Protecciones sistemas eléctricos de potencia

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COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD

Región oriente de transmisión

Departamento de protecciones

diagramas unifilares y TRIFILARES, ING. MELITON NERI MARTINEZ | 1978

INTRODUCCION

La representación en el papel de los equipos eléctricos (mecánicos, electrónicos, etc.) con sus características arreglos de disposición y arreglos de sus circuitos de protección control y medición incluyendo sus características, en forma cadenada, recibe el nombre de diagrama.

Los diagramas son las principales herramientas para el desarrollo eficaz de las actividades del personal de mantenimiento y operación de los equipos de protección, control y medición. El diagrama unifilar tiene por objeto indicar en forma simplificada la disposición eléctrica (NO FISICA), de los equipos en líneas (pudiendo ser curvas o rectas de un solo trazo que faciliten la compresión funcional de los componentes que entran en juego en una instalación eléctrica incluyendo los circuitos de protección, control y medición.

Dentro de lo posible es aconsejable que los diagramas unifilares se realizan de acuerdo a la disposición física de equipos. El diagrama unifilar es un arreglo en detalles de disposición eléctrica de componentes con referencia de arreglo físico, generalmente de equipos de potencia.

Recibe su nombre su nombre a la indicación de las 3 fases de un sistema trifásico, este diagrama incluye detalles de conexiones de generalidades, banco de transformación, transformadores de potencial, dispositivos de potencial, reactores, apartarrayos, banco de capacitores, buses, etc.

En relación con circuitos secundarios de transformadores de corriente y de potencial debe incluirse además de las conexiones, voltajes de operación y relaciones de transformación, etc. Las terminales de cada uno de los componentes de protección, control y medición.

CONCEPTOS BASICOS DE C.A Y C.D

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CORRIENTE ALTERNA C.A

La corriente es el movimiento de cargas eléctricas entre dos polos que no se hallan a la misma tensión por tener uno de ellos un exceso de electrones respecto a la otra. En las corrientes alternas, el sentido del movimiento de las cargas se invierte periódicamente, ósea que un mismo polo es alternamente positivo, negativo, otra vez positivo y así sucesivamente.

La intensidad de una corriente alterna parte de cero, pasa por un máximo positivo, correspondiente a su amplitud, vuelve a bajar hasta cero, cambia de signo, pasa por un máximo negativo, disminuye de nuevo hasta ser nula y vuelve a ser positivo. El ciclo completo tiene una duración perfectamente determinada en cada caso.

FRECUENCIA: es el número de ciclos que se sitúan en un segundo.

VALOR EFICAZ

Los efectos magnéticos y químicos de las corrientes alternas se mantienen a cada alternancia de las mismas, mientras que los efectos caloríficos son constantes. Así la corriente alterna nos útil para los procesos de electrolisis.

Para una lámpara incandescente funciona igualmente en corriente alterna que en corriente continua. No obstante, como la intensidad es variable en el curso de un ciclo. la intensidad eficaz de una corriente alterna equivale a 70.71% de la intensidad máxima

Así, por ejemplo, para que una corriente alterna surta los mismos efectos caloríficos que una corriente continua de 115 volts, su amplitud máxima en el curso de una oscilación ha de ser de 163 volts. La intensidad eficaz es igual a 0.7071 veces de la intensidad máxima, o sea que la amplitud máxima es igual a 1.4142 veces el valor eficaz.

 Este valor eficaz es el que registran la generalidad de los instrumentos de medición.

CORRIENTE CONTINUA C.D

La corriente continua denominada también directa circula siempre en el mismo sentido del conductor del conductor y surte efectos constantes. Se caracteriza por su intensidad que es la suma de las cargas eléctricas que atraviesan una sección del conductor por segundo.

EN FASE. – Dos o más alternancias de corrientes alternas se hallan en fase cuando, en un instante dado ocupan posiciones idénticas en sus respectivos ciclos. Por ejemplo, si pasan al mismo tiempo por un máximo de sus sinusoides, en cuyo caso estas coinciden exactamente.

FUERA DE FASE. – Cuando el ciclo de una alternancia se ha iniciado con retraso respecto al de la otra, en cuyo caso difiere la magnitud que ambas tienes en un momento dado. En los circuitos trifásicos circula por cada conductor una corriente alterna de igual frecuencia e intensidad que la de los otros conductores, pero con un retraso o diferencia de fases de 120º eléctricos.

180º FUERA DE FASE. – Dos alternancias de corrientes y/o voltajes se encuentran en oposición cuando sus amplitudes máximas se encuentran 180º desfasadas una con respecto de la otra.

POLARIDAD

El concepto polaridad aplicado a equipos eléctricos de potencia y equipos de protección y medición eléctrica, comprende aspectos relacionados entre las señales primarias y secundarias, así como entre señales corriente – corriente, corriente – voltaje, dependiendo de los equipos de que se trate. Por lo expuesto anteriormente, se analizarán en forma independiente.

Polaridad de transformadores de instrumento” corriente y potencial”.

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Las marcas de polaridad         o                                      [pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

Indican:

1.- la caída de voltaje de la polaridad a la no polaridad, en el primario está prácticamente en fase con la caída de voltaje de la polaridad y la no polaridad del secundario.

2-. La corriente que sale en la polaridad del secundario está prácticamente en fase con la corriente que entra en la terminal de polaridad del primario.

La expresión prácticamente en fase indica diferencia angular mínima correspondiente a error practico despreciable.

POLARIDAD DE TRANFORMADORES DE DISTRIBUCION O DE POTENCIA MONOFASICOS.

POLARIDAD SUBSTRACTIVA. -  Cuando las tensiones inducidas en los devanados primarios y secundario están en fase.

POLARIDAD ADITIVA. - Cuando las tensiones en el primario y secundario están 180º desfasados.

De aplicación general es el uso de polaridades substractivas.

La verificación de polaridades en transformadores se realiza con el equipo de prueba “TTR”, el cual también mide la relación de transformación.

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Nótese que las terminales H1 y X1 están directamente opuestas una con respecto a la otra- esto es de norma.

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