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CURSO DE PROTECCIONES

ELECTRICAS

SIPROTEC

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TABLA DE CONTENIDO 1. RELES SIPROTEC........................................................................................3 2. MANEJO DEL DIGSI......................................................................................3 2.1. CREACIN DEL PROYECTO..................... ..................................................3 2.2. CREAR CARPETA Y RENOMBRAR LAS CELDAS.....................................5 2.3. CREAR RELE PARA UNA CONEXION FUTURA.........................................5 2.4. DEFINIR EL MFLB DE CADA EQUIPO.........................................................6 2.5. INICIALIZAR EL RELE POR PRIMERA VEZ................................................7 2.6. CONECTARSE POR PRIMERA VEZ CON UN EQUIPO EN SERVICIO.....8 2.7. PARAMETRIZACIN DEL REL.................. ................................................9 2.8. DATOS DEL SISTEMA DE POTENCIA......................................................21 2.9. SETTING GROUP A...................................................................................23 2.10. MODULO ANUNCIACIN, MEDICIN Y OSCILOGRAFIA........ ...............28 3. RELES DE DISTANCIA 7SA522.................................................................29 3.1. PROTECCIN DISTANCIA ..................... ..................................................30 3.2. PROTECCION DE OSCILACION DE POTENCIA......................................34 3.3. PROTECCION DE SOBRECORRIENTE DE EMERGENCIA.....................35 3.4. PROTECCIN DE CIERRE BAJO FALLA................ ..................................37 3.5. FUNCION DE RECIERRE O REENGANCHE.............................................38 3.6. PROTECCION FALLO INTERRUPTOR......................................................39 3.7. FUNCION DE SINCRONISMO....................................................................40 4. RELES DE SOBRECORRIENTE 7SJ63.....................................................41 4.1. PROTECCION DE SOBRECORRIENTE....................................................42 4.2. PROTECCION DE SOBRECARGA TERMICA............................................42 4.2.1. FACTOR K...................................................................................................42 4.2.2. CONSTANTE DE TIEMPO t ........................................................................43 4.3. SUPERVISIN DEL CIRCUITO DE DISPARO........... ................................44 4.3.1. SUPERVISIN CON 2 ENTRADAS BINARIAS......... .................................44 4.3.2. SUPERVISIN CON 1 ENTRADA BINARIA........... ....................................46 5. RELES DIFERENCIALES 7UT612..............................................................46 5.1. PROTECCION DIFERENCIAL....................................................................47 5.2. PROTECCION MASA CUBA DEL TRANSFORMADOR.............................49 6. GESTION DE PROTECCIONES.................................................................50 7. MANTENIMIENTO DE LAS PROTECCIONES...........................................51 7.1. GENERALIDADES.......................................................................................51 7.2 RUTINAS DE PRUEBAS.............................................................................52 7.3. CAMBIO DE LA BATERIA...........................................................................52 7.4. FALLAS DEL REL............................... ......................................................52

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1. RELES SIPROTEC Los rels Siprotec son la ltima versin de equipos de proteccin y control -ofrecidos por Siemens, para generadores, motores, transformadores y lneas de transmisin.

Capaces de ser integrados a travs de redes PROFIBUS para la completa automatizacin de una subestacin elctrica, ofrecen de una manera integrada las funciones de proteccin y control. 2. MANEJO DEL DIGSI Los rels de proteccin SIPROTEC se programan a travs del software DIGSI, el cual maneja un ambiente Windows, de fcil manejo y comprensin. 2.1. CREACION DEL PROYECTO El primer paso para crear un proyecto es darle un nombre, DIGSI se encargar de ubicarlo dentro de la carpeta siemens/d4proj en el disco duro del computador. En caso de que se desee reinstalar el programa DIGSI, es necesario grabar estos proyectos, de lo contrario se borraran al desinstalar el software. Para esto se puede utilizar la funcin Archive ubicada en el primer men, solamente es necesario elegir el programa de compresin que se utili zar, por ejemplo el winzip.

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2.2. CREAR CARPETA Y RENOMBRAR LAS CELDAS

2.3. CREAR RELE PARA UNA CONEXION FUTURA

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2.4. DEFINIR EL MFLB DE CADA EQUIPO

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2.5. INICIALIZAR EL RELE POR PRIMERA VEZ

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2.6. CONECTARSE POR PRIMERA VEZ CON UN EQUIPO EN SERVICIO

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2.7. PARAMETRIZACIN DEL REL

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Men bsico

Configuracin del elemento En este men se determinan las funciones y las protecciones que quedarn activas en el rel.

