PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR
INTRODUCCIÓN
La protección adecuada de los alimentadores viene después en importancia a la protección de los generadores;
alimentadores
Convocar el poder del generador a las subestaciones y los consumidores, y mientras el fracaso completo de uno
de ellos no provocaría un apagado tan general como el fallo de un generador, sin embargo,
cortó a varios consumidores, involucrando a muchos de ellos en serias pérdidas financieras. Instalando protectores
adecuados
dispositivos en un alimentador, las fallas no pueden prevenirse, pero cuando ocurren su efecto puede minimizarse
mediante el aislamiento inmediato del alimentador defectuoso, localizando así el daño y reduciendo el choque al
sistema
como un todo.
Un sistema de protección adecuado para alimentadores debe tener las mismas características que se requieren para un
generador
y protección del transformador; el dispositivo empleado debe funcionar al inicio de una falla, debe ser
discriminativo, es decir, solo los alimentadores defectuosos deben cortarse y no deben funcionar con una sobrecarga
pesada como
como puede ser causado por una falla externa al área que está protegiendo. Varios sistemas cumplirán las condiciones
anteriores,
y la pregunta sobre cuál es el mejor para emplear debe decidirse mediante una encuesta cuidadosa de todos los factores
que ingresan
en la proposición particular bajo consideración. Los siguientes sistemas proporcionarán lo requerido
protección.
(1) Sistema de voltaje balanceado de la unidad A.e. Protección del alimentador.
(2) Sistema de voltaje equilibrado piloto compensado de la protección del alimentador de la unidad.
(3) Sistema de conductor dividido de protección del alimentador de la unidad.
(4) Sistema de balance de núcleo ampliñcd de D.C. Protección del alimentador.
Los sistemas anteriores ahora se considerarán por separado,
(l) SISTEMA DE VOLTAJE EQUILIBRADO DE PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR DE LA UNIDAD
Principio.- El principio fundamental en el que se basa este sistema es que,
bajo condiciones saludables y descuidando las pérdidas, la corriente ingresa a un extremo de un
el alimentador es igual al que sale del otro extremo; tan pronto como ocurra una falla, sin embargo,
esta condición ya no se cumple, y la diferencia entre el entrante y el saliente
las corrientes están dispuestas para operar un relé y abrir los interruptores de aceite necesarios
para aislar el alimentador.
Aplicación.- La aplicación general de los principios se puede entender fácilmente.
del diagrama simple, que representa un alimentador único, con voltaje balanceado
protección, dada en la Fig. 2; dos transformadores de corriente similares, de una relación adecuada,
están tan conectados entre sí por mcans de cables piloto que en condiciones saludables,
es decir, con corrientes iguales en ambos devanados primarios, los voltajes de los dos
los transformadores se equilibran entre sí con el resultado de que no habrá corriente
flujo en los relés que están conectados en serie con los secundarios de los transformadores
al final del cithcr. Cuando ocurre una falla, las corrientes en las dos primarias
diferirán el uno del otro, ya sea en fase o magnitud, o en ambos; el secundario
los voltajes de los dos transformadores nunca estarán en equilibrio, y fluirá una corriente
en el circuito secundario y operar los relés. La aplicación del sistema a
un alimentador trifásico se muestra en la FIG. 3)
FIG. l.-Transformador equilibrado Sistema de voltaje.
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EMPRESA ELÉCTRICA LIMITADA
PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR
INTRODUCCIÓN
La protección adecuada de los alimentadores viene después en importancia a la protección de los generadores;
alimentadores
Convocar el poder del generador a las subestaciones y los consumidores, y mientras el fracaso completo de uno
de ellos no provocaría un apagado tan general como el fallo de un generador, sin embargo,
cortó a varios consumidores, involucrando a muchos de ellos en serias pérdidas financieras.
Mediante la instalación de prodispositivos de alimentación en un alimentador, las fallas no se pueden prevenir, pero cuando ocurren, su efecto se
puede minimizar
mediante el aislamiento inmediato del alimentador defectuoso, localizando así el daño y reduciendo el choque al
sistema
como un todo.
