sistemas_proteccion digsilent

8/13/2019 Sistemas_Proteccion DIGSILENT

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Dr. Francisco M. Gonzalez-Lon att, f lon att ieee.or .Co ri ht 2009 1/23

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e

Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD

Jairo H. Quiros Tortos. Ph.D. Researcher

Manchester, UK, Enero, 2011

Anlisis de Sistem

as de

Proteccin empleando

DIgSILENT PowerFactory


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e

Mostrar los aspectos teoricos del analisis de sistemas deproteccion empleando la herramienta DigSILENTPowerFactory

Anlisis de Sistemas de Proteccinempleando

DIgSILENT PowerFactory

Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD,

Jairo H. Quiros Tortos. Ph.D. Researcher

[email protected], [email protected]


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1. Introduccin a los Sistemas de

Proteccin


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Objetivos de los Sistemas de Proteccin

Prevenir lesiones a las personas.

Minimizar el dao en los componentes delsistema.

Limitar la duracin y minimizar lasinterrupciones del servicio.


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Aspectos de Sistemas de Proteccin

Confiabilidad

Propiedad de garantizar un funcionamiento correcto de laproteccin. Incluye operar cuando se requiere

(dependebilidad) y no operar incorrectamente (seguridad).

Selectividad

Eliminar la falla o anomala mediante la desconexin del

menor nmero de elementos. Velocidad de Operacin

Desconexin de la falla en el menor tiempo posible.

Simplicidad

Mnimo de dispositivo de proteccin y circuitera asociadospara lograr los objetivos de proteccin.

Sensibilidad

Deteccin de fallas o condiciones anormales que

provoquen variaciones pequeas en el sistema.


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Anormalidades en SP

Las anormalidades en sistemas de

potencia son miles, pero pueden ser agrupadas en:

Cortocircuitos

Sobrecargas Contactos a tierra

Interrupcin de conductores

Dficit de potencia activa Poleslip (Perdida de estabilidad)


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Criterio de deteccion de falla

Criterio de Deteccin de falla:

Sobrecorriente (cortocircuito, sobrecarga)

Corriente diferencial (cortocircuito).

Sobre voltaje/Bajo voltaje (cortocircuito, estabilidad de voltaje)

Direccin de potencia (cortocircuito, contacto a tierra)

Desbalance (interrupcin de conductor, desbalance decarga).

Impedancia (cortocircuito, perdida de estabilidad).

Frecuencia (dficit de potencia activa)

Temperatura (sobrecarga)


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2. Transformadores de Corriente (TC) y

Transformador de Potencial (TP)


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Clasificacin de los TC

Clases de prediccin por IEC:

ejemplo: 15VA Clase 10 P 20

15VA : Burden in VA

10 : Clase de precisin

P : Aplicacin: P para Proteccin

20 : Accuracy Limit Factor (factor limite de precisin)

(hasta 10% de error a 20 veces la corriente nominal oburden)


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Clasificacin de los transformadores

Definicin segn ANSI/IEEE:

Ejemplo: T100 o C 100

T indica que el desempeno del TC ha sido probado:Fabricantes pueden proveer pruebas y datos medidos.

C indica que el desempeno ha sido calculado.

Numero que define el maximo voltaje en el secundario ael cual el error es menor a 10%, para corrientes entre 1-Number defines the maximum secondary voltage atwhich the error is less than 10%, for currents between 1-20 veces la corriente secundaria.


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Saturacin del Transformador de Corriente

Los transformadores de corriente (TC) se puedensaturar si:

Voltaje AC secundario es mas alto que el voltaje del codo(kneepoint).

Corriente primaria contiene componentes DC.

La corriente secundaria de un TC saturado esdistorcionada y mas pequena de la corriente nosaturada.

TC especiales con caracteristicas dinamicas mejorasas

son clasificados segun la norma IEC como TPX,TPY oTPZ



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CT Saturacion

0.2000.1000.000-0.1000 ..

1200.0

800.00

400.00

0.000

-400.00

-800.00

-1200.0

Stromwandler: Mag.-Fluss L1 in V

0.2000.1000.000-0.1000 ..

