sistemas de protección i ( ct-4222 ) - prof.usb.ve.

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DEPARTAMENTO DE CONVERSIÓN Y TRANSPORTE DE ENERGÍA
SISTEMAS DE PROTECCIÓN I
( CT-4222 )
GUÍA DE PROBLEMAS SOBRE
PROTECCIÓN DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
EN MEDIA TENSIÓN
AUTOR: PROF. ELMER SORRENTINO
Sartenejas, Venezuela, Septiembre 1999
1.-Se desea efectuar la coordinación de protecciones entre un reconectador hidráulico y un relé
de sobrecorriente digital que está ubicado aguas arriba del reconectador. El reconectador tiene
un tiempo muerto de 1 segundo, secuencia 1A-3C, su bobina serie es de 60 A y el nivel máximo
de falla en su localidad es 1200 A. El relé de sobrecorriente es del tipo SEL-501, con reposición
instantánea y umbral en 150 A primarios.
a) Indique el valor de temporización (TD) necesario para cada tipo de curva US del relé.
b) ¿Cuál es la mejor opción de las cuatro curvas tipo US posibles en el relé?
2.-Se desea coordinar un relé de sobrecorriente digital (SEL-501) con un fusible tipo K de 50 A
que está ubicado aguas abajo del relé. El nivel máximo de falla en la localidad de ubicación del
fusible es 1000 A y el relé de sobrecorriente tiene un umbral de 200 A primarios.
a) Indique el valor de temporización (TD) necesario para cada tipo de curva US del relé.
b) ¿Cuál es la mejor opción de las cuatro curvas (tipo US) posibles en el relé?
3.-En el sistema de la figura, el nivel de cortocircuito en la localidad del fusible es 2000 A, el
relé de sobrecorriente es del tipo SEL-501, su corriente de ajuste es 2,5 A secundarios, el
transformador de corriente tiene relación 200/5, y se desea ajustarlo con alguna de las siguientes
características de tiempo inverso tipo IEC: C1, C2 o C3. Para cada tipo de característica,
seleccione el ajuste de la temporización que garantiza selectividad cuando la corriente de falla es
igual al nivel de cortocircuito mencionado. Indique cuál de esas tres opciones presenta mayores
ventajas en todo el rango de corrientes.
F (20 T)
RSC
4.-En el sistema de la figura, el reconectador es hidráulico con bobina serie de 80A, secuencia
1A-3C, tiempo muerto de 1 segundo; el relé de sobrecorriente es electromecánico del tipo CO-9,
con TAP ajustado a 4A, y la relación del transformador de corriente es 200/5. Los niveles
máximos de falla son: 1200A en la localidad del reconectador; 3200A en la localidad del
disyuntor; y 1600A en el punto “A”. El tiempo de reposición del relé puede ser aproximado a
(5*DIAL) segundos.
a) Indique el valor de ajuste de la temporización (DIAL) del relé.
b) Indique el valor de ajuste del instantáneo del relé.
80% Z L
14.4 kV
R
A
RSC
100% Z L
2
5.-En el sistema de la figura, los reconectadores son hidráulicos, con bobina serie de 40A (R1) y
60 A (R2), todos los tiempos muertos son iguales a 1 segundo. El relé de sobrecorriente es del
tipo CO-9, con TAP ajustado a 4A, y la relación del transformador de corriente es 200/5. Los
niveles máximos de falla son: 1000A en la localidad del reconectador R1; 900A en la localidad
del reconectador R2; 3200A en la localidad del disyuntor; y 1100A en el punto “A”. El tiempo
de reposición del relé puede ser aproximado a (5*DIAL) segundos. Suponga que el conductor
estará adecuadamente protegido.
a) Indique el valor de ajuste de la temporización (DIAL) del relé.
b) Indique el valor de ajuste del instantáneo del relé.
