Protección de redes de AT industriales y...

Cuaderno Técnico nº 174

Protección de redes de ATindustriales y terciarias

Por: André Sastre

Cuaderno Técnico Schneider n° 174 / p. 2

La Biblioteca Técnica constituye una colección de títulos que recogen las novedadeselectrotécnicas y electrónicas. Están destinados a Ingenieros y Técnicos que precisen unainformación específica o más amplia, que complemente la de los catálogos, guías de producto onoticias técnicas.

Estos documentos ayudan a conocer mejor los fenómenos que se presentan en las instalaciones,los sistemas y equipos eléctricos. Cada uno trata en profundidad un tema concreto del campo delas redes eléctricas, protecciones, control y mando y de los automatismos industriales.

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La reproducción total o parcial de este Cuaderno Técnico está autorizada haciendo la mención obligatoria:«Reproducción del Cuaderno Técnico nº 174 de Schneider Electric».

cuadernotécnico no 174

Protección de redesde AT industriales yterciarias

Por: André Sastre

Trad.: J.M. Giró

Edición francesa: diciembre 1994

Versión española: noviembre 1995

André SASTRE

En 1966 se especializa en lasmedidas electrotécnicas y losautomatismos industriales.

Ingeniero autodidacta, entra en 1971en Merlin Gerin en 1988 y participa enla creación de la actividad Protección-Control-Mando AT-A.

Actualmente se encarga delfuncionamiento de la red comercialpara esta actividad.


Terminología

AMDEC:

método de estudio «Analyse desmodes de Defaillance, de leurs Effetcet de leur Criticité» (Análisis de lasformas de los fallos, sus efectos y sucriticidad), en la que, según unadefición de la CEI 812 «un modo defallo es un efecto por medio del cualse observa el fallo de un elementodel sistema estudiado».

BT-A y BT-B:

categorías de tensiones definidas (enFrancia) por el decreto de 14 denoviembre de 1988:

n en alterna

50 V < BT-A ≤ 500V

500 V < BT-B ≤ 1000V

n en continua (porcentaje de rizado< 10 %)

120 V < BT-A ≤ 750V

750 V < BT-B ≤ 1500V

Estas dos categorías se reagrupanen el grupo I, según la CEI 364 y (enFrancia) la NF C 15-100.

Corriente diferencial residual:

suma vectorial de las corrientes querecorren todos los conductoresactivos (fases y neutro) de un circuito

en un punto de la instalación(también se llama corriente residual).

Electrización:

acción por la que un cuerpo adquiereuna carga eléctrica; estado de unapersona conectada a un elementobajo tensión.

Electrocución:

muerte accidental causada por lacorriente eléctrica; última fase de laelectrocución.

AT-A y AT-B:

las categorías de tensión son objetode diferentes clasificaciones segúnlos decretos, las normas, y otrasespecificaciones particulares, talescomo las de ciertos distribuidores deenergía, como en lo que se refiere alas tensiones alternas superiores alos 1000 V:

n el decreto francés de 14 noviembrede 1988 define dos categorías detensión:

AT.A = 1 kV < U ≤ 50 kV,

AT.B = U > 50 kV.

n la publicación CEI 71 concretaunas gamas de las tensiones máselevadas para los materiales:

o gama A = 1 kV < U < 52 kV,

o gama B = 52 kV ≤ U < 300 kV,

o gama C = U ≥ 300 kV.

Está prevista una revisión que abarcasolamente dos gamas:

o gama I = 1 kV < U ≤ 245 kV,

o gama II = U ≥ 245 kV.

Medida RMS -Root Mean Square-:

valor de corriente eficaz, incluidas lascorrientes de los armónicos =

= 2hn

25h

23h

21heff I...IIII ++++=

siendo:

h1 = 1er armónico,

h3 = 3er armónico,

hn = armónico de orden n.

Pcc:

potencia de cortocircuito.

Estabilidad dinámica de una red:

facultad que tiene una red,compuesta por varias máquinasgiratorias asíncronas y síncronas, devolver a un funcionamiento normal acontinuación de una granperturbación que haya supuesto unamodificación de su configuración obien transitoria (caso de uncortocircuito) o bien permanente(abertura de una línea).


Índice

La protección de redes eléctricasnecesita la utilización de numerosasy diferentes técnicas de organización,o un plan de protección: necesita losconocimientos de un especialista.

En efecto, este trabajo obliga aconocer los reglamentos y normas,pero también a equilibrar losaspectos técnicos y económicos, quea veces son opuestos. Esteespecialista debe de satisfacer lasnecesidades de utilización entérminos de seguridad ydisponibilidad de la energía eléctrica.Conseguir este objetivo de seguridaddepende, en su mayor parte, de laselectividad entre los dispositivos deprotección.

Para permitir a un no-especialistahablar de forma útil con el diseñadorde una instalación eléctrica AT-A,este Cuaderno Técnico abordasimplemente estas técnicas deprotección y de selectividad. Un lectorya informado podrá empezar sulectura a partir del segundo capítulo, yuna persona experimentada podráirse directamente al capítulo tercero.

1 Protección eléctrica y seguridad Las consecuencias de un p. 6fallo eléctrico

Las necesidades del usuario p. 6

La estructura de una red eléctrica p. 7

El plan de protección p. 7

La selectividad p. 9

La fiabilidad de las protecciones p. 10

Las funciones de protección p. 10y de mando-control reunidas

2 Los tipos de selectividad y Selectividad amperimétrica p. 12de protección Selectividad cronométrica p. 12

Selectividad lógica p. 14

Protección diferencial p. 15

Protección direccional p. 16

Protección de mínima p. 18impedancia

La selectividad óptima p. 18

Síntesis de empleo de los p. 20diversos tipos de protección

3 Empleo de las protecciones Precauciones en la elección y p. 21empleo de las protecciones

Precauciones relativas p. 22a los captadores

Precauciones relativas a la red p. 23

4 Guía de elección p. 24

5 Conclusión p. 26

6 Informaciones prácticas Datos necesarios para realizar p. 27un estudio de selectividad

Diagrama de selectividad p. 27

7 Bibliografía p. 29

Protección de las redes de ATindustriales y terciarias


1 Protección eléctrica y seguridad

Las consecuencias de unfallo eléctrico

Las consecuencias de un falloeléctrico son múltiples, algunasveces no evidentes, y, a priori,difíciles de imaginar; he aquí algunosejemplos:

n aguas abajo del fallo, la red sintensión provoca una parada parcial eintempestiva de los consumidores;

n el lugar del fallo quedafrecuentemente dañado, por lo quehay que desmontar, reparar, sustituirpiezas, reiniciar el trabajo, hacer uninforme pericial...;

n mientras se procuce el fallo, elpersonal está expuesto a riesgo deelectrocución, de quemaduras(efectos térmicos), y a la vez detraumatismos (proyección o caída).

Las consecuencias pueden sentiseigualmente en las zonas sanas de lared, por ejemplo durante uncortocircuito:

n una bajada de la tensión resultaperjudicial para los autómatas y paralos equipos informáticos ...

n la pérdida de estabilidad de lasmáquinas giratorias puedecomplicarse, inmediatamentedespués de la eliminación del fallo,hasta provocar la caída total de ladistribución principal y de las fuentessecundarias de seguridad previstaspara asegurar la continuidad de laalimentación.

Por tanto, casi en todos los casos, unfallo provoca una interrupción de laalimentación y de la producción.Interrupción que, en cuanto a losaspectos económicos, es cada vezmenos aceptable.

La parada de la explotación puede,sin embargo, quedar circunscrita auna sola parte de la red, según:

n el punto del fallo,

n la eficacia de las protecciones,

n el sistema de selectividadempleado.

Esta reducción del riesgo deinterrupción se consigue con unsistema de protección biencoordinado. La misión de lasprotecciones es provocarrápidamente la desconexión de latensión en la parte de la red afectadapor el defecto, para limitar susconsecuencias. La selectividadpretende no desconectar más queesta parte de la red, y solamente ésta(figura 1).

Las necesidades delusuario

Si esta necesidad debieraexpresarse con una sola palabra,ésta sería SEGURIDAD.

Esta palabra tiene varias acepciones(Cuadernos Técnicos n° 134 y 144);en este documento, los dos sentidosque hay que recordar, son:

n seguridad,

n disponibilidad,

pero tomados bajo el punto de vistade las protecciones eléctricas.

Así, los dispositivos de proteccióntienen una gran incidencia en laseguridad, porque deben de eliminarel fallo, lo más rápidamente posible,para proteger a las personas y a losbienes contra sus consecuencias(accidente corporal, degradaciónmaterial).

Estos mismos dispositivos tienenuna gran influencia sobre ladisponibilidad, porque :

n su selectividad limita la zonaafectada por el fallo,

n limitan el tiempo derestablecimiento de la tensión,

n porque sus autocontroles, o mejor,sus autodiagnósticos, reducen elriesgo de no-funcionamiento y decaída intempestiva,

n dan al usuario la posibilidad dediagnóstico a distancia (es la funciónde comunicación),

n pueden estar formando parte delos automatismos de maniobra(reenganches, secuencias dearranque, conmutación...).

Hay que destacar que la seguridadse opone a la disponibilidad, porquelos dispositivos automáticos deprotección provocan con frecuenciainterrupciones del servicio. Así, elnivel de seguridad conseguido enuna instalación es el resultado de uncompromiso que tiene en cuenta unamultitud de elecciones formalizadasen el plan de protección.

Por tanto, cualquier modificación,durante su estudio y posteriormente,debe de analizarse con sumocuidado en cuanto a lasconsecuencias que pueda tener en laseguridad y en la disponibilidad. Paraesto, los diferentes niveles deseguridad buscados en la red debende estar necesariamente fijados:

n desde el estudio del diseño, portanto mucho antes de la elección delos componentes,

n y durante la elección del modo decomportamiento.

