Ejemplo 1

En la fig. 1 se muestra un sistema en anillo de 13.2kV alimentado desde una red externa vecina a través de un trafo de rebaje 132kV/13.2kV. Las líneas del anillo están protegidas por relés de sobrecorriente direccionales que actúan en la dirección indicada por la flecha y poseen una unidad 51 y una unidad 50 de fase.

Red vecina- Scc3= 2000 MVA132kV

T1 – Sn = 20 MVA – ucc = 12.25%, 5 piernasConexión: YN/d

I 13.2kV

Los valores indicados en las líneas corresponden a las reactancias de secuencia positiva de las mismas.

Fig. 1 Diagrama unifilar del ejemplo 1.

Determinar:

a) Las máximas corrientes de carga por cada relé, según la distribución de carga en las barras, teniendo en cuenta los casos más desfavorables.

b) Los ajustes de arranque (TAP Ip) de las unidades 51 de fase, aceptando un valor de sobrecarga del 30% sobre la máxima corriente de carga, en todos los casos. Los ajustes deben expresarse en amperes primarios.

c) Los ajustes de arranque (TAP I>>>) de las unidades 50 para garantizar un esquema de protección selectivo, tomando un margen de seguridad del 20%, ante una falla trifásica sin resistencia de falla en la barra vecina en el extremo de la línea. Los ajustes deben expresarse en amperes primarios.

CURSO IE-623 "PROTECCIÓN DE SISTEMAS DE POTENCIA"

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE HONDURAS

GUÍA DE EJERCICIOS PROPUESTOSI PARCIAL

d) Suponiendo que todos los relés tienen características tiempo-corriente Normal-Inversa NI IEC-255 (rango de ajuste de 0.05 a 3.2 el saltos de 0.05), calcular el ajuste del DIAL de las mismas de tal forma que los relés coordinen unos con otros con un intervalo mínimo de coordinación de 0.3 s, ante una falla trifásica sin resistencia de falla en la barra vecina en el extremo de la línea.

e) Suponiendo que la línea I-L está fuera de servicio, verificar los ajustes de las unidades instantáneas.

f) Suponer de igual forma que la línea I-L está fuera de servicio y que en la barra J se conecta un transformador de rebaje a 380/220 V, con conexión estrella rígida a tierra del lado de 13.2kV y triángulo del lado de baja, de potencia nominal 1 MVA y tensión de cortocircuito ucc(+) = ucc(0) = 16% reactiva pura. Luego, calcular el tiempo de actuación de la una unidad 51N de tierra instalada en el relé 2, con característica Inversa Larga IEC-255, ajuste de TAP de arranque Ie = 50A y ajuste de DIALe en 0.1, para una falla monofásica en la barra I sin resistencia de falla. Suponer que las reactancias de secuencia cero de las líneas son iguales a las de secuencia positiva.

Ejemplo 2:

Dada la red de subtransmisión de 33. kV de la fig. 6, con dos alimentadores operados radialmente y protegidos por relés de sobrecorriente direccionales, realizar lo siguiente:

1. Calcular las corrientes de cortocircuito monofásico y trifásico sin resistencia de falla en cada barra de la red, calculando una reactancia de fuente equivalente en la barra de partida con los valores suministrados de potencia de cortocircuito trifásico y monofásico, y los datos de la red suministrados en la tabla 1.

2. Definir los valores de ajuste del arranque de las unidades 50 por sobrecorriente de fase Ip>>> tomando como criterio 1.25 de la corriente de falla trifásica en la barra extrema. Determine en todos los casos el porcentaje X% de cobertura del tramo protegido.

3. Definir los valores de ajuste del arranque de las unidades 50 de tierra Ie>>> tomando como criterio 2.5 veces la corriente de arranque por sobrecarga de tierra Ie dada como dato en la tabla 2.

4. Definir los valores de ajuste del dial de tiempo para actuación temporizada en la zona de sobrecarga de cada relé de manera que exista un intervalo mínimo de tiempo de coordinación de 300 ms con los relés de las otras estaciones. Las corrientes pick up de fase Ip y tierra Ie, así como el tipo de curvas tiempo-corriente utilizadas de cada relé se especifican en la tabla 2.

5. Para una falla monofásica en la ET ANGACO, calcular el valor de la resistencia límite inferior de falla Rf para la cual la unidad de tierra del relé 79 de la ET PEÑAFLOR no actúa.

6. Simular una falla trifásica en la estación BOERO, suponiendo que la impedancia de fuente de secuencia positiva se reduce a la mitad, y verifique los ajustes de arranque de la unidad 50 de fase (Ip>>>) del relé 22 de la ET. CAUCETE.

7. Suponiendo que se abre el tramo PEÑAFLOR-SAN MARTIN por mantenimiento y simultáneamente se cierra el tramo BOERO-ANGACO, coordinar los relés para una falla trifásica sin resistencia de falla en la barra SAN MARTÍN.

CAUCETE BOERO

22 57 83

RED VECINA

Normalmente Abierto

PEÑAFLOR SAN MARTIN ANGACO

21 78 79 80 81 82 84

Fig. 6 Red de distribución del ejemplo 2

Datos:Barra de partida : CAUCETE Potencia de cortocircuito monofásico Scc1 = 263. MVAPotencia de cortocircuito trifásico Scc3 = 203. MVA

Tabla 1: Datos de la redBarra1 Barra 2 R+ X+ R0 X0 Rel 1 Rel 2

CAUCETE BOERO 2.67 2.96 2.67 8.87 22 57CAUCETE PENAFLOR 3.56 4.25 5.44 20.97 21 78

PENAFLOR SAN MARTIN 1.39 1.66 2.12 8.20 79 80SAN MARTIN ANGACO 2.12 2.53 3.24 12.5 81 82

BOERO ANGACO 2.12 2.53 3.24 12.5 83 84

Tabla 2: Datos de los relésBarra Rele Norma Ip [A] Curva/fase Ie [A] Curva/tierra

CAUCETE 21 IEC 310 VI 60 TDCAUCETE 22 IEC 220 VI 50 NI

BOERO 57 IEC 220 VI 50 NIBOERO 83 IEC 220 VI 50 NI

PEÑAFLOR 78 IEC 310 VI 60 TDPEÑAFLOR 79 IEC 310 VI 60 TD

SAN MARTIN 80 IEC 310 VI 60 TDSAN MARTIN 81 IEC 310 VI 60 TD

ANGACO 82 IEC 310 VI 60 TDANGACO 84 IEC 310 VI 60 TD

Ejemplo 3

Repetir el ejemplo 7 visto en teoría, pero utilizando las conexiones 90º (30º AMT), 60º (0º AMT).