Pág. Tema: “Relé direccional de sobrecorriente”. Facultad de

Tema:
“Relé direccional de sobrecorriente”.
I. OBJETIVOS.
Facultad de Ingeniería.
Escuela de Eléctrica.
Asignatura “Protección y
Coordinación de
Sistemas de Potencia”.
Determinar la dirección de activación de la protección y medición de la sensibilidad la dirección
que responde.
Definir las características de disparo en función de la corriente TA = f ( I ).
Determinar el coeficiente de reposición de la protección direccional de sobrecorriente.
II. INTRODUCCIÓN.
Se denomina protección direccional de sobre corriente a aquella que responde al valor de la corriente y a
la dirección de la potencia de cortocircuito en el punto de ubicación. La protección opera si la corriente
sobrepasa el valor de arranque y la dirección de la potencia coincide con la correspondiente a un
cortocircuito en la zona protegida. Se compone de una protección de sobrecorriente con selectividad
relativa, completa con una muestra de medición que determina la direccionalidad de la potencia de
cortocircuito que el denominado relevador direccional. La protección direccional de sobrecorriente es
aplicable en redes con alimentación bilateral o en lazo, tanto para cortocircuito entre fases, como a tierra.
La necesidad de direccionalidad puede demostrarse a partir de la red de alimentación bilateral mostrada
en la Figura 3.1.
Para lograr la selectividad por tiempo entre las protecciones de sobrecorriente 2 y 3 de la red, la
protección 2 debe ser más rápida que la 3 para la falla “F” y más lenta que la falla “F’’.
Figura 3.1: “Red de alimentación bilateral”.
Para cortocircuito entre dos fases aparecen componentes de secuencia positivas y negativas de
cortocircuito en la potencia. En el punto del cortocircuito limpio se cumple que la componente de
secuencia negativa y positiva de la potencia son iguales. Por otra parte en todos los neutros del sistema
la componente de secuencia negativa de la potencia de cortocircuito es cero. Por tanto este tipo de
cortocircuito (componente de secuencia positiva de la potencia de cortocircuito) fluye de la barra hacia el
punto de falla hacia todos los neutros del sistema.
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III. MATERIALES Y EQUIPO.
No.
1
2
3
4
5
6
7
Cantidad
1
1
1
1
1
1
1
Descripción
Power Supply 22…26V / 4…5A ST 7007 – 5C.
Directional Overcurrent Relay SO 3301 – 4D.
Moving Iron Ammeter 1 / 5A SO 3212 – 7U.
Current Transformer Set SO 3212 – 1B.
Load for Transmission Line SE 2662 – 8T.
Transformadores de potencial ST 7007 – 9B.
Multimetro digital.
Tabla 3.1.
IV. PROCEDIMIENTO.
Parte A: “Establecimiento de la dirección de activación de la protección direccional de corriente”.
Paso 1. Construir el circuito de la Figura 3.2. Asegúrese que el punto neutro de los transformadores de
corriente sea formado por la conexión de los terminales k y los terminales 4, 5 y 6 del relevador son
puenteados y conectados al punto neutro formado por los transformadores de corriente.
Figura 3.2: “Conexión de relé direccional para activación”.
Paso 2. Ajuste la corriente de excitación del relevador direccional de sobrecorriente a: IL1 = IL2 = IL3 =
0.5 Amperios y el tiempo de disparo a el valor mínimo.
Paso 3. Cerrar el interruptor de corte de la fuente de alimentación y desde cero comenzar a incrementar
la corriente a 1 Amperio. En este caso la protección responde a la excitación de sobrecorriente (indicada
por el LED superior) y dispara antes de transcurrir el tiempo ajustado (que es indicado por el LED
inferior).
¿Es activada la protección?.
____________________________________________________________________________________
Paso 4. Reducir la corriente y abrir el interruptor.
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Paso 5. El punto neutro formado por los terminales k de los transformadores de corriente, intercambiarlos
por los terminales l (“ele”).
Paso 6. Cerrar el interruptor de corte de la fuente de alimentación y desde cero comenzar a incrementar
la corriente a 1 Amperio. En este caso la protección responde a la excitación de sobrecorriente (indicada
por el LED superior) y dispara antes de transcurrir el tiempo ajustado (que es indicado por el LED
inferior).
