ÁLVAREZ CANO, J. Sistemas de protección de grupos electrógenos. Valencia: INVASSAT. 28.05.2015. 53 p. 33 MB.

1. Plan de formación 2015
Jornada técnica
Conexión y desconexión de grupos electrógenos y
generación distribuida a la red eléctrica
Ponencia
Sistemas de protección de grupos electrógenos
Ponente
Jesús Álvarez Cano
Valencia, 28 de mayo de 2015

2. Bienvenidos

3. Sistemas de
protección en grupos
electrógenos
¿Qué establece el R.E.B.T.?
Protecciones específicas y
casos concretos.
Suministro en alta tensión
con grupo electrógeno: relé
de protección homopolar.

4. ¿Qué establece
el R.E.B.T?
El Reglamento recoge estos
aspectos en su instrucción
técnica complementaria:
ITC BT 40 - Instalaciones
generadoras de Baja Tensión

5. ITC BT 40
Instalaciones Generadoras de BT
Clasificación de las
instalaciones
Protecciones
Condiciones para la conexión
Puestas a tierra

6. Clasificación de
las instalaciones
Aisladas
Asistidas
G
Aisladas
Asistidas
Interconectadas
No puede existir conexión eléctrica
alguna con la red de distribución pública
Existe una conexión con la red de
distribución pública, pero sin que los
generadores puedan estar trabajando en
paralelo con ella. O suministra la red, o
suministra el generador, quedándose el
otro como fuente de socorro de apoyo.
Diseñadas para trabajar en paralelo con
la red de distribución pública
(cogeneración, etc.). Las nombramos
pero no las trataremos (falta de tiempo).
G
Red

7. Protecciones
Para el alternador y el motor: las que marque el fabricante
Para los circuitos de salida: los que marque las ITCs aplicables
Conjunto de protecciones mínimas a disponer:
• Sobreintensidad: mediante magnetotérmicos o equivalentes.
• Subtensión: si V<85% de la nominal entre F-N (para 230V si
V<195,5V. Debe desconectar el sistema en menos de 0,5 seg.
• Sobretensión: siV>110% de la nominal entre F-N (para 230V si
V>253V. Debe desconectar el sistema en menos de 0,5 seg.
• Frecuencia: f<49Hz ó f>51Hz durante más de 5 periodos (aprox.
en 0,1 seg.).

8. Condiciones para
la conexión
Instalaciones aisladas
G
1. Instalación de un dispositivo que
permita conectar y desconectar la
carga en los circuitos de salida del
generador.
2. Los generadores portátiles deberán
incorporar protecciones contra
sobreintensidades y contactos directos
e indirectos de la instalación que
alimenten (magnetotérmico y
diferencial).

9. Condiciones para
la conexión
Instalaciones asistidas tipo A:
G
Red
Son las más extendidas. El sistema no permite la posibilidad de
conexión simultánea de Red y GE. Este sistema requiere de un
“paso por 0” (ausencia de tensión en el suministro eléctrico) cada
vez que conmuta entre la Red y GE y viceversa.

10. Condiciones para
la conexión
Instalaciones asistidas tipo A:
• Se pueden montar sistemas de conmutación Red-GE en uno o
varios puntos de la instalación. Estos sistemas conmutarán todos
los conductores activos y el neutro. Además impedirán el
acoplamiento simultáneo a ambas fuentes de alimentación
(enclavamientos).
• El conmutador llevará un contacto auxiliar para conectar una
tierra propia al neutro de la generación cuando sea ésta quien
alimente la instalación interior.
• Las conexiones del conmutador serán precintables y accesibles
por la empresa distribuidora.

11. Condiciones para
la conexión
Instalaciones asistidas tipo B:
G
Red
Se están implantando con fuerza. Se trata de instalaciones capaces de
sincronizarse con la red y mantener unidas la conexión de la red y el GE
hasta 5 segundos, tiempo en el que el sistema transfiere la carga a la Red
o GE (sistema que vaya a llevar el suministro). Se evita el paso por cero:
no existe corte en el suministro eléctrico, por ejemplo, en el retorno de
red o en las tareas de mantenimiento en las que se requiera el uso de GE
como el mantenimiento del CT.

