Sobretensiones generadas por fallas a tierra en subestación de 400 kV

1Autor: Juan A. Rodríguez García -Vigo/Mayo de 20181/05/2018
SUBESTAC IÓN DE 400 KV
TT T I 52L 89L
2
TP1
1
Au tv .
Borna de neutro AT
©Copyright04/05JuanA.RodríguezGarcía/Documentoconfidencial/Estaprohibidocopiarla,adaptarlaoduplicarla
 SOBRETENSIONES GENERADAS
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Autor: Juan A. Rodríguez García -Vigo/Mayo de 2018 21/05/2018
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
OBJETO DEL ESTUDIO
En una zona de elevada generación térmica [tres ciclos combinados en una
superficie de pocos km2], se produjo tres descargas fase-tierra en un intervalo de
dos días, en algún punto de esta zona delimitada:
CCC Nº 3 Y 4
4 TV + 2 TG
CCC Nº 1
2TG + 1 TV
CCC Nº 2
2 TG + 1 TV
SUBESTACIÓN COLECTORA INTERCONEXIÓN
SCI [400 KV]
SISTEMAELECTRICOINTERCONE
400KV
0,4 KMS

El objetivo de este
estudio es doble:
En todas las perturbaciones se produjo el arranque de alguna protección, pero
no llego a disparar ninguna, por lo que se ha podido generar una desconfianza
en relación a los ajustes de las protecciones de los transformadores de los
grupos y líneas de salida que interconectan la CCC Nº 3 y 4 con la Subestación
Colectora de Interconexión, que es la ligazón con el Sistema Interconectado
de Potencia.
 Intentar averiguar cual ha sido la causa que provoco el efecto de la rotura de
la borna del neutro del TP del CCC Nº 1, así como aclarar si fue dicha borna la
causante de la falla o, por el contrario, fue una falla externa, ocurrida en
algún punto del sistema interconectado de potencia SEI, la que produjo la
rotura de la misma.
 SOBRETENSIONES GENERADAS POR
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Día 12/03/08 a las 16:45:40.660: se produce una falla a tierra en la fase T[C]
No se tiene constancia de su ubicación. Fue una perturbación transitoria que
duro entre 52 y 68 ms.
Según los registros de eventos de los relés DPR3 de General Electric
correspondientes a los transformadores de potencia de los grupos de la CCC
Nº 1, se deduce que hubo tres perturbaciones:
Día 24/10/10 a las 17:09:20.632: se produce una falla a tierra en la fase T [C].
En un principio se dijo que esta falla se había producido en un pararrayos en
la Subestación SCI, pero después informaron de que había sido en una
columna de un seccionador. Fue una perturbación transitoria que duro entre
85 y 102 ms.
Día 25/10/10 a las 21:10:35.100: se produce una falla a tierra en la fase S[B].
Según la información facilitada, se produjo en un pararrayos de OZn, situado
en una de las líneas de salida/entrada de la Subestación de la C.C.C. Nº 1. Fue
una perturbación transitoria que duro entre 52 y 70 ms.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS INCIDENCIAS OCURRIDAS

Durante las tres perturbaciones se produjo la actuación de las siguientes
protecciones:
ACTUACIÓN DE LAS PROTECCIONES:
En la primera perturbación, arrancaron las protecciones 51N de todos los
transformadores de grupo de la CCC Nº 3 y 4 y las protecciones 87N de los
transformadores TG3.1 y TV4.0. No se tuvo constancia de ningún disparo en la
CCC Nº 3 y 4.
En la segunda perturbación, arrancaron las protecciones 51N de todos los
transformadores TG3.1, TV3.0 y TV4.0. No se tuvo constancia de ningún disparo
en la CCC Nº 3 y 4.
En la tercera perturbación, arrancaron las protecciones 51N de todos los
transformadores TG3.1, TG3.2, TG4.2 TV3.0 y TV4.0. No se tuvo constancia de
ningún disparo en la CCC Nº 3 y 4. El turbogenerador TV-4.0 fue parado
forzosamente, disparando la turbina y dejando abierto el 52G de maquina
para realizar una inspección, en el interior y exterior a la Central, dado el
ruido producido durante la perturbación. Al llegar a la parte de
transformación del TV-4.0, se observo la fuga de aceite que se producía por la
base de la borna de neutro del bobinado de 400 kV del transformador, por loAutor: Juan A. Rodríguez García -Vigo/Mayo de 2018 51/05/2018
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Posteriormente a la tercera falla, se solicitaron los servicios de una
empresa especializada en ensayos predictivos, para analizar el estado de
los bobinados del transformador afectado, después de la perturbación. En
ese momento no se sabia si la borna era la causa de la perturbación o si, al
contrario, era el efecto de la misma.
En los ensayos predictivos realizados no se encontró ningún valor anormal
en relación con los obtenidos en las pruebas en fabrica, por lo que se
interpreto que el transformador estaba en buenas condiciones. El relé
Buchholz, no presentaba en su parte superior del deposito ningún volumen
de gas que analizar, por lo que se procedió a preparar el grupo y se acoplo a
la red sin contratiempo alguno.Como se ha indicado anteriormente el objetivo de este informe es, por un
lado, intentar averiguar la causa que provoco la rotura de la borna de
neutro, y, por otro, analizar la actuación de las protecciones. Por lo tanto,
después de esta pequeña descripción de las fallas ocurridas, se procede a
desarrollar los estudios pertinentes.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

ESTUDIO DE LAS FALLAS
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

ESTUDIO DE LAS FALLAS:
 POSICIONAMIENTO FÍSICO DE LAS INSTALACIONES Y SITUACIÓN DE CADA UNA DE LAS
FALLAS EN LA MISMA.
 CORRIENTES EN LAS FASES DE LOS TURBOGENERADORES Y TRANSFORMADORES
PARA CADA UNA DE LAS FALLAS Y LA CORRIENTE DE RETORNO POR EL NEUTRO DE
LOS TRANSFORMADORES.
 RECORRIDO DE LAS (In) DESDE CADA TURBOGENERADOR EN LAS C. C. C. HASTA EL
SISTEMA INTERCONECTADO [SEI] Y DE LA IccF PARA CADA UNA DE LAS FALLAS.
 TIPOLOGÍA DE LA CORRIENTE DE FALLA EN UN TI CON PRESENCIA DE COMPONENTE
CONTÍNUA: FENÓMENO DE SATURACIÓN.
 OSCILOGRAFÍAS OBTENIDAS A PARTIR DE LOS VALORES DEL REGISTRADOR DE
EVENTOS DE LA FUNCIÓN 87-TP, PARA CADA UNO DE LOS TURBOGENERADORES DE LA
C.C.C.Nº1. FUNCIONAMIENTO DINÁMICO COMPARADA DE LAS SEIS UNIDADES.
 VALORES DE LAS FASES AFECTADAS PARA CADA UNA DE LAS FALLAS, SU EVOLUCIÓN
EN EL TIEMPO Y COMPARACIÓN CON LA CORRIENTE DE TIERRA ENTRANTE POR LOS
NEUTROS DE LOS TRANSFORMADORES.
 OBTENCIÓN DE LOS DIAGRAMAS ELÉCTRICOS DE CORRIENTES, PARA CADA UNA DE
LAS FALLAS Y EN LOS TURBOGENERADOR, OBTENIDOS DE LAS TABLAS DEL
REGISTRADOR DE EVENTOS DE LA FUNCIÓN 87-TP DEL TRAFO EN FALLA.
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

 ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE LAS PROTECCIONES:
 FUNCIÓN 87N: ESQUEMA ELÉCTRICO DESARROLLADO Y APLICACIÓN VECTORIAL PARA VER LA
POLARIZACIÓN PARA UNA CORRECTA MEDICIÓN.
 AJUSTES DE LA FUNCIÓN 87N [ARRANQUE Y PENDIENTE] PARA CADA TRANSFORMADOR DE CADA
UNIDAD GENERADORA Y PARA CADA UNA DE LAS FALLAS.
 FUNCIÓN 87-TP [GAS Y VAPOR]: ESQUEMA ELÉCTRICO DESARROLLADO Y APLICACIÓN VECTORIAL
PARA VER LA POLARIZACIÓN PARA UNA CORRECTA MEDICIÓN.
 FUNCIÓN 87-BUS: ESQUEMA ELÉCTRICO UNIFILAR Y APLICACIÓN VECTORIAL PARA VER LA
POLARIZACIÓN PARA UNA CORRECTA MEDICIÓN. ZONAS DE SELECTIVIDAD SEGÚN EL
POSICIONAMIENTO DE LA FALLA.
 FUNCIÓN 67N-BUS: ESQUEMA ELÉCTRICO UNIFILAR Y APLICACIÓN VECTORIAL PARA VER LA
POLARIZACIÓN PARA UNA CORRECTA MEDICIÓN [ADELANTE/ATRÁS].
 FUNCIÓN 67N-BUS: ACCIONES DE DISPARO SOBRE LOS INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS 52 DEL
ANILLO, TURBOGENERADORES Y LÍNEAS DE SALIDA.
 FUNCIÓN 50FI-BUS: ESQUEMA ELÉCTRICO UNIFILAR Y ACCIÓN SOBRE LOS INTERRUPTORES
AUTOMÁTICOS 52 DEL ANILLO, TURBOGENERADORES Y LÍNEAS DE SALIDA.
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

CONSTITUCIÓN FÍSICA DE UN COMPLEJO
ELÉCTRICO.
SITUACIÓN DE LAS FALLAS
 Conexión de líneas de
potencia.
 C. C. C. existentes.
 Sistema
interconectado SEI.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

SITUACIÓN FÍSICA DEL COMPLEJO ELÉCTRICO
CCC Nº 3 Y 4
TG-42 TG-41 TV-40 TG-32 TG-31 TV-30
R
T
R
T
16,9KV
400 KV
52-152-1
52-352-4
52-552-6
52-752-1
52-L2
L = 545 m.
52-L1
CCC Nº1
500 MVA
100m.
TG-2.1
52TG-2.152TG-2.252TV-2.
TG-2.2TV-2.
CCC Nº1
2 Líneas
CCC Nº2
500 MVA
400m.
TG-2.1
52TG-2.152TG-2.252TV-2.
TG-2.2TV-2.
CCC Nº2
2 Líneas
S. E. I. S. E. I.
SUBESTACIÓN COLECTORA SCI
Sistema Interconectado
SEI
1ª Falla
3ª Falla
2ª Falla
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

CORRIENTES CIRCULANTES EN LAS
MÁQUINAS
 INTENSIDADES EN CADA FASE DE LOS GENERADORES Y
TRANSFORMADORES.
 VALORES PARA CADA UNA DE LAS TRES FALLAS.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

CORRIENTES DE GENERACIÓN EN FALLA 1ª : SUBESTACIÓN COLECTORA SCI
L1
L2
TG-42 TG-41 TV-4 TG-32 TG-31 TV-3
16,9KV
4.150
4.220
6.790
11.800
5.050
16.580
12.170
3.900
15.950
10.720
3.820
14.090
4.160
4.230
6.800
11.080
4.920
15.510
52-L1 52-L2
R
T 52-152-2
52-352-4
R
T
52-552-6
52-752-8
400 KV
202
330
392
123
1.132
344
110
1.133
288
67
969
200
114
330
367
96
1.048
21º
1.436
69º
3I0 = 379
20º
1.539
22º
1.264
69º
379
25º
1.379
113
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

R
T
R
T 52-2
52-352-4
52-552-6
52-L1 52-L2
L1
L2
TG-4.2 TV-4TG-4.1 TG-3.2 TV-3
16,9KV
400 KV
6.000
8.250
5.740
5.260
17.730
12.970
5.140
15.800
5.320
10.310
7.970
5.980
13.850
10.340
175
374
280
112
1.258
432
72
1.059
362
101
578
243
51
853
330
352º
362
354º
1.735
321º
593
330º
996
CORRIENTES DE GENERACIÓN EN FALLA 2ª : CCC Nº 1
352º
1.389
11.260
TG-3.15.270
7.930
5.850
140
232
158º
3I0 = 348
380
52-1
52-752-8
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

400 KV
52-L1 52-L2
L1
L2
TG-4.2
229
58
995
11.910
2.270
14.020
15º
1.289
205
39
905
326º
575
CORRIENTES DE GENERACIÓN EN FALLA 3ª : CCC Nº 1
TV-3
286
46
1.035
11.920
4.450
15.200
TG-3.2
10.650
2.430
12.980
16º
1.147
TV-4
296
74
1.012
11.370
4.300
14.960
316º
600
TG-4.1
190
28
11.250
2.490
13.030
16º
1.114
912
196º
1.137
197
32
926
11.170
13.170
2.510
TG-3.1
52-8
R
T 52-1
52-3
R
T
52-5
52-7
52-2
52-4
52-6
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

TABLAS DE VALORES DE LA
CORRIENTE DE FALLA
 VALORES DE LAS FASES AFECTADAS PARA CADA UNA DE LAS FALLAS, SU
EVOLUCIÓN EN EL TIEMPO Y COMPARACIÓN CON LA CORRIENTE DE TIERRA
ENTRANTE POR LOS NEUTROS DE LOS TRANSFORMADORES.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

0
99
37969º
863º
33039º
19627º
TG-3.2
0
82
37969º
781º
33039º
19637º
TG-3.1
Polar.
Inverti
da
0
82
137925º
135183º
104815º
17514º
TV-3
Sat. TI
Fallo
Arranq.
87N
Id(229)
>210 A.
0
82
153920º
7230º
113310º
1839º
TG-4.2
0
82
126422º
150167º
96912º
10712º
TG-4.1
0
82
17
143621º
361º
5103º
113213º
25155º
24532º
TV-4
Sat. TI
Fallo
Arranq.
87N
(T=82m)
msIg (A)IccF (A)
TiempoValor falla
1ª FallaTurbo
0
65
593-39º
39167º
578304º
227265º
TG-3.2
0
16
50
348-22º
1587-1º
41176º
380307º
1173348º
230267º
TG-3.1
Polar.
Invertida
0
32
33
17
996330º
1257345º
41179º
10185º
853315º
1248354º
245290º
258269º
TV-3
Saturación
TI
0
49
1735354º
63109º
1258344º
209275º
TG-4.2
0
65
1389352º
1441º
1059344º
219273º
TG-4.1
0
16
50
362352º
1298334º
44176º
374342º
1280345º
280270º
TV-4
Saturación
TI
msIg (A)IccF (A)
TiempoValor falla
2ª Falla:[Fase: B]-CCC Nº1Turbo
0
16
33
114716º
143114º
10056º
9057º
988345º
1977º
TG-3.2
Lectura
Anómala
CD ele.
0
19
17
113716º
284232º
277º
92610º
106117º
23029º
TG-3.1
Polar.
Inverti
da
0
16
17
16
17
575326º
340322º
505333º
5946º
498º
103512º
11829º
807341º
30917º
18723º
TV-3
Satur.
TI
0
16
33
128915º
1597113º
14926º
9958º
503325º
290349º
TG-4.2
Lectura
Anómala
CD ele.
0
65
111416º
377º
9129º
12232º
TG-4.1
0
15
17
16
63
600316º
346322º
509334º
4260º
00º
101211º
12098º
11735º
194357º
1220º
TV4
Satur.
TI
msIg (A)IccF (A)
TiempoValor falla
3ª Falla:[Fase: C]-CCC Nº 1Turbo
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

UBICACIÓN: SUBESTACIÓN COLECTORA SCI
1ª FALLA
RECORRIDO DE LAS In DESDE CADA TURBOGENERADOR
EN LAS C. C. C. HASTA EL SISTEMA INTERCONECTADO
SEI Y DE LA IccF PARA CADA UNA DE LAS FALLAS.
ORIGEN DE LA FALLA:
Descarga por arco en un pararrayos de
la Subestación. Se desconoce si fue
interna o externa, siendo lo más
probable que sea por esta última.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

