Protecciones de sistemas de distribucion
Páginas: 30 (7421 palabras)
Publicado: 2 de julio de 2011
CAPITULO 6 PROTECCIONES DE SISTEMAS DE DISTRIBUCION 6.1. Introducción
El problema de Protección de los Sistemas Eléctricos de Distribución ha venido adquiriendo cada vez mayor importancia ante el crecimiento acelerado de las redes eléctricas y la exigencia de un suministro de energía a los consumidores con una calidad de servicio cada vez mayor. A pesar de existir abundante bibliografía sobreProtecciones de Sistemas Eléctricos, ésta en su mayoría está enfocada a los Sistemas de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica. No son muy abundantes las publicaciones que tratan este tema tan interesante y hoy en día tan necesario, a nivel de distribución con un interés especial a la selección, aplicación y coordinación de los equipos de protección comúnmente usados en estos sistemas. Poresta razón, el objetivo de este capítulo es dar una visión lo más completa posible sobre los equipos de protección más utilizados en distribución. Se tratan los temas de esquemas de protección, selección de equipos y coordinación de operación de los mismos en forma simple, más orientados a los conceptos, cálculos preliminares y recomendaciones generales, que a aspectos de construcción o mantenciónde los equipos. Se pretende entregar los elementos necesarios para realizar los cálculos eléctricos involucrados en la protección y determinar los parámetros pertinentes, todo ello dentro del marco de la filosofía de las protecciones en sistemas eléctricos. Se estudian en particular, los tres tipos de protecciones más utilizados y propios de los Sistemas de Distribución, como son, los fusibles,los reconectadores automáticos y los seccionalizadores, a pesar de que estos últimos están siendo dejados de lado por algunas empresas de distribución. Otros equipos, como los relés de sobrecorriente y los interruptores de poder ya fueron analizados en los capítulos anteriores. 6.2. Fusibles
El fusible es el medio más sencillo de interrupción automática de corriente en caso de cortocircuitos osobrecargas. En baja tensión se encuentran hasta de 600 A y de 250 a 600 Volt. En este rango, la exigencia es que soporten continuamente la corriente nominal y que se fundan en un tiempo máximo de 5 minutos con un 15% de sobrecarga. En alta tensión, se encuentran hasta de 400 Amperes y de 10 a 138 kV, con potencias de 0,1 a 20 MVA. En general, un fusible (Figura 6.1) está constituido por unelemento sensible a la corriente (en adelante, elemento fusible) y un mecanismo de soporte de éste. El elemento fusible se funde cuando circula por él, una corriente peligrosa durante un tiempo determinado. El mecanismo de soporte establece rápidamente una distancia eléctrica prudente a fin de minimizar el tiempo que dura el arco.
Figura 6.1.- Fusibles típicos
142
Las características de unfusible varían de acuerdo al material usado en el elemento fusible y a su disposición. El tiempo y la intensidad mínima de fusión del elemento dependen del ambiente en que se encuentre y de la intensidad de la corriente en el instante anterior a la sobrecarga. En todo caso las curvas características de tiempo-corriente se dan para temperaturas ambientes de 20 a 25º C y se indican para corrientes queproducen fusión en 5 minutos o menos, partiendo de fusibles sin carga. La curva característica de un fusible se puede separar en las siguientes partes, tal como se muestra en la Figura 6.2 a. b. Curva de tiempo mínimo de fusión: Relaciona la corriente con el tiempo mínimo al cual el fusible se funde. Curva de tiempo máximo de fusión o de aclaramiento: Se obtiene adicionando un margen de tolerancia(en corriente) a la curva a. Curva de tiempo total para la extinción del arco: Se obtiene adicionando a la curva b, el tiempo necesario para la completa extinción del arco. Curva tiempo-corriente de corta duración: Relaciona la corriente y el tiempo máximo permisible para que el fusible no quede debilitado en caso de sobrecargas de corta duración. Se obtiene estableciendo un margen debajo de la...
El problema de Protección de los Sistemas Eléctricos de Distribución ha venido adquiriendo cada vez mayor importancia ante el crecimiento acelerado de las redes eléctricas y la exigencia de un suministro de energía a los consumidores con una calidad de servicio cada vez mayor. A pesar de existir abundante bibliografía sobreProtecciones de Sistemas Eléctricos, ésta en su mayoría está enfocada a los Sistemas de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica. No son muy abundantes las publicaciones que tratan este tema tan interesante y hoy en día tan necesario, a nivel de distribución con un interés especial a la selección, aplicación y coordinación de los equipos de protección comúnmente usados en estos sistemas. Poresta razón, el objetivo de este capítulo es dar una visión lo más completa posible sobre los equipos de protección más utilizados en distribución. Se tratan los temas de esquemas de protección, selección de equipos y coordinación de operación de los mismos en forma simple, más orientados a los conceptos, cálculos preliminares y recomendaciones generales, que a aspectos de construcción o mantenciónde los equipos. Se pretende entregar los elementos necesarios para realizar los cálculos eléctricos involucrados en la protección y determinar los parámetros pertinentes, todo ello dentro del marco de la filosofía de las protecciones en sistemas eléctricos. Se estudian en particular, los tres tipos de protecciones más utilizados y propios de los Sistemas de Distribución, como son, los fusibles,los reconectadores automáticos y los seccionalizadores, a pesar de que estos últimos están siendo dejados de lado por algunas empresas de distribución. Otros equipos, como los relés de sobrecorriente y los interruptores de poder ya fueron analizados en los capítulos anteriores. 6.2. Fusibles
El fusible es el medio más sencillo de interrupción automática de corriente en caso de cortocircuitos osobrecargas. En baja tensión se encuentran hasta de 600 A y de 250 a 600 Volt. En este rango, la exigencia es que soporten continuamente la corriente nominal y que se fundan en un tiempo máximo de 5 minutos con un 15% de sobrecarga. En alta tensión, se encuentran hasta de 400 Amperes y de 10 a 138 kV, con potencias de 0,1 a 20 MVA. En general, un fusible (Figura 6.1) está constituido por unelemento sensible a la corriente (en adelante, elemento fusible) y un mecanismo de soporte de éste. El elemento fusible se funde cuando circula por él, una corriente peligrosa durante un tiempo determinado. El mecanismo de soporte establece rápidamente una distancia eléctrica prudente a fin de minimizar el tiempo que dura el arco.
Figura 6.1.- Fusibles típicos
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Las características de unfusible varían de acuerdo al material usado en el elemento fusible y a su disposición. El tiempo y la intensidad mínima de fusión del elemento dependen del ambiente en que se encuentre y de la intensidad de la corriente en el instante anterior a la sobrecarga. En todo caso las curvas características de tiempo-corriente se dan para temperaturas ambientes de 20 a 25º C y se indican para corrientes queproducen fusión en 5 minutos o menos, partiendo de fusibles sin carga. La curva característica de un fusible se puede separar en las siguientes partes, tal como se muestra en la Figura 6.2 a. b. Curva de tiempo mínimo de fusión: Relaciona la corriente con el tiempo mínimo al cual el fusible se funde. Curva de tiempo máximo de fusión o de aclaramiento: Se obtiene adicionando un margen de tolerancia(en corriente) a la curva a. Curva de tiempo total para la extinción del arco: Se obtiene adicionando a la curva b, el tiempo necesario para la completa extinción del arco. Curva tiempo-corriente de corta duración: Relaciona la corriente y el tiempo máximo permisible para que el fusible no quede debilitado en caso de sobrecargas de corta duración. Se obtiene estableciendo un margen debajo de la...
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