1. Universidad Don Bosco
Maestría en gestión de energías renovables
Protecciones electricas
Luis Alonso Aguirre López
laaguirre79@gmail.com
26 de Abril de 2016
2. Protecciones Eléctricas
Introducción
• Las protecciones eléctricas son una parte muy
importante de los sistemas eléctricos
(Generadores, distribuidores, grandes industrias)
• Aseguran una operación confiable y segura del
sistema y protegen los equipos principales de
daños serios causados por fallas.
• Se dividen en 2 grupos, Protecciones mecánicas y
protecciones eléctricas.
• Los tres equipos de protección primaria usados
para aislar fallas son fusibles, interruptores y reles
de protección.
3. Protecciones Eléctricas
Fusibles
• Es un dispositivo de protección de sobrecorriente con
una parte fusible de apertura de circuito que se calienta y
se rompe por el paso de una sobrecorriente a través de el
(The Authoritative Dictionary of IEEE Standards).
• Un fusible es un elemento que sensa e interrumpe, pero
no es un dispositivo de conmutación.
• Se conecta en serie con el circuito y responde al efecto
térmico producido por el flujo de corriente a través de el.
• No es un elemento reutilizable pues su elemento fusible
se consume en el proceso de interrumpir el flujo de
corriente.
5. Protecciones Eléctricas
Interruptor
• Es un dispositivo de interrupción y
conmutación que requiere un elemento de
sobre corriente (u otros) para completar la
función de protección.
• Para interruptores de medio voltaje o
superiores, los dispositivos sensores son CT ,
VT y relés de protección.
• Para interruptores de bajo voltaje (molded
case circuit breakers), el elemento sensor es
parte integral del interruptor.
7. Protecciones Eléctricas
Relés de protección
• Dispositivos eléctricos diseñados para responder a ciertas
condiciones de entrada y, después de alcanzar dichas
condiciones, realizar operaciones o cambios abruptos en
circuitos de control (IEEE Std C37.90)
• Inicialmente eran electromecánicos, lo que requería un relé
por cada función de protección.
8. Protecciones Eléctricas
Reles de protección
• Ventajas de relés de protección multifunción micro
procesados:
• Menores tiempos de operación
• Mas funciones de protección por equipos
• Realizan actividades adicionales (Comunicación, HMI, medición,
almacenamiento de datos, control)
• Múltiples entradas y salidas (CT, PT, DI, DO, AI, AO, RTD, etc)
9. Protecciones Eléctricas
Funciones de protección
• Un numero de función del dispositivo, con
un prefijo y un sufijo apropiado, es utilizado
para identificar cada dispositivo instalado en
sistemas eléctricos (IEEE Std. 37.2-1996).
• Estos números son usados en dibujos,
diagramas, libros, publicaciones y
especificaciones.
• Incluye funciones de protección y otros
dispositivos.
10. Protecciones Eléctricas
Protección de generadores
• El generador es uno de los equipos mas caros de los
sistemas eléctricos.
• Debido a eso, requiere un sistema de protecciones
que identifique y limpie las fallas a tiempo.
• Es uno de los elementos mas complejos de un
sistema eléctrico, por lo tanto utiliza funciones de
protección complejas.
• Nos limitaremos a algunas de ellas debido a su
complejidad.
11. Protecciones Eléctricas
Protección de generadores
• Protección de falla en el estator (87G): Se usa como
protección primaria, la suma de las corrientes a través del
generador deben ser cero.
• Falla a tierra (50/51GN): Protección de sobre corriente
instantánea y sobre corriente de tiempo inverso. Detectan
sobre corriente sin importar la dirección
• Motorización (32): La motorización de un generador (potencia
inversa), ocurre cuando el suministro de energía de la turbina
es cortado y el generador esta aun en línea. Al ocurrir el
generador funcionara como un motor.
• Energización inadvertida (67): causada por errores operativos,
falla de interruptores, mientras el generador esta fuera de
línea. Se utiliza, entre otras, un relé de sobre corriente
direccional.
12. Protecciones Eléctricas
Protección de generadores
• Sobrevoltaje (59): Cuando se tienen sobre voltajes en las
terminales del generador que sobrepasan los limites
permisivos.
• Frecuencias anormales(81 O/U): Los generadores y las
turbinas tienen un limite de sobre y baja frecuencia de
operación que pueden tolerar (resonancia puede dañar
la turbina). Protección primaria es provista por el
gobernador, protección de respaldo por un relé.
• Corrientes desbalanceadas (46): Corrientes
desbalanceadas en el generador producen corrientes de
secuencia negativa que inducen corrientes en otras
partes del generador, provocando sobrecalentamiento
peligroso en corto tiempo.
13.
14. Protecciones Eléctricas
Protección de transformadores
• El transformador principal es también un equipo caro e
importante en sistemas eléctricos.
• La conexión mas utilizada es estrella aterrizada-delta.
• Protección diferencial (87T): protege contra fallas
internas de los devanados del transformador.
• Sobrecorriente (50/51): Protege contra fallas internas del
transformador y contra fallas externas respectivamente.
• Falla a tierra (51G): Para sistemas aterrizados se utiliza un
relé de falla a tierra en el neutro del transformador.
15.
16. • Referencias: Enfocarse básicamente en la
presentación para estudiar y puntualmente apoyarse
con “Main considerations in the protection system
design for a geothermal power plant” y con “Tutorial
IEEE de protección de generadores sincrónicos”