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Cada una de las funciones que se activen en este men sern las que se desplieguen en los mens siguientes, por ejemplo en configuracin de la matriz o en los ajustes de las protecciones. Cualquier cambio que se realice en esta o cualquier pantalla no estn salvados ni en el archivo ni en el rel. Para salvar esto en el archivo es necesario dar la orden de salvar o si se quieren salvar en el rel se debe enviar el cambio a travs del comando DIGSI - > device mas el cdigo 000000 .

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En el men Configuracin de la Matriz, es donde se realiza la parametrizacin de todas las entradas binarias, salidas binarias, indicacin de leds, direccionamiento de seales hacia la red de comunicacin, configuracin de las llaves de funciones, direccionamiento de seales hacia los CFC (Continuos Funcion Chart).

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Se observa como el disparo de la proteccin de sobrecarg a trmica acta por la salida binaria 20 y solo permanecer cerrado mientras la orden de disparo est activa (U Unlatched), el led 2 indicar localmente cuando ocurra el disparo y se mantendr encendido hasta que se de el reset de la seal (L Latched), tambin se tendr indicacin del disparo a travs del sistema SCADA y una entrada para la lgica de los CFC.

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Para crear un nuevo CFC presione en el men CFC lo que mostrar la pantalla actual, luego en el comando insert seleccione con el mouse CFC chart y el programa le insertar un nuevo CFC el cual denomina CFC1, si desea cambiar el nombre con el botn derecho del mouse podr seleccionarlo y en propiedades del objeto podr realizar el cambio de nombre como se muestra en la figura siguiente.

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Para implementar el CFC se requiere regresar al men de configuracin de la matriz y as poder configurar las entradas y las salidas de las compuertas lgicas, adems si se utilizan nuevos elementos dentro de la matriz, es necesario introducirlos en ella, como se muestra a continuacin:

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Luego de que se introducen los nuevos elementos en la matriz, y se ha creado el CFC, se procede a construirlo:

Describe en que grupo de operacin se encuentra.

Por defecto toda nueva compuerta que se seleccione, siempre ser creada en el mdulo MW_BEAR (Mdulo de medicin) lo cual no siempr e es correcto. Existen cuatro prioridades de ejecucin las cuales son: PLC ( Fast PLC) Se utiliza para implementar funciones de proteccin Puede bloquear protecciones. Solo existen pocos mdulos. Arranca inmediatamente hay un cambio de estado en una de las entradas. PLC1 (Slow PLC) Es la funcin ms utilizada para temporizados y controles. No bloquea protecciones Arranca inmediatamente despus de un cambio de estado de una entrada. SFS (Switchgear Interloking) Verifica los bloqueos con los componentes de campo. Arranca automticamente cuando hay un comando de control. MW ( Measured value processing) Configura y compara valores de medicin. Se utiliza p ara implementar

protecciones adicionales como factor de potencia (ANSI 55) . Arranca automticamente cada 600 ms.

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Para cambiar de mdulo de ejecucin, seleccione el coman do Run-Time Editor, cambie la prioridad seleccionando PLC1_BEARB y seleccione la opcin Predecesor para instalacin

Run time Editor

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Para interconectar las entradas de la compuerta seleccione con el botn derecho del mouse sobre la entrada BO X1 CONECTE CON LA DIRECCIN

Hasta este momento los cambios solo se han realizado en la pantalla del computador, para que estos se puedan ejecutar en el rel es necesario compilar la informacin y posteriormente enviarla al rel.

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COMP ILAR

En el proceso de compilar puede dar como resultado que el proceso fue ejecutado correctamente, con precauciones o con falla, las precauciones (Warning) pueden ser tolerables dependiendo del criterio del programador y las fallas nunca se podrn tolerar.

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Las precauciones(Warning) o los errores (Fault) son mostrados en el reporte de compilacin al lado izquierdo por la letra W o F como se muestra en la grafica siguiente.

2.8. DATOS DEL SISTEMA DE POTENCIA En este men se introducen todos los datos del sistema de potencia, tales como la frecuencia del sistema, secuencia, relacin de los transfo rmadores de corriente, relacin de los transformadores de tensin, punto estrel la de los CTs, como se muestra a continuacin:

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dependiendo de la conexin que tengan nuestros trans formadores de corriente, se elige el punto estrella, ya sea hacia la barra o hacia la lnea.