¿Es activada la protección?.
____________________________________________________________________________________
Paso 7. Reducir la corriente y abrir el interruptor.
Parte B: “Características del tiempo de disparo en función de la corriente TA = f ( I )”.
Paso 1. Del circuito de la Figura 3.2, revisar que el punto neutro de los transformadores de corriente está
formado por los terminales k.
Paso 2. Ajuste la corriente de excitación a: IL1 = 0.5 Amperios, IL2 = IL3 = 1 Amperio y el tiempo de
disparo al mínimo.
Paso 3. Cerrar el interruptor de la fuente de alimentación y desde cero incrementar la corriente para los
valores dados en la Tabla 3.2.
I L1 ( A )
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
T ( seg )
Tabla 3.2.
Paso 4. Reducir a cero la corriente y apagar la fuente.
Paso 5. Ahora cambiar los ajustes del relevador a corriente de excitación IL1 = 1 Amperio e IL2 = IL3 >1
Amperio. Repetir el procedimiento anterior y anotar los resultados en la Tabla 3.3.
I L1 ( A )
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
T ( seg )
Tabla 3.3.
Parte C: “Medición del coeficiente de reposición”.
Paso 1. Con el circuito que tiene elaborado en su mesa de trabajo, proceda a ajustar la corriente de
excitación IL1 = IL2 = IL3 = 0.6 Amperios y su tiempo de disparo al mínimo.
Paso 2. Cerrar el interruptor de la fuente de alimentación e incrementar la corriente comenzando desde
cero hasta que la protección se active.
Paso 3. Medir la corriente de operación.
IOP = _______________ Amperios.
Paso 4. Reducir la corriente lentamente y medir la corriente cuando la protección se desactiva.
IOD = _______________ Amperios.
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Paso 5. Calcular el coeficiente de reposición.
R=
I OP
I OD
R = _______________.
Parte D: “Medición de la sensibilidad direccional”.
Paso 1. Con el circuito que tiene elaborado en su mesa de trabajo, proceda a ajustar la corriente de
excitación IL1 = IL2 = IL3 = 0.8 Amperios y su tiempo de disparo al mínimo (recuerde que el punto de
neutro de los transformadores de corriente es formado con los terminales k).
Paso 2. Cerrar el interruptor de la fuente de alimentación e incrementar la corriente hasta que se active el
relé.
Paso 3. Medir el voltaje en el relé.
VOP = _______________ Voltios.
Paso 4. Incremente la corriente a 1.0 Amperio.
¿Permanece activado el réle?.
____________________________________________________________________________________
Paso 5. Cambiar el punto k por los terminales l.
Paso 6. Incrementar la corriente hasta que el relé se active.
Paso 7. Medir el voltaje en el relé.
VOP = _______________ Voltios.
V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS.
Parte A.
1. Explique la direccionalidad del relevador de sobrecorriente.
2. Como funcionan los TC’s y TP’s en el circuito.
3. Darían los mismos resultados si cambiara las polaridades de un TP y ¿Cuál seria el error que
marcaría la protección?.
Parte B.
1. Explique el ¿por qué? del comportamiento de la protección ante diferentes valores de corriente
seteados en sus selectores?.
2. ¿Cuál es la función del selector ZEIK / SEK?.
Parte C.
1. ¿Qué deduce del coeficiente de reposición?.
2. ¿Cuál es el objetivo de encontrarlo?.
Parte D.
1. ¿Cuál es el objetivo de medir la sensibilidad de la direccionalidad?.
2. Según los resultados obtenidos que tan sensible es el relé que se uso en el laboratorio.
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VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA.
1. ¿Qué significan las siguientes numeraciones y describa a que relé pertenece: 21, 27, 51, 51N,
52, 59, 62, 48S y 49?.
2. Explique detalladamente el funcionamiento del relevador utilizado durante la realización de ésta
práctica, utilice esquemas en su explicación.
VII. BIBLIOGRAFÍA.
C.R. Paul, Nasar S. A., Unnewerh L.E. “Introducción a la Ingeniería Eléctrica”.
Carlson A. Bruce, Gisser David G. “Electrical Engineering Concepts and Applications”. AddisonWesley Publishing Company.
IEEE “Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial
Power Systems”. Buff Book Standard.1994.
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