200/5
Ncc(3f) = 4 kA
13.8 kV RSC
X / R = 10
R1
1A-3C
6.-En el sistema de la figura, el reconectador es hidráulico, con bobina serie de 40A y tiempo
muerto igual a 1 segundo. El relé de sobrecorriente es del tipo CO-9, con TAP ajustado a 2A. La
distancia entre la subestación y la ubicación del reconectador es 16 km, y la impedancia de
secuencia positiva del conductor es (0,6 + j 0,4) Ω / km. El tiempo de reposición del relé puede
ser aproximado a (5*DIAL) segundos. Suponga que el conductor estará adecuadamente
protegido.
a) Indique el valor de ajuste de la temporización (DIAL) del relé.
b) Indique el valor de ajuste del instantáneo del relé.
200/5
Ncc(3f) = 4 kA
13.8 kV RSC
X / R = 10
R1
1A-3C
3
7.-En el sistema de la figura, el reconectador es hidráulico, con bobina serie de 40A y tiempo
muerto igual a 1 segundo. El relé de sobrecorriente es electromecánico del tipo CO-9, con TAP
ajustado a 2A. La impedancia de secuencia positiva del conductor es (0,4 + j 0,3) Ω / km, y la
distancia entre la subestación y el reconectador es 30 km. Suponga que el conductor estará
adecuadamente protegido.
a) Indique el valor de ajuste de la temporización del relé.
b) Indique el valor de ajuste del instantáneo del relé.
200/5
R1
1A-3C
Ncc(3f) = 2,4 kA
12,47 kV
RSC
X / R = 1,3333
8.-En el sistema de la figura, el nivel de cortocircuito en la Barra 2 es 7200 A, los relés de
sobrecorriente de las salidas son electromecánicos con ajustes idénticos y se desea ajustar el relé
de sobrecorriente del secundario del transformador (relé A) únicamente con alguna de sus 4
características de tiempo inverso tipo IEC (C1,C2,C3 o C4). Si la corriente de ajuste del relé A
es 3 A secundarios y su transformador de corriente tiene relación 800/5, seleccione la
característica apropiada y su temporización.
Ajustes de B1, B2 y B3:
Tap = 4 A;
Dial = 3;
Instantáneo = 80 A; RTC = 200/5
Barra 2
A
B3
B1, B2 y B3: Relés Electromecánicos tipo CO-9
B2
A: Relé Digital tipo SEL-501
B1
4
9.-En el sistema de la figura, los equipos son hidráulicos. El reconectador tiene una bobina serie
cuya corriente nominal es 80 A, y una secuencia de tres operaciones rápidas y una lenta.
Suponga que las corrientes nominales de las bobinas serie de los seccionalizadores pueden
seleccionarse en pasos de 5 A.
a) Indique los ajustes de los seccionalizadores.
b) Cuando el sistema está operando en condiciones normales y ocurre una falla de índole
transitoria (“pasajera”), ¿en cuáles casos podría haber operación indeseada de los
seccionalizadores debido al inrush de los transforamdores conectados a los circuitos?
R
S1
S2
S3
14.4 kV
S5
S4
10.-En el esquema de la figura, el reconectador es tipo µRTU-REC (VT&D); la empresa de
distribución utiliza todos los tiempos muertos en 10 seg. y un número máximo de operaciones
igual a 4; el ajuste de I1 debe ser igual a 40A e I2 debe ser 48A. El fusible de protección del
ramal es de 40A, tipo T, y la corriente máxima de falla en su punto de instalación es 1200 A. En
el ramal protegido por el fusible hay una alta probabilidad de ocurrencia de fallas transitorias
(“pasajeras”).
a) Especifique la secuencia del reconectador.
b) Especifique la temporización (K) y el grado de inversidad (α) de las curvas del reconectador.