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2.9. SETTING GROUP A

En este men se pueden parametrizar todas las protecciones que quedaron activas en el men DEVICE CONFIGURATION. Cada una de las protecciones por

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separado se puede activar o desactivar y ajustar sus parmetros en valores primarios o secundarios, de acuerdo al estudio de coordinacin deseado como se muestra a continuacin

Muestra valores primarios o secundarios

Ajustes de la proteccin segn estudio de coordinacin.

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En el men Settings Oscilographic Fault Records, se puede parametrizar como funcionar la oscilografa para registro de fallas. sta puede trabajar almacenando datos con los PICKUP de las fallas o con los disparos de las protecciones y almacenar la secuencia de la falla hasta por un periodo de 5 segundos, las fallas se almacenan en orden cronolgico y cuando la memoria se llena, se borra la falla ms antigua, estas fallas se pueden extraer del rel para ser analizadas con el software SIGRA.

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En el men General Device Settings, se puede configurar que indique en la pantalla del rel cual fue la ltima falla, esta indicacin se puede configurar para que se muestre por los Pickup o por los disparos de las protecciones.

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Time synchronization, es utilizado para determinar por que mtodo se realizar la calibracin de tiempo del rel.

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En el men passwords, se puede cambiar el password de fbrica el cual es seis ceros, por cualquier password que el cliente desee, con esto se garantiza que no se pueden modificar los ajustes de las protecciones accidentalmente. 2.10. MODULO ANUNCIACIN, MEDICIN Y OSCILOGRAFIA. Estos mdulos son operativos cuando se est conectado al rel, los diferentes eventos que se quieran guardar en el archivo, como los mostrados en las figuras siguientes, deben ser salvados bajo conexin online al r el y estos son guardados con la fecha y hora a la que fueron salvados.

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3. RELES DE DISTANCIA 7SA522

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Los rels 7SA522 vienen equipados con varias funciones, entre ellas tenemos: Proteccin 21 distancia Proteccin 50 BF fallo interruptor Proteccin 50 HS cierre bajo falla Proteccin 5X-B sobrecorriente de respaldo Recierre 79 Sincronismo 25 Oscilacin de potencia 68 Week Infeed 3.1. PROTECCION DISTANCIA Las fallas experimentadas en las lneas de transmisin de un Sistema de Potencia son frecuentes, y si no son clarificadas rpidamente, pueden causar la desconexin de usuarios, prdida de la estabilidad del sistema y daos en las mquinas que lo constituyen. La proteccin de distancia ha respondido muy bien a los r equerimientos de confiabilidad y rapidez exigidos para la proteccin de l neas de transmisin y por esta razn, es ampliamente utilizada. La proteccin de distancia tiene la habilidad de discrimi nar entre las fallas ocurridas en diferentes partes del sistema, dependiendo de la impedancia medida. El principio bsico de medicin comprende la comparacin de la corriente de falla vista por el rel, con el voltaje en el punto de su localizacin, comparando esas dos cantidades es posible determinar la impedancia de la lnea hasta el punto de falla. Los rels de distancia pueden ser de varios tipos:

Mho: Al ser dibujada la caracterstica en un plano R-X es un circulo cuya circunferencia pasa a travs del origen de coordenadas.

Poligonal: proporcionan un elevado alcance para cubrir la resistencia de falla, en particular para lneas cortas, puesto que la posicin de la lnea de resistencia (lnea 2 figura 1) puede ser ajustada en la caracterstica de disparo. A continuacin se muestra una caracterstica de o peracin poligonal tpica. La caracterstica de disparo poligonal es formada por tres elementos de medida independientes:

o Elemento de medida de reactancia para definir la lnea de reactancia (lnea 1 de la figura 1 )

o Elemento de medida de resistencia para definir la lnea de resistencia (lnea 2 de la figura 1)

o Elemento direccional (lnea 3 de la figura 1)

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Figura 1. Caracterstica de operacin poligonal Los rels de distancia se ajustan con base en la impedancia de secuencia positiva entre el punto de ubicacin del rel y el punto hasta el cual se desea proteger la lnea de transmisin. Para realizar estos clculos el rel utiliza las seales provenientes de los secundarios de los CTs y de los PTs, por lo tanto, para convertir la impedancia primaria en un valor secundario, se usa la siguiente expresin:

En el caso de la proteccin 7SA522 es necesario introducir el ngulo de la lnea, ste se calcula a partir de los valores de resistencia y reactancia de secuencia positiva de la misma. Para realizar el clculo del ngulo de la lnea se emplea la siguiente frmula:

El factor de compensacin es un requisito fundamental par a calcular la localizacin de la falla, es posible trabajar con el cocie nte RE/RL y XE/XL o con el factor complejo K0, a continuacin se presentan las frmulas necesarias:

R

jX

2

1

3

3

Zona de Operacin

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Si se utiliza el factor K0, se debe utilizar:

siendo Z0 la impedancia de secuencia cero de la lnea y Z1 la impedancia de secuencia positiva de la lnea. Por ejemplo:

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Aparece otro factor que puede afectar el funcionamiento de la proteccin de distancia, este es la resistencia de carga, es probable que en un determinado momento los valores de corriente y tensin debidos a una carga hagan que la impedancia resultante este dentro de las zonas de operacin de la proteccin. Si se desea que la proteccin no realice un falso disparo se debe proceder a calcular la resistencia de carga e introducirla dentro de los settings del rel:

Mtodo poligonal:

En esta figura se puede observar una caracterstica cuadrilateral, en donde se diferencian 5 zonas y la resistencia de carga. El usuario debe definir que tiempo de actuacin espera para cada una de estas zonas y si decid e que sean hacia delante, hacia atrs o no direccionales.

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3.2. OSCILACION DE POTENCIA (POWER SWING DETECTION) Durante una oscilacin de potencia se presentan cambios rep entinos en los valores de corriente y tensin, haciendo variar la impe dancia en un determinado momento, esta variacin podra hacer disparar la prote ccin al entrar la impedancia en alguna de las zonas definidas anteriormente sin que necesariamente este presente una falla, para impedir este falso disparo la proteccin posee una deteccin que bloquea las zonas que se elijan, teniendo en cuenta la tasa de variacin de la impedancia durante la ocurrencia de un fenmeno.

A continuacin se muestran los settings que se presentan e n la proteccin para realizar la parametrizacin de esta funcin:

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3.3. PROTECCION DE SOBRECORRIENTE DE EMERGENCIA La proteccin de distancia necesita para su funcionamiento las seales provenientes de los PTs y de los CTs en caso de que la s primeras fallen entra en funcionamiento la proteccin de sobrecorriente de emerge ncia que solamente necesita para su funcionamiento las seales de corriente. Esta funcin puede ser activada por una seal interna FuseFailureMonitor, o por una entrada binaria Failure: Feeder VT (MCB tripped). Esta proteccin posee una funcin de sobrecorriente insta ntnea con dos escalones y una de tiempo inverso para las fallas de tierra y entre fases. Para parametrizar la funcin es necesario escoger entre curvas A NSI o IEC, adems de introducir los valores de Dial y Tap para cada una de las curvas.

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Para configuracin de interruptor y medio se parametr iza la funcin STUB, esta funcin es clave cuando se presenta una falla entre el CT y el seccionador en este tipo de configuracin.

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3.4. PROTECCION DE CIERRE BAJO FALLA En el caso de que se este realizando una maniobra de cierre y se presente una falla, la funcin 50 HS realiza un disparo instantneo, impidiendo el cierre del interruptor. El tiempo durante el cual permanece activa esta funcin se conoce como Seal in Time, como se ve en la siguiente figura. Adems es necesario introducir un valor mnimo de corriente para que la funcin acte, es decir que sea considerado como una falla.

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Los settings para esta funcin son los siguientes:

3.5. FUNCION DE RECIERRE O REENGANCHE En la mayora de los casos luego de que ocurre un disparo en una proteccin la falla es despejada, dando la posibilidad de recerrar el interruptor y continuar con el servicio normalmente. A continuacin se muestra el ciclo de recierre, cabe anota r que la proteccin permite varios ciclos, en este caso slo se muestran dos:

Para que se inicie el ciclo de recierre, el interruptor debe estar listo para un ciclo TRIP-CLOSE-TRIP, es decir que debe estar llegando al rel una seal de interruptor listo (SF6, resorte cargado, etc) y adems el interruptor debe estar cerrado.

