Protecciones

Universidad central de Venezuela
Facultad de ingeriría
Escuela de ingeriría eléctrica
Departamento de potencia
Protecciones 1

Tarea 3



Schurman Robert
17983947

Caracas 2013

En el sistema de la figura Nº1 se presenta un anillo simple con líneas de 115kV. Todas las líneas están protegidas con relés direccionales cuya unidad de sobrecorriente es del tipo CO-9. La impedanciade las líneas es de 0.08+0.5J Ω/km y las longitudes en km se indican en la Figura Nº1. La fuente equivalente se puede considerar como una impedancia puramente inductiva del 4% en la base de 100MVA. Los Transformadores de Corriente y las corrientes mínimas de operación de las unidades de sobrecorriente se indican en la Tabla Nº1. Las líneas asociadas a las salidas 1,2,3,4 y 5 son radiales, cuyorelés de fase tienen el tiempo de 2. Todos los relés poseen unidades direccionales excepto los relés asociados a los interruptores 1,2,3,4,5,6,15 y 16. Determine al dial de tiempo de los relés de fase del anillo.

INTERRUPTOR | RTC | TAP DEL RELÉ |
1 a 5 | 600/5 | 5 |
7 a 14 | 1200/5 | 5 |
6 a 15 | 1600/5 | 5 |
16 | 2000/5 | 5 |
Tabla 1: datos de los transformadores de corrienteKilómetros | Real | Imaginario | Complejo | Módulo | Ángulo |
10 | 0.8 | 5 | 0.8+j5 | 5,064 | 80,91 |
11.5 | 1 | 6.25 | 0.92+j5.75 | 5.823 | 80,91 |
15 | 1.2 | 7.5 | 1.2+j7.5 | 7,595 | 80,91 |
20 | 1.6 | 10 | 1.6+j10 | 10,127 | 80,91 |
15 | 1.2 | 7.5 | 1.2+j7.5 | 7,595 | 80,91 |
G1 | 0 | 4.63j | 4.63j | 4.63 | 90 |
Tabla 2: valores de impedancia positiva en forma rectangular y en formapolar

Procedimiento para realizar la coordinación de aislamiento.
En un principio se procede a separar las redes del anillo según la dirección que toma la corriente al momento de ocurrir fallas, obteniendo las siguientes redes:
Rama A:

Figura 2: rama A, sentido de corriente de derecha a izquierda

Rama B:

Figura 3: rama B, sentido de corriente de derecha a izquierda

Niveles deCortocircuito:
Una vez separado el sistema en dos redes, se calculan los niveles de cortocircuito cuando ocurren fallas en las barras A, B, C, D y E:

- Para falla en la barra 1
Icc = 115/35.29j= 12.55kA
* Para falla en la barra 2, (Rama A)
Icc = 115/35.29j+0.8+5j= 6.43299kA
* Para falla en la barra 3, (Rama A)
Icc = 115/35.29j+0.8+5j+1+6.25j= 3.9906kA

* Para falla en labarra 4, (Rama A)
Icc = 11535.29j+0.8+5j+1+6j+1.2+7.5j= 2.7689kA

* Para falla en la barra 5, (Rama A)
Icc = 115/35.29j+0.8+5j+1+6j+1.2+7.5j+1.6+10j= 1.94698kA
* Para falla en la barra 5, (Rama B)

Icc = 115/35.29j+1.2+7.5j= 5.16848kA

* Para falla en la barra 4, (Rama B)
Icc = 115/35.29j+1.2+7.5j+1.6+10j= 2.89160kA

* Para falla en la barra 3, (Rama B)
Icc =115/35.29j+1.2+7.5j+1.6+10j+1.2+7.5j= 2.1731kA
* Para falla en la barra 2, (Rama B)

Icc = 115/35.29j+1.2+7.5j+1.2+7.5j+1.6+10j+1+6.25j= 1.8002kA

Barra | Aporte Rama A (kA) | Aporte Rama B (kA) | Nivel de Corto circuito (kA) |
1 | - | - | 12.55109 |
2 | 6.4329 | 1.8002 | 8.2331 |
3 | 3.9906 | 2.1731 | 6.1637 |
4 | 2.7689 | 2.8916 | 5.6605 |
5 | 1.9469 | 5.1684 | 7.1153 |
Tabla 3: nivelesde corto circuito de acuerdo a la barra fallada

Ubicación del relé | Corriente rama A (kA) | Corritente Rama B (kA) | Corriente Total (kA) |
R1 | x | x | 12.5510 |
R2 | 6.4329 | 1.8002 | 8.2331 |
R3 | 3.9906 | 2.1731 | 6.1637 |
R4 | 2.7689 | 2.8916 | 5.6605 |
R5 | 1.9469 | 5.1684 | 7.1153 |
R6 | x | x | 12.5510 |
R7 | x | 1.8002 | x |
R8 | 6.4329 | x | x |
R9 | x | 2.1731 |x |
R10 | 4.9906 | x | x |
R11 | x | 2.8916 | x |
R12 | 2.7689 | x | x |
R13 | x | 5.1684 | x |
R14 | 1.9469 | x | x |
R15 | x | x | 12.5510 |
Tabla 4. Niveles de corriente de cortocircuito que ve cada relé
Ahora se procederá a calcular los factores de multiplicación de cada rele cuando este funciona como protección principal. Para ello aplicaremos la siguiente ecuación para...