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Interruptor de Distribución Subterránea Vista® de S&C Control de SobrecorrienteDistribución aérea

Las características del Interruptor de Distribución Sub-terránea Vista como los interruptores de carga y los interrup-tores de falla en vacío son reseteables, todos estos en estilo sumergible, aislados en SF6 y en un tanque de acero sellado. El tanque incluye clara-mente espacios abiertos visibles y tierras visibles para simplificar las operaciones, aumentar la seguridad y minimizar la duración de la interrupción con la característica opcional de indicación de voltaje, todas las tareas de rutina – seccionamiento, pruebas de voltaje y aterrizamiento– pueden ser ejecutadas por una persona sin cablear directamente o exponernos a la alta tensión.

Los interruptores de carga proporcionan un secciona-miento trifásico de 600 amperes en los alimentadores princi-pales y en los interruptores de falla proporciona un seccionamiento monopolar y una protección de falla monopolar o tripolar para 600 Amperes en los alimenta-

dores principales y 200 amperes en los taps, laterales y circui-tos cerrados (tipo malla). La interrup-ción de fallas se inicia por un controlador de sobrecorriente basado en un micro-procesador el cual se alberga en un gabinete resistente al agua montado en el tanque. El control presenta curvas inno-vadoras de tiempo corriente (TCC) con atributos de tiempo definido de retraso y selección instantánea para una coordi-nación superior con protección aguas arriba en los dispositi-vos y con fusibles de potencia aguas abajo.

La curva estándar de velocidad E se puede también selec-cionar. El tiempo total mínimo de despeje (desde la inici-ación de la falla hasta su total despeje) es de 40 milisegundos (2.5 ciclos), permitiéndo así una mucho más fácil coordi-nación aguas arriba con los desconectadores y con los trans-formadores de corriente que proporcionan energía y censan corriente.

S&C ELECTRIC COMPANY

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Nueva Publicación ©2004

Gabinete a prueba de agua

Cable adaptador

Computadora personal (provista por el usuario) se usa para programar el control de sobrecorriente. Permite la selección de las curvas TTC y el disparo monofásico ó trifásico del interruptor de falla.

Control de Sobreccorriente—los transfor-madores de corriente (no visibles) proveen la energía y la señal de entrada para el control.

Figura 1: La computadora personal (provista por el usuario) se conecta al control de sobrecorriente en el campo. Las curvas TCC disponibles, incluyen velocidad E, Tap, Main. La coordinación de velocidadaes y curvas pueden ser adaptadas depen-diendo de la aplicación usando varios tiempos instantáneos y de retardo.


TCC DisponiblesEl control de sobrecorriente fue diseñado para alcanzar las necesidades de corriente específicas con los seccionadores tipo pedestal existentes a base de fusibles sólo se coordina con relevadores aguas arriba y con fusibles limitadores de corriente aguas abajo hasta 5,000 o 6,000 amperes a pesar de que los sistemas de Distribución Subterránea frecuentemente ven fallas de corriente mucho más altas. En respuesta, S&C a desarrollado nuevas curvas de velocidad para coordinación TCC que proporcionan una completa coordinación aguas arriba con el Circuit Breaker a través de relevadores, así como también aguas abajo con fusibles limitadores de corri-ente hasta rangos de corriente de fallas típicas… de todas las formas hasta 12,500 amperes.

Las características del control de las curvas de sobrecorriente por fase así como también las curvas de sobrecorri-ente aterrizadas para coordinar con el lado de la fuente con los desconectadores o con los recerradores con las configu-raciones de disparo a tierra. Las curvas separadas se dis-eñaron para protección principal y tap para proporcionar una protección completa entre interruptores de falla aplicados sobre alimentadores principales y para aquellos aplicados en subciclos asociados.

Están disponibles cinco familias de curvas: • Curvas de velocidad “E” —desde 25E amperes hasta

200E amperes.

• Curvas de velocidad “K” —desde 25K amperes hasta 200K amperes.

• Curvas de derivación de Coordinación de velocidad—con una configuración mínima desde los 50 amperes hasta los 400 amperes. Estas curvas se usan en conjunción con los subciclos de alimentación en los interruptores de carga y han sido específicamente diseñadas para optimi-zar la coordinación con el lado de la carga con combina-ciones de fusibles limitadores de corriente y con relevadores del lado de la fuente con configuraciones de

bajo tiempo. Tales como las curvas que son más rápidas que la de velocidad E y la de velocidad K curvas TCC para fusibles de potencia.