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3.6. PROTECCION FALLO INTERRUPTOR La proteccin contra falla interruptor supervisa el compo rtamiento del circuito de disparo de un interruptor, despus de que una orden de disparo ha sido generada por cualquier proteccin que intervenga sobre el interr uptor en vigilancia. La proteccin tiene dos mtodos para determinar la correcta operacin del interruptor, uno es por la corriente que fluye a travs del interruptor y la otra es la posicin de los contactos auxiliares del mismo. Si la corriente y la posicin del interruptor no han cu mplido con las condiciones para determinar que el interruptor abri satisfactori amente despus del tiempo seleccionado, la seal de disparo del breaker failure (falla interruptor) es utilizada, como se muestra en el siguiente principio de operacin.

La proteccin de falla interruptor puede ser arrancada mediante dos vas como se describen a continuacin. 1. Por arranque interno de la proteccin, el cual pued e ser generado por CFC o

por el disparo de la proteccin a travs de una salida binaria.

2. Por arranque externo a travs de entradas binarias.

La lgica de operacin requiere que se mantengan duran te el tiempo ajustado de operacin las seales de arranque. Si stas desaparecen antes de haber alcanzado este tiempo, o tambin si las condiciones de posicin de interruptor y de corriente indican que el interruptor oper correctament e, la proteccin es bloqueada, como lo indica el diagrama de operacin de la proteccin mostrado a continuacin. El tiempo ajustado para la operacin de falla interru ptor, debe tener en cuenta, el tiempo de operacin del interruptor, ms el tiempo de extincin de arco (dropout de corriente), ms un margen de seguridad como se muestra en la grfica siguiente:

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3.7. FUNCION DE SINCRONISMO

La funcin de sincronismo tiene en cuenta la frecuencia, la amplitud y el ngulo de la onda para permitir el cierre del interruptor. Tiene dos divisiones sincronismo por cierre manual y autorecierre, en ambas se necesita ingresar un delta de frecuencia, amplitud y ngulo en el cual autorice una seal de sincronismo exitoso. La proteccin permite realizar sincronismo en varios casos: lnea viva-barra viva, lnea muerta-barra viva, lnea viva- barra muerta, lnea muerta-barra muerta, cumpliendo con los settings ingresados, es decir, qu valor se considera como lnea viva (energizada) o muerta (desenergizada) y qu como barra viva (energizada) o muerta (desenergizada).

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Es clave al rel que se utilizar un PT para realizar el proceso de sincronizacin, como se observa en la siguiente grafica, esta informacin se encuentra localizada en la direccin 0210 del men power system data 1:

4. RELES DE SOBRECORRIENTE 7SJ63

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4.1. PROTECCION DE SOBRECORRIENTE Esta proteccin multifuncional con operacin de mando loc al es la funcin ms importante en el 7SJ63. sta puede ser conectada y descon ectada por separado para corrientes de fase y a tierra y equipada con diferentes curvas caractersticas de disparo. El escaln de alta intensidad I>> y el escaln de sobre intensidad I> trabajan siempre con temporizacin independiente de la corriente (tiempo definido), el tercer escaln Ip siempre con temporizacin dependiente d e la corriente (tiempo inverso). En cada escaln se puede bloquear la temporizacin por entrada binaria y as impedir la orden de disparo. Si se retira el bloqueo durante un arranque, la temporizacin se inicia de nuevo. Una excepcin hace la se al de cierre manual. En caso de un cierre manual sobre una falla, se puede generar un disparo inmediato. Para esto se excluye la temporizacin de un escaln de sobreintensidad o de alta intensidad mediante el impulso de cierre manual, es decir, el escaln respectivo reacciona inmediatamente. 4.2. PROTECCION DE SOBRECARGA TERMICA La proteccin de sobrecarga slo puede ser efectiva y accesi ble, si se ha ajustado en la configuracin bajo la direccin 0142 SOBRECARGA = disponible. Si no se necesita la funcin, se ajusta no disponible. Especialmente los transformadores y cables tienen un riesgo trmico durante sobrecargas de duracin prolongada. Estas no pueden y no deben ser detectadas por la proteccin de cortocircuito. La proteccin de sobreintensidad deber ser ajustada aun nivel alto de manera que slo detecte cortocircuitos, ya que aqu slo son permit idas las temporizaciones breves. El equipo de proteccin 7SJ63 dispone de una funcin d e sobrecarga con curva caracterstica trmica que puede ser adaptada a la sobrecapacidad de carga de la componente de planta a proteger (proteccin de sobrecarg a con funcin memoria). Bajo la direccin 4201 SOBRECARGA se puede conectar o d esconectar la funcin de sobrecarga o ajustarla para Slo aviso. Slo con la funcin conectada se pueden efectuar disparos. 4.2.1. FACTOR K : Como corriente bsica para la deteccin de sobrecarga se utiliza la corriente nominal del equipo. El factor de ajuste k est determinado por la relacin de la corriente permanente trmicamente admisible Imax con la corriente nominal IN :

