tema_2_dispositivos de maniobra y proteccion

8/18/2019 Tema_2_Dispositivos de Maniobra y Proteccion

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DISPOSITIVOS DE

MANIOBRA Y PROTECCION

Ing. Juvenal Manzaneda

Cochabamba - Bolivia

Tema 2


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GENERALIDADES

EQUIPOS DE PROTECCION Y MANIOBRA

INDICE

COMPONENTES DE MANDO Y CONTROL

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL

Tema 2


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1.- GENERALIDADESTema 2

En construcción….


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2.- EQUIPOS DE PROTECCION Y

MANIOBRA

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Seccionador portafusible

Contactor

Interruptor Seccionador Interruptor Seccionador


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3.- COMPONENTES DE MANDO Y

CONTROL

ESQUEMAS EXPLICATIVOS

Kbep = Miles de barriles equivalentes de petróleo

Tema 2

Circuito de FUERZA - contiene componentes de alta demanda energética yconstituye la razón de ser del circuito. Incluye componentes de consumo final, losconductores y dispositivos de conmutación de potencia directamente vinculados(seccionadores, contactores, interruptores y dispositivos de protección).

Circuito de MANDO - Contiene otros componentes (control y medida), conalimentación eléctrica independiente y potencia inferior. Permite el gobierno de loscomponentes de fuerza. El circuito de mando, incluye pulsadores, lámparas deemergencia, indicadores de diferentes magnitudes y relés utilizados en el mando

Cuando se pretende alimentar un actuador o sistema eléctrico permitiendo cierto gradode maniobra (no limitada únicamente a la apertura o cierre), es conveniente separar elesquema eléctrico en dos: uno principal o de FUERZA y otro secundario o de MANDO (y señalización).


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CONTROL

ESQUEMAS EXPLICATIVOS

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Circuito de fuerza

Circuito de control

Si el elemento a alimentar es de escasa potencia y

la maniobra que se pretende realizar es simple, no

suele haber esta separación.


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CONTROL

ELEMENTOS DE UN INSTALACION ELECTRICA

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PULSADOREs un contacto que tiene una sola posición estable.Permite el paso de corriente - pulsador NC (de apertura, de parada)No permitirá el paso de la corriente – pulsador NA (de cierre, de marcha)

RELEVADOR Interruptor electromagnético, utilizado como dispositivo auxiliar en loscircuitos de control Abre y cierra un conjunto de contactos cuando su bobina se energiza.La bobina produce un fuerte campo magnético que atrae una armaduramóvil, accionando los contactos

MONOESTABLES - vuelven solos a su estado de reposo (al desconectar lacorriente de excitaciónBIESTABLES - mantienen el estado abierto o cerrado de sus contactosdespués de recibir un impulso de mando


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CONTROL


Tema 2

TEMPORIZADORFunción - conmutar uno o más circuitos eléctricos en base a la variabletiempo. Al energizar (on-delay), aquellos cuyos contactos NA o NC,cambian de estado después de un tiempo transcurrido una vez que sehaya mandado una señal de encendido. Contrariamente, el «off delay».

SOLENOIDES Dispositivo físico capaz de crear una zona de campo magnéticouniforme. La mayor parte tienen un retorno a resorte para devolver laarmadura (parte móvil) a la posición inicial.

GIRATORIOS - proporcionan una carrera rotacional que se mide engrados. Algunos son unidireccionales y otros son bidireccionales.

LINEALES, proporcionan una carrera lineal normalmente menor de unapulgada en cualquier dirección. Algunos solenoides lineales sonunidireccionales y algunos son bidireccionales.


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CONTROL


Tema 2

LLAVE SELECTORA con enclavamientoSelectores de dos o tres posiciones (1NA o 2NA), de diseño modularcuenta con un mecanismo de accionamiento, sistema de contactos y deseñalización (LED), pueden combinarse libremente para llevar a cabodistintas funciones.

FINALES DE CARRERA (interruptores de posición)Detectan la posición de un elemento móvil mediante accionamientomecánico. Son muy habituales en la industria para detectar la llegadade un elemento móvil, a una determinada posición.

Existe una variedad, acorde a cada uso (lengüeta, bisagra, palanca conrodillo, varilla, palanca metálica con muelle, de pulsador, etc).

Estos interruptores están disponibles en combinaciones de 2 y 3contactos tipo NA y NC, de acción rápida y de acción lenta.


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CONTROL


Tema 2

BORNERAS Y BORNESLos BORNES, son dispositivos que tienen la función deproporcionar un medio seguro de conexión eléctrica ymecánica a los más variados conductores eléctricos.