• Curva de coordinación de velocidad de circuito tron-cal. —Con una mínima configuración de 100 amperes hasta 800 amperes. Estas curvas se usan en conjunto con un interruptor de falla en los alimentadores principales y tienen una respuesta más larga del mínimo en tiempo y diferentes formas para coordinarse con las curvas de interrupción tap.

• Las curvas de los relevadores de tiempo-sobrecorri-ente se apegan a las normas IEEE C37.112-1996 y a las Ecuacio-nes características de Tiempo Inverso Están-dar de la IEEE para relevadores de sobrecorriente—Curva U1 Moderadamente Inversa de E.E.U.U., Curva U2 Inversa de E.E.U.U., Curva U3 Muy Inversa de E.E.U.U., Curva U4 Extremadamente Inversa de E.E.U.U., Curva U5 Inversa de Tiempo Corto de E.E.U.U., Curva C1 Clase A (Inversa Estándar) de I.E.C., Curva C2 Clase B (Muy Inversa) de I.E.C., Curva C3 Clase C (Extremadamente Inversa) de I.E.C., Curva C4 de Largo Tiempo Inverso de I.E.C., Curva C5 de Tiempo Corto Inverso de I.E.C.

La curvas de velocidad para coordinación TCC pueden ser personalizadas dentro de cientos de curvas diferentes usando una variedad de instantáneas (1 ka hasta 8 ka) y configura-ciones de tiempo de retraso definidas (32 ms hasta 96 ms). El tiempo total de despeje es de 40 milisegundos (2.5 ciclos) permiten apropiadamente coordinar con relevadores Circuit Breaker típicos aguas arriba.

Si se activan los atributos de tiempo definidos de retraso a un tiempo intencional de retraso se permite la coordinación con fusibles de potencia convencionales localizados aguas abajo. Y para más formas de curvas especializadas una con-figuración de tiempo definido de retraso se puede combinar con una configuración de disparo instantánea.

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Configuración del controlLos parámetros para las curvas TCC se instalan usando una computadora personal conectada al puerto de datos del con-trol de sobrecorriente. La programación del control se puede hacer en la oficina o en campo. Ver la figura 1. A diferencia de otros controles que usan modems y enlaces, las configura-ciones no pueden ser inadvertidas o cambiadas por personas no autorizadas. Solo técnicos calificados tienen la habilidad para alterar las configuraciones. No hay necesidad para com-prar o instalar nuevas tarjetas de circuitos o nuevos controles para hacer cambios para una máxima confiabilidad, no hay partes mecánicas tales como desconectadores y poten-ciómetros para que dejen de funcionar o para que no funci-onen.

El control permite una elección monofásica o trifásica en la interrupción de fallas y una operación de 50 o 60Hz. Los parámetros de entrada para los TCC incluyen los valores mínimos de pick up y los niveles instantáneos de pick up, y los retrasos de tiempo definido de ambas fases y para curvas de sobrecorriente aterrizadas. Los circuitos de sobrecorri-

ente aterrizados, los instantáneos y los tiempos de retraso definidos atribuidos pueden ser deshabilitados si se desea. Cuando una curva de velocidad E se selecciona estando sólo en nivel mínimo de pick up para sobrecorrientes por fase se programa dentro del control como se muestra en la figura 2, las configuraciones programadas en la computadora también se pueden visualizar para verificarse.

Cuando el control de sobrecorriente se programa para dis-paro monopolar en los interruptores de falla sólo aquellos polos que han fallado se dispararan. El control no responderá a las sobrecorrientes aterrizadas pero sí a las corrientes de fase estén o no involucradas las fallas aterrizadas. Para el disparo tripolar de los interruptores de falla, los tres polos operaran acordemente con los polos que hayan fallado. En este caso el control operará el interruptor de falla en respuesta a sobrecorrientes aterrizadas dado que los ajustes de fallas aterrizadas han sido programadas en el control.

La habilidad para programar el control para disparo tripo-lar permite la protección tripolar de los transformadores trifásicos y de otras cargas trifásicas.


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Figura 2. Ajustes del control de sobrecorriente.


Figura 4. Pérdida de coordinación entre el fusible del trans-formador 100E y el fusible de circuito cerrado de 200E.