La corriente permanente trmicamente admisible del objeto a proteger generalmente es conocida con los datos del fabricante. Para lneas areas,

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habitualmente, esta funcin no es necesaria, ya que l a sobrecapacidad de corriente de las lneas areas, por lo general, no est definida. Para los cables, la corriente permanente admisible depende tambin de la seccin, material de aislamiento, tipo de construccin y modo de tendido del cable. Estos datos, generalmente, se encuentran en tablas o en los datos tcnicos del fabricante. Si no se disponen de estos datos se elige aproximadamente 1,1 de la corriente nominal. Aqu se debe tener en cuenta que los datos de sobrecarga se relacionan a los valores primarios del elemento de planta, es decir, la corriente permanente admisible se relaciona a la corriente nominal p.ej. de un motor. 4.2.2. CONSTANTE DE TIEMPO tttt . La proteccin de sobrecarga reproduce el desarrollo de la temperatura segn la ecuacin diferencial trmica, cuya solucin, en servicio estacionario, es una funcin e. La constante de tiempo CONST.TIEMPO t (direccin 4203) es utilizada para conseguir la temperatura lmite y con ello el tiempo de disparo. En la proteccin de cables la constante de calentamiento t depende de los datos del cable y de las inmediaciones del cable. si no existen datos referentes a la constante de tiempo del cable, se determina con la capacidad de carga en tiempo breve. Generalmente, el valor de corriente1s, es decir la corriente mxima admisible, aplicada durante 1 segundo, es conocida o puede ser tomada de una tabla de referencia. Luego, se determina la constante de tiempo segn la frmula siguiente:

Caracterstica de disparo:

Sin carga previa:

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4.3. SUPERVISION DEL CIRCUITO DE DISPARO La proteccin multifuncional 7SJ63 dispone de una funci n integrada supervisin de circuitos de disparo. Dependiendo del nmero de entradas binarias todava disponibles y sin comn, se puede seleccionar opcionalmente la supervisin con una o dos entradas binarias. Si la parametrizacin de l as entradas binarias requeridas no corresponde al modo de supervisin preaju stado, se produce un aviso correspondiente (SCD sin EB). Utilizando dos en tradas binarias se reconocen interferencias en el circuito de disparo para cada estado de conexin, con una sola entrada binaria no se pueden detectar interferencias en el mismo interruptor de potencia. 4.3.1. SUPERVISIN CON 2 ENTRADAS BINARIAS: Utilizando dos entradas binarias, estas se conectan de acuerdo a la figura, por un lado, paralelo al contacto del rel de disparo perteneciente del equipo, y por otro lado, paralelo al contacto auxiliar del interruptor de potencia. Condicin previa para la aplicacin de la supervisin de circuito de disparo es que la tensin de activacin para el interruptor de poten cia sea mayor que la suma de las cadas de la tensin mnima en las dos entradas binari as (Uact. > 2UEBmin). Ya que para cada entrada binaria es necesario por lo menos 17 V, la supervisin slo puede ser practicada con una tensin de accionamiento mayor que 35 V por parte de la planta.

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La supervisin con dos entradas binarias no solamente recon oce las interrupciones en el circuito de disparo y el fallo de la tensin de activacin, sino tambin sta supervisa la reaccin del interruptor de potencia segn la posicin de los contactos auxiliares del interruptor. Segn el estado de conexin del rel de disparo y del interruptor de potencia, se activan las entradas binarias (estado lgico H en la ta bla 6-6) o no (estado lgico L). El estado en el cual ambas entradas binarias no estn activadas (L) slo es posible, con los circuito de disparo intactos, durante un breve tiempo transitorio (el contacto del rel de disparo est cerrado pero el interruptor de potencia todava no esta abierto). Si este estado permanece entonces se trata de un cortocircuito o de una interrupcin en el circuito de disparo, como tambi n es suponible la prdida de la tensin de batera o un fallo en el mecanismo del i nterruptor. Este estado sirve como criterio de falta y es supervisado.