Entre todos los tipos de conectores disponibles, los bornesson los más utilizados por poseer las siguientescaracterísticas: Modularidad y facilidad de instalación.

Bornes tipo tornillo y tipo resorte


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4.- TRANSFORMADORES DE

CORRIENTE

Es un transformador de instrumentación, la corriente secundaría esprácticamente proporcional a la corriente primaría y circula por un circuitocerrado, a través de los devanados de corriente de los equipos conectados.

AISLAR los equipos de medición, control y protección (relés), del circuito de AT SUMINISTRAR en el secundario, una corriente proporcional al lado primario SUMINISTRAR en el secundario, una corriente de magnitud adecuada para los

medidores y relés

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Los instrumentos ligados al secundario del CT, se conectan

en SERIE, a objeto de garantizar que la corriente eléctrica sea

a misma en todos los equipos


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CORRIENTE

Tema 2

Relación de transformación

ℜ∗Φ=− sp FMMFMM

0ININ sspp =∗−∗

sp

s

p IN

NI

∗=

s

p

I

IRTC =

p

s

N

NRTC =

Las corrientes SECUNDARIAS nominales, son los valoresrecomendados: Norma IEC - corriente nominal secundaria: 1, 2 y 5 A. Norma ANSI - corriente nominal : 5 A

CORRIENTES PRIMARIAS

IEC: 10 - 12.5 - 20 - 25 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 y sus múltiplos decimales

ANSI: 10 - 15 - 25 - 40 - 50 - 75 - 100 - 200 - 300 - 400 - 600 - 800 - 1200 – 1500

2000 - 3000 - 4000 - 5000 - 6000 - 8000 - 12000 (amperios)


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CORRIENTE

Tema 2


Cuando se tiene una bobina secundaria con múltiplesderivaciones (tomas intermedias), las combinacionesde éstas dan diferentes relaciones. Se denominan«Multirelación»

Así para un CT 500/5, se tendría relaciones de valoressecundarios: 100 – 200 – 300 – 400 – 500/5.

Se puede tener un CT con dos o tres devanadosprimarios

Por ejemplo un CT de 100/5, tendrá relaciones de50-100/5, dependiendo de cómo esté conectado elCT en el lado primario (serie o paralelo).


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CORRIENTE

Tema 2


Los CTs, pueden tener más de un núcleo independientedel lado secundario, de los cuales se utilizan UNO paramedida y el RESTO de núcleos, para las protecciones

Conviene que las protecciones diferenciales de cables otransformadores de potencia y de distancia seconecten a CTs independientes.

Por ejemplo, un CT de relación 600/5 con 3 núcleossecundarios se especifica de relación 600/5/5/5


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POTENCIAL

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Clasificación de los CT’s

TRANSFORMADORES DE MEDICION

Trabajan con densidades de flujo reducidas (0.1 T) yentran en saturación a 0.4 - 0.5 T, con corrienteprimaria aproximada de 4*I1n, que equivale en elsecundario 4*I2n.

Reproduce fielmente la magnitud y el ángulo de fasede la corriente.

La precisión se garantiza desde una pequeña fracciónde corriente nominal (10%), hasta un exceso decorriente (20%, sobre el valor nominal).

Los circuitos magnéticos, son de sección menor con relación a los de protección Al alcanzar una saturación, se limita el valor de la sobretensión aplicada a los equipos demedición.Una saturación, es una protección, evitando la perforación por sobretensión de la aislación

ANSI: 0,3 – 0,6 – 1,2

IEC: 0,1-0,2-0,5-1,0-0,2S-0,5S

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POTENCIAL

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TRANSFORMADORES DE PROTECCION

El núcleo, se satura para valores muy grandes delflujo (20*I1n), en el secundario se refleja 20*I2n.

Corrientes superiores a la nominal, se presentan en

caso de cortocircuitos y dañarían los instrumentos demedida, lo que no ocurre con los relés que seproyectan para operar con estas corrientes.

Inversamente, un relé conectado a un TC paramedición, en caso de cortocircuito no operará jamás.

El circuito magnético del CT de protección, debe presentar una sección transversal grande,de modo de evitar saturación en caso de cortocircuito.

ANSI: 2,5 – 5 - 10

IEC: 5P – 10P

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POTENCIAL

Tema 2


TRANSFORMADORES MIXTOS

Se diseñan para una combinación de los dos casos anteriores (connúcleos independientes), un circuito con el núcleo de alta precisiónpara los circuitos de medición y uno o más circuitos (con núcleosadecuados), para los circuitos de protección.