TG-4.2
Sub.
CCC Nº 2
Subestación Colectora SEI
Subestación CCC Nº 3 Y 4
CCC Nº 3 Y 4
CCC Nº 2
L4
L1L2
G
CCC Nº 1
TG-4.1 TG-4 TG-3.2 TG-3.1 TG-3
L3
Sub.
CCC Nº 1
Sistema
Interconectado
SEI
G
L5 L6
Cargas
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

APUNTE DE CARÁCTER TÉCNICO:
 MEDICIÓN DE CORRIENTES EN TI EN LAS PROXIMIDADES DE UN
GENERADOR.
 TIPOLOGÍA DE LA CORRIENTE DE FALLA EN UN TI CON PRESENCIA DE
COMPONENTE CONTÍNUA: FENÓMENO DE SATURACIÓN.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

-12
-10
-8
-6
-4
-2
60º120º 240º 300º
A Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 90
180 360 540 720 920 1.160 1.340 1.520 1.700
-10
-6
-4
-2
-12
-8
Tiempo: Ms.180 360 540 720 920 1.160 1.340 1.520 1.700A
A
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
1
Tiempo: Ms.180 360 540 720 920 1.160 1.340 1.520 1.700
CD
Intensidad primaria referida
al secundario
Intensidad de excitación
Intensidad secundaria
Saturación del núcleo
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

REGISTROS OSCILOGRÁFICOS
DISEÑADOS
 OSCILOGRAFÍAS OBTENIDAS A PARTIR DE LOS VALORES DEL
REGISTRADOR DE EVENTOS DE LA FUNCIÓN 87-TP:
FUNCIONAMIENTO DINÁMICO COMPARADO DE LAS SEIS UNIDADES.
FALLA Nº 1
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

300
600
900
1.200
1.500
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-4.
300
600
900
1.200
1.500
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-4.2
300
600
900
1.200
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-4.1
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
Tiempo: ms.300
600
900
1.200
1.500
A
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TV-3.
300
600
A
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-3.2
Tiempo: ms.
300
600 A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-3.1

DISEÑADOS
REGISTRADOR DE EVENTOS DE LA FUNCIÓN 87-TP, PARA CADA UNO
DE LOS TURBOGENERADORES DE CCC Nº 3 Y 4. FUNCIONAMIENTO
DINÁMICO CON VALORES REALES DEL PROCESO. DIAGRAMA
VECTORIAL DE UN VALOR DURANTE EL TRANSITORIO.
FALLA Nº 1
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

1ª Falla: Subestación Colectora SCI
Transformador de TG-3.1
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Ic = 272 A
240º
IcF = 330A
39 º
3Io = IN = 379 A  69 º
3Io = IN = 7A  81 º
IcF = 196 A
37º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 379 69 º A
IcF = 330 A
39 º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Tiempo: Ms.
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Ic = 272 A
240º
IcF = 330 A
39 º
3Io = IN = 379 A  69 º
3Io = IN = 8 A  63 º
IcF = 196 A
27º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 379 69 º A
IcF = 330 A
39 º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Ic = 272 A
240º
IcF = 969ª 12º
3Io = IN = 1.264 A  22 º
3Io = IN = 150A  167 º
IcF = 107 A 12 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 1.264 22 º A
IcF = 969 A
12 º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Ic = 272 A
240º
IcF = 1.133 A
10 º
3Io = IN = 1.539 A  20 º
3Io = IN = 7 A  23 º
IcF = 183 A
19 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 1.539 20 º A
IcF = 1.133 A
10º
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
1ª Falla: Subestación Colectora SCITransformador de TG-4.2

1ª Falla: Subestación Colectora SCITransformador de TV-3
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Ic = 272 A
240º
IcF = 1.048 A 15 º
3Io = IN = 1.379 A  25 º
3Io = IN = 135 A  183 º
IcF = 175 A
14 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 1.379 25 º A
IcF = 1.048 A
15 º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

1ª Falla: Subestación Colectora SCITransformador de TV-4
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Ic = 272 A
240º
IcF = 1.132 A 13º
3Io = IN = 1.436 A  21º
3Io = IN = 3 A  61 º
IcF = 251 A
55 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 1.436 21 º A
IcF = 1.132 A
13 º
IcF = 245 A
32 º
Con desplazamiento de CD
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

UBICACIÓN: SUBESTACIÓN DE TUXPAN II
2ª FALLA
[SEI] Y DE LA IccF PARA CADA UNA DE LAS FALLAS.
ORIGEN DE LA FALLA:
Descarga por arco en un pararrayos de
la Subestación. Se desconoce si fue
interna o externa, siendo lo más
probable que sea por esta última.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

TG-4.2
Sub.
CCC Nº 2
Subestación Colectora SCI
Subestación CCC Nº 3 y 4
Central
CCC nº 3 y 4
CCC Nº 2
L4
L1L2
G
CCC Nº 1
TG-4.1 TG-4 TG-3.2 TG-3.1 TG-3
L3
Sub.
CCC N 1
Sistema
Interconectado
SEI
G
L5 L6
Cargas
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

REGISTROS
OSCILOGRÁFICOS
DISEÑADOS
REGISTRADOR DE EVENTOS DE LA FUNCIÓN 87-TP:
FUNCIONAMIENTO DINÁMICO COMPARADO DE LAS SEIS UNIDADES.
FALLA Nº 2
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

300
600
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TV-4.
300
600
900
1.200
1.500
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-4.1
Tiempo: Ms.300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-4.2
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

300
600
900
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-3-2
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
300
600
900
1.200
1.500 A
TV-3.
300
600
900
1.200
Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-3.1
A
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

REGISTROS
OSCILOGRÁFICOS
DISEÑADOS
REGISTRADOR DE EVENTOS DE LA FUNCIÓN 87-TP, PARA CADA UNO
DE LOS TURBOGENERADORES DE LA CCC Nº 3 Y 4.
FALLA Nº 2
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Autor: Juan A. Rodríguez García -Vigo/Mayo de 2018
2ª Falla: Subestación CCC Nº 1Transformador de TG-3.1
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
IbF = 380A
307 º
3Io = IN = 348 A  -22 º
3Io = IN = 41 176 º
IbF = 230 A 267º
1.173 348º
1.587 359º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ib = 272 A  120º
IN = 1.587 359 º A
IbF = 1.173 A 348º
IbF = 230 A
267º
391/05/2018
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
IbF = 578ª 304 º
3Io = IN = 593 A  -39 º
3Io = IN = 39 176 º
IbF = 227 A 265º
IbF = 272 A
120º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ib = 272 A  120º
IN = 593 -39 º A
IbF = 578A 304º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

2ª Falla: Subestación CCC Nº 1Transformador de TV-3
Ib1F = 853 A 315 º
3Io = IN = 996 A  -30 º
3Io = IN = 10 185 º
IbF = 245 A 290º
IbF = 304 A
120º
3Io = IN = 1257 A  -15 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ib = 304 A  120º
IN = 1.257 -15 º A
IbF = 1.248 a354º
IbF = 258 A 269º
3Io = IN = 41 179 º
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Saturación núcleo del TI por excesiva
corriente primaria y/o carga secundaria.
IbF = 1248 A 354º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Ib = 272 A
120º
IcF = 1.059 A 344º
3Io = IN = 1.389 A  352 º
3Io = IN = 14 A  41 º
IcF = 219 A 273 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ib = 272 A  120º
IN = 1.389 352 º A
IcF = 1.059 A 344 º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

2ª Falla: Subestación Tuxpan IITransformador de TG-4.2
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: Ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Ib = 272 A
120º
IcF = 1.258 A 344º
3Io = IN = 1.735 A  354º
3Io = IN = 63 A  109º
IcF = 209 A 275 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ib = 272 A  120º
IN = 1.735 354 º A
IcF = 1.258 A 344 º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

