1.5xIload(l/CTR)=1.5(131.2)5/300 = 3.28 A

Rango de corrienteLa posicin del selector = 3.28/2.5 = 1.3; la posicin del selector se pone en 1.4Ipick up=2.5(1.4)300/5=210 AEl tiempo de operacin = 0.2 s (mnimo)Ajuste del elemento instantneo (0.5ISC) (l / CTR) =(0.5 x 4640) x 5/300 = 38.67 Aajuste= 38.67 A/2.5 A = 15.47; ajuste = 16 InomIinst.trip=16 (2.5) 300/5 = 2400 A primario a 13.2 kV

Rel 2:

2400 A se debe producir operando t2a en por lo menos 0.2+0.4 = 0.6 s

MULTa = 2400 A 5/800 x l/4 = 3.75 vecesCon 3.75 veces, y t top por lo menos 0.6 s de la fig.3.8, DIAL = 2Ajustes instantneos =(1.25 IfallaC) (1/CTR) = 1.25 (4640) x (5/800) = 36.25; ajustado en37 A.Iinst.prim= (37) 800/5 = 5920 A a 13.2 kVMULTb= 5920 A 5/800 x l/4=9.25 vecesCon 9.25 veces multiplicado y DIAL 2 t2b=0.18 s

Rel 3:

Para diferenciarlo del rel 2, se toma Iinst.prim2 = 5920 A

Requiere la operacin de t3a, en por lo menos 0.18+0.4 = 0.58 sMULTa=5920 A x 5/1100 x l/8=3.36 veces.Con 3.36 veces y top =0.58 s DIAL 2Sin embargo, el elemento instantneo del rel asociado con el interruptor 3 essuperpuesto y el tiempo de discriminacin es aplicado para una falla en la barra B paraevitar la prdida de coordinacin con las unidades instantneas de los rel asociados conlos alimentadores de la barra, como se mencion en la seccin 3.2.1.Basado en Isc=14714.8 A a 13.2 kV, MULTb=147l4.8Ax5/11001/8=8.36 vecesCon 8.36 veces y DIAL 2 t3b=0.21 s

Rel 4:

Para l47l4.8A, el multiplicador = 14714.8A(13.2/115)5/300x1/4 = 7.04 vecesRequiere t4 = 0.21 + 0.4 = 0.61 sCon 7.04 veces y top=0.61 s DIAL 5Ajuste del elemento instantneo = (1.25 IfallaB) (l/CTR)

=1.25(1689)5/300=35.19 A

Se ajusta en = 36 AIinst. prim=(36) 300/5=2160 A referido a 115 kV


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Iinst.prim= 2160(115/13.2) = 18818.2 A referido a 13.2 kV

Tabla 3.3 resume los cuatro ajustes del rel.

Tabla 3.3 Resumen del ajuste del ejemplo 3.2

Porcentaje de la lnea A-B protegida por el elemento instantneo del rel asociadocon el interruptor 2

i

iS

K

KKX

1)1(%

+=

28.14640

5920===

endSC

pickupSC

iI

IK

46.0

35.85

39.2592.13=

+==

element

source

S

Z

ZK

68.028.1

1)28.11(46.0% =

+=X

Por consiguiente, el elemento instantneo cubre el 68% de la lnea BC. Las curvas decoordinacin de los rels asociados con este sistema son mostradas en la fig. 3.10. Debenotarse que stas estn todas dibujadas para corrientes referidas al mismo nivel detensin - en este caso 13.2 kV.


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Fig. 3.10 Curvas de coordinacin de los rels para el ejemplo 3.2

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