Fig. 1: Hay selectividad entre lasprotecciones A y B, y también B y Ccuando, para cualquier fallo aguas abajode A, sólo el interruptor A abre, a pesarde que la corriente del fallo Id ha sidotambién detectada por B y C.

C

B

A

dI


La estructura de una redeléctrica

Se representa normalmente por unesquema unifilar que detalla losprincipales componentes de la red(transformadores, alternadores,máquinas, �) y cómo estánconectados entre ellos (líneas,juegos de barras �). Los niveles decontinuidad del servicio dependen engran parte de esta estructura.

En efecto, los tipos de protecciones ylos sistemas de selectividad seeligen según el esquema a montar(en antena, en doble derivación, enbucle, con un juego de barrassencillo o doble...), pero tambiénsegún la posición relativa de loscomponentes (ver Cuaderno Técnicon° 169).

Para satisfacer las necesidades delusuario lo más económicamenteposible, puede ser aconsejable elmétodo siguiente, que tiene cuatroetapas:

1 - fijar los objetivos de seguridadpara la zona de utilización de laenergía,

2 - crear una estructura de redpartiendo de los consumidores(esquema unifilar),

3 - elaborar el plan de protecciónnecesario para la elección de lastécnicas de protección y selectividad,

4 - verificar que se consiguen losobjetivos de seguridad.

Si no es éste el caso, hay quemodificar parcialmente la segundaetapa (estructura), y después volver arealizar las etapas 3 y 4.

Para realizar sólo los estudios dedisponibilidad, los diseñadorespueden utilizar los sistemasexpertos. Por ejemplo, se usanormalmente el sistema ADELIAdurante los estudios de redes dedistribución eléctrica confiados a laSociedad Merlin Gerin. Estossistemas trabajan a partir de losdatos de fiabilidad AMDEC y de losárboles de fallos (Cuaderno Técnico144). También se puede cuantificar ladisponibilidad de las diferentesestructuras para, a continuación,seleccionar la más adecuada.

El plan de protección

Es un conjunto coherente y eficaz deprotecciones seleccionadas con el finde satisfacer los objetivos dedisponibilidad de energía y deseguridad para las personas y losequipamientos.

El plan de protección necesitacondiciones de actuación y de no-actuación de las protecciones enmomentos de fallo, durante lostransitorios normales (debidos amaniobras de explotación, porejemplo), y también en presencia dearmónicos, perturbaciones inducidasy/o rayos...

El plan se apoya en los datosgenerales e inherentes a lainstalación en cuestión, tales como:

n los reglamentos,

n las normas,

n la práctica habitual,

n las condiciones de utilización,

n los receptores,

n el régimen de neutro,

n la coordinación entre protecciones,

n las consecuencias de un fallo,

n la presencia (o no) de diversasfuentes de energía.

Todos estos datos constituyen unrepertorio de los diferentes riesgospotenciales, que son muy variados,frecuentemente independientes ydifíciles de cuantificar. Por ejemplo:

n los relacionados con la estructurade la red (en antena, en buclecerrado, con fuentes en paralelo...),que están ligados al tipo de régimende neutro utilizado, pero también alentorno (vías de acceso, humedad,altitud, ...).

n los inherentes a los receptores: untransformador no está sujeto a losmismos riesgos que un motor, unalaminadora no está sujeta a losmismos contratiempos que unatrituradora...

En fin, para todos los componentesde la red, incluídos los generadores,los conductores y los receptores, elplan de protección define, por lomenos, la elección y los ajustes delos dispositivos de protección contralos fallos por cortocircuito fase-fase yfase-tierra.

Los reglamentos

Son todos los textos legales, o con elvalor de una ley, que obligan a unaelección incuestionable (por ejemplo,en Francia, el decreto que se refiere ala protección de los trabajadores).

Las normas

Siempre hay que tener en cuenta lasnormas aplicables a la instalación encuestión.

Para las instalaciones eléctricas lasnormas que hay que aplicardependen de los valores de tensiónde cada circuito y están generalmentesujetas a diversos parámetros. Así,en Francia, la norma NF C 13-200,que se aplica a «Las instalacionesprivadas de alta tensión», tienetambién en cuenta el clima y elentorno.

La práctica habitual

Aunque se refieren a la elección de laestructura, los tipos de protecciones,y también a las formas de utilización,las costumbres no siempre estánescritas.

Sin embargo, su aplicación hace másfácil la explotación: el usuario notiene que enfrentarse más que aprincipios de funcionamiento que yaconoce bien.

Las condiciones de utilización

Funcionamiento centralizado o no dela red, posibilidad de manejo local,constitución de los equipos,asignación local o no, con demora deintervención, etc, son otras tantascondiciones que influyen sobre elplan.

Los receptores

Todos los receptores tienen supropia influencia: los motores porsus características de arranque, losalternadores por su reactancia, lostransformadores por su corriente decortocircuito, los cables por sucapacidad y por su comportamientoante un cortocircuito�

El régimen de neutro(Cuaderno Técnico n° 62)

El esquema de las conexiones de lared a tierra, o régimen de neutro, sedetermina en función del nivel que sequiera conseguir:


n de seguridad para las personas ylos equipos,

n según las necesidades decontinuidad en el servicio.

Se debe de tener en cuenta:

n la cualificación del personal de laexplotación,

n los riesgos de deterioro delmaterial,

n la intención de limitar lassobretensiones.

El régimen así obtenido afecta alvalor de la corriente de defecto atierra fijado por el sistema de puestaa tierra, valor que resulta de uncompromiso entre

n tener una corrientesuficientemente fuerte para

o realizar una buena selectividad: lacorriente residual debe de serdetectada sin ser confundida con lascorrientes capacitativas de lasconexiones sanas (los cables),

o protegerse contra lassobretensiones por disminución dela impedancia entre la red y la tierra;

n y tener una corriente débil paralimitar los daños (especialmente enlas máquinas giratorias y lostransformadores) pero también losriesgos de incendio o explosión enlas zonas sensibles (petroquímica,minas, �).

Para una instalación que ya existe,las protecciones instaladas y elestudio de la selectividad, estándirectamente condicionadas alrégimen de neutro existente.

Para una instalación nueva, elestudio de la selectividad permite darpor válidas las conclusionesobtenidas (régimen de neutro, valormáximo de corriente de defecto atierra y el emplazamiento adecuadode la toma de tierra), y hasta pensarotras soluciones.

La coordinación de las protecciones

Para la coordinación hace faltacomprender «cómo armonizar elfuncionamiento de los dispositivos deprotección», y, más en concreto,«velar por su selectividad».

Es raro que una red de distribucióneléctrica sea totalmenteindependiente de otra instalación, en

concreto, esta coordinación esobligatoria entre

n la red de instalación proyectada yla instalación ya existente,

o entre

n la red de la instalación proyectaday la red aguas arriba y/o la redpública.

Su estudio se hace a partir:

n de las gráficas de funcionamientode las protecciones; por ejemplo, esjuicioso prever una protección atiempo extremadamente inverso para«coordinarse» con un fusible;

n de los tiempos de corte(selectividad).

Nota: los distribuidores públicos deenergía eléctrica obligangeneralmente a unos ajustesmáximos aplicables en los centrosde salida (en Francia, EDF exige paralos centros de transformación de AT-A de 20 kV un tiempo de 0,2 s).

Un estudio de coordinacióndetermina los tiempos de eliminacióndel defecto, que deben de ser:

n satisfactorios para la seguridaddel personal,

n conforme a la resistencia delmaterial (calentamientos, esfuerzoselectrodinámicos),

n selectivos con las instalacionespróximas.

Las consecuencias de un fallo

Son los accidentes corporales, eldesgaste y destrucciones delmaterial, las pérdidas deproductividad...

Se valoran en términos de riesgo:

n para las personas, a partir de lacorriente de defecto, de la elevacióndel potencial de las masasaccesibles, de la impedancia de loscircuitos de tierra...

n para los materiales, a partir de losesfuerzos térmicos y/oelectrodinámicos, de la posibilidadde que se quemen o perforen lasbobinas de los circuitos magnéticosde los equipos, de su sensibilidad alas bajadas o cortes de tensión...

o los calentamientos y esfuerzoselectrodinámicos afectan más a laesperanza de vida de los materialescuando son fuertes y duraderos.

Interrumpirlos rápidamente evita unenvejecimiento rápido (fatiga) delmaterial.

o los cortes de tensión,frecuentemente debidos a un defectodetectado por un aparato deprotección. Afectan a toda la redaguas abajo:

- pueden ser cortos, como es el casode los cortes seguidos dereenganches automáticos o deconmutación de fuentes. Perjudicansobre todo a los materialeselectrónicos (regulación,informática, �), y menos a lasmáquinas con gran inercia (hornos,ventiladores, ...).

- de hecho, pueden resultar largospara aquellos trabajos que necesitanuna acción previa a su conexión a latensión, y entonces afectanfinancieramente a la empresa.

o las bajadas de tensión se debenfrecuentemente a cortocircuitos. Senotan tanto más, cuanto más cercase está del punto del defecto, ypueden ser fuente de gravesdesórdenes, incluso sobre las partessanas de la red.

Limitar la duración de todos estosfallos y defectos contribuye a reducirsu influencia sobre los receptores.

n según el tipo de equipo (motoressíncronos o asíncronos,transformadores secos y húmedos,alternadores�).

n Cuando se trabajaindependientemente de la red dedistribución pública, según laimportancia relativa de las potenciasacumuladas por las máquinasrotativas (motores y alternadores), esposible que una pérdida deestabilidad provoque el hundimientototal de la distribución y de lasfuentes secundarias, queprecisamente tienen que asegurar lacontinuidad del servicio. Hay quedestacar que, inmediatamentedespués de la eliminación deldefecto, esta pérdida de estabilidadse puede agravar. El mantener enfuncionamiento todas las máquinasgiratorias, síncronas y asíncronas, estodavía más probable si los huecos ycortes de la tensión son todavía demenor duración. Resumiendo, se veclaramente que la rapidez de


eliminación de un defecto esimportantísima para reducir losriesgos, y además mejora ladisponibilidad y la facilidad demantenimiento.