Un sistema de protección adecuado para alimentadores debe tener las mismas características que se requieren para un
generador
y protección del transformador;
el dispositivo empleado debe funcionar al inicio de una falla, debe ser
discriminativo, es decir, solo los alimentadores defectuosos deben cortarse y no deben funcionar con una sobrecarga
pesada como
como puede ser causado por una falla externa al área que está protegiendo. Varios sistemas cumplirán las condiciones
anteriores,
y la pregunta sobre cuál es el mejor para emplear debe decidirse mediante una encuesta cuidadosa de todos los factores
que ingresan
en la proposición particular bajo consideración.
Los siguientes sistemas proporcionarán lo requerido
proteccion: (1) Sistema de voltaje balanceado de la unidad de protección del alimentador Ae .
(2) Sistema de voltaje equilibrado piloto compensado de la protección del alimentador de la unidad.
(3) Sistema de conductor dividido de protección del alimentador de la unidad.
(4) Sistema de balance de núcleo ampliñcd de protección del alimentador de CC.
Los sistemas anteriores ahora se considerarán por separado,
(12698)
HIGO. l.-Transformador equilibrado
Sistema de voltaje.
l '---- ~
.------(l) SISTEMA DE VOLTAJE EQUILIBRADO DE PROTECCIÓN DE ALIMENTADOR DE UNIDAD
Principio.- El principio fundamental en el que se basa este sistema es que,
bajo condiciones saludables y descuidando las pérdidas, la corriente ingresa a un extremo de un
el alimentador es igual al que sale del otro extremo; tan pronto como ocurra una falla, sin embargo,
esta condición ya no se cumple y la diferencia entre la entrada y la salida
las corrientes continuas están dispuestas para operar un relé y abrir los interruptores de aceite necesarios
para aislar el alimentador.
Aplicación.-El
Aplicación general de los principios Se puede entender fácilmente
se situó desde el diagrama simple, que representa un alimentador único, con voltaje equilibrado
protección, dada en la Fig. 2; dos transformadores de corriente similares, de una relación adecuada,
están tan conectados entre sí por mcans de cables piloto que bajo condiciones saludables
ciones, es decir, con corrientes iguales en los dos devanados primarios, los voltajes de los dos
los transformadores se equilibran entre sí con el resultado de que no habrá corriente
fluir en los relés que están conectados en serie con los secundarios de la transmisión
formadores en cithcr final. Cuando ocurre una falla, las corrientes en las dos primarias
diferirán el uno del otro, ya sea en fase o magnitud, o en ambos; el secundario
los voltajes de los dos transformadores nunca estarán en equilibrio, y fluirá una corriente
en el circuito secundario y operar los rclays. La aplicación del sistema a
un alimentador trifásico se muestra en la FIG. 3)
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DESCRIPTIVO
FOLLETO
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(38436)
HIGO. 3.-Protección de voltaje balanceado de trifásico
Alimentador.
(38434)
HIGO. 2.-Protección de voltaje balanceado de
Alimentador monofásico .
Este sistema es un sistema de "unidad", es decir, está completo en sí mismo, y se puede
aplicado a nuevos fecders paralelos sin interferir con los alimentadores existentes.
Los transformadores utilizados en este sistema deben estar balanceados con precisión para voltaje y ángulo de fase, y
Esto se puede hacer mejor equilibrando los transformadores agrupados en un extremo del alimentador con los
agrupados.
en el otro extremo. Este equilibrio se realiza durante el proceso de fabricación, y la prueba se realiza con primario
corriente muchas veces superior a la corriente normal a plena carga, lo que garantiza que las características de la
Los transformadores son similares en sobrecargas pesadas.
Una de las desventajas del sistema es que la corriente de capacidad de los cables piloto fluye a través del
rclays; En condiciones normales de carga, la corriente de capacidad es muy pequeña, debido a la pequeña diferencia de
potencial
entre los cables del piloto, y es insuficiente: para operar los relés, pero en condiciones de sobrecarga pesada, como
ocurrirá en caso de una falla externa al área protegida, la corriente de capacidad puede ser lo suficientemente grande
como para
opere los relés y corte el alimentador innecesariamente.
Para evitar que esto suceda, los transformadores son
dada una característica de caída para que, con grandes corrientes primarias, la relación sea mayor que bajo condiciones
de carga normal
Valores operativos.-El
El valor de la corriente de falla para la cual operarán los relés depende de la naturaleza
de la culpa Los siguientes son los tipos de falla que pueden ocurrir: (una)
Falla en la alimentación de la tierra ee punto muerto ".