Los estados de las entradas binarias se controlan peridica mente. Un ciclo de control se efecta aprox. cada 600 ms. Cuando se reconoce tres veces seguidas (n = 3) el estado fallo (despus de 1,8 s), se genera el aviso de fallo.

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SUPERVISIN CON 1 ENTRADA BINARIA: Segn la figura la entrada binaria se conecta en paralelo al contacto del rel de disparo correspondiente al equipo del proteccin. El contacto auxiliar del interruptor de pot encia tiene una resistencia de reemplazo R en conexin puente.

En un estado de funcionamiento normal, con el contacto del rel de disparo abierto y el circuito de disparo intacto, la entrada binaria est activada (estado lgico H), ya que el circuito de supervisin est cerrado por el contacto auxiliar (con interruptor de potencia cerrado) o por la resistencia de reemplazo. Slo cuando el rel de disparo est cerrado, la entrada binaria est cortocircuitada y por consecuencia desactivada (estado lgico L). 5. RELES DIFERENCIALES 7UT612

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5.1. PROTECCIN DIFERENCIAL Aunque este equipo posee otro tipo de funciones, la principal de ellas es la diferencial, la proteccin diferencial es una rpida y selectiva proteccin de cortocircuito del transformador, la cual queda delimitada por la ubicacin de los transformadores de corriente. La proteccin diferencial acta bajo el principio de la ley de Kirchhoff, que determina que la corriente que entra al equipo es exactamente igual a la que sale de l, como se muestra en el grfico siguiente.

Ante fallas externas del elemento protegido, se puede presentar saturacin de alguno de los transformadores de corriente debido a las magnitudes que fluyen a travs de ellos, lo cual podra ocasionar la operacin errnea de la proteccin diferencial, para evitar esto se introduce la corriente de estabilizacin, que se deriva de la suma aritmtica de los valores absolutos de la corriente. La corriente diferencial se define como:

La corriente de estabilizacin se de fine como.

Con las ecuaciones anteriores podemos tener tres posibles casos, los cuales son. 1. Las corrientes fluyendo a travs del equipo protegido en el mismo sentido

En este caso no hay disparo puesto que la corriente diferencial es cero y la de estabilizacin es dos veces la corriente que fluye.

2. Un cortocircuito dentro del elemento protegido.

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Se puede apreciar que las magnitudes de Idiff y Istab. son iguales, por lo que se obtiene un disparo.

3. Un cortocircuito alimentado por un solo lado.

Aqu tambin se presenta disparo, ya que las dos corrientes son iguales. Con esto se demuestra que en condiciones ideales, la caracterstica de cortocircuito se puede representar por una lnea de 45 , como la indicada en azul en la siguiente grfica:

La proteccin diferencial siempre compara la I diff y la Istab y si resulta dentro del rea achurada se presenta un disparo. La caracterstica de disparo esta definida por los siguientes cuatro pendientes que se muestran en la siguiente grfica.

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La pendiente a representa el valor de arranque de la proteccin diferencial y donde el error es constante para los transformadores de corriente. La pendiente b permite una mayor sensibilidad ante el error que se puede presentar por el acoplamiento de los transformadores de corriente o por la diferencia que se puede presentar por el cambiador de taps bajo carga de los transformadores de potencia. La pendiente c permite una mayor sensibilidad ante corrientes altas, como las presentadas ante un cortocircuito externo, el cual puede originar una saturacin en los TCs. La pendiente d determina el punto, donde si la Idiff sobrepasa el valor se presenta un disparo, sin tener en cuenta la magnitud de la Istab, esta pendiente es determinada por Idiff >>.

5.2. PROTECCION MASA CUBA DEL TRANSFORMADOR

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De manera similar a la funcin de sobrecorriente, en e ste caso se tienen una funcin instantnea y una de tiempo inverso en donde es necesario seleccionar un valor de tap y dial, adems de esto el rel debe reconocer que entrada de corriente se esta utilizando para traer la seal de la corriente que circula por la cuba del transformador.