R
12.47 kV
Conductor tipo 1 / 0, Arvidal
S
F
5
11.-En el esquema de la figura, el reconectador es tipo µRTU-REC (VT&D); la empresa de
distribución utiliza todos los tiempos muertos en 1 seg. y un número máximo de operaciones
igual a 3; el ajuste de I1 debe ser igual al valor de carga máxima actual e I2 debe ser el doble de
dicho valor. El seccionalizador es hidráulico; el fusible es de 40A, tipo T; y el conductor es
Arvidal 1/0. Las corrientes de carga y de falla son:
Localidad
Icarga máxima (actual)
Nivel máximo de falla
Fusible
20 A
1200 A
Seccionalizador
40 A
1600 A
Reconectador
100 A
2400 A
a) Especifique la secuencia del reconectador.
b) Especifique la temporización (K) y el grado de inversidad (α) de las curvas del reconectador.
c) Especifique los ajustes del seccionalizador.
R
Conductor tipo 1 / 0, Arvidal
S
12.47 kV
F
12.-En el esquema de la figura, el reconectador es tipo µRTU-REC (VT&D); la empresa de
distribución utiliza todos los tiempos muertos en 1seg. y un número máximo de operaciones
igual a 4; el ajuste de I1 debe ser igual a 80A e I2 debe ser 100A. El fusible F protege un ramal,
es de 40A, tipo T, y la corriente máxima de falla en su punto de instalación es 1200 A.
a) Especifique la secuencia del reconectador.
b) Especifique el número de conteos del seccionalizador.
c) Especifique la temporización (K) y el grado de inversidad (α) de las curvas del reconectador.
d) Verifique la protección del conductor.
NOTA: No considere el efecto de la corriente de inrush de los circuitos de distribución.
R
12.47 kV
Conductor tipo 1 / 0, Arvidal
S
F
6
13.-En el esquema de la figura se muestra la red de alta tensión de un circuito de distribución,
con sus ramales y subramales. El reconectador es tipo µRTU-REC (VT&D); todos los tiempos
muertos estarán ajustados en 1seg. y la secuencia será de una operación rápida y tres lentas; el
ajuste de I1 debe ser igual a 160A e I2 debe ser 200A. El fusible F protege un ramal, es de 65A,
tipo T, y la corriente máxima de falla en su punto de instalación es 3000 A.
a) Especifique el número de conteos de los seccionalizadores.
b) Especifique la temporización (K) y el grado de inversidad (α) de las curvas del reconectador.
c) Verifique la protección del conductor, considerando que la corriente de falla máxima en la
localidad del reconectador es 6000 A.
R
12.47 kV
Conductor: Arvidal 2/0
S3
S1
F
S2
14.-En el esquema de la figura, especifique los ajustes de las protecciones:
Datos de los elementos: a) Reconectador tipo VT&D, todos los tiempos muertos en 1 s;
b)Seccionalizadores hidráulicos; c) Fusible: 10 T; d) Conductor Arvidal 1/0; e) Corrientes de
carga y de falla:
Localidad
Icarga máxima (pico-año horizonte)
Nivel máximo de falla
Fusible
5A
400 A
Seccionalizador 1
30 A
800 A
Seccionalizador 2
10 A
600 A
Seccionalizador 3
10 A
400 A
Seccionalizador 4
10 A
600 A
Seccionalizador 5
20 A
600 A
Reconectador
50 A
1000 A
13.8 kV
R
S1
S2
S3
S5
S4
15.-En el esquema de la figura, especifique los ajustes de las protecciones:
7
Datos de los elementos:
a) Reconectador tipo µRTU-REC (VT&D), todos los tiempos muertos en 1 s;
b)Seccionalizadores hidráulicos;
c) RSC tipo CO-11;
d) Fusible: 40 T;
e) tiempo de reposición del CO-11 ≈ (8 x Dial) segundos;
f) Conductor Arvidal 1/0;
g) Corrientes de carga y de falla:
Localidad
Icarga máxima (pico-año horizonte)
Nivel máximo de falla
Fusible
16 A
800 A
Seccionalizador 1
80 A
1200 A
Seccionalizador 2
80 A
1200 A
Seccionalizador 3
64 A
800 A
Reconectador
160 A
2400 A
Relé de Sobrecorriente
192 A
4800 A
13.8 kV
R
S1
S2
S3
S5
S4
8