1200.0

800.00

400.00

0.000

-400.00

-800.00

-1200.0


0.2000.1000.000-0.1000 ..

1200.0

800.00

400.00

0.000

-400.00

-800.00

-1200.0


DIgSILENT



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3. Proteccion contra Sobrecorrientes


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Caracterstica de tiempo inverso

Tiempo total de limpieza de

falla (Tcf):Tfc = Trelay + Tbrk

Trelay: tiempo de disparo del releTbrk : Tiempo de disparo del interruptor

Tiempo de disparo del rele(Trelay):

Trelay = Ts + TsetTs: tiempo de arranque

Tset: tiempo ajustado

Ajuste de corrienteIpset: rango de corriente ajustada

Imin: Corriente de arranque1000 10000 100000[pri.A]

0.01

0.1

1

10

[s]

AMZ

DIgSILENT

Tpset

Ipset

Tfct=Trelay+Tbrk

Imin



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ve

Caractersticas - IEC

Normalmente Inverso:

Muy Inverso:

Extremadamente Inverso:

Inverso Largo:

1)/(

14.0t

02.0

=pset

pset

II

T

1)/(

5.13t

=

pset

psetII

T

1)/(

80t

2 =

pset

psetII

T

1)/(

120t

=

pset

psetII

T



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ve

Caractersticas - ANSI / IEEE

Normalmente inversa Inverso corto

Largamente inversa

Moderadamente inversa Muy inversa

Extremadamente inversa

Inversa definidad Corriente cuadrada

+= 0.179661)/(

8.9341

t 2,0938pset

pset IIT

+

= 0982.0

1)/(

922.3t

2

pset

psetII

T

+

= 18592.2

1)/(

64143.5t

pset

psetII

T

+= 21359.01)/(

4797.0t 5625.1

pset

psetIIT

+

= 03393.0

1)/(

2663.0t

2969.1

pset

psetII

T

+

= 0243.0

1)/(

64.5t

2

pset

psetII

T

+= 0228.01)/(

0103.0t 02.0

pset

psetIIT

2)/(

14.107.50t

pset

pset

II

T +=



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ve

Coordinacion por Tiempo

C-DB-CA-B

DCBA

tt=1.2 s

t= 0.8 s

t= 0.4 s

Infeed



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ve

Coordinacin Tiempo/Corriente

C-DB-CA-B

DCBA

t

lmax(0.8*LAB ) lmax(0.8*LBC) lmax(0.8*LCD)

Infeed


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Curva Limite de Cables

Capabilidad trmica

Corriente de cortocircuito

Periodo nominal(1s)

Tiempo de liberacin de falla

Corriente de

magnetizacinCorriente de magnetizacion

(Inrush)

Duracin de la corriente de

Inrush

0.01 10krth thr k

k

TI I con s T s

T<

thrI

krT

kT

100 10000 100000[pri.A]0.01

0.1

1

10

[s]

Cable-1

DIgSILENT

Ithr

Tkr

Ip

tinrushpI

inrusht



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Curva limite de cales/ Parmetros de lneas

IEC/VDE

constante de aislamiento

Temperatura inicial

Max. Temperatura alcanzable

rea transversal in mm

Tiempo de liberacin de falla

Relacin del efecto piel

226 ln 1234.5

f i

i

k para Cu

= +

+

k

i

kT

148 ln 1228

f i

i

k para Al

= + +

f

0.01 10th thr ac k k

k AI I F con s T sT< =

A

acF

ANSI/IEEE

constante de aislamiento

Temperatura inicial

Max. Temperatura alcanzable

rea transversal in mmTiempo de liberacin de falla

Relacin del efecto piel

10

2340.0297 log

234

f

i

k para Cu

+=

+

0.01 10th thr ac k k

k AI I F con s T sT< =

102280.0125 log228

f

i

k para Al

+= +

k

i

kT

f

A

acF



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Curva de Sobrecarga de Cables

Sobrecarga (for t > 10s )

Corriente nominal en A

Corriente de prefalla en ATiempo de sobrecarga en s

Mnimo constante de tiempo

del cable

2

01

1

b

b

t

b

n t

Ie

II I para corta operacion

e

sistemas_proteccion digsilent

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