6. GESTION DE PROTECCIONES La gestin de protecciones nos permite acceder a los rels d e una manera remota, es decir que no nos comunicamos a travs del puerto frontal, como se hace tradicionalmente , sino que se enlazan los rels a travs de una red RS485 o fibra ptica que a su vez se conecta a un computador remoto, de sde donde se pueden observar los eventos y fallas ocurridas en el equipo y tambin se pueden modificar los parmetros y ajustes de las protecciones. Existen dos tipos de direcciones la del operador que permite solamente ver los ajustes sin poder modificarlos, y la de servicio que si permite cambiar los ajustes del rel desde el computador remoto. La direccin IEC es con la que se identifica el rel de sde el punto de vista de control.

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7. MANTENIMIENTO DE LAS PROTECCIONES 7.1. GENERALIDADES Los rels SIPROTEC, estn diseados para no requerir mantenimientos especiales, todas las tarjetas de medicin y los circuitos d e proceso son de estado slido al igual que todos los mdulos de entrada, los r els de disparo son hermticamente sellados y protegidos por cubiertas. Todos los rels son automonitoreados, desde los circuitos de medicin hasta los circuitos de salida, cualquier problema en software o hardware que se presente es reportado, lo cual garantiza una confiabilidad del sistema dado que permite realizar correcciones a tiempo. Ante una falla del hardware la proteccin es bloqueada evitando falsas operaciones de la misma. La proteccin genera un aviso a travs del contacto de live status. Si la proteccin detecta que la falla es en algn circuito de medicin externo, la proteccin solo genera una alarma. Cuando la falla es presentada en el software la accin q ue realiza la proteccin es la de reinicializar el microprocesador. Si con esto la falla no es corregida, se repite la misma accin hasta un mximo de tres veces y si la falla persiste, la proteccin es bloqueada y genera una alarma a travs de l contacto live status y adicionalmente enciende el led que se encuentra en la parte frontal nombrado ERROR

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7.2. RUTINAS DE PRUEBAS Los ajustes de las protecciones y las curvas de operacin no d eben ser probados continuamente despus de la puesta en servicio, ya que estos son vigilados constantemente por la proteccin. La siguiente lista es la que se debe verificar como parte del mantenimiento: 1. Verificar que el led verde RUN se encuentra ence ndido y el led rojo ERROR

se encuentre apagado. 2. Los leds de anunciaciones deben registrar el estado real de la planta. 3. Se debe comprobar que todos los leds de anunciacin en ciendan, para esto se

debe presionar la tecla LEDS y verificar que todos enciendan. 4. Comparar las lecturas de tensin y corriente mostrad as por el rel, contra otra

fuente confiable de medicin. 5. Se deben revisar los mensajes de Anunciacin peridica mente para verificar

que no existan mensajes de fallas internas. 6. Para una completa autorevisin de la proteccin se d ebe resetear la

proteccin, lo cual se realiza mediante el digsi, en cone xin ON LINE, y en el men DEVICE dar la opcin de reset, con esto la protecci n quedara inoperante durante un perodo de tiempo de 10 a 15 seg, y posteriormente deber quedar en condiciones normales de operacin.

7. La correcta operacin de los circuitos de disparo deber realizarse a travs del men test del Digsi.

7.3. CAMBIO DE BATERIA Las protecciones SIPROTEC utilizan una batera para almacenar las fallas presentadas, los eventos registrados y la hora, ante fallas de la alimentacin del rel. La batera es revisada por el rel internamente y si sta presenta problemas el rel genera una alarma. Est debe ser cambiada ante la alarma o a los 10 aos de servicio; la batera recomendada es Lithium 3V 1 A/h Tipo CR AA. Al momento del cambio de la batera, los datos de rel deben ser almacenados para no perder su registro. Los datos de CFC, Calibracin, configuracin no se pierden por el cambio de la batera, y deben ser realizados con el equipo fuera de servicio. 7.4. FALLAS DEL REL Ante una falla presentada por el rel se deben seguir los siguientes pasos:

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1. Verificar que todas las tarjetas estn bien insertadas en sus mdulos y que ningn cable interno de comunicacin se encuentre suelto.

2. Verificar que el fusible de la fuente no se encuentre daado. 3. Si el led rojo de ERROR se encuentra encendido, se ha presentado un error

interno, para esto se debe reiniciar el rel con el digsi 4. Si con las anteriores verificaciones no se ha recuperado la proteccin, es necesario consultar al proveedor para realizar el correspondiente cambio de la proteccin.