TRANSFORMADORES COMBINADOS

Son aparatos que, bajo una misma cubierta,albergan un transformador de corriente (CT)y otro de tensión (PT). Se utilizan enestaciones de intemperie fundamentalmente

para reducir espacios.

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POTENCIAL

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Reactancia de los CT’s

TRANSFORMADORES DE ALTA REACTANCIA

Tienen una bobina primaria enrollada en el núcleo magnético (aumenta su sensibilidad)Tienen una reactancia de dispersión con valor razonable en relación a la impedancia totalde su circuito magnético, con carga nominal.

Tipo A – que significa Alta reactancia de dispersión del CT Tipo H – que significa High (Alta) reactancia de dispersión del CT

TRANSFORMADORES DE BAJA REACTANCIA

El primario es apenas una barra que traspasa el núcleo (aplicable para altas corrientes).

El secundario presenta muchas espiras para producir el máximo acoplamiento posible(disminuyendo considerablemente la reactancia de dispersión)

Tipo B – que significa Baja reactancia de dispersión del CT Tipo L – que significa Low (Baja) reactancia de dispersión del CT

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POTENCIAL

Tema 2

Factor de sobrecorriente

El factor de sobrecorriente (FS), se define como la relacióncorriente máxima de sobrecorriente del lado primario y lacorriente primaria nominal, para que la precisión de su clase seamantenida

Los valores máximos de las corrientes de cortocircuito que puede circular por el primario delCT, para que su error se mantenga en valores standarizados en las normas adoptadas porun país (el valor standarizado por la norma ANSI, es 20).

CT _ alminPno

itocortocircumax_ P

I

IFS =

Ejemplo 1: Sea un CT de relación 600/5 y un FSigual a 20, solo puede utilizarse en un sistemaeléctrico, si la máxima corriente de cortocircuito en el

punto de instalación del CT, no pasa el valor de:

(A)

CT _ alminPnoitocortocircumax_ P IFSI ∗=

1200060020I itocortocircumax_ P =∗=

El resultado indica que, paracorrientes de cortocircuito menor a12000 (A), el error del CT en su

lado secundario, es menor o igualal 10%. El FS produce unalimitación en el CT, dada por larelación:

CT _ alminPnoitoCortocircu IFSI ∗≤

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POTENCIAL

Tema 2

Factor de sobrecorriente

La corriente en el secundario, no debe pasar 100 A (20*5=100 A),caso contrario se excedería la clase de precisión del CT.

Ejemplo 2

Una clase 10H100, se refiere a un CT de alta reactancia (H), tal que alocurrir un cortocircuito (cuya corriente secundaria es de 100A), la tensiónmáxima será de 100 V y el error debido a la saturación del núcleo, no pasa

el 10%.

Impedancia conductor

(mm2.Ω/m)

(Ω.m)

cobrecobrecond S

LZ

∗ρ=

82.58

1cobre =ρ

8

cobre 107.1 −∗=ρ

Combinaciones de ANSI

−

−

800

400200

100

50

20

10

H

L

10

5

5,2

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POTENCIAL

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Tipo inductivo

Dispositivo destinado a la alimentación de aparatos de medición y/oprotección, con tensiones proporcionales a las de la red, en el puntoen el cual está conectado.

La tensión secundaria, dentro de las condiciones normales deoperación, es prácticamente proporcional a la tensión primaria,

aunque ligeramente desfasada Desarrollan dos funciones: transformar la tensión y aislar los

instrumentos de protección y medición, conectados a los circuitos dealta tensión.

Norma ANSI (V)

115 12066.4 69.5

Norma IEC (V)

110 115110/√3 115/√3 110/3 115/3

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POTENCIAL

Tema 2

Tipo capacitivo

Están formados por un divisor capacitivo y un elementoelectromagnético.

El divisor capacitivo (DC) consta de dos condensadores, C1 y C2conectados en serie, con el fin de obtener un borne de tensiónintermedia, al que se conecta una inductancia L1 y un transformador

de tensión intermedia (TTI) de tipo inductivo. Un PT capacitivo, además de su utilización para medida/protección,

permite utilizar la línea alta tensión para comunicación mediantecorriente portadora de alta frecuencia.

La respuesta de un PT capacitivo en régimentransitorio, no es tan rápida como la de un PT

inductivo, por lo que en ciertos casos, lasexigencias de las protecciones rápidas nopermiten la utilización de PT capacitivo.

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GRACIAS

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