Coordinacion de protecciones rele de sobrecorriente en configuracion radial etap

1. TÉCNICO
Como herramienta para ilustrar la metodología de coordina-
ción de protecciones y ajustes en sistemas radiales se utilizo
el software de simulación ETAP 7.5. La Figura 1 presenta la
primera parte del sistema a coordinar.
Figura 1. Sistema a Coordinar – Relé
de Sobrecorriente Lado primario del
Transformador.
Criterio 1, *
ajuste unidad temporizada (51):
Criterio 2, *
ajuste unidad instantánea (50):
* Opción para programar el relé de protección.
Para el relé 1 la corriente nominal en el lado de alta tensión
del transformador es de 125.5 Amperios:
Figura 2. Corriente nominal lado de alta tensión,
transformador.
Entonces, el ajuste para la unidad temporizada del relé 1 es:
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Por: Ing. Rafael Franco Manrique y José Rodrigo Ayaviri S.
Metodología para la coordinación de un relé
de sobrecorriente en
sistemas radiales
Herramienta de simulación software ETAP
1. Introducción
Todos los sistemas eléctricos están expuestos a fallas o even-
tos los cuales se deben proteger mediante sistemas de protec-
ción de sobrecorriente como Relés, Fusibles, Reconectadores
o Interruptores. Lo anterior, con el objeto de aislar la parte
de circuito afectada, en este artículo se presentan algunos
criterios utilizados para el ajuste de los equipos de protección
los cuales podrán ser aplicados a sistemas de distribución y a
sistemas industriales radiales. Se presentan algunos criterios
para realizar una coordinación de protecciones mediante el
uso del software Etap.
2. Metodología y resultados
Para el desarrollo de esta metodología, la coordinación de
protecciones se llevará a cabo con curvas IEC “Very Inverse”
(Muy inversa). Ésto no significa que no se pueda utilizar otra
curva, los criterios aplican tanto para curvas IEC como ANSI.

2. TÉCNICO
Para realizar el ajuste de la unidad ins-
tantánea es necesario simular dos (2)
cortocircuitos en la subestación:
Figura 3. Niveles de cortocircuito, subestación.
De los anteriores resultados se puede
concluir que si la corriente de falla está
entre 983 y 1790 Amperios, es posible
que la falla sea en el transformador, por
lo tanto ajustamos la unidad instantá-
nea del relé 1 con la menor corriente.
Ajuste instantáneo del relé 1:
La Figura 4 presenta los ajustes ingresa-
dos en el software de simulación, el relé
1 es el último dispositivo de protección
del circuito por lo tanto su dial puede ser
ajustado al mínimo:
El objetivo del relé 1 es proteger los ele-
mentos de la subestación, especialmente
el transformador. En la Figura 5 se puede
observar que el ajuste del Relé 1 protege
completamente al transformador, ade-
más, permite que pueda ser energizado
sin peligro de disparo por las corrientes
de Inrush.
Aguas arriba del sistema se encuentra el
relé 2 (ver Figura 6), el próximo paso en
la coordinación es ajustar este relé con
respecto al relé 1:
Figura 5. Ajustes de
fase, relé 1.
Figura 4. Ajustes de fase, relé 1.
Figura 6. Relé 1 vs Relé 2.
De acuerdo a los criterios, la unidad
temporizada del relé 2 se ajusta con
ayuda de la corriente nominal del cable,
530 Amperios.
Debido a que el TC asociado al relé 2 es
de 600/5, este ajuste pondría en riesgo el
dispositivo de medida. En consecuencia,
se debe ajustar la unidad temporizada
con el menor valor entre la corriente
nominal del TC (600 Amperios) y la
corriente de pickup calculada. En con-
secuencia:
Para realizar el ajuste de la unidad ins-
tantánea del relé 2 es necesario simular
dos (2) cortocircuitos tal como se obser-
va en la Figura 7.
Figura 7. Niveles de cor-
tocircuito, subestación.
Si la corriente de
falla está entre
1260 y 2200 Am-
perios, es posible
que la falla este
en la línea, por lo
tanto ajustamos
Estos ajustes se ingresan en el software
como se presentó anteriormente. El
dial del relé se estima con ayuda de
la herramienta computacional, de tal
forma, que se logre un tiempo mínimo
entre curvas de 200-300 milisegundos
(decalaje), en este caso 0.325 segundos.
La Figura 8 presenta la selectividad de
la coordinación.
Para los ajustes del resto de relés en un
sistema radial, se procede a aplicar la
metodología ya descrita para el relé 1 y
el relé 2 respectivamente.
Figura 8. Ajustes relé 2, selectividad entre curvas.
Finalmente se procede a chequear la
selectividad del sistema mediante el
módulo del Software Etap llamado
“Protective Device Coordination & Se-
quence of Operation” los resultados se
presentan en la Figura 9. Ante una falla
trifásica al final del circuito, el Interruptor
- CB1 es el que responde ante esta falla,
sin embargo, si este no funciona por
algún motivo el sistema de protección
que lo respalda es el que se encuentra
aguas arriba, es decir, CB2. Si CB2 no
responde su respaldo será CB4.
Figura 9. Ajustes relé 2, selectividad entre curvas.
la unidad instan-
tánea del relé 2 con la menor corriente.
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*Ing. Rafael Franco M. Universidad del Valle.
Cali, Colombia;
e-mail: rafaelfranco@pti-sa.com.co
rafaelfranco@ingenieros.com.
Ing. José Rodrigo Ayaviri S. Universidad del
Valle. Cali, Colombia;
e-mail: joseayaviri@pti-sa.com.co
jayaviri@gmail.com