Laboratorio de Protecciones Eléctricas

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  Universidad de Santiago de Chile
 Facultad de Ingeniería

  Departamento de Ingeniería Eléctrica

  Laboratorio de Protecciones Eléctricas

Experiencia n°3: “Relé de Sobre-Corriente de Tiempo Inverso”

Informe de Laboratorio

Alumnos: Emilio Galleguillos Henríquez

            Jorge Orellana Gómez

Profesor: César Ferreira

Fecha:       Diciembre de 2015

1. Objetivos.

• Aplicación de relés de sobrecorriente en sistemas de potencia.
• Realizar la coordinación de protecciones de sobrecorriente.
• Comprobar experimentalmente la operación selectiva de las protecciones para fallas en las barras de las S/E.

1.  INTRODUCCIÓN TEÓRICA

RELÉS:

Un relé es un dispositivo de un sistema de protección que tiene por función discriminar sobre la magnitud de variables eléctricas previamente definidas, cuando ellas alcanzan o sobrepasan el valor ajustado, dichos relés causan un cambio brusco en uno o más circuitos de control. Estos se clasifican de acuerdo con la característica de su tiempo de operación.[pic 2][pic 3]

Como muestra la figura 1 dichas curvas caracterizan tres características principales en función al tiempo, estas son: Instantánea, Definido e Inverso. la primera consiste en que el relé opera definiendo la corriente de operación mínima del relé, dicho valor corresponde a la corriente de cortocircuito mínima que se produce en el sistema, el segundo es muy parecido al instantáneo pero la única diferencia es que a este se le define en que tiempo va a operar, y por último el de tiempo inverso es aquel relé que opera cuando el núcleo se satura con un valor poco superior a la corriente pick up

Conceptos de TAP, LEVERO TIME DIAL (td), PICKUP:

TAP: Dispositivo mecánico que determina el número de vueltas de la bobina de corriente del circuito magnético de un relé electromecánico y que permite variar la sensibilidad del relé electromecánico, permitiendo que opere con diferentes valores de corriente.

Si se trata de relés digitales o numéricos el concepto de TAP tiene por significado expresar un ajuste de corriente mínima de operación.

Pick-up: Corriente mínima de operación, definida antes.

LEVER O TD: Dispositivo de ajuste que permite variar el tiempo de operación del relé.

En los relés digitales o numéricos, no existen elementos de la naturaleza mecánica, por lo tanto es controlado por un software, en donde se ajusta el TD, pero aquí se tiene que regir por alguna norma, americana o europea. Si se trata de norma americana el rango del Time Dial es de 0,5 a 15 en pasos de 0,01, y para el caso de norma europea es de 0,05 a 1,0 en pasos de 0,01.

DROPOUT: Tiempo de reposición del relé al sistema

TIPOS DE RELÉS SEGÚN SU PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO.

Relés Electromagnéticos, Relés Polarizados.

Relés del tipo wattmétro:

Relés Electro-dinamométricos, Relés Térmicos, Relés Mecánicos, Relés Estáticos, Relés Estáticos.

CACARCTERÍSTICAS GENERALES DE UN SISTEMA DE PROTECCIONES.

Selectividad: Permite discriminar la ubicación del equipo o elemento del Sistema de Energía Eléctrica afectado y, por consiguiente actuar de modo de aislarlo del resto del sistema, el que deberá seguir en operación normal.

Rapidez: Operación en el tiempo mínimo posible luego de la ocurrencia de una falla o condición anormal de operación.

El tiempo de operación es ajustable y depende de la selectividad. (temporización de las protecciones).

Razones de la alta velocidad de operación:

- Se disminuye el daño causado al equipo protegido y/o a las personas.

- Se evita la inestabilidad del sistema.

- Se acorta el tiempo durante el cual el voltaje disminuye.

- Se aumenta la efectividad de la reconexión automática.

Sensibilidad: El Sistema de protección debe operar frente a una falla por mínima que ésta sea.

Una desviación de las condiciones de operación de un Sistema de Energía Eléctrica, respecto de las condiciones normales, implica que el sistema de protección debe operar.

Seguridad: El sistema de protección debe garantizar la operación en todos los casos que sea requerido.

Respaldo: Es la condición de un sistema de protección que permite la operación de una protección secundaria si la que debió operar, por condición de selectividad, no lo hizo.

Coordinación: Es la selección y/o ajuste de los dispositivos de protección para despejar una falla y/o aislar la parte afectada del sistema. Es la característica de los equipos de protección de modo que operen selectivamente y otorguen respaldo.

Tiempo de paso: Es el tiempo que tiene el relé para coordinar el respaldo del relé aguas debajo de sí mismo, es decir, es un delta tiempo que el relé posee para activarse en caso que el relé aguas abajo no opere.

Tiempo de apertura de lo relé: Es el mínimo tiempo posible que posee el relé para dar orden de operación en caso de falla.

Creación de Relés de Sobrecorriente y configuración

Para implementar elementos tipo Relés al sistema, primero se debe seleccionar el “paño” en que se desea instalar y con el secundario pulsar en “New Device”; “Relay Model”. Una vez realizado este procedimiento, el Relé se encuentra implementado.

En la actualidad existen diversos tipos de Relés con capacidades de respuesta diferentes para cada suceso en particular. Para el circuito propuesto en el laboratorio se utilizaran relés de sobre corriente de tiempo inverso y tiempo definido 50/51.

Luego el relé se puede modificar “manualmente” pero debido al gran número de variables que deben ajustarse en un relé, se decide implementar desde la biblioteca de Digsilent, y se puede seleccionar de la siguiente forma:

• Abierta la configuración del Relé, en ”Type” seleccionar “Select Proyect Type”, a partir de esto se muestra la librería general, luego ingresar a las casillas correspondientes: Relés y TTMM; [50/51/50N/51N/67/67N] y finalmente cargar el archivo [50/51/50N/51N]

• Una vez seleccionado el tipo de relé, se debe “enlazar” el TTMM correspondiente al paño seleccionado, de modo que el relé opere en función del transformador de medida instalado en el mismo punto, para esto se debe abrir la configuración del Relé, luego en las celdas Ct-3ph y Ct-3I0 se debe asignar el TTMM respectivo.

• Finalmente para el sistema propuesto se debe desactivar la lectura de las corrientes residuales de los relés, y esto se realiza de la siguiente forma: ingresar a la configuración general de relé, luego las celdas 3I0>; 3I0>>; Toc_3I0; Iph>; Iph>> se deben seleccionar de forma individual y acceder a su configuración señalando en “Out Service”, de esta forma se desactiva la lectura de corrientes residuales de los relés.

1. CALCULOS OBTENIDOS Y COMPARACION RESULTADOS TEORICO-EXPERIMENTALES

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Datos del sistema:

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