2ª Falla: Subestación Tuxpan IITransformador de TV-4.
Ib1F = 374 A 342 º
3Io = IN = 362 A  352 º
3Io = IN = 10 185 º
IbF = 245 A 290º
IbF = 304 A
120º
3Io = IN = 1298 A  334 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ib = 304 A  120º
IN = 1.257 -15 º A
IbF = 1.248 a354º
IbF = 258 A 269º
3Io = IN = 41 179 º
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
IbF = 1280 A 345º

UBICACIÓN: SUBESTACIÓN DE TUXPAN II
3ª FALLA
[SEI] Y DE LA IccF PARA CADA UNA DE LAS FALLAS.
ORIGEN DE LA FALLA:
Desconocida, aunque se supone fue por
contaminación externa de alguna pieza
soporte aislante perteneciente a un
equipo de l a Subestación.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

TG-4.2
Sub.
CCC Nº 2
Subestación Colectora
SCI
Subestación CCC Nº 3 y 4
CCC Nº 3 y 4
CCC Nº 2
L4
L1L2
G
CCC Nº 1
TG-4.1 TG-4 TG-3.2 TG-3.1 TG-3
L3
Sub.
CCC Nº 1
Sistema
Interconectado
SEI
G
L5 L6
Cargas
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

DISEÑADOS
 OSCILOGRAFÍAS OBTENIDAS A PARTIR DE LOS VALORES DEL REGISTRADOR DE EVENTOS
DE LA FUNCIÓN 87-TP. FUNCIONAMIENTO DINÁMICO COMPARADA DE LAS SEIS UNIDADES.
FALLA Nº 3
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

300
600
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-3.1
300
600
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
A
TG-3.2
300
600
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TV-3.
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

A
300
600
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TV-4.0
60º 120º 240º 300º
300
600
900
1.200
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
TG-4.1
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
300
600
900
1.200
A
TG-4.2
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

REGISTROS
OSCILOGRÁFICOS
DISEÑADOS
 OSCILOGRAFÍAS OBTENIDAS A PARTIR DE LOS VALORES DEL REGISTRADOR DE
EVENTOS DE LA FUNCIÓN 87-TP: FUNCIONAMIENTO DINÁMICO PARA CADA UNA
DE LAS UNIDADES..
FALLA Nº 3
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Ic = 272 A
240º
IcF = 926 A 10º
3Io = IN = 1.137 A  16 º
3Io = IN = 2 A  7 º
IcF = 230 A 29 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 1.137 16º A
IcF = 926A 10 º
IcF = 106 A 117 º
3Io = IN = 284A  232 º
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300ºTG-3.1
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

3ª Falla: Subestación CCC Nº 1Transformador de TG-
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
Ic = 272 A
240º
IcF = 905 A 7º
3Io = IN = 1.147 A  16 º
3Io = IN = 100 A  56 º
IcF = 197 A 7 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 1.147 16º A
IcF = 905A 7 º
IcF = 988 A 345 º
3Io = IN = 1431 14º
TG-3.2
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TV-3.
3ª Falla: Subestación CCC Nº 1Transformador de TV-3.
IcF = 1035 A 12º
3Io = IN = 10 185 º
IcF = 245 A 290º
IcF = 304 A
240º
3Io = IN = 575 A  326 º IcF = 1182 A 12º
IcF = 258 A 269º
3Io = IN = 41 179 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 304 A  240º
IN = 575 326 º A
IcF = 1.035 A12º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

IcF = 912 A  9º
IcF = 272 A
2400º
IcF = 122 A  32º
3Io = IN = 3  77 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 1.114  16 º A
IcF = 912 A9º
3Io = IN = 1.114 77 º
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-4.1
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

IcF = 995 A  8º
IcF = 272 A
2400º
IcF = 290 A  349 º
3Io = IN = 149  26 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 272 A  240º
IN = 1.289  15 º A
IcF = 995 A  8º
3Io = IN = 1.289 15 º
3Io = IN = 1.597 113 º
IcF = 503 A  325 º
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
TG-4.2
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

3ª Falla: Subestación CCC Nº 1Transformador de TV-4.
IcF = 1.012 A  11 º
IcF = 304 A
240º
IcF = 194 A  357 º
Referencia
angular = 0º
Fase UA
(400 KV)
Ic = 304 A  240º
IN = 600  316 º A
IcF = 1.012A  11º
IcF = 1.209 A  8 º IcF = 1.173 A  5 º
3Io = IN = 600  316 º
3Io = IN = 42  60 º
3Io = IN = 509  334 º
3Io = IN = 0  0 º
TV-4.
300
600
900
1.200
1.500
1.800
A
Tiempo: ms.
10 20 30 40 50 60 70 80 9010
60º 120º 240º 300º
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

TABLAS DE VALORES DE
LA
CORRIENTE DE FALLA
 OBTENCIÓN DE LOS DIAGRAMAS ELÉCTRICOS DE CORRIENTES, PARA CADA UNA
DE LAS FALLAS Y EN LOS TURBOGENERADOR, OBTENIDOS DE LAS TABLAS DEL
REGISTRADOR DE EVENTOS DE LA FUNCIÓN 87-TP.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Autor: Juan A. Rodríguez García -Vigo/Mayo de 2018
0
82
153920º
7230º
113310º
1839º
TG-4.2
0
82
126422º
150167º
96912º
10712º
TG-4.1
0
82
17
143621º
361º
5103º
113213º
25155º
24532º
TV-4
msIg (A)IccF (A)
TiempoValor falla
1ª FallaTurbo IA
IBIC
0º Referencia
1132(13 º+180º) =
1132193 º
IA
IBIC
193 º
47 º
IccF=1.132 A
1.43621 º
TV-4
IccF= 969 A
969(12 º+180º) =
969192 ºIA
IBIC
192 º
48 º
1.26422 º
TG-4.1
1.133(10 º+180º) =
1133190 ºIA
IBIC
190 º
50 º
1.53920 ºTG-4.2
IccF= 1.133 A
581/05/2018
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
0
99
37969º
863º
33039º
19627º
TG-3.2
0
82
37969º
781º
33039º
19637º
TG-3.1
0
82
137925º
135183º
104815º
17514º
TV-3
msIg (A)IccF (A)
TiempoValor falla
1ª FallaTurbo
IA
IC
1048(15 º+180º) =
1048195º
IB
195º
45 º
1.37925 º
TV-3
IccF= 1048 A
IA
1132(39 º+180º) =
1132 º
IB
IC
219 º
21 º
37969 º
TG-3.1
TG-3.2
IccF= 330 A
IA
IBIC
0º Referencia

0
49
1735354º
63109º
1258344º
209275º
TG-4.2
0
65
1389352º
1441º
1059344º
219273º
TG-4.1
0
16
50
362352º
1298334º
44176º
374342º
1280345º
280270º
TV-4
msIg (A)IccF (A)
TiempoValor falla
2ª Falla: [Fase: B]-CCC Nº 1Turbo 1280(345 º+180º) =
1280165 ºIA
IBIC
165 º
45 º
IccF= 1280 A
1.298-26 º
TV-4
IccF= 1.059 A
IA
IBIC
164 º
44 º 1059(344 º+180º) =
1059164 º
1.389-8 º
TG-4.1
IccF=1.258 A
IA
IBIC
164 º
44 º 1258(344 º+180º) =
1258164 º1.735-6 º
TG-4.2
IA
IBIC
0º Referencia
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

0
65
593-39º
39167º
578304º
227265º
TG-3.2
0
16
50
348-22º
1587-1º
41176º
380307º
1173348º
230267º
TG-3.1
0
32
33
17
996330º
1257345º
41179º
10185º
853315º
1248354º
245290º
258269º
TV-3
msIg (A)IccF (A)
TiempoValor falla
2ª Falla:[Fase: B]- CCC Nº 1Turbo
IA
IccF=1.248 A
IB
IC
174 º
54 º 1248(354º+180º) =
1248174º1.257-15 º
TV-3
IA
IB
IC
168 º
48 º 1173(348 º+180º) =
1173168 º
IccF=1.173 A
1.587-1 º
TG-3.1
578(304 º+180º) =
578124 º
TG-3.2
IA
IB
IC
IccF= 578 A
124 º
4 º
593-39 º
IA
IBIC
0º Referencia
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