(si)
Fallo en la conexión a tierra "ambos terminaron".
(mi)
Falla entre fases que alimentan "dead endcd".
(re)
Falla entre las fases de alimentación "ambas terminadas".
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Por el término "alimentación, sin salida" se entiende que la energía para alimentar la falla solo se puede suministrar de
un extremo del alimentador, como ocurriría si hubiera una falla en un alimentador que suministra J. consurner
directamente de un
estación generadora o subestación.
Por "alimentación, ambos terminados" se entiende que la falla puede ser alimentada con energía
de ambos extremos; Esto ocurriría con una falla en un anillo principal.
La razón de la variación en la magnitud de la corriente de falla requerida para operar los ensayos es diferente
El tipo de fallas es que la impedancia que deben superar los transformadores varía con la naturaleza de la falla.
La condición existente con las diversas fallas se da a continuación:
NOTA : -todos
las referencias son a la Fig. 3)
(una).
Falla en la alimentación de la tierra "callejón sin salida". Considere
una falla en la fase A. El transformador en el
El extremo saliente o generador del alimentador llevará la corriente de falla y el voltaje inducido en su secundario.
en exceso de lo requerido para equilibrar el voltaje del otro transformador, tendrá que superar el
impedancia equivalente a tres relés, dos transformadores en serie y una resistencia de 1 t veces la de un cable piloto.
La corriente de falla máxima se requiere bajo estas condiciones, y en un sistema promedio, la corriente mínima
eso operará los relés e aislará que el alimentador es de aproximadamente 200 amperios.
(si). Fallo en la alimentación de la tierra "ambos terminaron". Considere
una falla en la fase A, suponiendo que la Fig. 3 para ser un
sección de un anillo principal. Los transformadores en cada extremo de la fase A llevarán cada uno la mitad de la
corriente de falla, suponiendo
suministro de energía equa1 desde ambos extremos. La impedancia que debe superar la tensión secundaria de la
transmisión
los formadores que llevan corriente de falla equivalen a tres ensayos, un transformador en serie y una resistencia de
lt veces
el de cada cable piloto; se verá que en este caso la impedancia es algo mayor que en la anterior
uno, pero, como la corriente de falla se divide entre dos transformadores, la corriente mínima para operar los ensayos
Es casi lo mismo.
(mi).
Falla entre las fases que alimentan "callejón sin salida". Considere
una falla entre las fases A y B. La
Los transformadores en los extremos salientes de las fases llevarán cada uno la corriente de falla completa, y el
secundario
el voltaje así configurado tiene que superar una impedancia equivalente a cuatro ensayos, dos transformadores en serie
y dos
cables pílot Aunque la impedancia es algo mayor, la carga se comparte entre dos transformadores y
una corriente de falla más baja operará las repeticiones.
(re). Falla entre fases
alimentación "ambos terminaron" - Considere
una falla entre las fases A y B,
suponiendo que la FIG. 3 para ser una sección de un anillo principal. La corriente de falla fluirá en transformadores de
cuatro series y el
la impedancia a superar será equivalente a cuatro ensayos y dos cables piloto; la corriente será sobre
lo mismo que para el caso (e).
Se entenderá que las cifras dadas anteriormente para las corrientes de falla mínimas simplemente indican lo que puede
es de esperar, y solo se pueden obtener cifras exactas para cualquier sistema después de considerar todos los factores
invocados.
(II) SISTEMA DE VOLTAJE EQUILIBRADO PILOTO COMPENSADO DE PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR DE LA UNIDAD
Debido a la desventaja del sistema que se acaba de describir, es decir, que la capacidad de corriente de los cables piloto
fluye a través de los ensayos y, por lo tanto, requiere el empleo de transformadores con una característica de caída
Para evitar el disparo de los relés en sobrecargas pesadas, el sistema de voltaje compensado Pi10t compensado fue
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ideado Este sistema es idéntico al anterior, con la excepción de que se proporcionan medios para derivación
la capacidad actual pasado los relés; la derivación se obtiene al proporcionar a los cables piloto una funda metálica
que se divide en el centro de su longitud para formar dos conductores separados de igual longitud.
