1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO.
“SANTIAGO MARIÑO”.
EXTENSIÓN MATURÍN.
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA.
PROTECCIONES.
PROFESOR: BACHILLER:
ING. Mariangela Pollonais Herrera Carlos
C.I.: 20403695
Monagas, Agosto de 2014.

2. PROTECCIÓN.
Protección, del latín protectĭo, es la acción y efecto de proteger (resguardar,
defender o amparar a algo o alguien). La protección es un cuidado preventivo
ante un eventual riesgo o problema.
Toda instalación eléctrica tiene que estar dotada de una serie de
protecciones que la hagan segura, tanto desde el punto de vista de los
conductores y los aparatos a ellos conectados, como de las personas que
han de trabajar con ella.
Conjunto de dispositivos que permiten la detección de situaciones anómalas
en un sistema eléctrico de potencia para la eliminación de faltas. Tienen por
objeto aislar la zona de la red donde se ha producido un defecto, de forma
similar a como actúa un cortafuegos
Figura – 1. Protección eléctrica.
Esquema básico de una protección
Línea principal
Órgano de
entrada
Fuente auxiliar de
tensión
Órgano
accionador
Órgano
convertidor
Órgano de
medida
Órgano de
salida

3. COMPONENTES DE UNA PROTECCIÓN.
Un equipo de protección no es solamente la protección o relé,
propiamente dicho, sino que incluye a todos aquellos componentes que
permiten detectar, analizar y despejar una falla. Los principales elementos
que componen un equipo de protección son:
Batería de alimentación.
Transformador de medida para protección.
Relé de protección.
Interruptor automático.
Funciones de las protecciones.
El objetivo de los sistemas de protección es remover del servicio lo
más rápido posible cualquier equipo del sistema de potencia que comienza a
operar en una forma anormal.
El propósito, es también, limitar el daño causado a los equipos de
potencia, y sacar de servicio el equipo en falta lo más rápido posible para
mantener la integridad y estabilidad del sistema de potencia.
Dado que la estabilidad transitoria está relacionada con la habilidad que
tiene el sistema de potencia para mantener el sincronismo cuando está
sometido a grandes perturbaciones, el comportamiento satisfactorio de los
sistemas de protección es importante para asegurar la estabilidad del mismo.
Relé.
El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como
un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de
una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos
que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.
Es denominado simplemente relé o protección, es el elemento mas
importante del equipo de protección. En sentido figurado puede decirse que
desempeña la misión de cerebro, ya que es el que recibe la información, la
procesa, toma decisiones y ordena la actuación en uno u otro sentido.

4. Figura – 2. Relé de protección.
CLASIFICACIÓN DE LOS RELES.
Para tener una idea sobre las posibilidades de utilización de los relés
de protección, intentaremos una clasificación sistemática de estos relés, la
cual resulta en extremo difícil por la gran variedad de tipos existentes. Sin
embargo vamos a intentarlo utilizando diferentes criterios de clasificación.
Por las características constructivas, estos pueden ser:
Relés Electromagnéticos.
Relés de Inducción (Relés Ferraris).
Relés Electrodinámicos.
Relés Electrónicos.
Relés Térmicos.
Teniendo en cuenta el tiempo de funcionamiento, los relés de protección
pueden ser:
Relés de Acción Instantánea.
Relés de Acción Diferida.
Relés de Retardo Independiente.
Relés de Retardo Dependiente.
Relé de potencia inversa.
Relé de tiempo inverso.
Relé de tiempo definitivo.
Relé de bajo voltaje.

5. Relé de tierra.
Relé de fase (segregada).
Relé de comparación de fase.
Relé de comparación direccional.
Relé direccional de CC (operan de acuerdo a la dirección de la
corriente y son modelos de bobina móvil).
Descripción de los sistemas de protección más usuales en subestaciones:
Relé de Protección de sobreintensidad.
Se trata de la protección más extendida en su aplicación. Controla la
intensidad de paso por el equipo protegido; cuando el valor es superior al
ajustado en el relé, se produce la acción subsiguiente (por ejemplo, se
dispara un interruptor, se activa una alarma óptica o acústica, etc.)
Relé de Protección direccional de fases
La magnitud más crítica en un relé direccional es precisamente la
tensión de referencia, también llamada “de polarización”.
Relé de Protección direccional de neutro
En el caso de cortocircuitos a tierra, la tensión que se lleva al relé para
propósito de polarización es la tensión residual del sistema. Esta tensión
puede obtenerse por medio de la conexión en “triángulo abierto” de los
secundarios de los transformadores de tensión.
Relé de Protección diferencial
Las protecciones diferenciales constituyen sistemas de protección
absolutamente selectivos o “cerrados”, es decir, sistemas en los cuales la
operación y la selectividad dependen únicamente de la comparación de las
intensidades de cada uno de los extremos de la zona protegida.
Relé de Protección de comparación de fase
Las protecciones de comparación de fase forman parte de los
sistemas de protección absolutamente selectivos o cerrados. El principio
básico de actuación consiste en comprobar la fase de la intensidad en los
dos extremos de la línea.
Relé de Protección de sobretensión y subtensión