0
16
33
1289 15º
1597113º
149 26º
995 8º
503325º
290349º
TG-4.2
0
65
111416º
3 77º
912 9º
122 32º
TG-4.1
0
15
17
16
63
600316º
346322º
509334º
42 60º
0 0º
1012 11º
1209 8º
1173 5º
194357º
12 20º
TV-4
msIg (A)IccF (A)
TiempoValor falla
3ª Falla:[Fase:C]- CCC Nº 1Turbo
IA
IBIC
0º Referencia
912(9 º+180º) =
912189 ºIA
IBIC
189 º
51 º
IccF= 912 A
1.11416 º
TG-4.1
IA
995(8 º+180º) =
995188 º
IBIC
188 º
52 º
1.28915 º
TG-4.2
IccF= 995 A
1012(11 º+180º) =
1012191 ºIA
IBIC
191 º
49 º
600-44º
TV-4
IccF=1.012 A
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
0
16
33
114716º
143114º
10056º
905 7º
988345º
197 7º
TG-3.2
0
19
17
113716º
284232º
277º
926 10º
106117º
230 29º
TG-3.1
0
16
17
16
17
575326º
340322º
505333º
59 46º
4 98º
1035 12º
1182 9º
807341º
309 17º
186 23º
TV-3
msIg (A)IccF (A)
Tiemp
o
Valor falla
3ª Falla:[Fase: C]- CCC Nº 1Turbo
IC
1035(12 º+180º) =
1035192ºIA
IB
192 º
48º
575-34 º
TV-3
IccF= 1.035 A
IA
926(10º+180º) =
926190º
IBIC
190 º
50 º
1.13716 º
TG-3.1
IccF= 926 A
905(7º+180º) =
905187ºIA
IBIC
187 º
53 º
1.14716 º
TG-3.2
IccF= 905 A

COMPARACIÓN DE LOS DIAGRAMAS
ELÉCTRICOS DE CADA MÁQUINA Y
PARA CADA FALLA
 VARIACIÓN DEL ÁNGULO DE FASE EN FALLA.
 IDEM DEL ÁNGULO DE LA INTENSIDAD DE
TIERRA.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

IA
IBIC
164 º
44 º
1.389-8 º
IA
IBIC
164 º
44 º
1.735-6 º
IA
IBIC
165 º
45 º
IccF= 1280 A
1.298-26 º
IA
IBIC
189 º
51 º
IccF= 912 A
1.11416 º
IA
IBIC
188 º
52 º
1.28915 º
IccF= 995 A
IA
IB
IC
191 º
49 º
600-44º
IccF=1.012 A
TG-4.1
IccF= 969 A
IA
IBIC
192 º
48 º
1.26422 º
TG-4.2
IA
IBIC
190 º
50 º
1.53920 º
IccF= 1.133 A
IA
IBIC
193 º
47 º
IccF=1.132 A
1.43621 º
TV-4
1ª Falla
Arco contorneo del aislador
soporte seccionador en Sub.
Tres Estrellas.
2ª Falla
Arco en pararrayos
Sub. Tuxpan II
3ª Falla
soporte seccionador
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
IA
IB
IC
174 º
54 º
1.257-15 º
IA
IB
IC
168 º
48 º
IccF=1.173 A
1.587-1 º
IA
IB
IC
IccF= 578 A
124 º
4 º
593-39 º
IC
IA
IB
192 º
48º
575-34 º
IccF= 1.035 A
IA
IBIC
187 º
53º
1.14716 º
IA
IBIC
190 º
50 º
1.13716 º
IccF= 926 A
TG-3.2 IA
IB
IC
219 º
21 º
37969 º
IccF= 330 A
TV-3
IA
IC IB
195º
45 º
1.37925 º
IccF= 1048 A
TG-3.1 IA
IB
IC
219 º
21 º
37969 º
IccF= 330 A
1ª Falla
soporte seccionador en Sub.
Tres Estrellas.
2ª Falla
Arco en pararrayos
Sub. Tuxpan II
3ª Falla
soporte seccionador

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

ESTUDIO DE PROTECCIONES
 Análisis del funcionamiento de las
protecciones ante las fallas
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

PROTECCIÓN 87N
 Funcionamiento vectorial ante la presencia de una
falla externa/interna al TP.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

400/1,73 KV
Turbogenerador
300/5 A
400/5 A
RedExterna
16,5 KV
50N 87N
87/P
3I0 = 4,875 A
IF
TG-3.1
Ig = 6,31 A
A
B
C
TP: 189 MVA
Ig = 379249º
3I0 =[ 39069º]/CT
33039º
113203º
20494º
Ig (TG-3.1)
IF. Red
Ig (TG-3.0)
Ig (TG-3.2)
Ig (TG-4.1)
Ig (TG-4.2)
Ig (TG-4.0)
37969º
1.26422º
1.53920º
1.37925º
1.43621º
IF. Turbogeneradores
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

I gd
I Máx.
Igd=[3I0–Ig]
210 A
42A
Valores de la falla:
Ig = 379 269º
3I0 = 390 69º
Igd = [ 3I0 – Ig] =
[390 69º - 379 269º] =
76969º
Imáx. Falla = 33039º
66A
330 A
11,3º
Zona de bloqueo
AJUSTE PROTECCIÓN 87N: 745 G. E.
TG-3.1
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

PROTECCIÓN 87-TP
TURBOGENERADORES A
GAS
 ANÁLISIS VECTORIAL DE LAS CORRIENTES SEGÚN LAS
POLARIZACIÓNES EFECTUADAS EN LOS TI.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
400/1,73 KV
Turbogenerador
300/5 A
400/5 A
RedExterna
16,5 KV
TG-3.1
A
B
C
TP: 189 MVA
16,5 KV
87TP-3D
1.2000/5 A
11/0,24 KV
100 KVA / 60 s.
0,52 Ω / 400 A
60 s.
A
B
C
A
B
C
A
B
C
Ia
Ib
Ic
IA
IB
IC
POLARIZACIÓN DE LA 87-TP-3D
P1P29000/5 A
I1 I2 I3
Ia – I1
Ib – I2
Ic – I3
9000/5 A
a
b
c
a
b
c
a
b
c
87NTP
DPR3
YN d1
500 A/10 s.
Dyn11
87T-2D
87NT
DPR4
a
b
c
a
c
b
A
B
C
A
B
C
a
b
c
b400
b16,5
30º
210º
Ángulos que mide el relé 745
con la función 87TP
B4,16
b16,5
30º
210º
4,16 KV
16,5 KV
Ángulos que mide el
relé 745 con la función
87T
800/5 A
300/5 A

PROTECCIÓN 87-TP
TURBOGENERADORES A VAPOR
 ANÁLISIS VECTORIAL DE LAS CORRIENTES SEGÚN LAS
POLARIZACIÓNES EFECTUADAS EN LOS TI.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

400/1,73 KV
Turbogenerador
400/5 A
RedExterna
16,5 KV
TV-4.0
A
B
C
TP: 212 MVA
16,5 KV
11/0,24 KV
100 KVA / 60 s.
0,52 Ω / 400 A
60 s.
A
B
C
A
B
C
A
B
C
Ia
Ib
Ic
IA
IB
IC
POLARIZACIÓN DE LA 87-TP-2D
P1P212000/5 A
Ia
Ib
Ic
a
b
c
a
b
c
87TP-3D 87NTP
DPR3
300/5 A
YN d1
b400
b16,5
30º
Ángulos que mide el relé 745
con la función 87TP
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

PROTECCIONES-BARRAS
 Juego completo de TI para cada zona de
protección de las Barras del anillo,
turbogeneradores y líneas de salida.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
87B2 87B1 87B4 87B3 87B6 87B5 87B8 87B7
1 3 5 7
2 4 6 8
T. I. de conexión de las 87 BUS
67N-L1 67N-L2
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

