RELE DE TENSION

APLICACIÓN DE RELES DE TENSION HOMOPOLAR EN INSTALACIONES INDUSTRIALES

Marcos Andrade

ALFEX S.A.

INTRODUCCION

El objetivo del presente informe responde a la necesidad de actualizar los importantes usos del relé de tensión homopolar, en este caso enfatizando su utilización en redes industriales.

Se efectúa incluye un repaso del cálculo de tensiones homopolares, de los respectivos circuitos de secuencia para faltas fase tierra y doble fase tierra.

Se indican también las formas típicas de conexión y ensayo de estos relés, en este último caso se hace referencia particular al relé RVH110 fabricado por ALFEX SA.

La descripción del uso se efectúa como es usual según el tipo de aterramiento del neutro.

INSTALACIONES INDUSTRIALES CON RED DE DISTRIBUCION PROPIA EN MEDIA TENSION

En la realización de estas consideraciones adoptaremos la terminología del Comité Electrotécnico Internacional que define media tensión para instalaciones entre cuya clase de tensión sea mayor que un kV y menor que 72 kV, y alta tensión para el rango de clases de tensión entre 72 kV y 240 kV.

Existen varias industrias, alimentadas en media o alta tensión desde la red de la empresa distribuidora, que por diversas razones utilizan una red interior de media tensión de uso exclusivo de la planta industrial o comercial.

Cuando la empresa toma la alimentación directamente desde la red de alta tensión, el motivo de tener una red interior propia en media tensión es obvio por razones de costo de las subestaciones internas.

En el caso de alimentación desde la red de media tensión, la causa más frecuente que hace necesaria una red interior es el uso de máquinas, fundamentalmente motores eléctricos de menor tensión que la de la red de alimentación, por ejemplo motores de 2.2 kV, 3 kV o de 6 kV.

También se presentan algunos casos donde existen razones históricas, donde el crecimiento de las instalaciones hace que la industria se alimente desde una tensión mayor y en esas situaciones pueden quedar zonas alimentadas desde la tensión anterior.

Instalaciones con neutro aislado

Se trata en general de instalaciones donde la red de media tensión interior es de muy pequeña extensión, que consiste en un pequeño número de subestaciones conectadas a través de cables subterráneos, aunque se encuentran también instalaciones de este tipo semirurales donde la distribución se realiza mediante el uso de líneas aéreas.

En cualquier caso la vinculación capacitiva a tierra de la red es muy pequeña, respondiendo de este modo a un sistema aislado prácticamente teórico.

Una falla a tierra puede permanecer en forma permanente sin ser detectada y el sistema se transforma en ese caso en un sistema que opera con una fase aterrada. El punto donde ocurre la falta prácticamente no drena corriente a tierra (corrientes de algunos miliamperes).

La sobretensión que afecta a las fases sanas es del 73% y provoca un esfuerzo adicional sobre el aislamiento de transformadores, motores y cables.

Los cables de potencia, generalmente han sido seleccionados para este tipo de red de forma que puedan operar de forma continua en esta situación.

Sin embargo los motores y transformadores sometidos durante largos periodos a esta situación pueden envejecer prematuramente, especialmente los motores.

El uso de relés de protección contra sobretensiones homopolares es obligatorio en este caso, su función puede limitarse a la emisión de una alarma que advierta de la presencia de la falla. La búsqueda del punto de falla se hace bastante complicado en este tipo de red debido a que se deben ir realizando desconexiones parciales de diferentes zonas hasta encontrar la zona en falta y luego el punto específico en falta.

Las formas de conexión se detallan en el Anexo I y responden a las siguientes posibilidades:

• Transformador de potencia con secundario en estrella, alcanza con instalar un relé de sobretensión conectado a través de un transformador de aislamiento entre el neutro de la estrella y tierra.

• Transformador de potencia con secundario en triángulo

• Deben utilizarse en este caso tres transformadores de tensión con conexión estrella con neutro aterrado, estrella con neutro aterrado

• Tres transformadores de tensión conexión estrella con neutro aterrado en el primario y triángulo abierto en el secundario.

La tensión primaria de los transformadores de tensión debe responder a la tensión compuesta de la red en consideración.

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