12. Condiciones para
la conexión
Instalaciones asistidas tipo B:
• El sistema de transferencia (conmutación) se hará en un único punto.
• Además, deberá instalarse junto a los aparatos de medida de la Red de Distribución
pública, con accesibilidad a la empresa distribuidora.
• La potencia del generador no puede ser inferior a 100KVA.
• Cuando el generador y la red se encuentre conectados simultáneamente se desconectará
de la tierra el neutro del generador.
• Deberá incluirse un sistema de protección que imposibilite el envío de potencia del
generador a la red (inyectar amperios a la red).
• Dispondrá de un equipo de sincronización y no se podrá mantener la interconexión más
de 5 segundos.
• Deberán incluirse sistemas de protección:
1. Por tensión del generador fuera de límites.
2. Por frecuencia fuera de límites.
3. Por sobrecarga y cortocircuitos.
4. Enclavamiento para no poder energizar la línea sin tensión (Red).
5. Protección por fuera de sincronismo.

13. Puesta a tierra
Deberán cumplir lo establecido en el MIE-RAT 13
Deben tener las condiciones técnicas adecuadas para que no
se produzcan transferencias de defectos a la red de
distribución pública, ni a las instalaciones privadas sea cual sea
su funcionamiento respecto a ésta: aisladas, asistidas o
interconectadas.
G

14. Puesta a tierra
Instalaciones aisladas
G
1. La red de tierras de la instalación conectada será independiente de
cualquier otra red de tierras.
2. La puesta a tierra del neutro y de las masas de la instalación se realizará
conforme a uno de los sistemas recogidos en la ITC BT 08 (TN,TT o IT).
3. Si trabajan varios generadores sincronizados en paralelo, se deberá
conectar a tierra en un sólo punto la unión de los neutros de los
generadores.

15. Puesta a tierra
Instalaciones asistidas:
G
Red
1. Si la red de distribución pública tiene el neutro puesto a tierra (esquema
TT), se conectarán las masas de la instalación y receptores a una tierra
independiente de la del neutro de la red de distribución pública.
2. Para alimentar la instalación desde el grupo electrógeno, se dispondrá en
el conmutador de interconexión de un polo auxiliar que desconectara la
puesta a tierra del neutro de la red y conectará a tierra el neutro del
generador.

16. Protecciones
específicas. Casos.
El relé diferencial:
•Configuración tradicional.
•Configuración especial.
Reverse power (energía inversa).
Alimentación en cascada. Relé de
protección homopolar.

17. El relé
diferencial
Argumentos habituales en contra de su instalación en
Generadores:
• El REBT no lo incluye dentro de las protecciones mínimas a
disponer (sólo en el caso de generadores portátiles).
• Las instalaciones receptoras ya disponen de sus protecciones
diferenciales, por lo que a priori no se ve necesario.
• En el caso de instalaciones con numerosos usuarios finales
(viviendas, comercios, etc.), cada uno de éstos puede fugar varios
miliamperios sin que actúe protección alguna. La suma de estas
fugas puede suponer un valor elevado en origen que ocasionaría
falsos disparos de protección.
• El disparo de un diferencial en origen, supondría el corte total de
suministro (continuidad del servicio).

18. El relé
diferencial
Configuración tradicional. Sistema TT.
Caso práctico en instalación generadora temporal de centro comercial “Águilas Plaza” en la
localidad murciana de Águilas.
• Alimentación exclusiva por grupos electrógenos.
• Duración del suministro: un año.
• Potencia: 4MVAs repartidos en 5 generadores independientes de 810KVA
• Instalación de tierras idénticas a un CT: masas de grupo conectadas a a cable de Cu
desnudo enterrado alrededor de la instalación. Neutros independientes con cable aislado
y conectados a red de tierras separados 15mtrs de las tierras de protección.
• Valor obtenido: 1,2Ohms.
• Tarado de los diferenciales a 12 amperios de fuga. Tensión de defecto máxima posible en
la instalación: V=RxI; V=1,2x18; 26V . Valor seguro para las personas.