Una vez valoradas, se discuten lasconsecuencias de un incidente para,finalmente, aceptarlas o rechazarlas,con las disposiciones particulares:

n selectividad parcial,

n transformador de aislamiento,

n régimen de neutro temporal,

n protección cronológica o lógica,

n permiso o no de funcionamientode fuentes en paralelo,

n generador homopolar sobre eljuego de barras,

n etc.

Coexistencia de fuentes diversas

Cuando una red puede, duranteciertos períodos, alimentarse conconfiguraciones y fuentes diferentes,hace falta para cada caso, determinarlas corrientes de cortocircuito fase-fase y fase-tierra. Normalmente sonmuy diferentes y conocerlas esindispensable para asegurar laprotección y la selectividad encualquier circunstancia. Lasprotecciones necesitan entoncesajustes y temporizaciones diferentessegún la configuración (figura 2a). Esciertamente necesario «doblar» losfusibles para la protección de loscontactos indirectos para asegurar laselectividad cuando las corrientes dedefecto pueden ser de bajaintensidad (alta impedancia duranteel defecto o potencia limitada de lafuente); caso que se presenta en lafigura 2b, donde

Icctransformador >> Iccalternador.

Una solución prática es el teleajuste,pero la solución ideal es latelevalidación o elección a distanciade valores predefinidos y probados(figura 2c).

La selectividad

La selectividad consiste en cortar laalimentación a la parte afectada porel defecto y solamente a ésta.Organiza los disparos de los diversosdispositivos de protección de fases yde tierra, que deben de actuar lo más

rápidamente posible (CuadernoTécnico n° 62).

Para esto, cada instalación es objetode un «estudio de selectividad». Sufinalidad es confirmar que cualquierdefecto previsible será eliminadoadecuadamente dentro de los límitestécnicos fijados para el material de lainstalación (p. ej.: poder de corte) ypara los consumidores (p. ej.:duración máxima del corte). Parahacer esto, hay que buscar latopología de red más apropiadacambiando o no las protecciones ental o cual punto del árbol que forma lared eléctrica.

Contenido de un estudio deselectividad

En la práctica, un estudio sobre laselectividad consiste en determinarlos diversos ajustes(temporizaciones y umbrales) de losaparatos de protección verificando ala vez la compatibilidad entre lostiempos de actuación definidos paralos aparatos aguas arriba y losdefinidos para los aparatos aguasabajo.

Un estudio así es importante porque:

n tiene presentes los diversosvalores de corriente de defecto quepueden presentarse en los diferentespuntos de una red;

n verifica que cada uno de losdefectos probables puedaneliminarlo dos proteccionesdiferentes, para prever un eventualfallo de la protección más próxima ode uno de sus elementos asociados,como cableado, reductores,interruptores automáticos,conexionado...

Nótese que los ajustes de losaparatos aguas arriba de la red(llegadas) los impone normalmenteel distribuidor de energía y que losajustes de estos dos aparatos aguasabajo (salidas) lo están por el circuitode mayor potencia.

Presentación de un estudio deselectividad

Un estudio así debe de abarcar:

o la descripción de los modos deutilización hechos por el estudio,

o un esquema unifilar simplificado,

o los diagramas de selectividad, losde protección de fases y los deprotección de defecto a tierra,

o una memoria técnica,

o la hoja de ajustes.

n esquema unifilar simplificado.Representa la estructura de la red,los órganos de maniobra esenciales,y la referencia de las protecciones(figura 3a).

Fig. 2: Ejemplo interesante detelevalidación. Después de laconmutación de la fuente de alimentación,es necesario adaptar los ajustes de lasprotecciones de salida para cambiar elumbral (a) y/o conectar la proteccióncomplementaria (b). La televalidación (c)mejora la seguridad (disponibilidad yseguridad).

t (s)

(kA)I

G

a

fusible f

t (s)

(kA)I

protección indirecta Pque dobla el fusiblecuando se alimentapor sólo.G

curva Icc G

b

G

televalidaciónde los ajustespredefinidos

f Pconrearme

conrearme

1MVA 800 kVAc


n diagramas de selectividad.Sobre estos diagramas (figura 3b) sevisualizan las curvas de disparo decada una de las protecciones consus referencias correspondientes alas notas del esquema unifilar (figura3a).

n memoria técnica.

Describe los principios de laselectividad que en los diagramas nopueden representarse (selectividadlógica y diferencial, por ejemplo).Presenta y explica los resultados,destacando la duración de losdisparos obtenida a nivel delinterruptor automático de cabeza.Señala los riesgos y, si es necesario,propone las soluciones que, como yase ha dicho, pueden influir en latopología de la distribución. Seexponen algunos ejemplos en latabla de la figura 4. Esta lista, noexhaustiva, muestra las relacionesimportantes entre los estudios de:

o de topología de red,

o de corrientes de cortocircuito,

o de selectividad.

Fig. 3: Ejemplo de un esquema unifilar (a) y de un diagrama de selectividad de susprotecciones (b). Nótese que, para poder compararlas las Icc se expresan en un mismonivel de tensión.

Emprender estos estudios desde elprincipio de un proyecto resulta portanto especialmente útil.

n la hoja de ajustes.

Este documento reúne todos losvalores de ajuste de todas lasprotecciones. Indispensable durantela instalación, es el resultado delestudio de la selectividad.

La fiabilidad de lasprotecciones

La fiabilidad de las protecciones esun factor esencial de la seguridad yde la disponibilidad de unainstalación eléctrica.

Los fabricantes de aparatos deprotección persiguen, durante eldiseño y la fabricación, un dobleobjetivo:

n estar seguros del disparo

⇒⇒⇒⇒⇒ seguridad,

n que no se produzcan disparosintempestivos⇒⇒⇒⇒⇒ disponibilidad.

Este objetivo se consigue ahora contecnología digital, porque:

n después de haber efectuado, endiseño y en fabricación, numerosaspruebas de compatibilidadelectromagnética, pueden colocarseen ambientes severos;

n una vez instalados:

o en prestaciones, efectúan el auto-control (es decir, la función de «perroguardián»),

o durante un defecto, efectúan unautodiagnóstico que indica la causa yademás, disminuye el tiempo de no-disponibilidad.

Sin embargo, sea cual sea el tipo deprotección, el objetivo global no sepuede alcanzar, más que si:

n los captadores son de buenacalidad,

n la alimentación auxiliar es fiable,

n la puesta en funcionamiento sehace correctamente y los ajustesestán bien hechos.

Las funciones deprotección y de mando-control reunidas

Los dispositivos de protección, conlas capacidades de trabajo atendidaspor microprocesadores (figura 5),desempeñan numerosas funciones:

n así, procesan la informaciónsuministrada por los diferentescaptadores de corriente y de tensión,calculan diversas medidas (I, W,cos ϕ, P, Q, etc.) y realizan laprotección de las diferentesmagnitudes.

n además, pueden tambiénreemplazar las funciones locales deun automatismo:

o la conmutación (o transferenciaautomática),

o el tratamiento previo de lasalarmas,

o la memorización de lasinformaciones (disparos,bloqueos...),

o que guarden relación los disparosentre los dos extremos de una línea,o entre el primario y secundario de untransformador,

3

4

2

1

BT

AT-B

AT-A

a

t (s)

(kA)I

0,7

enBT

enAT-A

enAT-B

valores decorriente decortocircuito

421 3

b


Fig. 4: Problemas y soluciones que pueden influir en una topología de distribución.

problemas que se presentan soluciones

incompatibilidad entre los n revisar la arquitectura para ganar uno otiempos de intervención varios escalones en la selectividadde las protecciones n modificar el plan de protección para utilizar

una selectividad lógica o diferencialn negociar con el distribuidor de energía untiempo más largo en el centro de suministron cambiar la tensión de distribución o deutilización

incompatibilidad entre la n impedir la conexión en paralelo de lascorriente de cortocircuito fuentesy los equipos n aumentar la Ucc de los transformadores

n añadir inductancias de limitaciónn escoger otros equipos

no se funde el fusible n cambiar el calibre de los fusiblesn añadir un relé de protección indirectoasociado a un interruptorn sustituir los fusibles por un interruptorautomáticon modificar la fuente:o aumentar la potencia de cortocircuitoo bajar la Ucc del transformador aguas arriba

duración de la interrupción n alimentar con doble derivacióndemasiado larga n prever la conexión rápida de una fuente

auxiliar (suministro de socorro) y, si esnecesario, desconectar los receptores noprioritariosn utilizar una conmutación automática ymotorizar los aparatos de corte

o la selectividad lógica (verCuaderno Técnico n° 2),

o la descarga y el rearmado.

Estos automatismos repartidos sontan importantes como la selectividaddesde el punto de vista del objetivode la continuidad en el servicio.

Estos conjuntos o unidades deprotección y de mando-control tienenademás la facultad de comunicarseentre ellos y, en este sentido,responden al principio de lainteligencia repartida.

Por inteligencia repartida hay queentender que la decisión se deja ainiciativa del dispositivo más próximoa la acción a efectuar:

n un disparo que sigue a uncortocircuito se decide y se lleva acabo inmediatamente aguas arribadel punto del fallo;

n una apertura se ordena según laimportancia de la sobrecarga, sea «insitu» (unidad de gestión local), sea anivel de la acometida (unidad degestión central).

