proteccion de sistemas de potencia 1

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CURSOCURSOPROTECCION DE SISTEMAS ELECTRICOSDE POTENCIAPROFESOR: ING. BERNARDINO ROJAS VERAAREQUIPA, OCTUBRE, NOVIEMBRE 2004CAPITULO 1ES LA CAUSA CAPAZ DE PRODUCIR UN TRABAJO MECANICOLA ENERGIA CALORIFICA PRODUCE TRABAJO MECANICO (MAQUINAS A VAPOR) LA ENERGIA POTENCIAL DE LAS AGUAS ALMACENADAS EN UN EMBALSE PRODUCEN TRABAJO MECANICOLA FUERZA DE LOS VIENTOS PRODUCEN TRABAJO MECANICOASPECTOS GENERALES DE LAS PROTECCIONES (1)ANTECEDENTES DE LA ENERGIA ELECTRICAANTECEDENTES DE LA ENERGIA ELECTRICAENERGIA ENERGIA PRODUCE LA FUNCION CLOROFILICA EN LAS PLANTASLAS PLANTAS SON EL ESLABON DE LA CADENA ALIMENTICIA DE LOS SERES VIVIENTES LAS PLANTAS Y LOS SERES VIVIENTES SON LA FUENTE DE LOS COMBUSTIBLES FOSILESLOS COMBUSTIBLES FOSILES SE UTILIZAN PARA PRODUCIR ENERGIA CALORIFICALA ENERGIA MECANICA SE PUEDE TRANSFORMAR EN ENERGIA ELECTRICAASPECTOS GENERALES DE LAS PROTECCIONES (2)ANTECEDENTES DE LA ENERGIA ELECTRICAANTECEDENTES DE LA ENERGIA ELECTRICAENERGIA SOLARENERGIA SOLARPRODUCE EL CICLO HIDRO-LOGICO EVAPORACION -PRECIPITACION CON ALMACE-NAMIENTO DE ENERGIA POTENCIAL EN LOS EMBALSESLA ENERGIA POTENCIAL DE LAS AGUAS ALACENADAS SE UTILIZAN PARA LA PRODUCCION DE ENERGIA ELECTRICA LOS VIENTOS SE ORIGINAN A CAUSA DE LAS DIFERENCIAS DE PRESION CAUSADAS POR LA ENERGIA SOLARLA FUERZA DE LOS VIENTOS SE PUEDEN UTILIZAR PARA PRO-DUCIR ENERGIA ELECTRICA.ASPECTOS GENERALES DE LAS PROTECCIONES (3)ANTECEDENTES DE LA ENERGIA ELECTRICAANTECEDENTES DE LA ENERGIA ELECTRICAENERGIA SOLARENERGIA SOLARFUENTE DE ENERGIA EN LOS NUCLEOS ATOMICOS DESCU-BIERTO EN EL SIGLO XXES EL RESULTADO DE LA TRANSFORMACION DE PARTE DE LA MASA NUCLEAR EN ENERGIASE BASA EN LA FORMULA DE EINSTEIN: E = MC E = ENERGIA PRODUCIDA M = MASA TRANSFORMADA C = VELOCIDAD DE LA LUZLA ENERGIA NUCLEAR SE PUEDE UTILIZAR EN ENERGIA ELECTRICAASPECTOS GENERALES DE LAS PROTECCIONES (4)ANTECEDENTES DE LA ENERGIA ELECTRICAANTECEDENTES DE LA ENERGIA ELECTRICAENERGIA NUCLEARENERGIA NUCLEARSISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA (1)DEFINICIONDEFINICIONUn sistema elctrico de potencia es un conjunto de componentes y equipos que permiten trasladar la energa desde los centros de generacin hasta los puntos de carga, el cual debe cumplir con las siguientes caractersticas