19. El relé diferencial

20. El relé diferencial

21. El relé diferencial.
Configuración
tradicional.
Esquema TT.

22. El relé
diferencial
Configuración especial.
Sistema mixto TN-S para Generador y TT para Red distribución.
Caso práctico de configuración para suministros temporales de emergencia y programados con
generador conectado a centro de transformación.
Se instala un toroidal miliamperimétrico justo antes del punto de unión de las masas del
generador al neutro de suministro. Se tara el diferencial conectado a dicho toroidal a 30mA. La
conexión queda a efectos del generador en un sistema TN-S.
La acometida del generador al CT queda configurada en un sistema TT utilizando la red de
tierras de protección independiente, el neutro referenciado a tierra en origen, y permitiendo
que actúen las protecciones de la instalación según está previsto en regimen de funcionamiento
de Red.

23. Defecto de una fase del grupo
electrógeno contra la propia
envolvente del mismo
El defecto de una fase contra la envolvente del
grupo electrógeno provoca la aparición de una
corriente de defecto que es detectada por el toroidal
instalado entre el cable de herrajes y el cable de
neutro. Una vez que el interruptor QG abre, el grupo
electrógeno realiza toda la secuencia de parada
operando con el neutro aislado.
Con el interruptor QG cerrado, la envolvente
metálica del grupo electrógeno adquirirá un
potencial que dependerá de los valores de las
impedancias que intervienen en el bucle de defecto.
Una vez que el interruptor QG abra y la máquina
permanezca trabajando con el neutro aislado no
existirá riesgo para las personas.
Defecto de una fase del centro contra
una envolvente metálica del mismo
El defecto de una fase del centro de transformación
contra la envolvente del mismo provoca un bucle
defecto que se puede cerrar por tres caminos
diferentes:
1.A través de la impedancia existente entre la tierra
de servicio del centro y la tierra de protección del
mismo pasando a continuación por el conductor de
neutro que une el grupo electrógeno con el centro.
2.A través de la impedancia existente formada por la
puesta a tierra de protección del centro y el cuerpo
de la persona que eventualmente se encuentre en
contacto con la envolvente del grupo electrógeno.
3.A través de la puesta a tierra de protección del
centro y la puesta a tierra del grupo electrógeno.
La elevación del potencial de la envolvente del
grupo electrógeno dependerá, en este caso, del
valor de la impedancia de puesta a tierra del grupo
electrógeno y la corriente de defecto que se
origine a través de la misma.
Notar que el relé diferencial sólo actuará si la
persona se encuentra en contacto con la envolvente
metálica. En caso contrario la corriente de defecto
provocada no daría lugar a la apertura de QG.

24. El relé diferencial.
Configuración
especial.
esquema mixto

25. Reverse power
(energía inversa)
G3~
Reverse power
G3~ ?¿

26. Reverse power
(energía inversa)
Caso real de disparo de protección por energía inversa
Conexión de grupo electrógeno en un CT de la población alicantina de Teulada para mantener el
servicio eléctrico mientras se llevan a cabo trabajos de poda en línea de AT (desenergización de la
línea):
• Cliente: Iberdrola Distribución.
• Centro de transformación ubicado en polígono industrial.
• Los trabajos se llevan a cabo un Domingo. Coincide con el nivel más bajo de actividad industrial
por festividad (prácticamente todos los negocios cerrados).
• Duración de los trabajos: alrededor de 8h. Inicio 8:00AM.
• Potencia de transformador: 1.000KVAs.
• Potencia de grupo electrógeno: 1.000KVAs.
• Hora inicio de las alarmas/disparos: 10:30. El proceso de la alarma: arranque, energización,
alarma visual y acústica, desenergización y parada, tiene una duración aproximada de 20
minutos.

27. Reverse Power
Proceso
Llegada a las 8AM, ubicación.
Corte del suministro de
compañía en CT, conexión y
suministro a través de GE
A las 10:30AM se produce el
primer disparo del generador. El
operario informa, rearma la
central por si se tratara de una
falsa alarma, y vuelve a energizar
Aparentemente el generador
funciona bien. Se detecta poca
carga. Todos los parámetros
eléctricos son correctos.
La carga empieza a descender.
Los Kw llegan a “cero” y
comienzan a incrementarse
negativamente
Cuando se alcanza el valor de
“-50kw” (50Kw negativos), el
generador dispara el interruptor y
muestra la alarma “Reverse power”
El operario “resetea” la alarma.
Arranca el generador y cierra el
interruptor para iniciar el
suministro. Han pasado 20
minutos desde la ultima parada. Bucle