6. Existen elementos ciertamente sensibles a las sobretensiones; por
ejemplo, transformadores, generadores, batería de condensadores, etc. En
contrapartida, existen elementos que no deben funcionar a tensiones muy
inferiores a la nominal, como motores, reguladores, etc.
Relé de Protección de frecuencia
En los sistemas eléctricos de corriente alterna, la frecuencia es una de
las magnitudes que definen la calidad del servicio, y para mantener estable
su valor nominal es necesario que exista, permanentemente, un equilibrio
entre la generación y el consumo.
PROTECCIONES PRIMARIAS.
Un sistema de protección primaria debe operar cada vez que uno de
sus elementos detecte una falla. Ella cubre una zona de protección
conformada por uno o más elementos del sistema de potencia, tales como
máquinas eléctricas, líneas y barras.
Es posible que para un elemento del sistema de potencia se tengan
varios dispositivos de protección primaria. Sin embargo, esto no implica que
estos no operarán todos para la misma falla.
Debe notarse que la protección primaria de un componente de un
equipo del sistema puede no necesariamente estar instalado en el mismo
punto de ubicación del equipo del sistema; en algunos casos puede estar
ubicado en una subestación adyacente.
FUNCIONAMIENTO DE LA PROTECCIÓN PRIMARIA.
Las protecciones primarias son aquellas que tienen como función la
responsabilidad de despejarla falla en primera instancia. Están definidas para
desconectar el mínimo número de elementos necesarios para aislar la falla.
Cuando se produce una falla en el interior de una zona las
protecciones primarias correspondientes deben disparar los interruptores
pertenecientes a la misma, pero solamente éstos y ninguno más debe ser
disparado para despejar la falla.
La función de las protecciones primarias es la de evitar los daños
producidos en la infraestructura de los edificios e instalaciones debidos al
impacto directo de una descarga atmosférica. Estos daños suelen venir en
forma de incendios y electrocuciones, debido a la enorme cantidad de

7. energía contenida en el rayo en el momento del impacto. Estos daños son
aún más importantes en aquellas zonas en las que se almacenen o
manipulan materiales inflamables o radiactivos.
PROTECCIONES DE RESPALDO.
La protección de respaldo es instalada para operar cuando, por
cualquier razón, la protección primaria no opera. Para obtener esto, el
relevador de protección de respaldo tiene un elemento de detección que
pude ser o no similar al usado por el sistema de protección primaria, pero
que también incluye un circuito de tiempo diferido que hace lenta la
operación del relevador y permite el tiempo necesario para que la protección
primaria opere primero.
Un relevador puede proporcionar protección de respaldo
simultáneamente a diferentes componentes del equipo del sistema, e
igualmente el mismo equipo puede tener varios relevadores de protección de
respaldo diferentes.
En efecto, es muy común que un relevador actué como protección
primaria para un componente de equipo y como respaldo para otro.
FUNCIONAMIENTO DE LA PROTECCIÓN DE RESPALDO.
Hay dos razones por la cual se deben instalar protecciones de
respaldo en un sistema de potencia.
La primera es para asegurar que en caso que la protección principal
falle en despejar una falta, la protección de respaldo lo haga.
La segunda es para proteger aquellas partes del sistema de potencia
que la protección principal no protege, debido a la ubicación de sus
transformadores de medida.
El objetivo de las protecciones de respaldo es abrir todas las fuentes de
alimentación a una falta no despejada en el sistema. Para realizar esto en
forma eficiente las protecciones de respaldo deben:
Reconocer la existencia de todas las faltas que ocurren dentro de su
zona de protección.

8. Detectar cualquier elemento en falla en la cadena de protecciones,
incluyendo los interruptores.
Iniciar el disparo de la mínima de cantidad de interruptores
necesarios para eliminar la falta.
Operar lo suficientemente rápido para mantener la estabilidad del
sistema, prevenir que los equipos se dañen y mantener la
continuidad del servicio.
Figura – 3. Esquema de Protección de Distribución Primaria y Secundaria – Power
T&D

9. ÁREAS DE PROTECCIÓN.
Protección de las líneas de trasmisión.
Uno de los aspectos importante del estudio de la estabilidad transitoria
es la evaluación del comportamiento de los sistemas de protección durante el
período transitorio, particularmente los relés de protección utilizados en las
líneas de transmisión.
Relé de distancia zonas de protección:
El esquema básico de los relés de distancia comprende una zona 1
instantánea y al menos dos zonas con disparo temporizado. Los ajustes
típicos para un relé de distancia de 3 zonas se muestran en la Fig.. Los relés
digitales pueden tener hasta 5 zonas y algunas de ellas se las puede ajustar
para operar hacia atrás. Los ajustes típicos de cada zona son:
Zona 1: Alcance = 80% impedancia de la línea; Tiempo: instantáneo
Zona 2: Alcance = 120% impedancia de la línea: Tiempo: 0.3 a 0.6 s
Zona 3: Alcance = respaldo de líneas adyacentes: Tiempo: >1 s
Figura – 4. Esquema de la característica tiempo-distancia.