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Portada

Integrantes:

Giancarlo Arroyo

Ronald Marroquin

Curso:

Diseño Eléctrico 2 EM-965

AÑO: 2020

Coordinación Selectiva de Conductores y Disyuntores para Corrientes de Corto Circuito ICC.

1. Coordinación Selectiva de Conductores y Disyuntores para Corrientes de Corto Circuito ICC.

El diseño debe de tener 3 características:

Carácteristicas

  • Selectivo: Al ocurrir una falla lo ideal es que el interruptor que se dispare tiene que estar asociado al circuito donde ocurrió la falla, se preserva la continuidad del servicio y se minimizan los accidentes.

  • Fiable: Un sistema de protecciones tiene como origen inicial un estudio de corto circuito para poder realizar una coordinación efectiva, y así seleccionar los elementos indicados, que garanticen la continuidad y seguridad de los que usan el sistema, dependiendo de los valores que da el estudio así se seleccionan los diferentes tipos de interruptores.

  • Económico: es más económico realizar un estudio de protecciones desde cero a uno que ya esté construido, ya que la relación conductores y protecciones van de la mano.

PROTECCIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS

Son redes formada por unidades generadoras eléctricas, cargas, líneas de transmisión de potencia, incluyendo el equipo asociado, conectado eléctricamente o mecánicamente entre sí

Elementos de un Sistema Eléctrico de Potencia:

Elementos

Banco de Condensadores - Motores

• Interruptores de Potencia

• Generadores

• Bancos de Reactores

• Equipos de Control - Transformadores de Potencia

• Barras - Dispositivos de Protección

• Cables

• Dispositivos de Maniobra

• Líneas

• Transformadores de Medida y Protección

Representación del sistema eléctrico

La representación de un sistema eléctrico de potencia, en forma más sencilla va consistir de un diagrama, en el cual se han de colocar toda la información de los elementos y estructuras que constituyen el sistema de potencia.

OPERACIÓN NORMAL Y FALLAS

OPERACIÓN NORMAL Y FALLAS

• La operación normal de un sistema no considera la ocurrencia de fallas, ni la presencia de fenómenos incontrolables como tormentas y descargas atmosféricas, o los errores cometidos por los operadores.

• Cuando el sistema está bajo el efecto de uno de estos factores se dice que está operando bajo condiciones anormales y en este caso pueden ocurrir dos fenómenos de importancia Fenómenos de importancia:

Fenómenos de importancia:

1. El equipo o parte del sistema, puede sufrir daños de consideración si la intensidad y la duración de la perturbación exceden magnitudes determinadas.

2. La calidad del servicio suministrado se resiente gravemente. Frente al problema de operación anormal, el proyectista de un sistema eléctrico de potencia puede adoptar dos puntos de vista:

• Incorporar al diseño ciertas características que eliminen la posibilidad de fallas.

• Permitir la ocurrencia de las fallas incluyendo en el proyecto características y elementos que reduzcan el daño causado por las mismas.

Los sistemas de protecciones eléctricas

2. Los sistemas de Protecciones Eléctricas

Equipo más importante que se incluye en un sistema eléctrico de potencia

CAUSAS DE LA OPERACIÓN ANORMAL

CAUSAS

• Condición anormal en los aislamientos de las máquinas, aparatos y cables, las cuales son producidas por el envejecimiento, calentamiento o corrosión.

• Factores humanos, como apertura de un seccionador bajo carga, falsa maniobras en las máquinas, etc.

• Lonización del aire o en los materiales de máquinas y aparatos debidos principalmente a sobre-tensiones de origen atmosférico, por maniobras, etc.

CAUSAS

• Efecto de la humedad en el terreno y el medio ambiente, los cuales pueden originar puestas a tierra intempestivas.

• Accidentes originados por animales: por ejemplo, roedores que corroen cables, culebras que producen cortocircuitos entre barras, etc.

•Vandalismos, como por ejemplo disparar sobre los aisladores de las líneas, lanzar cadenas contra las barras de una subestación, etc.