Continuo Adecuado Confiable Oportuno y de calidadSISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA (2)SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA (2)0JET|V08 0E L08 8|8TEHA8 0E P0TEN6|AGeneracion - Fabricas- ComercioTransmisionDistribucionResidencialComercializacionHidroelectrica(Agua)Termoelectrica Bunker Diesel GasEF|6|EN6|APER0|0A8 H|N|HA88ECUR|0A0EF|6|EN6|APER0|0A8 H|N|HA88ECUR|0A0E8TAN 60HPUE8T08 P0R E0U|P08 0E ALTA TEN8|0N, L08 6UALE8 NATURALHENTE T|ENEN L|H|TA6|0NE8 PARA 8U 0PERA6|0N0EEN 0PERAR 0ENTR0 L|H|TE8 E8PE6|F|6A008 0E FRE6UEN6|A, V0LTAJE Y 60RR|ENTEE8TAN 60HPUE8T08 P0R E0U|P08 0E ALTA TEN8|0N, L08 6UALE8 NATURALHENTE T|ENEN L|H|TA6|0NE8 PARA 8U 0PERA6|0N0EEN 0PERAR 0ENTR0 L|H|TE8 E8PE6|F|6A008 0E FRE6UEN6|A, V0LTAJE Y 60RR|ENTETURBINAS PELTONTURBINAS FRANCISTURBINAS KAPLANSISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA(3)ELEMENTOS BASICOS - GENERACIONELEMENTOS BASICOS - GENERACIONHIDRAULICAHIDRAULICATURBINAS A VAPORTURBINAS A GASTURBINAS DIESELTERMICA CONVENCIONALTERMICA CONVENCIONALNUCLEARNUCLEAREOLICAEOLICASU FUNCION ES TRANSPORTAR LA ENERGIA ELECTRICA DESDE UN LUGAR A OTROSE CLASIFICAN POR EL NIVEL DE TENSION: MEDIA TENSION: DE 1 A 45 KV (DISTRIBUCION) ALTA TENSION: DE 45 A 300 KV (SUBTRANSMISION) MUY ALTA TENSION: DE 300 A 700 KV (TRANSMISION/INTERCONEXION) EXTRA ALTA TENSION: MAYOR A 700 KV (INTERCONEXION)LA CLASIFICACION ANTERIOR NO ES RIGIDA; POR EJEMPLO EN EL PERU SE PUEDE CLASIFICAR: DISTRIBUCION: DE 1 A 13.8 KV SUBTRANSMISION: DE 22 A 69 KV TRANSMISION: DE 132 A 220 KVSISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA (4)ELEMENTOS BASICOS - TRANSMISIONELEMENTOS BASICOS - TRANSMISIONUBICACIN Y TIPOS DE FALLASUBICACION- LINEAS DE TRANSMISION- BARRAS- TRANSFORMADORES YGENERADORESTIPOS- MONOFASICAS- BIFASICAS- TRIFASICAS: 85 : 12 : 3 220 KV ~ 230 KV: 60 85 : 30 10 : 10 5 FRECUENCIA DE FALLAS TENSION FALLAS/100 KM Y POR AO- LINEAS DE TRANSMISION 400 KV 0.2 - 1.0 220 KV 0.7 - 3.5 138 KV 3 - 15 60 KV 4 - 20 40 KV 6 - 30 20 KV 18 - 90- LINEAS DE 300 KM Y 400 KV 0.6 - 3.0 FALLAS/AO- LINEAS DE 10 KM Y 40 KV 0.6 - 3.0 FALLAS/AO 400 KV 115 KV 5 - 25 FALLAS/AOMAhlFE37ACl0hE3 0E LA3 PER70R8ACl0hE3 Eh EL 3l37EMA80RE60RR|ENTE8 60RT06|R6U|T0880RE6ARCA8(0etecta Temperatura}FALLA8 8|HETR|6A8Y A8|HETR|6A8ALTA 60RR|ENTE (KA}APAR|6|0N REPENT|NA0URA6|0N 60RTA(50 - 