ETAP - coordinación de protecciones (star)

1. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN
DE PROTECCIONES (STAR-ETAP)

2. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
2
Contenido
 Coordinación de Protecciones
 Programa ETAP
 Elementos
 Módulo de Coordinación de Protecciones - STAR
 Ejemplo

3. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
3
Coordinación de Protecciones

4. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
4
¿Qué es un Sistema de Protecciones?
Es el conjunto de equipos y dispositivos eléctricos cuya finalidad es
proteger al sistema de potencia asociado, de daños causados por
sobrecorrientes y sobretensiones transitorias y permanentes que
pueden ocasionar la pérdida de equipos, fallas en el sistema y que
representan un peligro para el personal.
¿Qué es una Coordinación de Protecciones?
Es la ciencia y arte de la correcta aplicación y ajustes de relés o
fusibles, o ambos, con la finalidad de proveer máxima sensibilidad ante
la presencia de fallas y condiciones no deseadas, pero evitando la
operación de estos equipos bajo condiciones permisibles o tolerables.
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

5. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
5COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
t
I
C B A
C
D
D B
A

6. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
6
¿Por qué es necesario un Sistema de Protecciones?
 Proteger a las personas.
 Reducir costos asociados a la reparación o reemplazo de los
equipos fallados.
 Reducir costos asociados a la pérdida de producción o
interrupción del servicio.
 Minimizar los efectos adversos sobre el balance del sistema.
 Evitar el esparcimiento de la falla a equipos adyacentes.
 Disminuir el período de indisponibilidad del equipo fallado.
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

7. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
7
¿Cuáles son los objetivos de un Sistema de
Protecciones?
 Separar el equipo fallado del resto del sistema.
 Limitar el daño ocasionado en el equipo fallado.
 Minimizar la posibilidad de fuego.
 Minimizar el riesgo de accidentes al personal.
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

8. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
8
Tipos de Protecciones
Sobrecorriente.
 De Tiempo Inverso (Inverse Time Over Current - TOC).
 Instantánea (Instantaneous Over Current - IOC)
 Direccional.
 Diferencial.
Impedancia.
 Distancia
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

9. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
9
Tipos de Protecciones
Voltaje
 Sobre / Bajo Voltaje
Frecuencia.
 Sobre / Baja Frecuencia
Mecánica.
 Presión (Relé Buchholz)
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

10. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
10COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
t
I
I2
2
t
Gen
I2
t
Motor
Xfmr
I2
t
Cable
I2
t

11. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
11
Programa ETAP

12. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
12
Potencialidades del Módulo STAR de ETAP
 Totalmente integrado al módulo de edición de diagramas unifilares.
 Amplia librería de elementos de protección (relés, interruptores,
fusibles, etc). Posibilidad de ampliar la librería por parte del usuario.
 Curvas de Coordinación de Protecciones en fase y tierra.
 Curvas de daño de motores, transformadores y alimentadores.
 Verificación de márgenes de coordinación.
 Verificación de secuencia de eventos al simular fallas en elementos
del sistema.
PROGRAMA ETAP

13. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
13
Elementos

14. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
14
Para realizar estudios de Coordinación de
Protecciones es necesario contar con los
siguientes grupos de elementos dentro del
diagrama unifilar:
 Elementos a proteger: Motores, alimentadores
y transformadores.
 Elementos de medición: Transformadores de
potencial y de corriente (fase y tierra).
 Elementos de protección y seccionamiento:
Relés, interruptores, contactores, MCP, fusibles y
O/L’s.
ELEMENTOS

15. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
15ELEMENTOS A PROTEGER – MOTORES
Toma la curva de arranque
del motor basado en
voltaje constante aplicado
en terminales del motor.
No requiere estudio de
arranque de motores.
Toma en consideración el
arrancador y alimentador.Convierte los bordes de la
curva de arranque del
motor en esquinas
“suaves”.
Toma la curva de arranque
de motor de un caso
ejecutado con el módulo de
Arranque de Motores.

16. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
16ELEMENTOS A PROTEGER – MOTORES
Al seleccionar la opción
“Motor Acceleration Study”
se debe escoger uno de
los reportes de estudio de
arranque de motores
previamente corridos. Esto
sólo aplica si previamente
se ha corrido al menos un
arranque para dicho
motor.

17. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
17ELEMENTOS A PROTEGER – MOTORES
Factor multiplicador a ser
aplicado a la corriente de
rotor bloqueado que será
representada en el gráfico
tiempo-corriente.
Límites térmicos del motor para
arranque en caliente y frío y la
opción de ser representados en el
gráfico tiempo-corriente.

18. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
18ELEMENTOS A PROTEGER – MOTORES

19. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
19ELEMENTOS A PROTEGER – CABLES
Opción para presentar en el
gráfico tiempo-corriente la
característica de daño del
alimentador así como la
temperatura utilizada, base u
operación, sobre la cual se
realizará el cálculo de la
característica de daño.
Esta opción se activa, sólo
cuando el cable se toma de la
librería del ETAP.
La curva de capacidad térmica se
dibuja entre 1 y 10 segundos.

20. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
20ELEMENTOS A PROTEGER – TRANSFORMADORES
La curva de daño
puede dibujarse en la
gráfica tiempo-
corriente utilizando la
corriente de falta en el
lado primario o
secundario
Tipo de instalación
Parámetros de la
corriente de
magnetización o
corriennte “inrush”

21. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
21ELEMENTOS A PROTEGER – GENERADORES
La capacidad térmica I2t se calcula en base a
la corriente de secuencia negativa, expresada
en múltiplos (K) de la corriente del nominal del
estator (FLA).
Según el tipo de generador, el valor de K
puede ser:

22. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
22ELEMENTOS – ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO
Transformador de Corriente
Relé de Baja Tensión
Relé de Frecuencia
Relé de Motor
Relé Diferencial
Transformador de Potencial
Relé de Potencia Inversa
Relé de Sobrecorriente
Relé Multifunción
Relé Disparo Estado Solido MT
Fusible
Interruptor BT
Contactor

23. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
23ELEMENTOS DE MEDICIÓN – TRANSFORMADORES DE CORRIENTE
Escoger tipo de TC
(Fase o Tierra).
TC Fase
TC Tierra

24. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
24ELEMENTOS DE MEDICIÓN – TRANSFORMADORES DE CORRIENTE
Relación de transformación del TC.
Es la carga conectada al secundario del
TC y viene expresada en VA o impedancia
en Ohm. Este valor se utiliza para el
tamaño y cálculo de saturación del CT.

25. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
25
Relación de
transformación del TP.
Conexión del
transformador de
potencial (L-L) o (L-G).
ELEMENTOS DE MEDICIÓN – TRANSFORMADORES DE POTENCIAL

26. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
26ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – RELÉ
Asignación de TC’s de
fase, tierra y tierra
sensitiva.
Asignación de TP’s

27. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
27ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – RELÉ
Asignación de dispositivos de
seccionamiento a abrir.

28. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
28ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – RELÉ
Librería de Relés.
Ajustes del Relé.

29. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
29ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – RELÉ
Se especifica si el
nivel de cortocircuito
trifásico y monofásico
en la barra donde se
conecta el relé es
calculado (en el
módulo STAR) o
definido por el usuario.
Opción para presentar
corrientes de
cortocircuito máximas
simétricas o asimétricas.
Opción para
presentar (o no
presentar) los niveles
de cortocircuito
trifásicos o
monofásicos,
máximos o mínimos
en el gráfico tiempo-
corriente.
Desactiva la
actualización de niveles
de cortocircuito.

30. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
30ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – INTERRUPTOR DE BAJA TENSIÓN
Tipo de interruptor (Molded
Case, Power CB, Insulated
Case).
Acceso a la librería de interruptores de
baja tensión ETAP. Opción excluir
elemento de disparo.
Características del interruptor
de baja tensión.

31. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
31ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – INTERRUPTOR DE BAJA TENSIÓN
Características del elemento de
disparo seleccionado.

32. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
32ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – INTERRUPTOR DE BAJA TENSIÓN
Unidad de Disparo
Estado Sólido
Unidad de Disparo
Termomagnético

33. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
33ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – INTERRUPTOR DE BAJA TENSIÓN
Unidad de Disparo
Electromecánico
Unidad de Disparo
Guardamotor

34. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
34ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – FUSIBLES
Características del fusible, proveniente
de la librería.
Acceso a la librería de fusibles ETAP.

35. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
35ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – FUSIBLES
Librería de fusibles ETAP:

36. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
36ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – CONTACTORES
Características del contactor.
Las capacidades de corriente en
régimen permanente y de interrupción
aparecerán en el gráfico tiempo-
corriente.
El tiempo de desenganche (“Dropout
Time”) es utilizado en la verificación
de secuencia de eventos.

37. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
37ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – RELE DE TENSION
Relés de Tensión pueden usarse en
estudios de estabilidad transitoria o
estudios de secuencia de operación

38. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
38ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO – RELE DE POTENCIA INVERSA
Relés de Frecuencia pueden usarse
en estudios de estabilidad transitoria

39. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
39
Módulo de Coordinación de
Protecciones - STAR

40. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
40MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES – BARRA DE HERRAMIENTAS
Crear Vista STAR (Crear Gráfico de Tiempo-Corriente)
Actualizar Niveles de Cortocircuito
Inserción de Faltas (Secuencia de Operación)
Opciones de Visualización
Reportes
Reportes de Ajustes de Dispositivos
Detener el cálculo
Ver Secuencia de Operación
Anexar Elementos a Gráfico de Tiempo-Corriente
Fijar Ruta (Path) de Detección
Visor Zona de Protección

41. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
41
 Modelación del Sistema
 Ajustar Parámetros en STAR Mode Study Case
 Seleccionar Dispositivos
 Actualizar NCC
 Verificar Sec. De Op.
 Generar Reportes
MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO

42. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
42MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
Incluye la impedancia del alimentador
del equipo y del elemento de
sobrecarga para el cálculo del nivel de
cortocircuito.
- Adjust Base kV: La tensión base de
la barra se calcula a partir del rango de
tensión del transformador y la selección
del TAP.
- Use Nominal Tap: La tensión base
de la barra se calcula a partir del rango
de tensión del transformador. No se
ajusta la impedancia del transformador y
no se toma en cuenta la selección del
TAP.

43. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
43MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
- Motor Status: Todos los motores en
operación “continua” e “intermitente” se
consideran para el cálculo del nivel de
cortocircuito. No se consideran los
motores en operación “spare”.
- Loading Category: Todos los
motores con carga, en el “loading
category” se consideran para el cálculo
del nivel de cortocircuito. No se
consideran los motores con cero carga.
- Both: No se consideran los motores
en operación “spare” ni los motores con
cero carga en el “loading category”, para
el cálculo del nivel de cortocircuito.

44. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
44MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
Definición del estándar de cálculo y el
tipo de corriente de cortocircuito a
calcular

45. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
45MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
Determina qué tipo de corriente
(simétrica o asimétrica) de
cortocircuito será utilizada para
la verificación de secuencia de
operación.
Determina el tipo de falla (trifásica
o monofásica) que será utilizada
para la verificación de secuencia
de operación.

46. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
46MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
El ETAP permite al usuario ajustar las
impedancias de los diferentes
elementos del sistema eléctrico
según su tolerancia y corrección por
temperatura (para mayor información
ver Estudios de Flujo de Carga).

47. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
47
Procedimiento para Crear un Gráfico Tiempo-Corriente
 Una vez dibujado el diagrama unifilar con sus elementos de
medición y protección (con o sin ajustes), crear un caso de estudio
para calcular los niveles de cortocircuito monofásicos y trifásicos
en todas las barras del sistema a proteger y presionar
 Seleccionar del diagrama unifilar el sub-sistema al cual se realizará
la coordinación de protecciones y presionar
MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO

48. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
48MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
Crear Gráfico de Tiempo-Corriente Nuevo
Anexar Elementos a Gráfico de
Tiempo-Corriente existente

49. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
49MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
Extender hacia la fuente
mas cercana
Ruta mas corta entre dos
elementos

50. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
50MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
Extender ruta hasta un
número específico de
barras alejadas del
dispositivo seleccionado

51. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
51MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO

52. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
52MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
Herramienta para
ajuste de tamaño
del diagrama
unifilar en la
gráfica de
coordinación
Herramienta PAN
Zoom dentro
de la misma
ventana
Ajusta gráfico a
vista de pantalla

53. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
53MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
Auto-escala
de ejes
Agregar segundo eje X
Mostrar tramas,
leyenda y rango
de ajuste
Vista previa
Eliminar gráfico actual

54. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
54MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PROCEDIMIENTO
Modo de fase o tierra en el gráfico de
coordinación
Zoom a ventana externa
Herramienta de diferencia de tiempo entre
curvas
Herramienta Crosshair
Curva definida por el usuario
Opciones de gráfico (Ejes, tramas, leyenda,
etc.)
Opciones de visualización
Alarma / Alerta
Reportes de ajustes de dispositivos

55. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
55
Zoom
a ventana
externa
MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

56. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
56MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
Con esta herramienta es posible determinar el margen de coordinación entre dos curvas.
Herramienta
de diferencia
de tiempo entre
curvas

57. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
57MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
Ajustes del eje X (Corriente).
Ajustes del eje Y (Tiempo).
Fuentes y colores de elementos en los ejes.
Opciones de
gráfico
Opciones de tramas. Características de la
leyenda del gráfico.

58. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
58MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
Opciones de
gráfico
Características gráficas de los
elementos dentro de la
coordinación.
Escoger opción de
visualización en curvas de
fase/tierra
Características de los elementos
que aparecerán en el gráfico
tiempo-corriente.

59. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
59MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
Reporte de
ajuste de
dispositivos

60. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
60MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES – SECUENCIA DE OPERACION

61. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
61MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES – SECUENCIA DE OPERACION

62. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
62MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES – SECUENCIA DE OPERACION

63. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
63MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - STAR
Con arrastrar el “mouse” sobre cualquier característica tiempo-
corriente de un equipo de protección es posible cambiar su ajuste.

64. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
64MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - REPORTES

65. ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES (STAR – ETAP)
65MÓDULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES - PRACTICA
Ver Guía de Ejercicios
Actividades 29 al 40