Este principio tiene la ventaja defavorecer mucho la disponibilidad y lagestión de una red eléctrica.En efecto, estas unidades asociadasque se comunican con unmicroprocesador dan la oportunidadde tener en cuenta numerososparámetros que, comparados con losvalores de referencia, permitendetectar las consecuenciaspeligrosas. Entonces es posible daruna alarma para asegurar unmantenimiento preventivo; porejemplo:

n se puede señalizar el riesgo de unprobable bloqueo cuando la corrientede arranque de un motor aumenta deforma significativa,

n se puede anunciar elenvejecimiento prematuro de unequipo después de una sobrecargaprolongada,

n se puede alertar sobre un próximocortocircuito a partir de un aumentode la corriente residual (bajoaislamiento).

Fig. 5: Sepam, una gama de dispositivos de protección, pero también de mando-control,basado en microprocesadores (Merlin Gerin).


2 Los tipos de selectividad y de protección

Las protecciones escogidas durantela elaboración del plan de protecciónafectan directamente a laselectividad.

En este capítulo se hace un rápidorepaso de los diferentes tipos deselectividad y de protección.

Estos tipos de selectividad y deprotección tienen diversos orígenes:

n práctica habitual,

n modo de utilización,

n influencia de los distribuidores deenergía nacionales,

n evolución tecnológica,

n técnicas elaboradas por losfabricantes.

Se conservan porque todos tienensus ventajas. Por tanto, para serjuiciosos, en un punto determinadode la red se debe de elegir entre unode ellos: el que proporcione mayoresventajas.

Esta libertad de optimizar la elecciónqueda facilitada por el empleo dedispositivos susceptibles de ofrecervarias soluciones en un mismoequipo.

Selectividad amperimétrica

Para asegurar una selectividad detipo amperimétrico, la magnitud acontrolar es la corriente.

En una red, una corriente decortocircuito es tanto más débilcuanto más alejado esté el punto deldefecto de la fuente.

La selectividad de ese circuito puedeobtenerse teóricamente ajustando elumbral de los dispositivos deprotección a la corriente decortocircuito previsible según suposición en la distribución(figura 6a).

Este tipo de selectividad, no haceintervenir ningún retardo defuncionamiento (es instantánea),porque cada protección esindependiente de las otras. Se utilizafrecuentemente en BTA terminal. Pero

de la fuente, por lo que hay mayorriesgo de daños importantes. Portanto, frecuentemente, no permiteconseguir el objetivo de seguridaddefinido en el capítulo 1 que dapreferencia a la seguridad.

Selectividad cronométrica

Esta selectividad añade una nociónde tiempo a la magnitud controlada,que es la corriente; voluntariamentela acción de los dispositivos deprotección amperimétrica estácondicionada por una temporización.

Para esto, los umbrales deintervención se definen con lostiempos de funcionamiento elegidosaguas abajo respecto a aguas arriba.

se encuentra poco en ATA porque lasvariaciones reales de una corrientede cortocircuito entre dos puntos sondemasiado poco significativas (lasimpedancias de conexión sondespreciables), la selectividad no es,por tanto, más que parcial. (Figura6b). Nótese que en AT generalmenteun defecto de impedancia evolucionamuy rápidamente en un defectofranco.

El inconveniente mayor de este tipode selectividad es que no tiene unseguro aguas arriba respecto aaguas abajo (no tiene redundancia).

En fin, el handicap esencial de laselectividad amperimétrica es que elumbral de una protección es tantomás elevado cuanto más cerca está

Fig. 6: En teoría (a) para hacer una selectividad amperimétrica; hay que verificar queIccA > IrA > IccB > IrB > IccC > IrC.En la práctica (b) la proximidad de los valores de ajuste hace que esta selectividad nosea más que parcial.

rCI rBI rAI

ccCI ccBI ccA

ccA

I

(kA)I

0

zonas de no-selectividad

Intensidadesde ajuste

Intensidadesde los defectos

BT

AT-A

B

A

C

rCI rAI rBI

ccCI I ccBI

Intensidadesde ajuste

Intensidadesde los defectos

a

b

I


Así, durante un defecto, son varioslos dispositivos aguas arriba que lodetectan (redundancia), pero sólo laprotección situada inmediatamenteencima de él dispara: el defecto ya norecibe más alimentación y las otrasprotecciones dejan de «verlo» antesde que acaben sus respectivastemporizaciones....

La verificación se puede hacer porcomparación (superposición) de lasgráficas de funcionamiento (figura 7)que deben de estar suficientementeseparadas para asegurar estaselectividad (por ejemplo 0,3 s).

Sin embargo, cuando dosdispositivos controlan una mismacorriente nominal (con o sin cambiode tensión), para escapar de lastolerancias de funcionamiento, esnecesario prever también unaseparación de los ajustes de losmárgenes de alrededor del 20 %aguas arriba respecto a aguas abajo.

Las temporizaciones son o del tipo atiempo dependiente del valor de laintensidad de defecto, o del tipoindependiente (figura 8).

La selectividad cronométrica se usacon frecuencia porque es simple. Sinembargo tiene un inconveniente: eltiempo de actuación aumenta poco apoco en 0,2 ó 0,3 s, para cada«escalón» a medida que se aproximaa la fuente. Una separación así esnecesaria teniendo en cuenta lastolerancias en los tiempos derespuesta de los elementos de lacadena de protección (captadores,circuitería electrónica, disparador einterruptor automático) además deltiempo de arco del interruptorautomático aguas abajo.

Por consiguiente, son los defectoscon mayor energía y situados máscerca de la fuente, los que están

durante más tiempo alimentados(daños más importantes). El objetivode seguridad no se consiguetotalmente, pero aplicando estaselectividad entre dos o tresescalones, se puede encontrar unequilibrio entre la seguridad y ladisponibilidad.

Nota 1: de hecho por su simplicidadde instalación, este tipo deselectividad es interesante paraproteger una conexión entre dossubestaciones distantes.

Nota 2: la unión de las selectividadescronométrica y amperimétrica esespecialmente interesante paraproteger el primario de untransformador. En efecto, lasdiferencias entre las corrientes decortocircuito de los circuitos primario ysecundario son muy significativas(figura 9). Entonces es posible teneruna protección rápida (≈ 100 ms) en elcircuito primario si su margen seajusta por encima de la corriente Iccsecundaria «vu» después del primario.

Fig. 7: La superposición de las curvas dedisparo (a) permite comprobar que laselectividad es efectiva entre losinterruptores automáticos A y B (b) quedetectan la misma corriente de defecto Id.

Fig. 8: Curvas de disparo a tiempoindependiente (o constante [ ____]) y atiempo dependiente (o inverso [- - - - ]).

Fig. 9: Las selectividades cronométricasy amperimétricas aplicadas a los centrosde transformación.

B

A

dI

BT

AT-A

t (s)

(kA)I

B

A

dI

0,3

a

bt (s)

(kA)I

100 ms

A B'

B

B

rAI r1BI r2BI

ccAI ccBI

B

A

I r1B = umbral bajo 1,2 . I rA para evitarimprecisiones. Habitualmente se prevé unintervalo de selectividad de 300 ms(curva B') como seguro de A.

I r2B = umbral alto < I ccB, pero I r2B > I ccA,para disparo rápido en 100 ms para aceptarla sobreintensidad de accionamiento.

t (s)

(kA)I ccI B A

1

2

1 = ajuste de «tiempo» mínimo2 = ajuste de «tiempo» máximo margen de ajuste «tiempos» = 1 a 2

A = ajuste «umbral» de mínimoB = ajuste «umbral» de máximo margen de ajuste «umbral» = A a B


Selectividad lógica(ver Cuaderno Técnico n° 2)

Este tipo de selectividad se llamatambién Sistema de SelectividadLógica o SSL. Es objeto de unapatente registrada por Merlin Gerin yse emplea para intercambios deinformación entre unidades deprotección. La magnitud que secontrola es la corriente.

Todas las unidades de protecciónSSL se comunican por medio de uncable (conexión piloto): por medio deeste circuito todas las unidadessolicitadas por un defecto envíaninstantáneamente un impulso lógicode espera a la unidad aguas arriba.

Así, sólo la protección situadainmediatamente encima del fallotiene libertad de funcionar, puestoque no ha recibido la orden lógica deespera (figura 10).La ventaja del SSL es poder acortarlos tiempos de disparo (figura 11) yespecialmente en las proximidadesde la fuente:

n sea ajustando todas las unidadescon la misma temporización,

n sea poniendo tiempos deintervención cada vez más cortos deaguas abajo hacia arriba,contrariamente a lo que sucede conla selectividad cronológica (ver elapartado anterior).

Como con la selectividadcronométrica, lo ven todas lasprotecciones aguas arriba del defecto(redundancia).

Sin embargo, a pesar delinconveniente de tener que conectarpor medio de un cable piloto todaslas unidades de protección SSL, estetipo de selectividad es mássatisfactorio en la búsqueda delobjetivo de seguridad respecto de lospresentados antes.

Nota: esta selectividad tiene unaaplicación interesante para laprotección de las entradas y salidasde un mismo cuadro. Aquí, los cablesde conexión no son un inconvenientepara la instalación: no recorren másque el cuadro. Pueden quedarintegrados dentro del montaje.Además, esta solución permite ponertiempos de corte del defecto máscortos en las llegadas que en lassalidas.

Fig. 10: Principio de la selectividadlógica.

Fig. 11: Ejemplo de un esquema unifilar y de un diagrama de selectividad de lasprotecciones que incluye un escalón de selectividad lógica (entre 2 y 3).Este diagrama se puede comparar con el de la figura 3 (las curvas modificadas estánen trazo discontinuo). Esto demuestra que, para un mismo circuito, esta selectividadpermite una importante reducción del retardo de disparo (en el interruptor automático 3,por ejemplo, es de 0,7 a 0,1 s).