Cuando una
se produce una sobrecarga intensa, esto induce un alto potencial en los scc de los transformadores y configuraciones de
la serie
una corriente de capacidad que, en lugar de pasar por los relés, fluye en el circuito local formado por la vaina,
transformador y cable piloto; este circuito puede rastrearse casualmente en la Fig. 4, que ilustra la aplicación de la
Sistema para la protección de un alimentador trifásico. El resultado de desviar la eapacity eurrent es habilitar un
Configuración más sensible de los relés a adoptar.
Otras ventajas del sistema son que se pueden emplear transformadores con una característica de línea recta,
ya que no hay temor a las corrientes de eapacidad que operan los relés; transformadores con una línea recta
característica
puede equilibrarse de manera más fácil y precisa. Además, debido al efecto de protección de la cubierta metálica.
es posible incorporar núcleos telefónicos en el cable piloto y, por lo tanto, permitir que se conecte un cable grande y
fuerte
empleado en lugar de dos relativamente débiles.
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HIGO. 4.-compensado
Protección de voltaje equilibrado piloto
de alimentador trifásico.
(III) SISTEMA DE CONDUCTOR DIVIDIDO DE PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR DE LA UNIDAD.
El sistema de conductor dividido de la protección del alimentador de la unidad se basa en el principio de que si hay dos
conductores de igual impedancia, conectados en paralelo, luego la corriente se dividirá por igual entre ellos, siempre
que
que no hay falla en ninguna de las secciones; si una falla dcvclops es una sección onc, entonces llevará más corriente que
el otro, y esta desigualdad de corrientes está dispuesta para operar un relé y así aislar la falla. En la aplicación
Este principio a la protección del alimentador, cada conductor en el cable o la línea aérea se divide en dos secciones
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ligeramente aislados unos de otros, y con una impedancia casi igual como sea posible; solo aislamiento de luz
es necesario entre las dos secciones porque normalmente tienen el mismo potencial, pero todo el conductor
que comprende las dos secciones deben estar adecuadamente aisladas para soportar la tensión de trabajo.
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(38431)
HIGO. 5.-Secciones de cables para protección de conductores divididos.
Las secciones de cables típicos para la protección del conductor dividido se muestran en la FIG. 5. FIG. 6 ilustra un
posible
Disposición de los conductores divididos en los linos aéreos. En ambos extremos del alimentador, las dos secciones de
cada
el conductor se pasa a través de un transformador de anillo en direcciones opuestas, de modo que en condiciones
saludables,
es decir, con la misma corriente en cada división, no se induce flujo en el núcleo de hierro. Cuando se produce una falla,
los dos
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HIGO. 6.-Disposición típica de conductores divididos en líneas aéreas,
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No. 364 / 7-1
PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR - Continuación.
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HIGO. 7.-Protección del conductor dividido del alimentador trifásico.
(12700)
Fig. 8.-Relé conductor de 3 polos sin restablecimiento.
Se verá que en la Fig. 7 la división se lleva
directamente en el interruptor de aceite; originalmente esto no era
hecho, y se encontró que con una falla muy cerca del
extremo receptor del alimentador, el relé en el receptor
cnd funcionaría, debido a la corriente de flujo desde el
"división" saludable, a través del enlace de conexión al
iault; pero debido al hecho de que la diferencia en
Impedancia entre las divisiones defectuosas y saludables
era muy pequeña, suficiente corriente fuera de balance
no ft.owto operar el relé en el extremo de salida,
con el resultado de que la falla no fue aislada.
Cuando se utiliza un interruptor dividido, la condición anterior
no surge, ya que se activa un interruptor
Las dos divisiones se desconectan entre sí en
ese fin, y luego el pie actual que fluye en el
"dividir", para alimentar la falla, opere el relé y
dispare el otro interruptor, aislando completamente el
alimentador. El interruptor dividido debe estar diseñado de modo que
las corrientes ya no son iguales y se induce un flujo en el núcleo de hierro que, a su vez, induce una corriente en el
devanado secundario del transformador, operando así el relé y desconectando el interruptor de aceite y aislando
El alimentador defectuoso. La aplicación del principio a un alimentador trifásico se muestra en la Fig. 7)
-
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---------= - :: - ============== "- == --- == --- ~ -_._--------: = -: === -------
~ ----DESCRIPTIVO
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No. 364 / 7-1
PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR -Continuación.
al hacer el circuito, las divisiones se unen primero para evitar la posibilidad de una "división" onc
estar conectado al suministro antes que el otro, lo que haría funcionar los relés y volvería a disparar el interruptor.