28. Reverse power
Proceso
En aproximadamente dos horas desde que el generador comenzara a presentar alarmas, operarios
de la compañía detectaron en la cubierta de una de las naves una instalación de energía solar. Se
retiraron los fusibles correspondientes a esa línea en el transformador. A partir de ese momento
desaparecieron las alarmas.
Las líneas con instalaciones que vierten energía a la red, están perfectamente señalizadas en los CT,
y procedimentalmente se dejan sin servicio cuando se utilizan generadores. En este caso, no había
señalización alguna, ni constancia de su existencia, por lo que se escaló el asunto para realizar las
averiguaciones correspondientes.
Queda de manifiesto la importancia de instalar relés de presencia de red (en instalaciones de vertido
a la red) que impidan el vertido de generación cuando no hay red (según marca el REBT). Los
fabricantes de grupos electrógenos recomiendan una protección que, como máximo, permita la
absorción de un 5% de la potencia total del alternador (pasan a trabajar como motores empujados
por la red). A partir de ese momento, deben desconectarse.

29. Alimentación en cascada.
Relé de protección
homopolar
Alimentación de tendidos de alta tensión a través de grupos
electrógenos. Relé de protección homopolar específico.
El transformador es una máquina reversible: normalmente se alimentan por la parte de alta tensión,
obteniendo baja tensión en su salida, pero de igual forma, si se alimenta la parte de baja tensión,
obtendremos alta tensión en el lado correspondiente.
Aprovechando esta característica, resulta muy útil energizar un tendido de alta tensión desde un
centro de transformación y dar servicio así a todos los CTs que estén conectados a esa línea. Todo con
un único generador, desde un único punto, sin necesidad de realizar maniobra alguna más que aislar el
tramo de tendido de alta tensión que se quiere alimentar, conectar el generador en CT elegido y dar
servicio. El resto de los CTs recibirán energía como si de la compañía se tratara. Todo ventajas, con
una salvedad: las protecciones contra fugas o contactos francos a tierra de la línea de alta tensión dejan
de funcionar. De ahí la necesidad de emplear un medio auxiliar de protección: el relé homopolar de AT.

30. Alimentación en cascada.
Relé de protección
homopolar
Esquema de funcionamiento sin alimentación en cascada
Avería
G G G G G
Con tensión
Sin tensión

31. Alimentación en cascada.
Relé de protección
homopolar
Esquema de funcionamiento con alimentación en cascada
Avería
G
Con tensión
Sin tensión

32. Alimentación en cascada.
Relé de protección
homopolar
Alimentación de tendidos de alta tensión a través de grupos
electrógenos. Relé de protección homopolar específico.
La Compañía, dispone de sistemas de protección en las subestaciones que protegen el tendido de AT
contra posibles contactos o fugas de éste a tierra. Cuando se trabaja con una alimentación en cascada,
el tendido queda aislado de la subestación, y por lo tanto, estas protecciones dejan de actuar.
¿Y que pasa con las protecciones del grupo electrógeno? Todas siguen funcionando y siendo efectivas
tanto en la parte de AT como en BT: subtensión, sobretensión, frecuencia, sobreintensidad,
cortocircuito, etc. Todas excepto las que tienen que ver con derivaciones a tierra. El aislamiento
magnético del transformador elimina cualquier referencia a tierra de la parte de AT. Eso, sumado a que
la distribución en AT se hace sin conductor neutro, hace necesaria la utilización de un medio auxiliar
externo: el relé de protección homopolar.

33. Alimentación en cascada.
Relé de protección
homopolar
Fruto del trabajo entre el departamento de Protecciones de Iberdrola Distribución y Ormazabal Velatia
(reconocido fabricante de centros de transformación y aparamenta para distribución de alta tensión), nace
el “maletín de protección de AT para GE” o relé de protección homopolar. Este relé electrónico, realiza una
auditoría permanente de la suma vectorial de las fases en alta tensión. Cuando que detecta que la resultante
es diferente de cero en un determinado valor, abre un contacto que, en funcionamiento sin defecto es
normalmente cerrado. Este contacto se conecta al grupo electrógeno. Si su estado cambia a “abierto” el
interruptor general del GE dispara y se inicia la parada del generador.
La lectura de tensión de fases en alta tensión se efectúa directamente, conectando unos sensores resistivos
directamente en las líneas de alta tensión, o bien conectando unos sensores tipo “banana” en los captadores
de presencia de red instalados en las celdas de línea (los que encienden unos leds para notificar la presencia
de red). También en los pasatapas instalados en las botellas de conexión del transformador. Todos estos
elementos realizan una lectura directa y proporcional (pero con un valor manejable: máximo 100V) del
valor real de tensión. Calibrando ese valor con respecto a la tensión de red (una simple regla de tres), el
relé audita las tensiones reales de red y avisa de un determinado valor distinto de cero en la suma vectorial
de fases para notificar el fallo.