Fusible primariodel transformador (100E, Velocidad Estándar)

Fusible (200E, Velocidad Estándar)

1 000

100

10

1

.1

.01

10 100

1 00

0

10 0

00

100

000

CORRIENTE (AMPERES)

TIE

MPO

(SE

GU

ND

OS)

Relé de sobrecorriente Tipo: CO-9 Retardo: 3 Corriente de pico mínima: 720A

Sin coordinación

CORRIENTE (AMPERES)

AplicacionesSe describen dos aplicaciones del seccionador tipo subterrá-neo de S&C abajo: Cada una muestra cómo el seccionador mejora su coordinación y su confiabilidad usando las mismas o menos unidades del tanque que se requieren con un equipo tradicional.

Incrementa la capacidad en la Carga y mejora la coordinaciónComo se muestra en la figura 3 la primera aplicación inmis-cuye un Parque Industrial con transformadores de 1000 y 2000 kva que se alimentan de un sólo circuito. Debido al tamaño de la carga de los transformadores, se usan Fusibles de Potencia. Es necesario limitar el circuito a 2 transforma-dores de este tamaño ya que puede haber problemas con la coordinación con estos fusibles de 100E y el transformador, los fusibles de 200 E en el seccionado tipo pedestal y el rele-vador de fase de la Compañía suministradora que viene de la subestación la cual esta al máximo de 720 amperes. La curva de coordinación en la figura 4, muestra como éste diseño sólo se coordinará hasta 5600 amperes, lo cual no siempre es lo suficientemente grande, ya que muchos Parques Industri-ales se localizan al inicio de un circuito donde las corrientes de falla son muy altas.

Cuando el seccioandor VISTA se aplica en la misma situa-ción al menos dos veces, como muchos transformadores, pueden ser servidos por dos unidades del tanque. Ver figura 5.



Figura 3. Protección de circuito cerrado, provista por un seccionador estilo pedestal convencional con fusible.

BRelé CO-9

Fase: 720A200E 200E

50E 100E

1000 KVA 2000 KVA

N.O.

1 000

100

10

1

.1

.01

10 100

1 00

0

10 0

00

100

000

Fusible Primario del Transformador (100E, Velocidad Estándar)

Fase Relé de sobrecorriente Tipo: CO-9 Retardo: 3 Corriente de pico mínima: 720A

Interruptor (Tap) Corriente de pico mínima: 400A

TIE

MPO

(SE

GU

ND

OS)

CORRIENTE (AMPERES)

La completa coordinación también es posible –hasta 12,500 amperes- usando una curva de coordinación de una velocidad de 400 amperes. Como se muestra en la figura 6, la curva máxima del interruptor incluye 4 ciclos definidos de retraso para coordinarse con 100 E para proteger un fusible de velocidad estándar que protege los 2,000 kva del transforma-dor.

Mejora la confiabilidad del circuito y reduce las necesidades del equipoComo se muestra en la figura 7, la segunda aplicación envuelve el uso de un seccionador convencional estilo pedes-tal en el principio del alimentador principal para servir a dos parques comerciales. Las configuraciones de fase y los releva-dores de sobre-corriente aterrizados a la subestación están a 720 amperes y a 480 amperes, respectivamente. Tres transfor-madores de 1,500 kva cada uno protegido por un fusible limita-dor de corriente interno con un rango de 100C (la cual es la capacidad más grande disponible para un fusible interno) se usan para alimentar tres edificios. El fusible más grande que soporte la carga de los dos transformadores y que se coordine con el relevador de la subestación es 140 K. Referirse a la figura 8. Así es necesario establecer dos circuitos para alimen-tar la carga.



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Figura 6. Curva de derivación de coordinación de velocidad con tiempo definido de retardo, se coordina completa-mente con el fusible de 100E del transformador.

Figura 5. El seccionador VISTA provee una capacidad mayor de carga en una configuración de circuito cerrado.

BRelé CO-9Fase: 720A

400A 400A

50E 100E 50E 100E

1000 KVA 1000 KVA2000 KVA 2000 KVA

N.O.


1 000

100

10

1

.1

.0110 10

0

1 00

0

10 0

00

100

000

Fusible débil deltransformador (100A)

Fusible de circuito cerrado (140K)

Fase del Relé de sobrecorriente Tipo: CO-9 Retardo: 3 Corriente de pico mínima: 720A

Relé de sobrecorriente a tierra Tipo: CO-9 Retardo: 2.5 Corriente de pico mínima: 480A

TIE

MPO

(SE

GU

ND

OS)

CORRIENTE (AMPERES)

La demanda total de un parque comercial es de 3,000 kva y tres parques comerciales pueden ser conectados a el alimen-tador principal sin exceder la capacidad de 13.2 Kv del cir-cuito. Sin embargo, la confiabilidad de éste diseño puede ser cuestionable, dependiendo de la longitud del alimentador principal y del historial de las fallas en los cables. La solución hasta ahora ha sido implementar un segundo circuito en el área para alimentar uno de los parques comerciales…obvia-mente muy caro.

