Facultad de Ingeniería. Escuela de Eléctrica. Asignatura Protección y Coordinación de Sistemas de Potencia.

Transcripción

1 Tema: Relé de sobrecorriente independiente. I. OBJETIVOS. Facultad de Ingeniería. Escuela de Eléctrica. Asignatura Protección y Coordinación de Sistemas de Potencia. Examinar la teoría fundamental de la protección de Líneas de Transmisión, usando relevadores de sobrecorriente. Determinar la relación de reposición del relevador para corrientes de cortocircuito trifásico, bifásico y monofásico. Determinar el tiempo de disparo en que el relé tenga que operar. Determinar el tiempo de disparo mínimo de operación del relevador. Realizar ajustes de operación. II. INTRODUCCIÓN. Los relevadores de sobrecorriente independiente son activados cuando un valor de corriente ajustado, es excedido. La magnitud de la corriente de energización no fluye en el tiempo de operación del relé. Estos son utilizados para protecciones de cortocircuitos en sistemas de alto y bajo voltaje, su uso es restringido para redes radiales. Los relevadores son ajustados con un mecanismo de tiempo el cual permite atrasar el tiempo de disparo, el arreglo de los tiempos de disparo puede ser en serie con una delta de tiempo de 0.5 segundos. La operación de estos es en forma selectiva de manera que cuando ocurre una falla entre una sección de línea él más cercano a esta se encarga de sacar la falla, pero no de inmediato, sino que primero localizara la falla, pero no actuara, debido al tiempo al cual ha sido ajustado, si persiste la falla entonces este actuara, de no hacerlo el que está después de él tiene que actuar (protección de respaldo). De tal manera que este tipo de protección siempre debe acompañarse de otros de su mismo tipo así protegerán en conjunto. Una desventaja es que, las corrientes de cortocircuito son tan grandes en cuanto la localización esté alejada de la fuente el tiempo de operación comienza a retrasarse. Como los relevadores no pueden ser activados, su estado de sensibilidad no puede ser fácilmente asegurado. Entonces para asegurara su correcta operación, es necesario que el relé de protección este regularmente observado. III. MATERIALES Y EQUIPO. No. Cantidad Descripción Código 1 1 Fuente de alimentación trifásica variable ST M 2 1 Power Supply 22 26V / 4...5A ST C 3 2 Power Switch Module SO P 4 2 Current Transformer Set SO B 5 1 Independent Overcurrent Time Relay SO C 6 1 RMS Meter SO L 7 1 Multimetro digital * * * 8 1 Transmission Line SO A 9 1 Load for Transmission Line SE T 10 1 Electronic Stop Watch SO F Tabla 5.1. GUÍA 5 Pág. Pág. 1

2 IV. PROCEDIMIENTO. Parte A: Determinar el coeficiente de relación R. Paso 1. Construya el circuito de la Figura 5.1, utilice las terminales K y L1 del primario de los transformadores de corriente. Paso 2. Ajuste el relevador de sobrecorriente a 0.5 Amperios, el tiempo seleccione al máximo y accione el interruptor de potencia. Paso 3. Incremente lentamente la corriente por medio de la fuente regulable de alimentación. Observar en el relé que el LED SUPERIOR esté encendido cuando la corriente a la cual él fue ajustado es censada por el relé. Anote estos valores en la Tabla 5.2. Paso 4. Reducir la corriente lentamente y el valor de corriente cuando el LED se apaga corresponde a I DO. Paso 5. Aumentar la corriente lentamente y el valor de corriente cuando el LED se enciende corresponde a I OP. Paso 6. Realizar el Paso 4 y Paso 5 para los diferentes valores de corrientes seteados en el relé según la Tabla 5.2. Valor de ajuste I OP (Amperios) I DO (Amperios) R Tabla 5.2. Paso 7. De los valores de corriente de operación (I OP ) y corriente de caída (I DO ) calcular el cociente de reposición del relevador para cada valor y anótelo en la Tabla 5.2. R = I DO / I OP Parte B: Ajustes del relevador de sobre corriente 1. Paso 1. Construya el circuito que se muestra en la Figura 5.2 y ajuste el relé a 0.5 Amperios y tiempo de operación de 5 segundos. Paso 2. Activar el interruptor de potencia e incrementar lentamente la corriente IL1 a 1 Amperio ( mantener constante este valor ). Paso 3. Ahora apague el interruptor de potencia y reemplazar la conexión entre el control remoto del interruptor de potencia y el relé de protección. Paso 4. Active el interruptor de potencia y observar que es lo que ocurre. 1 El tiempo es para prevenir algún disparo por rompimiento de la conexión entre el control remoto del interruptor de potencia y el relevador. GUÍA 5 Pág. Pág. 2

3 Explicar. Figura 5.1: Protección de Líneas de Transmisión. GUÍA 5 Pág. Pág. 3

4 Figura 5.2: Control del interruptor de potencia. Parte C: Falla trifásica. Paso 1. Con el circuito que ya tiene elaborado, es decir, el de la Figura 5.2, proceda a alimentarlo con un voltaje igual a 25V (V LN ). Paso 2. Luego de haber colocado el voltaje indicado, desenergize el circuito. Paso 3. Realice una falla trifásica al final de la Línea de Transmisión. Paso 4. Encienda el interruptor de potencia. Paso 5. Energize el circuito. Paso 6. Cuál es el nivel de corriente de falla?. Paso 7. Qué observa?. Parte D: Falla bifásica. Paso 1. Elimine la falla trifásica. Paso 2. Con el circuito que ya tiene elaborado, es decir, el de la Figura 5.2, verifique que el voltaje de alimentación sea igual a 25V (V LN ). GUÍA 5 Pág. Pág. 4

5 Paso 3. Desenergize el circuito. Paso 4. Realice una falla bifásica al final de la Línea de Transmisión. Paso 5. Encienda el interruptor de potencia. Paso 6. Energize el circuito. Paso 7. Cuál es el nivel de corriente de falla?. Paso 8. Qué observa?. Parte E: Falla monofásica. Paso 1. Elimine la falla bifásica. Paso 2. Con el circuito que ya tiene elaborado, es decir, el de la Figura 5.2, verifique que el voltaje de alimentación sea igual a 25V (V LN ). Paso 3. Desenergize el circuito. Paso 4. Realice una falla monofásica (es decir entre línea y neutro) al final de la Línea de Transmisión. Paso 5. Encienda el interruptor de potencia. Paso 6. Energize el circuito. Paso 7. Cuál es el nivel de corriente de falla?. Paso 8. Qué observa?. V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. 1. Qué significado tiene el coeficiente de relación R de la Parte A?. 2. Cuál es la aplicación de los relés de sobrecorriente?. 3. Describir el funcionamiento del relé de sobrecorriente electrónico. 4. Cuáles son los ajustes que se logran con esta protección?. VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA. 1) Cuál es el funcionamiento de un relé de tiempo inversa y el de potencia inversa?. 2) Explicar dos causas de por qué se dan sobrecorriente en los generadores y de que forma actuaría el relé estudiado. GUÍA 5 Pág. Pág. 5

6 VII. BIBLIOGRAFÍA. o o o C.R. Paul, Nasar S. A., Unnewerh L.E. Introducción a la Ingeniería Eléctrica. Carlson A. Bruce, Gisser David G. Electrical Engineering Concepts and Applications. Addison- Wesley Publishing Company. IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems. Buff Book Standard GUÍA 5 Pág. Pág. 6