PROTECCIONES-
BARRAS
 Zona de SELECTIVIDAD de las protecciones 87-Barras
(BUS) y medición según el posicionamiento de la
falla en el anillo y líneas de salida.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
87B2 87B1 87B4 87B3 87B6 87B5 87B8 87B7
1 3 5 7
2 4 6 8
67N-L1 67N-L2
Zonas de selectividad de las 87-BUS/líneas 1-2:
Falla en:
extremo A
A
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
87B2 87B1 87B4 87B3 87B6 87B5 87B8 87B7
1 3 5 7
2 4 6 8
67N-L1 67N-L2Zonas de selectividad de las 87-BUS/líneas 1-2:
Falla en:
extremo B
B
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
87B2 87B1 87B4 87B3 87B6 87B5 87B8 87B7
1 3 5 7
2 4 6 8
67N-L1 67N-L2
Falla en:
Líneas L1/ L2
L1 / L2
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

PROTECCIONES-
BARRAS
 Acciones de disparo selectivo sobre los
interruptores automáticos del anillo,
turbogeneradores y líneas de salida.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
Acciones de disparo
GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
87B2 87B1 87B4 87B3 87B6 87B5 87B8 87B7
1 3 5 7
2 4 6 8
87-L1-1 87-L2-1
52-L1
87-Ext.
52-1
52-2
GT-4.2 GT-4.1
52-1
52-3
52-2
52-4
VT-4. GT-3.2
52-3
52-5
52-4
52-6
GT-3.1 VT-3.
52-5
52-7
52-6
52-8
52-L1
52-7
52-8
52-L2
87-L1-1
87-L1-2 87-L2-2
MICOMP P643
ALSTOM
LFCB 122 ÀLSTOM
52-L1
87-Ext.

PROTECCIONES-
BARRAS
 Criterios de direccionalidad de la función 67N
[adelante/atrás] y zonas de medición, de cada una
de ellas en el anillo, turbogeneradores y líneas de
salida, según el posicionamiento de la falla.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
67N1 67N2 67N3 67N4 67N5 67N6 67N7 67N8
1 3 5 7
2 4 6 8
52-L1
TD-L1
67N-L1 67N-L2
52-L2
TD-L2
Zonas de selectividad de las 67N-BUS
Medir en dirección atrás: Medir en dirección adelante:
Falla en:
extremo A
A

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
67N1 67N2 67N3 67N4 67N5 67N6 67N7 67N8
1 3 5 7
2 4 6 8
52-L1
TD-L1
67N-L1 67N-L2
52-L2
TD-L2
Zonas de selectividad de las 67N-BUS
Falla en:
extremo B
B

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
67N1 67N2 67N3 67N4 67N5 67N6 67N7 67N8
1 3 5 7
2 4 6 8
Zonas de selectividad de las 67N-BUS 67N-L1 67N-L2
Medir en dirección atrás: Medir en dirección adelante:Falla en:
Línea 1

PROTECCIONES-
BARRAS
 Acciones disparo de la función 67N sobre los
interruptores automáticos del anillo,
turbogeneradores y líneas de salida. Ajustes.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
67N1
67N2
67N3
67N4
67N5
67N6
67N7
67N8
1 3 5 7
2 4 6 8
Zonas de selectividad de las 67N-BUS:
Ajustes y acciones de disparo
52-L1
TD-L1
67N-L1 67N-L2
52-L2
TD-L2
52-1
52-2
GT-4.1
52-1
52-3
GT-4.2
52-1
52-2
GT-4.2
52-2
52-4
VT-4.2
52-2
52-4
VT-4.
52-4
52-6
GT-3.1
52-4
52-6
GT-3.1
52-6
52-8
52-L1
52-6
52-8
52-L1
52-7
52-8
52-L2
GT-4.1
52-1
52-3
GT-3.2
52-3
52-5
GT-3.2
52-3
52-5
VT-3.
52-5
52-7
VT-3.
52-5
52-7
52-.L2
52-7
52-8
52-7
VT-3.
52-5
52-6
52-8
52-L1
52-7
52-L2
tf = 0,3 s. tf = 0,3 s.tf = 0,3 s. tf = 0,3 s. tf = 0,3 s. tf = 0,3 s. tf = 0,3 s. tf = 0,3 s.
t = 0,3 s. t = 0,3 s. t = 0,3 s. t = 0,3 s. t = 0,3 s. t = 0,3 s. t = 0,3 s. t = 0,3 s.
3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A
3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A 3I0 = 1 A
U0 = 24,5 V
Tensión de polarización tf = 0,3 s.
3I0 = 1 A
t = 0,3 s.
3I0 = 1 A
0,25 s. 0,25 s.
45º 45º 45º 45º
45º 45º 45º
45º

PROTECCIONES-
BARRAS
 Acciones de disparo de la función 50FI sobre los
interruptores automáticos en el anillo,
turbogeneradores y líneas de salida, según el
posicionamiento de la falla.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
1 3 5 7
2 4 6 8
52-8
TD-L1
52-7
TD-L2
Funciones 50FI:
Acciones de disparo
VT-4.
52-1
52-4
GT-4.2
GT-4.1
52-2
52-3
GT-4.2
GT-3.1
52-2
52-6
VT-4.
GT-3.2
52-1
52-5
GT-4.1
GT-3.1
52-8
52-4
52-L1
GT-3.2
52-3
52-7
VT-3.
52-L1
52-6
52-7
52-L2
VT-3.
52-5
52-8
52-L2
50FI-1 50FI-3 50FI-5 50FI-7
50FI-2 50FI-4 50FI-6 50FI-8
Falla en:
extremo A
A
50FI-L1 50FI-L1
52-6 52-8

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
GT-4.2
GT-4.1
ST-4.0
GT-3.2
GT-3.1
ST-3.0
L-1
L-2
L1 L2
1 3 5 7
2 4 6 8
52-8
TD-L1
52-7
TD-L2
Funciones 50FI:
Acciones de disparo
VT-4.
52-1
52-4
GT-4.2
GT-4.1
52-2
52-3
GT-4.2
GT-3.1
52-2
52-6
VT-4.
GT-3.2
52-1
52-5
GT-4.1
GT-3.1
52-8
52-4
52-L1
GT-3.2
52-3
52-7
VT-3.
52-L1
52-6
52-7
52-L2
VT-3.
52-5
52-8
52-L2
50FI-1 50FI-3 50FI-5 50FI-7
50FI-2 50FI-4 50FI-6 50FI-8
Falla en:
extremo B
B
50FI-L1 50FI-L1
52-6 52-8

1.- Se debe corregir la polaridad del circuito secundario del transformador instalado en la
borna de neutro de 400 kV del transformador correspondiente al TG 31. Lo mas sencillo
seria intercambiar los hilos de entrada a la protección, G10 y H10.
RECOMENDACIONES QUE DEBERÍAN APLICARSE
A LAS PROTECCIONES
2.- En los ajustes de las protecciones (DPR3) de los transformadores de los grupos de
gas no hemos visto que se introdujesen los datos del tercer devanado correspondiente al
transformador de servicios auxiliares. En caso de que se confirmase este punto,
deberían introducirse esos datos.
3.- Pensamos que seria conveniente unificar las temporizaciones de la función 87N en
Todos los transformadores a 300 ms, así como la pendiente al 30% y el valor de
arranque a 0,7xCT.[opción cambiar el TI a un nivel saturable más alto].
4.- A su vez, este tiempo debería estar coordinado con la diferencial de barras de la
subestación y la diferencial de las líneas L1 y L2, estableciendo, por lo menos un retardo
de 100 ms en las funciones 87 N, que deberían pasar a 400 ms.
5.- Lo mismo ocurre con las protecciones 67N del anillo, que deben estar coordinadas
con las 67N de las líneas L1 y L2. En estas protecciones no coinciden los ajustes
indicados en el documento 65000-2200 con los finalmente implementados por lo que, en
este momento, no existe selectividad entre las protecciones del anillo y las de las líneas
de interconexión.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