Dn

D3

D2

D1

dispositivo aguas arribadel defecto, en espera(duración limitada).

dispositivo aguas arribadel defecto, en espera(duración limitada): emiteuna orden de espera.

primer dispositivo aguasarriba del defecto: emiteuna orden de espera yuna orden de disparo.

dispositivo no-solicitado(situado aguas abajo del defecto).

protección nº 4

protección nº 3

protección nº 2

protección nº 1

conexión pilotoorden de espera lógica

3

4

2

1

BT

AT-B

AAT-A

t (s)

(kA)I

0,1

enBT

enAT-A

enAT-B

niveles decorrientes decortocircuito

43 21

a b


Protección diferencial

En principio, cuando no hay undefecto, las corrientes que entran encada elemento de una instalación dedistribución de energía eléctrica soniguales, fase a fase, que las quesalen. La protección diferencial tienecomo misión controlar estasigualdades, medir la posiblediferencia entre las dos corrientes(debida a un defecto) y, para unumbral determinado, dar la orden dedisparo. El elemento defectuosoqueda entonces aislado de la red(figura 12).

Esta protección permite supervisaruna zona bien delimitada por mediode un par de juegos de reductores decorriente (o transformadores decorriente): es autoselectiva y puede,por tanto, ser instantánea. Estaventaja debe de conservarse durantelos períodos en los que se producenfenómenos transitorios; sin embargo,su sensibilidad debe de limitarse alos fenómenos debidos a defectos yno a otros que son normales(corrientes de enganche...).

Las características de los«transitorios» son peculiares para

cada elemento de la red: lasprotecciones diferenciales son, portanto, tecnológicamente«especiales», según sea:

n diferencial de líneas y cables,

n diferencial de juego de barras,

n diferencial de transformador,

n diferencial de motor,

n diferencial de alternador.

El empleo de esta protección quedalimitado porque necesita un cableado(cables piloto o conexiones de lossecundarios de los transformadoresde corriente), unos reductores decorriente, y unos ajustesespecialmente delicados paraasegurar que no se produzcandisparos intempestivos. Se usa cadavez que es obligatorio eliminar muyrápidamente un defecto:

n reducción del tiempo aguas arribaen una cadena de selectividadcronométrica, por supresión de uneslabón de esta misma cadena,

n mejora de la estabilidad dinámicade una instalación que tienemáquinas rotativas,

n protección suplementaria de unelemento de gran importancia por suvalor intrínseco o por lasconsecuencias inaceptables de sudesconexión por un fallo�

La instalación de este tipo deprotección impone también ciertasobligaciones:

n un TI -Transformador deIntensidad- en cada fase y en cadaextremo de la zona controlada.

n una conexión entre los dosdispositivos para la proteccióndiferencial de cable. Antes dedecidirse por esta protección esconveniente asegurarse de sueficacia para todo tipo de defectosimaginables. En efecto, el principiode detección utilizado frecuentementepara una protección diferencial conhilo piloto, hace que la sensibilidaddependa de la fase defectuosa y deltipo de defecto (fase-fase o fase-tierra).

n para la protección diferencial deuna máquina: los extremos de losbobinados del lado del neutro debende ser accesibles, para conectar losTI.

Fig. 12: Ejemplo de empleo de la protección diferencial.a - protección diferencial de un cable: ante un defecto, los dos interruptores automáticosabren,b - protección diferencial de una máquina, motor o alternador,c - protección diferencial de transformador: si hay fuentes aguas abajo, ante un defectoabren los dos interruptores automáticos,d - protección diferencial de un juego de barras: si hay fuentes aguas abajo, ante undefecto, abren todos los interruptores automáticos.

a

b

punto neutro

d

conexiónpiloto

c


n para la protección diferencial de untransformador:

o según que el relé de protección seinstale en la celda aguas arriba oaguas abajo, el cableado hacia elotro juego de TI será relativamentelargo; es entonces necesario vigilarsu sección (consumo) y su trazado(perturbaciones).

o si el régimen de neutro es muydiferente de una parte a otra deltransformador, los defectos «a tierra»no siempre son todos detectables; enestos casos hay que hacer untratamiento especial.

n para la protección diferencial de unjuego de barras: con ciertos tipos deaparatos todos los TI deben de tenerun mismo rendimiento e igual al delmayor TI. Esta protección de altaimpedancia, usada sobre todo en lospaíses de influencia anglosajona,presenta graves dificultades:

o para la derivación de los circuitossecundarios de los TI, cuando eljuego de barras alimenta numerosassalidas con diferentesconfiguraciones;

o para la realización de loscableados, porque su granimpedancia puede, durante eldefecto, inducir sobretensiones en elcableado de los secundarios de losTI. Estas sobretensiones puedennecesitar la colocación dedispositivos supresores desobretensiones.

Recuérdese que la selectividadlógica, más práctica de usar,responde también al problema de laganancia de tiempo.

Protección direccional

Este tipo de protección funciona apartir de la corriente, de la tensión ydel sentido de circulación de laenergía. Actúa cuandosimultáneamente la corriente o lapotencia sobrepasan el umbral y laenergía fluye en dirección anormal.Hay protecciones direccionales:

n de corriente de fase,

n de corriente residual,

n de potencia activa,

n de potencia reactiva,

n de potencia homopolar (nodesarrollada en este Cuaderno

Técnico porque se usa sobre todo enredes de distribución pública deneutro compensado).

Protección direccional de corrientede fase

Cuando dos fuentes, dos conexioneso más funcionan normalmente enparalelo hay un peligro de fallogeneral de la distribución cuando undefecto no afecta más que a uno delos elementos. En efecto, la corrientede defecto recorre todos estoselementos, con un cambio delsentido de la corriente en el elementodefectuoso (figura 13).

Las protecciones direccionales seusan, por tanto, para distinguirúnicamente el elemento defectuoso yordenar su aislamiento de los otroselementos todavía sanos. Para poderaislar el elemento defectuoso, estosdispositivos son aproximadamente250 ms más rápidos que lasprotecciones de corriente máximaafectadas por el mismo defecto.

Protección direccional de corrientede defecto a tierra

Si una red está alimentada por dos omás transformadores (o por

alternadores) con sus puntos deneutro simultáneamente conectadosa tierra, durante un defecto a tierra enuna sola de las fuentes, todas lasotras son recorridas por una corrienteresidual. Sólo la que está afectadapor el defecto «ve» una corrienteresidual de sentido inverso respectoa las otras. Los dispositivos deprotección direccional de tierrapueden, de este modo, distinguirentre los elementos con defecto y sindefecto (figura 14).

La dirección se conoce por unamedida del defasaje entre losvectores «corriente residual» y«tensión residual».

Estos dispositivos se empleantambién para seleccionar la salidadefectuosa en redes con una grancorriente capacitiva, especialmentecuando los cables de conexión sonlargos: todas las salidas sanas sonrecorridas por una corriente residualdel mismo sentido, y esta corrientees de sentido opuesto en la salidadefectuosa (figura 15).

Nota: En este último caso, pararealizar la selectividad sin proteccióndireccional, se utiliza también otra

Fig. 13: Principio de la protección direccional de corriente de fase.En una misma conexión, un dispositivo direccional es más rápido (≈ 250 ms) que undispositivo de corriente máxima, de ahí la selectividad: aquí el disparo se produceprimero en x después que en y.Hay que mencionar que si estas conexiones se sustituyen por dos transformadores enparalelo, el principio se mantiene igual.

protección direccionalde corriente de fase

protección de corrientemáxima

corriente de defecto transitoriapor la línea sana

corriente de defecto «directa»

y

x

(y)

(x)


solución. Utiliza proteccionesamperimétricas de defecto a tierra.Pero el margen Is de estasprotecciones debe de satisfacer que:

Icsalida < Is < ΣIcinstalación

siendo Ic = corriente capacitiva,Is = intensidad de ajuste.

En general Is ≈ 1,3 a 1,5 Icsalida

Pero esta solución no se puedeaplicar si no se cumple, para cadasalida,

Icsalida << ΣIcinstalación

Si esto no es posible, hay que preverun generador de corriente homopolar.

Si no, las protecciones de lasconexiones sanas y largas disparanintempestivamente (disparo porsimpatía) porque se activan por lacorriente capacitiva generada portodas estas conexiones.

Protección direccional de potenciaactiva

Este tipo de protección se utiliza, porejemplo, para:

n desacoplar una red de unalternador que absorbe energía(marcha como motor) a continuaciónde un fallo de la fuente de energíamecánica,

n cortar la alimentación de un motoren el momento de producirse unhueco de tensión.

Fig. 14: Una protección direccional de corriente de defecto a tierra permite distinguir el transformador con el defecto (a), o serinsensible a un defecto en la salida (b).Este mismo principio se aplica a los alternadores conectados a una misma red y que tengan los neutros conectados a tierra.

Fig. 15: El empleo de dispositivos de protección direccional de corriente de defecto atierra, en una instalación que tenga salidas con gran longitud, permite distinguir ladefectuosa de las sanas.

Además de la medida de corrientes ytensiones, este tipo de protecciónmide también el desfase paradeterminar la potencia:

j= cos.I.U.3P

Protección direccional de potenciareactiva

Este tipo de protección se utiliza, porejemplo, para cortar la alimentaciónde una máquina síncrona durante unfallo de la excitación. En efecto, la

x

a b

corriente residual generadaen el punto neutro deltransformador con defecto

protección direccionalde corriente de fase

corriente residual generada enel punto neutro de cadatransformador sano enpresencia de un defecto

protección direccionalde corriente residual

corriente residual generadapor las capacidades delas salidas sanas degran longitud

capacidad de la fase con el defecto

capacidades delas fases sanas


energía reactiva de magnetización enel caso de una excitación insuficienteserá aportada por la red hacia lamáquina. Además de la medida decorrientes y de tensiones, este tipode protección mide también eldefasaje para determinar la potencia:

j= sen.I.U.3Q

Protección de mínimaimpedancia

Este tipo de protección funciona apartir de las magnitudes medidas,que son la corriente, la tensión y elsentido de circulación de la energía.Con la ayuda de estas informaciones,el dispositivo de protección calcula laimpedancia del equipo que controla;sus márgenes son ajustables(mínimo de impedancia Z -en ohm- ode admitancia 1/Z -en mho-).