Con el seccionador VISTA hay una mejor solución que involucra la instalación de un interruptor de falla principal con un rango de sobrecorriente de fase de 450 amperes y con un rango de sobrecorriente aterrizada de 400 amperes. Refer-irse a la figura 9. Cuando un interruptor se usa en el alimenta-dor principal, no solo es un circuito adicional que no se requiere, pero la confiabilidad del sistema está substancial-mente mejorado a través de incrementar el seccionamiento.

Debido a la mejor coordinación y la capacidad de la alta corriente continua del seccionador, sólo dos seccionadores se requieren para alimentar toda la carga para cada centro comercial donde previamente se habían requerido tres unidades. La figura 10 y la figura 11 muestran la mejora en la coordinación de la corriente de fase y la corriente a tierra respectivamente.



Figura 8. Coordinación entre el fusible de cortocircuito de 140K y el relé aguas arriba y el fusible más débil de 100A (C16) del Transformador.

Relé CO-9Fase: 720A

B140K 140K 140K 140K 140K

100C 100C

1500 KVA 1500 KVA 1500 KVA

PARQUE INDUSTRIAL

PARQUE INDUSTRIAL

N.A.N.A.

Figura 7. Parque Industrial provisto con un seccionador convencional estilo pedestal con fusible.

100C



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Figura 9. Agregando un interruptor de falla al alimentador principal proporciona un incremento en su confiabilidad.

1 000

100

10

1

.1

.01

10 100

1 00

0

10 0

00

100

000

Fusible débil delTransformador(100A)

Fase del Relé de sobrecorriente Tipo: CO-9 Retardo: 3 Corriente de pico mínima: 720A

Interruptor Tap (Fase) Corriente de pico mínima: 350A

Interruptor Principal (Fase) Corriente de pico mínima: 450A

Relé CO-9

PARQUE INDUSTRIAL

PARQUE INDUSTRIAL

100C 100C 100C

Protector Principal

Protector TAPFase: 350ATierra: 300A

N.O.

1500 KVA 1500 KVA 1500 KVA

Figura 10. Coordinación completa entre la fase del relé aguas arriba, el interruptor alimentador (TCC a fase) y el interruptor Tap de circuito cerrado (TCCa fase).

Figura 11. Coordinación completa entre el relé de tierra aguas arriba, el interruptor del alimentador principal (TCC aterrizadas) y el interrptor Tap de circuito cerrado (TCC aterrizadas).

1 000

100

10

1

.1

.01

10 100

1 00

0

10 0

00

100

000

Interruptor Tap(a tierra) Corriente de pico mínima: 300A

Interruptor Principal (a tierra) Corriente de pico mínima: 400A

Relé de sobrecorriente a tierra Tipo: CO-9 Retardo: 2.5 Corriente de pico mínima: 480A

TIE

MPO

(SE

GU

ND

OS)

CORRIENTE (AMPERES)

TIE

MPO

(SE

GU

ND

OS)

TIE

MPO

(SE

GU

ND

OS)

TIE

MPO

(SE

GU

ND

OS)

CORRIENTE (AMPERES)

TIE

MPO

(SE

GU

ND

OS)

B


Impr

eso

en M

éxic

o



Registro de eventosEl control de sobrecorriente tiene la característica de cap-turar cada evento hasta un máximo de 12 operaciones de cada interruptor de falla. Como se muestra en la figura 12,

los eventos indican qué polos han fallado, la magnitud de la falla y si ha habido o no una sobrecorriente a tierra involu-crada. Esta información puede ser accesada de una manera personal conectando una computadora personal del puerto de datos a el control.

Figura 12. Registro de eventos mostrando los últimos 3 eventos que causaron la operación del interruptor de falla.

View FI 1> 1

*Eve* **Faulted Poles** * * * * * Amperes ** * * *Elapsed

* *Time* *# 1 2 3 G 1 2 3 G (Seconds)1 X X X 4 2040 1829 1908 0.0192 X X 24 1926 18 19083 X X 2010 22 18 1992

Press <ENTER> for menu

View Menu INTERRUPTER 1: <select number>

1. View event report (last 12 events)

2. View load current

3. View relay settings

4. View relay self-test

9. Switch to Main Menu

= View FI 1 > 1

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