6.- En los ajustes de las 67N de línea con dirección hacia atrás, deberían introducirse los
valores indicados en el documento 5000-2200, es decir, debería establecerse la
temporización en 0,5 s, en lugar de los 0,3 s actuales, tanto para la sobre intensidad de
fases, como para la de neutro.
7.- Además, en las protecciones 67N del anillo, en algunos casos deben modificarse los
disparos sobre los interruptores. Concretamente:
67N6:
Dirección hacia delante: deben modificarse los disparos a (52-5), (52-7) y (52-TV-3), por
(52-6), (52-8) y (52-L1).
67N8:
Dirección hacia delante: deben modificarse los disparos a (52-6) y (52-L1), por (52-7), y
(52-L2
Dirección hacia atrás: deben modificarse los disparos a (52-7), y (52-L2), por (52-6) y
(52-L1).
8.- En la función sobreintensidad de fase de las 67N, tanto del anillo como de las líneas
de interconexión, se deben introducir los bloqueos por tensión para que estas funciones
tengan direccionalidad.
9.- Se deben modificar las lógicas de las protecciones para que con el arranque de
cualquier función se inicie el registrador de eventos y de oscilo-grafías.
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

10.- Finalmente, se deben modificar los tiempos de prefalta y postfalta de todas las
protecciones que tengan registradores oscilograficos, estableciendo 5 ciclos para la
prefalta y el resto para la postfalta.
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

ANÁLISIS DE LA ROTURA DE LA BORNA DE
NEUTRO
 CAUSAS
POSIBLES
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

ROTURA DE LA BORNA DE
NEUTRO
 CAUSAS POSIBLES:
 Esfuerzo térmico por paso de elevada
corriente de falla.
 Esfuerzo electrodinámico por paso de elevada
corriente de cortocircuito.
 Esfuerzo de sobre-presión interna dentro de la
borna por movimiento de bobinados.
 Esfuerzo por solicitación de campo eléctricoAutor: Juan A. Rodríguez García -Vigo/Mayo de 2018 981/05/2018
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Esfuerzo dieléctrico por
sobretensión:
A)Sobretensiones de
servicio:
1) Sobretensiones por
2) Sobretensiones por
ROTURA DE LA
BORNA DE NEUTRO
 SOBRETENSIONES
GENERADAS POR FALLAS A
TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP
POR
RESONANCIA

 Esfuerzo dieléctrico por
sobretensión
 B) Sobretensiones por causa
externa del sistema eléctrico:
 1) Sobretensiones por caída de
 2) Sobretensiones por inducción
atmosférica.
ROTURA DE LA
BORNA DE NEUTRO
 SOBRETENSIONES
GENERADAS POR FALLAS A
TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP
POR
RESONANCIA

Borna Fase 400KV
Acción : Esfuerzo térmico por temperatura al paso de la Icc sobre el conductor interno
de tierra y pasante por el TI toro.
Borna neutro 400KV
T: I: Toro
Aceite
2ª) Acción: Corriente de falla
C. D. de falla
1ª) Acción: Corriente nominal
In = 600 A
IccF = 2.940 A
(Cresta)
Bobinado
400 KV
I g = 2.940 A
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Bobinado exteriorBobinado interior
Fuerzas radiales
Tracción Tracción
Compresión
Bobinado
externo
Núcleo
acero
FTOTAL
FAXIAL
F RADIAL
Bobinado
interno
F RADIAL
FAXIAL
FTOTAL
Acción de sobre-presión por paso de una IccF
Núcleo
acero
Tacos madera
separadores
FTOTAL
FAXIAL
F RADIAL
F RADIAL
FTOTAL
FAXIAL
Fuerzas axiales
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Efecto sobre el bobinado
primario
Efecto sobre el bobinado
secundario
MOVIMIENTOS DE LOS BOBINADOS
POR ESFUERZOS ELECTRODINÁMICOS
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Cuba transformador
Sobre-presión interna
BORNA NEUTRO Acción : Sobre-presión por paso de Icc
en bobinados y desplazamiento de estos.
Esfuerzo total = 450 Kg
Aceite
235 N
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Borna neutro 400KVBorna Fase 400KV
Conductor activo de fase
Cuba transformador
Masa de aceite
Barra de fase aislada
Acción : Esfuerzo electrodinámico por
paralelismo de corrientes.
F = 193 N
Ig=2.940A
D = 0,4 m
Icc = 26.234 A
L=5,0m
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Borna Fase 400KV
Masa de aceite
Borna neutro 400KV
Distribución del Campo
Eléctrico en la borna
Acción : Esfuerzo por la distribución del campo Eléctrico
en la superficie de la borna y en la Superficie del
conductor.
P1 [(Q1) Máx. densidad
carga)]
P2 [(Q2) Mín. densidad
carga)]
U = 50 KV
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

NEUTRO
Esfuerzo dieléctrico por
sobretensión
A) Sobretensiones de servicio
2) Sobretensiones
por falla
1) Sobretensiones por maniobra
1. Deslastre de cargas
2. Oscilaciones por acoplamientos
a contra-fase.
3. Maniobra interruptores con
transformadores en vacío.
4. Maniobra con líneas en vacío.
5. Otras causas
1. Efecto kilométrico del 52
Tuxpan II
2. Falla con reenganche
3. Por desequilibrio de
tensiones en las fases..
No abrió 52
del lado
CCC 3 y 4
No sucedió
Posible
4. Falla con desplazamientode
neutro
y onda AF sobrepuesta.
Posible
No sucedió
No sucedió
No sucedió
No sucedió
Se
desconoce
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

B) Sobretensiones por causa
externa al sistema eléctrico
1) Sobretensiones por
caída de rayo
inducción atmosférica.
ROTURA DE LA BORNA DE NEUTRO
Esfuerzo dieléctrico por
sobretensión
A) Sobretensiones de servicio
Por barrido de F
[Xc = Xl] Posible
efecto resonante con
coincidencia de falla a
tierra.
1. Caída sobre apoyo
o conductorde tierra
2. Caída sobre los
conductores de fase
3. Caída en las proximidades
de la línea
Descargade nube
No ocurrió
No ocurrió
No ocurrió
No ocurrió
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

NEUTRO
Existencia de sobretensión en el
neutro
Caso 1: Por desequilibrio de tensiones durante las fallas a tierra
Caso 2: Por la casuística de la sobretensión a 60 Hz producida por el desequilibrio de las
tensiones en un fallo a tierra, con la producida por una onda de AF entrante con posibilidad de
efecto rebote en el neutro de la estrella.
Caso 3: Por coincidencia natural (Resonancia) de una de las frecuencia de la onda entrante
de AF, con la frecuencia de oscilación natural de una parte del devanado próximo al neutro
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

CCC Nº 3 y 4
CCC Nº 1
CCC Nº 2
Sistema Interconectado SEI
SUBESTACIÓN DE 400 KV
Onda de
impulso AF
3ª falla: Fase C-Tierra
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
Caso 1º:
Efecto producido por el desequilibrio de las
tensiones en las fases sanas, cuando se

CCC Nº 3 y 4
CCC Nº 1
CCC Nº 2
Onda de impulso AF
Caso 1º:
Efecto producido por el desequilibrio de las
tensiones en las fases sanas, cuando se
produce una falla a tierra.[ Aumento de las Z ].Autor: Juan A. Rodríguez García -Vigo/Mayo de 2018 1111/05/2018
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
EFECTO DINÁMICO DE LA ONDA DE
IMPULSO DE AF

UR
USUT
0
U0
R pat.
R arco
R02
R R01
X10 X11
3ª FallaTP-TV-4.TV-4. CFE
Z0
U St
UTt
3ª FallaTP-TV-4.TV-4.
R R01
X10
R02
X11
R ct.
R arco
CFE
3I01 3I02
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