Esta protección usa el principio de labajada importante de impedancia deun elemento cuando está encortocircuito. Se emplea sobre todoen línea de transporte de energía(redes malladas), pero también enlos juegos de barras y de grandesmáquinas giratorias. Se llamatambién «protección de zonas».Efectúa sus medidas en una u otradirección de su lugar de conexión(figura 16). La extensión de sucontrol depende del margen devariación de la medida y de lavariación lineal de la impedancia delequipo protegido. Se pueden ponervarios dispositivos sobre una mismared, y ser independientes los unos delos otros, porque la zona de controlde cada uno está bien delimitada. Poresta misma razón, sus tiempos deactuación pueden reducirsemuchísimo.

Observaciones:

n las variaciones bruscas de carga ylos picos de corriente los «ven»estas protecciones como variacionesde impedancia.

Para evitar estos disparosintempestivos hay que escoger biensus características defuncionamiento (circular, elíptica,poligonal...) (figura 16).

n la variación de impedancia esproporcional a la longitud

supervisada. Esta variaciónlongitudinal es más rápida para lasmáquinas giratorias y lostransformadores que para los cablesy líneas aéreas. Por este motivo, unaprotección de mínima impedanciapuede supervisar una pequeña zonalimitada por una máquina o untransformador. Sin embargo, cuandoun dispositivo de éstos está previstopara supervisar un juego de barras,su zona de control puede llegar a unaparte de los bobinados de lostransformadores que estánconectados a este J de B. Esto queparece un inconveniente se convierteen una ventaja: las primeras espirasde un transformador, que son lasmás expuestas (sobretensiones,perforaciones...) están así mejorprotegidas. Esta protección se utilizaespecialmente en los centros detransformación AT.B/AT.B de lasredes de transporte o dealimentación de las zonasindustriales muy grandes.

Caso particular: protección adistancia

Se trata de una protección especialde impedancia que se aplica a laslíneas de AT de las redes detransporte de energía, y, a veces, aciertas redes de distribución.

La selectividad óptima

La experiencia demuestra que todosestos tipos de selectividad yprotección tienen por objeto áreas deempleo preferentes, por ejemplo:

n selectividad amperimétrica =distribución en baja tensión,

n selectividad cronométrica ylógica = distribución en AT.A,

n protección a distancia =transporte AT.B.

Seleccionar uno u otro tipo seconvierte, por tanto, con frecuencia,en una elección técnico-económicacon una fuerte influencia de lasprácticas habituales.

Fig. 16: Diagrama de funcionamiento de una protección de zonas (a).El disparo se obtiene cuando el extremo del vector de impedancia de la línea protegidaentra en una zona de funcionamiento del dispositivo (b), estando activada unatemporización en alguna de estas zonas.Para evitar los disparos intempestivos debidos a variaciones de carga (vector deimpedancia transitorio), las zonas de funcionamiento pueden tener diversas formas,círculos o cuadriláteros: es el caso de la figura b cuando la zona 3 está definida por unparalelograma en lugar de un círculo.

zonas anterioreszonas

posteriores

X

R

Z de la líneaprotegida ysana

a b

Z transitoria(sin efecto sila zona 3 estádefinida por elparalelogramo)

Z de la líneaprotegida, pero con defecto

zona 1, temporización corta = t1

zona 2, temporización = t2 > t1

zona 3, temporización = t3 > t2

X

R


Fig. 17: La selectividad óptima, en este ejemplo, se obtiene usando diversas técnicas.diagrama a: técnicas amperimétricas, cronométricas y lógicas,diagrama b: técnicas cronométricas con curvas a tiempo extremadamente inverso 2 , inverso (y lógico) 3 y 4 ,constante 5 .

t (s)

(kA)I

1

2

45

3

700 ms1

1,3

400 ms

100 ms

cc (20 kV)I

b - Diagrama de las curvas cuando se usan diversos tipos de selectividad y dispositivosde protección

t (s)

(kA)I

1

2

45

3

700 ms1

1,3

400 ms

100 ms

cc (20 kV)I

a - Diagrama de las curvas de selectividadcuando se usa sólo la selectividad cronométricacon los dispositivos de protección a tiempo constante.Recuérdese que entre las curvas 2, 3, 4 y 5hace falta que t = 300 ms y r = 20%

4

5

60 kV

3

2

M

1

selectividadamperimétrica

ycronométrica

selectividadlógica


ycronométrica

20 kV

5 kV


ycronométrica

410 V

solución a b

ajuste de lasprotecciones

1 fusible fusible

2 400 80

3 700 300

4 700 300

5 100 100

c - comparación de tiempos de eliminación(ms) de cortocircuitos entre las dossoluciones a y b presentadas aquí arriba.


tipo aplicaciones principales

amperimétrica n entre aguas arriba y abajo de un transformador

cronométrica n entre dos subestaciones

lógica n entre las entradas y salidas de un mismocuadron entre aguas arriba y abajo de un transformadorn entre dos subestaciones cuando se puedeinstalar una conexión lógica

diferencial n en todo elemento en el que la seguridad debede ser máxima (cables, máquinas, �)

direccional n sobre conexiones, alternadores,transformadores que funcionen en paralelon sobre salidas con gran corriente capacitivan sobre redes que tengan varios puntos neutrosn sobre redes con neutro compensado

de mínima impedancia n igual aplicación que la diferencial y cuando lazona es de una extensión o complejidadtales que hace prohibitiva la suma de lascorrientes entrantes y salientes

a distancia n para las redes malladas (transporte deenergía)

La evolución tecnológica y, sobretodo, la evolución digital, permiten lacombinación de diversos principiosde protección y de selectividad. Asíes posible aplicar, a cada sección dela red, la mejor de las soluciones.

Asociación de diversasselectividades

El esquema de la figura 17 muestraque una selectividad óptima puedenecesitar la instalación de varios delos tipos de protección hasta ahorapresentados. Esta combinaciónconsigue una eliminación del defectomucho más rápida.

Fig. 18: Síntesis de empleo de los diversos tipos de protección selectiva tratados eneste capítulo.

Síntesis de empleo de losdiversos tipos deprotección


3 Empleo de las protecciones

El empleo y montaje de los diversosdispositivos de protección obliga aciertas precauciones.

Este capítulo tiene como objetivo dara conocer, pero también proponer lassoluciones prácticas.

Es evidente que, ciertasconfiguraciones de red y laalimentación de las máquinas,puesto que tienen característicasparticulares, necesitan estudiosespecíficos que no pueden detallarseen este cuaderno.

Precauciones en laelección y empleo de lasprotecciones

La elección de un tipo de protección acontinuación de un dispositivo sehace después de haber evaluado losriesgos que puede correr el elementoa proteger y las consecuencias quesiguen a un eventual defecto.

En principio, para todos loselementos de una red, hay queprever, como mínimo, la proteccióncontra los riesgos de:

n cortocircuito «fase-fase»(protección contra corriente máximade fase),

n cortocircuito «fase-tierra»(protección contra máxima corrienteresidual).

Cuando las corrientes de defecto a«tierra» y de fase son del mismoorden de magnitud, una solaprotección trifásica cubre los dostipos de riesgos, aunque sindiscriminarlas.

Protección contra máxima corrientede «fase»

Una protección así no pueder sercorrecta más que si sufuncionamiento satisface lasinecuaciones:

I umbral de «fase» < Icc mínimayI umbral de «fase» > I máxima sindefecto (transitorio de activación o deenganche)

Para esto hace falta efectuar lossiguientes controles:

n la condición «umbral de disparoinferior a la Icc mínima» hay queverificarla para el caso de que seproduzca el defecto bifásico:

n en una red alimentada por unúnico transformador, aunque esténormalmente alimentada por variostransformadores en paralelo,

o en una red alimentada por unafuente auxiliar,

o en el extremo de una conexión deuna línea de gran longitud;

n la condición «umbral de disparosuperior en valor y/o en temporizacióna las corrientes máximas sindefecto» se ha verificar para:

o el arranque de motores,

o la conexión de transformadores,

o la conexión de baterías decondensadores.

n verificar el incidente desobreintensidades consecutivas enbaja tensión, cortes breves,conmutaciones de red...

Protección contra la máximacorriente de defecto a «tierra»

El umbral, que debe de adaptarse alsistema de puesta a tierra, debe,también, cumplir las dosinecuaciones:

I umbral residual < 0,2 Iolimitada

y

I umbral residual > 1,3 Iocapacitivagenerada por tramo protegido.

De donde:

n un margen objetivo de 0,1 à 0, 2Iolimitada de cara a proteger comomínimo el 80 % de la longitud de losarrollamientos de las bobinas.

n un margen superior a 1,3 Iocapacitivo

de la conexión protegida para evitarlos disparos intempestivos duranteun defecto en una u otra sección dela red. En el caso de una instalación(o zona) de seguridad explotada conel neutro aislado de tierra, los ajustes

de los dispositivos de proteccióncontra defectos a tierra se calculan apartir de los umbrales de lascorrientes capacitivas de la red(Io limitada = ΣIo capacitiva).