CAUSAS

• Sobrecarga en transformadores, generadores y líneas de transmisión.

Anomalidades que ocurren en los sistemas eléctricos

ANORMALIDADES QUE OCURREN EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS

• Falla

• Perturbación

Fallas Eléctricas:

Una falla eléctrica implica dos posibles estados, una falta de aislación que se traduce en un cortocircuito, o una falta de continuidad eléctrica que implica un circuito abierto.

LOS TIPOS DE FALLAS EN UN SISTEMA DE ELÉCTRICO SON:

1

Cortocircuitos

2

Circuitos Abiertos

3

Fallas simultáneas

4

Fallas en devanados

5

Fallas en evolución

CORTOCIRCUITOS

Un concepto muy simple pero efectivo de cortocircuito, es el que lo define como el fenómeno eléctrico que ocurre cuando dos puntos entre los cuales existe una diferencia de potencial se ponen en contacto entre sí, caracterizándose por la circulación de elevadas magnitudes de corriente hasta el punto de falla.

Causas de los Cortocircuitos

• Las causas de los cortocircuitos son múltiples. En la distribución en baja tensión se deben con mayor frecuencia al deterioro mecánico del aislante.

• En líneas subterráneas se deben principalmente a la ruptura del material aislante causado por movimientos del terreno, golpes de picota, filtración de humedad a través del envolvente de plomo deteriorado, etc

Tipos de Corto Circuitos

Cortocircuito Trifásico

Cortocircuito Bifásico

Cortocircuito Bifásico a Tierra

Cortocircuito Línea a Tierra

Cortocircuito Trifásico a Tierra

PERTURBACIONES ELÉCTRICAS SOBRETENSIONES

Las sobretensiones son cualquier valor de tensión entre fase y tierra, cuyo valor pico, es mayor que la tensión máxima del sistema. La tensión en el sistema eléctrico de potencia es variable, dependiendo de las condiciones del sistema, estas variaciones están limitadas por las características de los equipos, tensión nominal, tensión máxima.

Clasificación de las sobre tensiones puede ser realizada en función de la duración de las mismas, quedando:

• Sobre tensiones Temporales.

• Sobre tensiones de Maniobra.

• Sobre tensiones Atmosféricas.

Sobre tensiones Temporales

Las sobretensiones temporales consisten en cambios en la amplitud de la componente de 60Hz de la tensión o sus armónicas por efecto de operaciones de maniobra, cambios en el flujo de potencia reactiva, fallas o bien por Ferroresonancia.

Orígenes de las sobre tensiones temporales

1. Cambios bruscos de carga: Cuando la carga suministrada al sistema se desconecta, total o parcialmente, se producen sobre tensiones que pueden durar varios segundos.

2. Ferroresonancia: Es el fenómeno oscilatorio creado por la capacitancia del sistema de potencia, en conjunto con la inductancia no lineal de un elemento con núcleo magnético (transformador de potencia, de medición o un reactor de compensación).

3. Energización de líneas (Efecto Ferranti): Una línea larga alimentada por una fuente inductiva en vacío no compensada en el extremo receptor es mayor que en el extremo de envío.

Sobretensiones de Maniobra

Las sobretensiones de maniobra son tensiones transitorias que se producen por cambios bruscos en el sistema, son de corta duración (mili-microsegundos) y que son altamente amortiguadas.

Posibles causas se sobretensiones de maniobra son:

1. Apertura de corrientes de falla

2. Falla kilométrica (falla en una línea a una distancia de algunos kilómetros del interruptor)

3. Apertura de transformadores en vacío y reactores

4. Aperturas de circuitos capacitivos.

Sobretensiones Atmosféricas

Las sobre tensiones atmosféricas son elevaciones de la tensión causadas por descargas eléctricas atmosféricas entre nube y tierra, que impactan en las instalaciones y líneas de transmisión, estas sobre tensiones son unidireccionales y de muy corta duración y su valor no depende de la tensión del sistema. Las descargas pueden ser:

• Directas: La descarga alcanza directamente alguno de los conductores de fase, es la más grave, debido a que la magnitud de estas sobre tensiones son independientes de la tensión del sistema y por lo general sumamente elevadas.