CCC `Nº 3 Y 4
CCC Nº 1
CCC Nº 2
Onda de impulso AF
Caso 2º:
Efecto impedante en bobinado del
transformador por efecto de una onda de AF
con posible ampliación por rebote en elAutor: Juan A. Rodríguez García -Vigo/Mayo de 2018 1131/05/2018
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

t = 5 ms
Impulso onda A. F.t = < 1 ms
Inicio de la falla
Impulso de A. F.
coincidente con un
máximo de U Pico
Efecto más favorable
POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

CCC Nº 3 Y 4
CCC Nº 1
CCC Nº 2
Onda de impulso AF
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
Caso 3º:
Efecto resonante en el interior de un transformador
por causa de una onda de AF generada por una

w0 = 5,’1 5,5 5,9 6,3
3,7 4,1 4,53,3
2,1 2,5 2,91,7
0,5 0,9 1,30,1
12
10
8
6
4
2
Q
F (Khz.)
ANÁLISIS DINÁMICO con
resonancia
C. C. C. Tuxpan III-IV:
Barrido del espectro de frecuencias de
Se produce una sobretensión
superior a su soportabilidad que
es de 600 KV [BIL].
U [H1-T]
2
11 12 13 14 15 16
Conmutador-vacío
Volante maniobra
Arrollamiento principalH1
O
95% Bobinado 5 % Bobinado
T U2 – U0 = U20
UH1–UT=U[H1-T]
Aislamiento BIL “600 KV”
400KV
DESCARTABLE arco interno por no tener
efectos secundarios, pero si posible el que
su aislamiento resistiera el impulso, y
trasladase su tensión en ese punto respecto
de tierra [Uo – UT].
U0 - UT
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIAEjemplo de averías por fenómenos transitorios resonantes
Nación
TIPO MVA TENSIÓN (KV)
EVENTO ASOCIADO
Nº
FALLAS
COMPONENTE
DAÑADO
Noruega
Ausland III
Trafo Elevador 150 7,75-15,5-420 Maniobra 52 BT 1Arrollamiento y Cuba
Bélgica
Brume
Trafo Elevador 160 20/390
Descarga atmosférica
en LAT a 12 y 40 Km.,
del trafo.
2CDC (2 veces)
E. U. A. Auto-Trafo 500 765/500
Corto en LAT a 54 Km.,
pero falla la Protecc.
1
Conmutador (1 vez)
Arrollamiento (1 vez)
E. U. A. Auto-Trafo 200 500/345
en LAT a 234 Km., del
trafo.
2
Conmutador (1 vez)
Arrollamiento (1 vez)
África del Sur Auto-trafo 315 400/200
Desconexión trafo con
carga reactiva
Varias
Conmutados y
conexiones
Brasil
San Gotardo 2
Auto-trafo 400 500/345/13,8
Ninguno en el momento
de ocurrir.
(Efecto acumulativo)
1Arrollamiento
Brasil
San Gotardo 2
Auto-trafo 400 500/345/13,8
Ninguno en el momento
de ocurrir.
1Arrollamiento y Cuba
Brasil
Icó
Trafo 100 230/69
en LAT próxima a SE
1
Contacto en la llave
selectora conmutador
Brasil
Luiz Gonzaga
Trafo-elevador 185 500/16-16
Sobretensión maniobra
en LAT corta
3Arrollamiento y Cuba
Brasil Trafo de Horno 84 33/0,75
Sobretensiones de
maniobra asociada a
cables alta capacitancia
2Arrollamiento (2 veces)
TRANSFORMADOR

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Inicio de la falla
t = 5 ms
Impulso de A. F. no
coincidente con un
máximo de U Pico
Efecto más desfavorable
t = 5 ms
Inicio de la falla
Efecto medianamente favorable
Impulso de A. F. no
coincidente con un
máximo de U Pico.
Ocurrencia con la menor posibilidad:
2ª causa expuesta
Por esta condición
de baja probabilidad
consideramos no ser
este tipo de
sobretensión la
causa.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
t = 5 ms
Inicio de la falla
Impulso de A. F.
coincidente con un
máximo de U Pico
Efecto más favorable

Ocurrencia con la posibilidad
media: 1ª Causa
R ct.
R arco
R02
R R01
X10 X11
3ª FallaTP-TV-4.TV-4. CFE
1º)
El valor de R01 no se ha
podido leer, más bien se
ha podido constatar que
existe continuidad sin
excesivo valor óhmico
en la conexión a tierra
del neutro del
transformador.
2º )
La resistencia R02 sea
ésta a través del
terreno, sea a través del
hilo de tierra de la línea
suele ser muy pequeña
(0,05 Ω/Km.) lo mismo
que la del cable de tierra
que es del orden de 0,06
Ω/Km.
3º)
La resistencia del arco
y la de contacto con
tierra es imposible
registrarlas dado su
situación y
condiciones de
ocurrencia con tierra
(suelo, rama árbol, torre
soporte, etc, etc.) por lo
que solo podemos
recurrir al nivel de
corriente alcanzado y
ángulo homopolar para
Por estas tres
reflexiones
consideramos
que no es esta
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Ocurrencia con la mayor posibilidad:
2ª causa expuesta
1ª.
Los fenómenos resonantes no son raros en las instalaciones, en las AT se viene
observando este efecto con gran preocupación, al no poderse detectar.
2ª.
Los efectos son iguales a los de una sobretensión producida bien una falla a tierra
o por una descarga tipo rayo.
3ª.
La tensión inicial de partida puede ser muy baja pero
debido a su factor de
multiplicación, puede llegar a ser muy elevada.
4ª.
Los pararrayos no sirven para nada si se quisiera mitigar su tensión a la entrada
de los transformadores, ya que pueden estar incluso con tensiones menores que
la simple nominal y luego crecer por efecto resonante.
5ª.
Producen efectos de audio tan relevantes como una
descarga atmosférica en las
instalaciones, coincidiendo con lo observado en laAutor: Juan A. Rodríguez García -Vigo/Mayo de 2018 1211/05/2018
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

6ª.
La variación de frecuencia que se observa en estos fenómeno
muy previsibles en aquellas instalaciones de MT y AT (sobre
primeras), debido a sus pequeñas capacidades respecto de tie
la igualdad: XLK = XC. En nuestro caso las exiguas distancias des
las fallas hasta los transformadores coinciden con estas condi
Por todas estas causas consideramos que este tipo de
sobretensión es quizás el que tiene mayores posibilidade
de haber ocurrido.
FALLAS A TIERRA
 TRANSITOR
IOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA
CONCLUSIONES FINALES:
Después de analizar todas las causas que pudieron motivar la rotura de la borna de
neutro, SE CONSIDERO que la única explicación posible es que la borna de neutro
se rompiese al superarse su rigidez dieléctrica debido a la aparición de sobretensiones
en el neutro de la estrella del bobinado de alta tensión.
Estas sobretensiones pudieron estar causadas, a su vez, por cinco motivos, de los que
se descartaron tres, quedando solamente dos opciones que fueron:
 Por elevada resistencia de puesta a tierra (pendiente de confirmar con medidas de
campo).
 Por desequilibrio de tensiones durante las fallas a tierra.
De estas dos causas, a su vez se considero, que la más probable es la segunda:
aparición de sobretensión elevada en el neutro por desequilibrio de tensiones durante
la falla a tierra, que además se vio agravada por la contaminación fuerte que se
produce en la zona.
Aunque no se pudo demostrar de forma cuantitativa y concluyente, que esta ha sido
la causa de la rotura, el hecho de haber descartado todas las demás, por eliminación,
les llevó a afirmar que la rotura de la borna estuvo motivada por esta causa.

POR FALLAS A TIERRA
 TRANSIT
ORIOS
 FALLA EN TP POR
RESONANCIA

Sobretensiones generadas por fallas a tierra en subestación de 400 kV

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (7)

Similar a Sobretensiones generadas por fallas a tierra en subestación de 400 kV

Similar a Sobretensiones generadas por fallas a tierra en subestación de 400 kV (20)

Último

Último (20)

Sobretensiones generadas por fallas a tierra en subestación de 400 kV