250 ms}0PERA6|0N N0RHAL(125-1307|n} APAR|6|0N CRA0UAL0URA6|0N LARCA(Var|os m|nutos}TEN8|0NE8AN0RHALE880RETEN8|0NE88UTEN8|0NE8TRAN8|T0R|A8PERHANENTE880RE6ARCA8(s - m|n}FALLA8(ms - s}60RTA8(0esc. Atmosfer|cas}LARCA8(Han|obras}(Khz - Hhz}6ab|e de guardaPararrayosaja res|stenc|a(us - ms}A FRE6UEN6|A|N0U8TR|AL (s - m|n}L|neas |argas(efecto ferrant|}Fa||as}Re|es de sobretens|onRe|es de m|n|ma tens|onMAhlFE37ACl0hE3 0E LA3 PER7R08ACl0hE3 Eh EL 3l37EMAFRE6UEN6|A8AN0RHALE880REFRE6UEN6|A88UFRE6UEN6|A8AUHENT0 0E PER0|0A8- 6ALENTAH|ENT08V|RA6|0N 0E PALETA8 0E CRUP08 TERH|608RELE8 0E 80REFRE6UEN6|A0E8ALAN6E CENERA6|0N Y 6ARCARELE8 0E H|N|HA FRE6UEN6|A(rechazo de carga}0TR08(60H|NA6|0N}|NVER8|0N 0E P0TEN6|A - E8PE6|ALHENTE PERJU0|6|AL PARA CRUP08 TERH|60860RR|ENTE8 0E 8E6UEN6|A NECAT|VA - FA8E8 A|ERTA880REPRE8|0NE8V|RA6|0NE8TEN8|0NE8 0E 8E6UEN6|A h0H0P0LAR - 6|R6U|T08 EN 0ELTA A|ERT0VAR|A6|0N 0E |HPE0AN6|A8 APARENTE8 - 086|LA6|0NE8 0E P0TEN6|AGrfica de las distorsionesIMPULSOSSOBRETENSIONES DE ORIGEN ATMOSFERICOExternas Descargas atmosfricasDiferencia de potencial entrela nube y tierra puede alcanzar de 100 a 1000 millones de voltios y con una intensidad media de descarga de 20,000 amperios, sin embargo, hay registros de hasta 200,000 amperios.Efectos8|8TEHA8 0E 60NTR0L8|8TEHA8 0E PR0TE66|0NE88|8TEHA ELE6TR|600E P0TEN6|APERTURA6|0N60NTR0L - FUN6|0NE8EN T000 |N8TANTE 0EE HANTENERPg = Pc + Perd60NTR0L 0E "f" Y ALAN6E 0E "P"60NTR0L 0E "V" Y ALAN6E 0E "0"60NTR0L 0E |NTERRUPT0RE80PERA6|0N HANUALAUT0HAT|60L06ALREH0T0PR0TE66|0NE8 - FUN6|0NE8PREVEN|R Y ATENUAR 0AN08H|N|H|ZAR T|EHP08 0E |N0|8P0N||L|0A0H|N|H|ZAR EFE6T08 0E PERTURA6|0NE80AR |N0|6|08 0E LUCAR Y 6AU8A8 0E LAFALLA8ALVACUAR0AR F|8|6AHENTE A LA8PER80NA8RE8TALE6ER AL 8EP A LA 0PERA6|0N N0RHAL0PERACl0h 0E 0h 3l37EMA ELEC7RlC0SEPTRAN8F0RHA00RE80E HE0|0ARELE8 0EPR0TE66|0NE0U|P0 0E60HUN|6A-6|0NE8E0U|P0 0E REP08|6|0N |NTERRUPT0RE0U|P08 0E ANAL|8|8 0E FALLA8ELEMEh703 0E 0h 3l37EMA 0E PR07ECCl0hPrevenir o atenuar daos al equipo detectando todas las fallasMinimizar el tiempo de INDISPO-NIBILIDAD de los equiposMinimizar interrupciones del suministro a los sistemas ELECTRICOS de los usuariosMinimizar los efectos de las perturbaciones en el resto de la red ELECTRICA evitando la EVOLU-CION de la falla y perdidas de estabilidadDar indicios del lugar y causas de la fallaSalvaguardar