• Indirectas: Cuando la descarga se produce sobre los cables de guarda, las torres o a los elementos de apantalla miento o blindaje.

• Inducidas: Corresponde cuando la descarga tiene lugar en las cercanías de las líneas o instalaciones.

Sistemas de Protección

CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN

1

Confiabilidad

2

Dependebilidad

3

Seguridad

4

Selectividad

5

Rapidez

6

Exactitud

PRINCIPIOS Y CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIONES.

3. PRINCIPIOS Y CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIONES.

ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIONES:

- Relés

- Fusibles

- Seccionadores

- Interruptores Termomagnéticos (Breaker)

- Interruptores de Potencia

- Transformadores de Tensión

- Transformadores de Corriente

- Enlaces de Comunicaciones

- Fuentes de Alimentación Auxiliar

- Cableado de Control

Elementos de los Sistemas de Protección

Reles

Los relés de protección tienen por finalidad medir una señal o más señales de entrada de tensión y/o de corriente, provenientes del SEP, con la finalidad de determinar si existe una condición de falla en el sistema o equipo, de manera de activar una o más señales de salida.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN DE LOS RELÉS RELÉ ELECTROMECÁNICO

-Relé electromecánico

-Relés de atracción electromagnética

-Relés de inducción

- RELÉ ELECTRÓNICO

SECCIONADORES

Son dispositivos de protección, que aíslan la zona afectada o para efectos de mantenimiento aumentar la seguridad, no teniendo capacidad de interrupción de las corrientes de falla, quedando esta función delegada en Interruptores o Reconectadores asociados.

Tipos

INTERRUPTORES DE POTENCIA

Un Interruptor es definido en estándar ANSI como un equipo de maniobra mecánico, capaz de conducir e interrumpir corrientes bajo condiciones normales. También capaz de conducir e interrumpir corrientes bajo condiciones anormales específicas como cortocircuitos.

Clasificación

- Medio de Extinción del Arco

- El Tipo de Mecanismo.

- Por la Ubicación de las Cámaras

Clasificación (por el medio de extinción del arco)

- Inyección de aire.

La energía del arco eléctrico se disipa inyectándole una fuerte presión de aire comprimido.

- Hexafluoruro de azufre.

La energía de arco se disipa en el gas SF6.

Clasificación (por el medio de extinción del arco)

- Aceite.

La energía del arco se disipa rompiendo las moléculas de aceite.

- Vacío.

Utiliza como medio de extinción vacío en el cual no se puede engendrar plasma debido a la ausencia de los átomos que se requieren para la ionización Clasificación (por el tipo de mecanismo)

Clasificación (por el medio de extinción del arco)

-Tanque Muerto.

En este tipo de interruptores las cámaras de extinción de arco se encuentran auto-retenidas en un recipiente que se encuentra firmemente puesto a tierra y separadas de la línea o medio de conexión por los aisladores.

- Tanque Vivo.

Las cámaras se encuentran soportadas en columnas aislantes y éstas quedan separando la parte energizada del potencial a tierra por ejemplo, interruptores en SF6

CURVAS DE PROTECCION DE LOS CONDUCTORES ELECTRICOS

CURVAS DE PROTECCION DE LOS CONDUCTORES ELECTRICOS

- CURVAS DE SELECCIÓN DE UN DISYUNTOR

-CURVAS DE LOS FUSIBLES

-CURVA DE DISPARO DE UN MAGNETOTERMICO

-CURVAS DE DAÑO DEUN ITERRUPTOR DE UNIDAD DE DISPARO ELECTRONICO

-CURVAS DE DAÑO DE LOS EQUIPOS

-CURVAS DE DAÑO DEL TRANSFORMADOR

-CURVAS DE DAÑO DEL MOTOR

-METODO DE CALCULO PARA ICC

Gracias por su atención

Fin

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