Este sistema es muy sensible y tiene una configuración de relé de 0 · 25 amperios. se puede hacer funcionar con una
falla
corriente de 20 a 30 amperios; Tiene las ventajas adicionales de simplicidad y confiabilidad de grcater.
ELECCIÓN DEL SISTEMA.
Como se mencionó anteriormente, la elección de qué sistema emplear en un caso específico debe ser gobernada por el
condiciones que se cumplen en ese caso, pero las siguientes observaciones generales deben tenerse en cuenta al hacer
la
decisión.
Para todos los trabajos nuevos de CA, se recomienda que el sistema de conductor dividido de la protección del
alimentador
ser
empleado, ya que es más simple y más sensible que otros sistemas,
Una excepción al staterneut anterior es,
que para los cables nuevos que funcionan a voltajes muy altos, cualquiera de los svsterns (1. o n.) debe ser desplegado,
como
las dificultades de sulación hacen que los cables conductores divididos no sean económicos.
Para la protección de los alimentadores de CA existentes, la elección debe hacerse entre el voltaje equilibrado simple
y los sistemas de voltaje equilibrado piloto compensado de protección del alimentador de la unidad; ninguno de estos
sistemas requiere
ing cables especiales o aparamenta.
(IV) SISTEMA DE BALANCE BÁSICO AMPLIFICADO DE PROTECCIÓN DE ALIMENTADOR DC.
Por fuZ! descripción ver Folleto No. 364 / 8-1.
Este método de protección de los alimentadores de CC contra fallas a la tierra se basa en el hecho de que, en
condiciones saludables
condiciones, las corrientes en los cables positivo y negativo son iguales; en caso de que se produzca un fallo en la tierra
en uno
el polo y un circuito de retorno estarán disponibles para la corriente, entonces este saldo se verá afectado y el saldo
fuera de balance
se puede hacer efecto, a través de la agencia de relés, para operar los interruptores automáticos necesarios y así aislar
culpa.
El método de aplicar este principio implica el uso de una resistencia conectada permanentemente a través del
barras de bus, el punto medio de la primera se conecta a la tierra; para reducir la pérdida de energía debido a
Esta resistencia y para hacer el arreglo más sensible, se emplea una resistencia económica de alto valor.
Tan pronto como se desarrolle una falla a tierra, la corriente fluirá en el cable que conecta el punto medio de la
resistencia
a la tierra; si es de suficiente magnitud, esta corriente de tierra operará un relé sensible que, a su vez, causará un
contactor para cortar la resistencia económica y conectar una resistencia de tierra de bajo valor al pálido de oposición
a lo que está conectado a tierra; esto hará que fluya una corriente de tierra pesada y, por lo tanto, opere el relé
diferencial
en el alimentador defectuoso y recórtelo. Como la baja resistencia solo está en el circuito el tiempo suficiente para que
la falla sea
aislado, se puede calificar muy alto y, por lo tanto, es relativamente barato.
La resistencia económica puede
consisten en lámparas de una resistencia adecuada cuando servirán para el propósito adicional de dar una señal visual
de
el hecho de que hay una falla en la tierra.
La disposición completa del sistema se muestra en la Fig. 9 (ver página siguiente
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FOLLETO
No. 364 / 7-1
PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR -Continuación.
Si se desarrolla una falla en el generador o en los circuitos de la barra colectora, el relé sensible seguirá funcionando y
conectándose
La baja resistencia al polo opuesto al que está conectado a tierra, con el resultado de que una corriente de falla alta
fluya continuamente en la baja resistencia y probablemente se queme debido a su alta calificación. Para prevenir esto,
Un fusible o relé de tiempo está conectado en circuito con baja resistencia y está configurado para funcionar si la
corriente
fluya por un tiempo sustancialmente superior al requerido para aislar el alimentador.
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Fig. 9.-Sistema de balance de núcleo amplificado 01 Protección del alimentador de CC.