FISICAMENTE a las personasRestablecer al sistema ELECTRICO a las condiciones de operacin normalPRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE APLICACIONFUNCIONES DE LOS RELES DE PROTECCIONFUNCIONES DE LOS RELES DE PROTECCIONREQUISITOS DE LOS RELES Y SISTEMAS DE PROTECCION REQUISITOS DE LOS RELES Y SISTEMAS DE PROTECCION SENSIBILIDADSENSIBILIDADSELECTIVIDADSELECTIVIDADEL SISTEMA DE PROTECCIONES DEBE SER CAPAZ DE DETECTAR FALLAS EN CONDICIONES DE MINIMA GENERACION, CONDICION DE OPERACIN DEL SISTEMA ELECTRICO EN EL QUE CIRCULA LA MINIMA CORRIENTE DE FALLA EL SISTEMA DE PROTECCIONES DEBE SER CAPAZ DE DETECTAR FALLAS EN CONDICIONES DE MINIMA GENERACION, CONDICION DE OPERACIN DEL SISTEMA ELECTRICO EN EL QUE CIRCULA LA MINIMA CORRIENTE DE FALLA SIGNIFICA QUE SOLAMENTE EL COMPO-NENTE DEL SISTEMA ELECTRICO QUE TENGA LA FALLA SEA ESCONECTADO. SIGNIFICA QUE SOLAMENTE EL COMPO-NENTE DEL SISTEMA ELECTRICO QUE TENGA LA FALLA SEA ESCONECTADO. RAPIDEZRAPIDEZEL TIEMPO DE DURACION DE LA FALLA DEBE SER LOS MAS REDUCIDO POSIBLE, DE FORMA DE REDUCIR LOS EFECTOS DEL CORTOCIRCUITO Y MANTENER LA ESTABILIDAD DEL SISTEMA ELECTRICO EL TIEMPO DE DURACION DE LA FALLA DEBE SER LOS MAS REDUCIDO POSIBLE, DE FORMA DE REDUCIR LOS EFECTOS DEL CORTOCIRCUITO Y MANTENER LA ESTABILIDAD DEL SISTEMA ELECTRICO FIABILIDADFIABILIDADOBEDIENCIA: OPERAR CORRECTAMENTE CUANDO SEA REQUERIDOSEGURIDAD: NO OPERAR ANTE CAUSAS EXTRAASOBEDIENCIA: OPERAR CORRECTAMENTE CUANDO SEA REQUERIDOSEGURIDAD: NO OPERAR ANTE CAUSAS EXTRAASREQUISITOS DE LOS RELES Y SISTEMAS DE PROTECCION REQUISITOS DE LOS RELES Y SISTEMAS DE PROTECCION RAP|0EZ8EN8||L|0A08ELE6T|V|0A0FLEX||L|0A060NF|A|L|0A0RE0UN0AN6|AE60N0H|A8ELE66|0N 0ELE80UEHA0|8EN0A0APTA|L|0A08ELE6T|V|0A0 (2}Selectividad absoluta Selectividad relativaI1PELE DIFEPEMCIAL PELE DIFEPEMCIALI1 I2IdI2APEA PPOTE0IDA APEA PPOTE0IDAZI ZIf fZI ZIBarra A Barra BRAP|0EZLos SP deben eliminar la falla en el menor tiempo posible para proteger a las personas, equipos y mantener la estabilidad del sistemaTiempo Aclaracin Falla Valores de Impedancia [=] Ohm100 ms Impedancias de falla menores o iguales a 100 ohm120 ms Impedancias de falla entre 100 ohm y 200 ohm.1 s Impedancias de falla entre 200 ohm y 300 ohm400 ms Para respaldo local1,5 s Mximo tiempo para respaldo re

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