Protectores de automática

Los protectores de red tienen como función cerrar sus contactos cuando las condiciones del alimentador primario son adecuadas en cuanto al voltaje y al ángulo de fase para suministrar energía a la red de baja tensión y abrir sus contactos cuando la energía fluye a la red en dirección inversa hacia el alimentador. [7]

El protector se compone de un interruptor en aire con mecanismo de cierre operado por un motor y con mecanismo de disparo operado por una bobina. Cada uno de estos circuitos está controlado por otros circuitos auxiliares, los cuales están regidos por un relevador trifásico que actúa para botar y cerrar el protector, y un relevador monofásico que actúa en serie con un relevador anterior para cerrar.

El protector tiene placas de desconexión del lado del transformador y fusibles de lado de la red, con un objeto de dejarlo totalmente libre cuando se desee trabajar en el. [7] La operación del protector se pude resumir en los siguientes pasos:

1. Un circuito en un alimentador hará que todos los protectores de ese alimentador se abran por energía inversa.

2. Una vez reparado el cable alimentador, los protectores de ésta cerrarán automáticamente cuando se cierra el interruptor de la subestación.

3. Si al hacer la reparación las fases se invierten, los protectores fuera de fase no cerraran.

4. Si el voltaje del alimentador es inferior al de la red, los protectores no cerraran. 5. Si un alimentador se conecta a una malla de baja tensión muerta, los protectores

cierran

6. El operador de la subestación de potencia puede desconectarse los alimentadores abriendo el interruptor en la propia subestación, los protectores actúan abriendo y se puede dejar muerto el alimentador para que se puede trabajaren él.

7. Los fusibles del interruptor sirven solamente como protección de emergencia en caso de falla de los aparatos

3.7.1.2. Interruptores

Se puede definir de forma general como un dispositivo de apertura o cierre mecánico capaz de soportar tanto corriente de operación normal como altas corriente durante un tiempo especifico, Debidas a fallas en el sistema. Estos dispositivos deben tener una alta capacidad de interrupción. Su operación automática se lleva acabo por medio de relevadores que son encargados de censar las condiciones de operación. [7]

La interrupción del arco producido por estas corrientes pueden llevarse acabo por medio de:  Aceite  Vacio  SF6  Soplo de aire  Soplo de aire-magnético

En la tabla 3.11 se muestran una serie de interruptores de distribución utilizados en México y se muestra sus características eléctricas.

Tabla 3.11 Interruptores de distribución. [7]

Tensión nominal del sistema [kV,rms] Tensión nominal máxima [kV,rms] Corriente nominal a 60 Hz [Amp,rms] Corriente de corto circuito a tensión nominal [kA,rms] Tiempo nominal de interrupción [ciclos] Capacidad de interrupción máxima simétrica [kA,rms] Capacidad de recierre 1.6 x 1 de corto circuito [kA,rms] 7.2 8.25 800 20 5 20.0 32 14.4 15.5 800 12.5 5 12.5 20 14.4 15.5 1 200 20.0 5 20.0 32 14.4 15.5 2 000 20.0 5 20.0 32 14.4 15.5 1 200 25.0 5 25.0 40 14.4 15.5 2 000 25.0 5 25.0 40 14.4 15.5 1 200 40.0 5 40.0 67 14.4 15.5 3 000 63.0 8 63.0 101 23.0 25.8 1 200 12.5 5 12.5 20 23.0 25.8 1 200 20.0 5 20.0 32 23.0 25.8 1 200 31.5 5 31.5 50 34.5 38.0 1 200 31.5 5 20.0 32 34.5 38.0 1 200 31.5 5 31.5 50 34.5 38.0 2 000 31.5 5 31.5 50 34.5 38.0 1 200 40.0 5 40.0 64 34.5 38.0 2 000 40.0 5 40.0 64

El tiempo requerido para que el interruptor abra sus contactos y se extinga el arco una vez que este recibe la señal de apertura se ha estandarizado en cinco ciclos, aunque algunos interruptores modernos en vacio o SF6 esto se logra en tres ciclos. [7]

El interruptor debe ser capaz de cerrar corrientes hasta 1.6 veces su capacidad nominal, este valor corresponde a un circuito con una relación X/R aproximadamente de veinte. En este caso de que el circuito tenga valores mayores deberá seleccionarse interruptores con mayor capacidad interruptiva mayor. [7]

3.7.1.3. Relevadores

Los relevadores son los dispositivos que sirven para censar o detectar las condiciones de operación de la red y ordenar el cierre o apertura de los interruptores. Desde el punto de vista de distribución, estos dispositivos se pueden clasificar como relevadores de sobrecorriente y de recierre. En general todos los relevadores de sobrecorriente son del tipo electromecánico, aunque en la actualidad se han desarrollado del tipo estado sólido y se inicia su aplicación en sistemas de distribución.