Recuérdese: que para mejorar lacontinuidad del servicio, ciertas redespoco atendidas, se explotan con elneutro aislado de tierra. En Francia,la legislación obliga al uso de uncontrol permanente del aislamiento-CPI- destinado a advertir de lasbajadas de aislamiento y a evitar asíun disparo por defecto a tierra.

Protección por imagen térmica ysondas de temperatura

La protección por imagen térmica nodebe de contemplarse más que si sepueden producir sobrecargas. Susconstantes de tiempo decalentamiento y de enfriamientodeben de adaptarse a lascaracterísticas del equipo protegido.

Las sondas de temperaturacolocadas dentro de los bobinados(normalmente del tipo PT 100, segúnla norma CEI 751) sonindispensables cuando:

n el ambiente polvoriento es unhandicap para la buena ventilacióndel equipo protegido,

n el funcionamiento de la máquinadepende de una ventilación forzadaindependiente.

En estos dos casos, la falta deventilación no provocasobreintensidad, pero puede originarun calentamieto destructor.

Armónicos

Las cargas no lineales son origen dela polución en las redes eléctricas.Esta polución se caracteriza por unadistorsión de la tensión, y porcorrientes armónicas que sonprincipalmente perjudiciales para laresistencia térmica de las máquinasrotativas y de los transformadores.Esta presencia de armónicos puedetratarse desde tres frentes:


n sea con la instalación de filtroscuyas características y lugar decolocación se determinan por unestudio sobre los armónicos.

n sea con protecciones que tenganen cuenta la corriente eficazresultante de la suma cuadrática delos armónicos de orden impar (RMS:Root Mean Square).

n sea, si las protecciones no tienenen cuenta la corriente eficaz, porhaber rebajado los equipos para nohacerlos actuar hasta 0,8 ó 0,9 vecesla potencia nominal. El margen desus protecciones de sobrecargaqueda rebajado otro tanto si no setiene en cuenta la fundamental.

Precauciones relativas alos captadores

Número

El número de captadores necesariospara detectar los defectos polifásicosha evolucionado con la tecnología:las protecciones electromagnéticasnecesitan tres captadores paradistinguir el conductor de fasedefectuoso; con la tecnología digitalbastan dos captadores (el valor decorriente del tercer captador secalcula). Pero atención, para un buenfuncionamiento del plan deprotección es indispensable que entoda la red los dos captadores estén

colocados en los dos mismosconductores de fase.

Repaso: hay tres maneras de marcarlos conductores:

- por números = 1, 2 y 3,

- por letras = A, B y C, o R, S y T.

Transformadores de intensidad -TI-

Deben de estar pensados paraconseguir un buen funcionamiento dela protección y no producir una señaldeformada que sería vista por laprotección como un defecto,provocando, por tanto, un disparointempestivo.

Así :

n su potencia debe de estaradaptada al dispositivo de proteccióny al cableado;

n su calibre nominal debe de sermayor o igual a la intensidad acontrolar;

n su linealidad debe de verificarseen el conjunto para la variación decorriente útil (una saturación por talescorrientes puede desequilibrar lasseñales de los secundarios);

n su precisión debe de sercoherente con la de la medida(margen).

Decir también que el montaje deNicholson (figura 19), para medir unacorriente residual de bajo valor,obliga frecuentemente a un

emparejamiento de los TI. Además,el error absoluto en la medida impideusar pequeños márgenes decorriente residual. En cambio, loscaptadores sin hierro o amagnéticos,llamados de ROGOWSKI (verCuaderno Técnico n° 170), eliminanun gran número de estos importantesinconvenientes por el hecho de sulinealidad y dinámica.

Toroides homopolares

La utilización de protecciones de«tierra» sensibles es particularmenteútil para limitar los fallos en los

Fig. 19: El montaje de Nicholson.

Fig. 20: Montajes de un toroide sobre un cable de alta tensión.

I 1

I 2

I 3

P1 P2

S1 S2

I o

P1 P2

P1 P2

S1 S2

S1 S2

protecciónde defectoa «tierra»

��

yyyyyyyyyyyyyyyyyy

��

yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy

con caja terminal de cables

trenza depuesta atierra dela cajaterminalde cables

fondo de la célula

aislante célulacaja terminal

caja terminal

toroide

��

yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy

conductoraislado

armadura

toroide

trenza depuesta atierrade laarmadura

con cables secos

��

yyyyyyyyyyyy


equipos porque permite impedanciasde limitación más altas. La detecciónde corrientes residuales débiles sehace preferentemente con uncaptador toroidal que abarque lastres fases.

Téngase presente que la instalaciónde estos captadores requierealgunas precauciones:

n la trenza de la conexión a tierra dela armadura del cable debe de pasarpor el exterior del toroide o volver apasarse por el interior (figura 20);

n hay que comprobar el aislamientoentre conductores activos y el toroide;frecuentemente es la envolvente delos cables la que lo proporciona;

n para evitar un funcionamientodefectuoso, es conveniente agrupar ycentrar los conductores en el toroide.

Transformadores de tensión

Para evitar el deterioro debido a laferrorresonancia (sobretensión), lostransformadores de tensión -TU-deben de estar cargados con un valorpróximo a su potencia nominal.

Precauciones relativas a lared

Red con varios puntos neutropuestos a tierra

Una red que tenga varios puntos«neutro» es un nido de corrientesarmónicas de tercer grado y de susmúltiplos, que circularán entre estospuntos. Para evitar el tener que

Fig. 21: Niveles de sobretensiones porresonancia que pueden generarse, en elmomento de un defecto a tierra, por lacorriente capacitiva de las distribucionespor cables.

desensibilizar las protecciones dedefecto a tierra, es lógico escogerlasdotadas de filtros para el 3er

armónico.

Redes con alternadores y motores

Durante los períodos defuncionamiento con grupo, si unaparte importante de la potencia esabsorbida por motores, losdispositivos de protección deben defuncionar suficientemente deprisacomo para evitar el hundimiento de lared (conservación de la estabilidaddinámica).

Sobretensiones

La distribución por cable genera, enel momento de defectos a tierra, unacorriente capacitiva que puede crearotros disparos por simpatía, (capítulo2, el § protección direccional), ysobretensiones por resonancia(figura 21).

Para minimizar estassobretensiones, el mejor medio esque la conexión a tierra del neutro sehaga por una resistencia. Estasolución se aplica normalmente enredes industriales.

La norma que generalmente hay querespetar es:

IoR ≥ 2 IoC

siendo

IoR = corriente residual debida a laconexión a tierra,

IoC = corriente residual capatitivainherente a la red.

Durante la evolución de una red

Desde el punto de vista de lasprotecciones, durante la modificaciónde una red, hay dos verificacionesútiles:

n el régimen de neutro y lasprotecciones existentes, ¿soncompatibles con las nuevascorrientes capacitativas?

n las protecciones de las fases y lostransformadores de corriente yacolocados ¿se adaptan bien a lasnuevas corrientes nominales y a lasde cortocircuito?

RI

1

2

3

4

10,5 1,5 2 CI oo


elemento a instalación a la riesgo previsto protección comentariosproteger que se refiere a prever

líneas y cables cables en antena, cortocircuito n diferencial conen paralelo o en hilo pilotobucle cerrado

cables en paralelo cortocircuito y defecto n direccional de corrienteo en bucle a tierra de fase y residual

salidas con fuerte defecto a tierra n direccional decorriente capacitiva, corriente residualpuestas a tierramúltiples,cables en paraleloo en bucle

juegos de barras cuadros que cortocircuito n SSLrepresenten un n diferencial denudo importante de barrasla distribución,cuadros congran Pcc

n de mínima protege también unaimpedancia parte de los transformarores

alternadores sobrecarga n imagen térmica

interrupción de la n sondas deventilación forzada temperaturay/o presencia depolvo

máquinas costosas defecto interno n de mínima impedancia protecciones muyo importantes para o rápidasla explotación n diferencial de alternador

n pérdida de excitaciónon retorno de potenciareactiva

n marcha como motor si hay otra fuente en paralelo

n tensión máx. y mín. si funciona en vacíon frecuencia

n desequilibrio y si hay cargas monofásicasruptura de fase > 10 % de las cargas

La tabla de la figura 22 da unaelección indicativa de proteccionesen función del elemento a proteger.En efecto, la gran variedad deestructuras de distribución e

4 Guía de elección

imperativos de utilización nopermite afirmar que una soluciónsea de aplicación universal.

Recuérdese que, para cadaelemento a proteger, es

necesario prever sistemáticamenteuna protección contra loscortocircuitos y los defectos a tierra (ode aislamiento).

Fig. 22 (primera parte): Elección indicativa de protecciones en función del elemento a proteger.


elemento a instalación a la riesgo previsto protección comentariosproteger que se refiere a prever

condensadores baterías de conden- n desequilibrio de lossadores en paralelo puntos neutros(doble estrella)

transformador sobrecarga n imagen térmica

interrupción de la n control deventilación forzada temperaturay/o presencia depolvo

sobreintensidad en n 1er margen temporizadoel secundario < Icc primariadefecto interno n 2º margen

instantáneo > Iccsecundaria

transformador defecto interno n diferencial deimportante transformador

motor asíncrono sobrecarga n imagen térmica

interrupción de la n control deventilación forzada temperaturay/o presencia depolvo

máquina importante n diferencial de motor

mezcladora, par anormalmente n arranque demasiadoventilador elevado o tensión largo

n bloqueo del rotor control de corrientemotor en servicio después del arranque

bloqueo del rotor del n de mínima impedanciamotor en el arranque o de control de velocidad

calentamiento interno n control de según el proceso yarranques sucesivos después de lan control de los intervalos instalación de unade tiempo entre máquina (ensayos)arranques sucesivos

bombas descebado n de corriente mínima ode potencia activa

desequilibrio de la n componentetensión de inversa (ver Cuadernoalimentación Técnico nº 18)o fallo de fase

motor síncrono mismas protecciones quepara un motorasíncrono, añadiendo:n pérdida desincronismon control de la excitación

funcionamiento como n direccional de desenganche rápido degenerador después corriente o de potencia la red de alimentaciónde un fallo

par motor débil n de tensión mínimadirecta

reaceleración al vuelo n de tensión mínimaremanente

Fig. 22 (segunda parte): Elección indicativa de protecciones en función del elemento a proteger.