34. Alimentación en cascada.
Relé de protección
homopolar
Esquema de funcionamiento con alimentación en cascada y
relé de protección homopolar
Avería
G
Con tensión
Sin tensión
Relé homo.

37. Alimentación en cascada.
Relé de protección
homopolar

39. Alimentación en cascada.
Caso práctico. Línea Tollos.
Instalación de un CT temporal y grupo electrógeno para alimentación en cascada.
Datos:
• Motivo: cambio de sección y aislamiento de línea AT.
• Nombre de la línea: TOLLOS (derivación Castell de Castells y Vall d’Alcalà)
• Longitud de la línea a alimentar: 20.500mtrs - Tensión: 20.000V
• Pueblos que dependen de la línea: Benimassot, Cuatretondeta, Vall d’Alcalà, Beniaya,
Tollos, Facheca, Famorca y Castell de Castells.
• Nº de transformadores a alimentar: 15. Potencia total instalada: 1.200KVA (aprox.)
• Duración de la intervención: 5 días, de lunes a viernes. Alimentando en cascada con el
generador desde las 8:00h hasta las 18:00h. El viernes finaliza el servicio a las 14:00h. El
resto de horas se suministrará con red (compañía).

40. 575016(EN LA OBRA DE TET525798)
DEPOSITO ALCOCER
SEQUIOT 75081 75082
GAYANES
(1)
5 7 8 6 6 4 - 5 1 2 7 8 6
578664
5 7 6 2 2 3 - 5 0 6 4 6 4
5 7 6 0 7 3 - 5 0 6 3 7 7
5 5 8 0 8 8 - 5 0 8 2 3 8
5 5 8 0 9 2 - 5 0 8 2 4 1
5 6 0 4 9 0 - 5 3 4 3 8 2
5 5 8 0 9 3 - 5 0 8 2 4 2
5 5 8 0 9 4 - 5 0 8 2 4 3
5 5 8 0 9 5 - 5 0 8 2 4 4
5 5 8 0 9 6 - 5 0 8 2 4 5
5 5 8 6 9 7 - 5 0 8 7 4 0
5 5 8 1 9 3 - 5 0 8 3 2 6
558438
1 6 C 2 0 0 0
1 6 C 1 0 0 0
albolado
1 6 C 2 0 0 0
266
m.
1 0 m . a lt u r a c r u c e
c a r r e t e r a ( 2 1 g r a d o t e m p )
E n r o jo t r a z a d o r e a l d e la lin e a
y s it u a c ió n d e lo s a p o y o s
A.01036
A03266
A.01032
A.12668
650127
576089
576082
576083
576060
576035
576037
576039
570623
planes
576159
57
62
04
576154
576169
576253
576064
576065
576069
575024
575026
575047
575058
575091
575017
575018
560171
560172
575032
575033
575
113
575149
575164
A . 0 9 3 2 1
Reconect ador Pant ano
A. 12776
A.12776
576236
Punto conexión
Punto aislamiento
Zona Realimentada
Fecha: 01 abril 2014 Hora: 2:54 Escala: 1 : 100000
IBERDROLA

41. (1)
A.14311
1
32 A.12668
Punto conexión grupo
Punto aislamiento (1er día)
Zona realimentada
Fecha: 01 abril 2014 Hora: 2:47 Escala: 1 : 4000
IBERDROLA

52. Muchas
Gracias

53. Plan de formación 2015
Conexión y desconexión de grupos electrógenos y generación distribuida a la red eléctrica
Presentaciones de las ponencias
1- Introducción normativa
2- Generación distribuida
3- Seguridad en la instalación de grupos electrógenos
4- Sistemas de protección de grupos electrógenos