La señal que reciben es mediante transformadores de corriente (TC) alojados en las boquillas de los interruptores, con relaciones tales como 600:5, 1 200:5, etc. [7]

Todo relevador de sobrecorriente posee una característica (o curva tiempo- corriente) de tiempo inverso, lo que significa que el relevador opera ante valores bajos de sobrecorriente, y conforme la sobrecorriente aumenta se incrementa el tiempo de operación disminuye.

Es importante destacar tres tiempos en la operación de los relevadores: a) Para la unidad con retardo de tiempo de disparo

b) Para la unidad instantánea: un tiempo de disparo menor al anterior debido a muy altas corrientes de cortocircuito.

c) Para la unidad con retardo de tiempo. El tiempo de restablecimiento, que es el tiempo que transcurre hasta que el contacto móvil regresa a su posición normal u original.

Los relevadores de sobrecorriente en la subestación pueden identificarse mediante el código de número NEMA como se observa en la tabla 3.12.

Tabla 3.12 Números asignado a los relevadores de sobrecorriente por NEMA.

Numero de código Descripción

50-1 Relevadores de sobrecorriente entre fases,

cuya respuesta es instantánea

51-1

Relevadores de sobrecorriente entre fases (ajuste de tiempo), para censar sobrecorientes (cuyo valor se atenúa por la impedancia de la línea) hacia el punto más alejado de la SE o

bien para detectar sobrecargas

50-N Relevador de sobrecorriente a tierra

(instantánea)

51-N

Relevador de sobrecorriente a tierra (unidad de tiempo) para detectar coroto circuito a tierra, desbalanceo de carga, discontinuidad de una fase a dos fases, proporcionar respaldo a los

relevadores para falla entre fases por la ubicación residual que guarda respecto a ellos;

detección de fallas a tierra a través de una impedancia

3.7.1.4. Restauradores

El restaurador es un aparato que al detectar una condición de sobrecorriente interrumpe el flujo, y una vez que ha transcurrido un tiempo determinado cierra sus contactos nuevamente, energizando el circuito protegido. Si la condición de falla sigue presente, el restaurador repite la secuencia de cierre y apertura un número de veces más (por lo general en distribución son 4 como máximo). Después de la última apertura que da en posición de abierto definitivamente. [7]

En el diseño de esquemas de protección con restauradores se deben considerar las características de las redes e instalaciones de los clientes como:

1. Prevenir que fallas transitorias se convierten en permanentes.

2. El suministro se debe reanudar tan pronto como sea posible para disminuir los inconvenientes a los clientes.

3. El tiempo de apertura debe ser tal que permite al dieléctrico recobrar sus propiedades aislantes, evitando que el arco se reinicie en el punto de falla.

4. El tiempo que la línea esté desenergizada debe ser tal que los motores de inducción sigan girando durante el periodo de interrupción.

6. La duración de la interrupción debe ser lo suficiente grande para asegurar que los controles de los motores síncronos los desconecten antes de que se restablezcan el servicio.

Los restauradores se pueden usar cualquier parte del circuito primario de distribución. Los lugares más lógicos para su empleo son:

a) En la subestación de potencia que alimentan los circuitos de distribución

b) Sobre la troncal, paras seccionarla e impedir que salga de servicio todo un alimentador cuando se presenta una falla extremo del alimentador.

c) En los puntos donde se unen las derivaciones con los troncales.

a) Los factores que se deben considerar para aplicar restauradores adecuadamente son:

b) Tensión del sistema

c) Máxima corriente de falla en el punto donde se instale el restaurador d) Mínima corriente de falla dentro de la zona que protege al restaurador e) Sensibilidad de fallas a tierra

El restaurador debe tener una tensión nominal igual o mayor que la tensión del sistema. La capacidad de interrupción del restaurador debe ser igual o mayor que la máxima corriente de coroto circuito en el punto donde se instala el restaurador. La capacidad nominal de conducción del restaurador se debe seleccionar de tal manera que se igual mayor que la corriente de carga del circuito.

C A P Í T U L O 4

O B R A C I V I L Y E L E C T R O M E C Á N I C A 4.1 INTRODUCCIÓN

Para este trabajo la obra civil es como un aspecto secundario, ya que esta cuestión la ve más un ingeniero civil aunque para nosotros es importante conocer a grandes rasgos como se lleva a cabo esta parte para que así ambas partes se puedan ponerse de acuerdo para poder realizar un buen proyecto y sobre todo que se entregue en el tiempo planeado; es por esta razón que hemos decidió dedicar un capítulo a lo que se refiere a obra civil en las instalaciones eléctricas subterráneas.