5 Conclusión

Las técnicas de protección sonnumerosas y variadas y convieneconocerlas bien antes de hacer unaelección.

La selectividad lógica, después desalir al mercado, ha evolucionadopoco. Es normal, porque estasprotecciones están siempredestinadas a reducir lasconsecuencias de los mismos fallosde origen eléctrico o mecánico.

En cambio, sus tecnologías hanevolucionado:

n relé electromecánicomonofuncional,

n relé electrónico analógicomonofuncional,

n conjunto electrónico analógico(rack) con varias funciones.

El Vigirack, creado en 1970 porMerlin Gerin es un ejemplo.Este tipo «de unidad de protección»no necesita más que un poco deenergía para los captadores,disponiendo de un relé de alarma yde disparo precableado de fábrica.

n unidad digital multifunción, queusa microprocesadores.

El Sepam, otro dispositivo defabricación Merlin Gerin es unejemplo.

La multifuncionalidad agrupa:

o las funciones de protección,

o la medida y los contadores,

o los automatismos locales,

o el autodiagnóstico,

o la visualización y tratamiento dealarmas,

o la comunicación.

Estas unidades «inteligentes»pueden, por simple modificación desus parámetros, realizable por unelectricista, asumir varias de estasfunciones.

Este tipo de material reduce almínimo en número de captadores,pues solamente necesita los TI deprotección, para efectuar:

o las medidas,

o las lecturas,

o y las protecciones.

El diseñador gana en flexibilidad enla elaboración del plan de proteccióny el estudio de la selectividad.

En cuanto a los captadores sinhierro, mejoran la sensibilidad y laestabilidad de las protecciones y susvariantes permiten conciliar lasfunciones de medida y protección: dehecho su empleo reduce el tiempo deestudio.

Los componentes actuales permitenigualmente rebajar el coste deprotecciones muy completas y conprestaciones equivalentes a la«direccionalidad». Así, por tanto, yano son más:

n ni reservadas solamente paramáquinas potentes, de tensioneselevadas, de procesos industrialessensibles...

n ni aisladas, especiales, olvidadassino integradas en un sistemamultifuncional que proporcionan alque las usa y las maneja todos losdatos que se refieren al elementoque controlan.

La comunicación con los sistemasde gestión de red permite en todoinstante:

n conocer los datos eléctricos,

n conocer los defectos y sucesos ensu orden cronológico,

n conocer la posición de losinterruptores automáticos y de otrosórganos de maniobra,

n saber si todo funciona bien (perroguardián),

n efectuar las maniobras deexplotación,

n analizar las numerosas medidasnecesarias para una explotación máseficaz,

n conducir del mejor modo posiblela red gracias a un cuadro demandos completo y amigable.

Las consecuencias directas de estaevolución son una mejora de laseguridad y de la disponibilidad de laenergía, así como una mayor eficaciay facilidad de mantenimiento.


6 Informaciones prácticas

La lista de los datos citados permiterealizar un estudio de la selectividadcon suficiente precisión.

Cuando algunos de estos datos nose conocen (antes del proyecto, porejemplo) «el experto» los definirá ensus hipótesis. Su experiencia lepermitirá escoger los valoresprácticos tales que:

n Icc para un valor de la tensión dealimentación,

n Ucc según los tipos detransformadores,

n tiempo de arranque de losmotores en función de su utilización.

Datos necesarios pararealizar un estudio deselectividad

Redes

n esquema unifilar,

n configuraciones posibles de laexplotación,

n tensiones,

n frecuencia,

n potencia de cortocircuito de la redaguas arriba (valores máximo ymínimo),

n esquemas de las conexiones atierra (régimen de neutro),

n conexiones (longitud y tipo decables, número de cables enparalelo),

n calibre de los transformadores decorriente (TI) existentes,

n calibre de los fusibles existentes,

n ajustes de las proteccionesexistentes (aguas arriba y abajo).

Transformador

n potencia nominal,

n tensión de cortocircuito (% Ucc),

n pérdidas en el cobre,

n tipo de conexionado,

n tomas variables (valores máximo ymínimo).

Alternador

n tipo de alternador (turboalternadoro máquina de polos salientes),

n potencia nominal,

n tensión nominal,

n factor de potencia nominal,

n reactancias subtransitorias (en eleje directo y en cuadratura),

n corriente de cortocircuitopermanente (valores máximo ymínimo),

o

n tensión de excitación / valornominal,

n reactancia síncrona saturada.

Motor

n tipo (síncrono o asíncrono),

n potencia nominal,

n tensión nominal,

n corriente de arranque,

n tiempo de arranque,

n riesgo o no de bloqueo del rotor (sies que sí, el tiempo que resiste elrotor bloqueado),

n número de arranques y duraciónpermitida de los intervalos (con frío ycon calor),

n constante de tiempo térmica delestator.

Diagrama de selectividad

Presentación de un diagrama

Un diagrama de selectividadcorriente-tiempo se representapreferentemente en coordenadasdoble logarítmica porque estasvariables pueden cambiar engrandes proporciones:

n las corrientes, desde algunosamperios hasta varios kiloamperios,

n las temporizaciones, desdealgunas décimas de milisegundos(para disparos instantáneos) acentenas de segundos (para elfuncionamiento de las proteccionesde sobregarga -imagen térmica-).

Para que las curvas representadassean comparables, hay que definiruna tensión de referencia,preferentemente la que se usa másen la instalación. Así, gran parte delas comparaciones y estudios sehacen sobre curvas con «lecturadirecta»; la observación de las curvasque se refieren a otras tensiones sehace entonces según la razón inversade las tensiones.

Por ejemplo, en un diagrama dondela tensión de referencia es AT.A, ypor tanto

o las corrientes en AT.A se hacen en«lectura directa»,

o las corrientes en BT

= valor BT xtensión BT

tensión AT-A

o las corrientes en AT-B

= valor AT-B xtensión AT-B

tensión AT-A

n las corrientes de defecto a tierra ylas corrientes de fase dependen desistemas diferentes y se representan,por tanto, sobre diagramasdiferentes.

n para mejorar la legibilidad de losdiagramas, se representa sólo laparte útil de las curvas: desde lacorriente mínima de servicio hasta lacorriente de cortocircuito máxima dela zona considerada.

Principios de selectividad

n al menos dos curvas deben dereferirse a cada nivel de la corrientede defecto.

n la selectividad es total entre dosprotecciones cuando sus diferentescurvas no se cruzan, excepto si seutiliza la selectividad lógica(figura 11).


Lectura de un diagrama

Un diagrama de este tipo (figura 23)agrupa numerosas informaciones.

n en el eje de corrientes

o las corrientes nominales,

o las corrientes de cortocircuito,

o los márgenes de las protecciones.

a = margen bajo de 1

a� = margen alto de 1

b = margen de 2

c = margen de 3

d = margen bajo de 4

d� = margen alto de 4

n en el eje de tiempo

m = temporización de margen alto

de 1 y de 4

n = temporización de margen

de 2 y de margen bajo de 1

o = temporización de 3

p = temporización de margen

bajo de 4

Los valores de los márgenes y de lastemporizaciones están reunidos en laplaca de ajustes utilizada en lainstalación.

Fig. 23: Ejemplo de diagrama de selectividad (a) de las protecciones del esquemaunifilar (b). Recuérdese que para ser comparables las Icc se expresan para un mismovalor de tensión, aquí AT.A.

t (s)421 3

p

o

n

m

1

700 ms

400 ms

100 ms

a a' b c d d' (kA)I I ccBT

I ccAT-A

I ccAT-B

I n 1

I n 2

I n 3 y 4

a

3

4

2

1

BT

AT-B

AT-A

b


7 Bibliografía

Normas

n ANSI C 37-2: Numeración de lasprotecciones.

n CEI 117-3: Simbología de lasprotecciones.

n CEI 255-3: Relés de medida detiempo independiente.

n CEI 255-4: Relés de medida detiempo dependiente.

n CEI 812: Técnicas de Análisis delas formas de los fallos, sus efectos ysu criticidad (AMDE).

n NF C 13-100: Centros dedistribución ubicados en el interior deedificios y alimentados por una redde distribución pública de segundacategoría.

n NF C 13-200: Instalacioneseléctricas de alta tensión: Reglas.

Cuadernos Técnicos Merlin Gerin

n Protección de redes por el sistemade selectividad lógica.CT n° 2 - F. SAUTRIAU.

n Análisis de redes trifásicas enrégimen perturbado con la ayuda delas componentes simétricas.CT n° 18 - B. DE METZ NOBLAT.

Puesta a tierra del neutro en una redindustrial.CT n° 62 - F. SAUTRIAU.

n Cálculo de corrientes decortocircuito.CT n° 158 - R. CALVAS, B. DE METZNOBLAT, A. DUCLUZAUX y G.THOMASSET.

n El transformador de corriente parala protección en AT.CT n° 164 - M. ORLHAC.

n El diseño de redes industriales enAT.CT n° 169 - G. THOMASSET.

n Los transformadores de corrientecon captadores híbridos.CT n° 170 - C. TEYSSANDIER.

Publicaciones diversas

n Guía de la protección de MT.Merlin Gerin, referencia CG0021X.

n Elección del régimen de neutro deuna red industrial de AT de 1 a 36 kV.J. VERSCHOORE,Revue RGE n°11, Noviembre 1980.

Protección de redes de AT industriales y...

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