Rustica del Trabajo de grado jennilde..pdf

8/11/2019 Rustica del Trabajo de grado jennilde..pdf

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO

SANTIAGO MARIO EXTENSIN MARACAY

EVALUACIN DE LA COORDINACIN DE PROTECCIONES EN LASSUBESTACIONES ELCTRICAS (34.5/13.8 KV) DEL MUNICIPIO COSTA

DE ORO, CORPOELEC REGIN 4 ZONA ARAGUA.

Trabajo de Grado para Optar al Ttulo de Ingeniero Electricista.

Autora: Jennilde Garcia.Tutora: Ing. Esp. Migdys Archiles.

Asesora Metodolgica: Abog. Patricia Marquez.

Maracay, Agosto 2014


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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO


INGENIERA ELCTRICA


DE ORO, CORPOELEC REGIN 4 ZONA ARAGUA

Autora: Jennilde Garcia

C.I: 22.285.847

Trabajo de Grado APROBADO en nombre del Instituto UniversitarioPolitcnico Santiago Mario, por el Jurado Examinador designado.

En la ciudad de Maracay, a los 06 das del mes de Agosto de 2.014.

Ing. Juan Reyes Ing.Leonardo Guillen Ing. Miguel LopezC.I: 13.201.892 C.I: 8.728.878 C.I: 12.340.425


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DEDICATORIA

Les dedico este trabajo a mis Padres

Ermelinda Mendez y Asdrubal Garcia,porque gracias a ustedes soy una personatrabajadora, luchadora, amable, sincera,honesta, responsable y compaera. Graciaspor dar todo para mi formacin personal yacadmica, los amo, todo lo que hago espor ustedes.

De igual forma le dedico este trabajo a mishermanos, sobrinos, a mi al y a micachorrito Danger, para que sepan que condedicacin y esfuerzo todo es posible, perosobre todo con Fe en Dios.

Todo lo puedo en Cristo que me fortalece.Filipenses 4: 13

El les dijo: Lo que es imposible para loshombres, es posible para Dios. Lucas 18: 27


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AGRADECIMIENTO

Le agradezco a Dios Todo Poderoso por darme laVida, por ser mi gua, iluminacin y fortaleza, porbendecirme desde que nac con esta maravillosavida. Por fortalecerme da tras da con lasoportunidades y retos que he experimentado ysuperado.

A mis Padres, Ermelinda Mendez y AsdrubalGarcia por estar conmigo da y noche por ser miscompaeros y amigos, por sus grandiososconsejos, por dar todo para mi bienestar, por estarconmigo en las buenas y en las malas, todo lo quehago es por ustedes para que estn orgullosos suhija.

A mis hermanos y sobrinos por su compaa,apoyo y consideracin. A mi novio Alvin Maracaro

por su comprensin, apoyo, motivacin y por estarausente cuando me toca estudiar. A mi Dangerpor estar cuando ms lo necesito, por consolarmey entenderme, por decir todo con tan solo unamirada, gracias por ser mi compaero fiel.

A mi tutora acadmica Ing. Esp. Migdys Archiles ya mi tutor empresarial el Ing. Rubn Hernndez

por su gua y asesora tcnica y metodolgica. Leagradezco a la empresa Copoelec por abrir suspuertas, por permitir acceder a informacin tcnicafundamental en la realizacin del trabajopresentado.


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INDICE GENERAL

pp.

LISTA DE CUADROS. viii

LISTA DE FIGURAS xiii

LISTA DE GRFICOS xvi

RESUMEN. xviii

INTRODUCCIN. 1

CAPTULOI EL PROBLEMA 3

Contextualizacin del Problema.. 3

Objetivos de la Investigacin 5

Objetivo General... 5

Objetivos Especficos... 5

Justificacin de la Investigacin. 6

II MARCO REFERENCIAL

Resea Histrica del Problema 8

Antecedentes de la Investigacin 10

Bases Tericas 14

Sistema de Potencia . 14 Dispositivos de Proteccin 19

Reconectador COOPER POWER Form 6. 22 Reconectador GVR POLAR. 23


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Reconectador PANACEA. 24 Rel.. 29 Rel Panancea 32

Rel NojaPower. Diseo del Control de Reconectador RC-01ES. 36 Sistemas de Proteccin.. 3 8Zona de Proteccin. 40

Anormalidades de los Sistemas de Potencia . 42Coordinacin de Protecciones.. 52 Criterio de Coordinacin de Protecciones CADAF 53

Bases Legales. 57

Sistema de Variables.. 59 Definicin de Trminos Bsicos 61

III MARCO METODOLGICO. 66 Modalidad de Investigacin. 66 Tipo de Investigacin 67Procedimiento (Fases, Etapas, Actividades) 67 Operacionalizacin de Var iable. 69 Poblacin y Muestr a. 69 Tcnica e Instrumento de Recole ccin de Datos. 72 Tcnica de Anlisis de Datos.. 73

IV RESULTADOS. 74 Fase A: Diagnstico. 74

Etapa I: Diagnosticar la situacin actual de las subestaciones del MunicipioCosta de Oro . 74 Etapa II: Realizar estudio de cargas de los eventos registrados por cada unode los rels en las Subestaciones .. 90


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Etapa III. Actualizar planos unifilares de las Subestaciones (34.5/13.8kV) delMunicipio Costa de Oro... 103Etapa IV: Analizar fallas mediante estudios de cortocircuito en las

subestaciones (34.5/13.8kV) del Municipio Costade. 110 Etapa V: Estudiar la coordinacin de protecciones de las Subestaciones(34.5/13.8kV) del Municipio Costa de Oro ... 126 Estudio de Factibilidad.... 153

Factibilidad Tecnica 153 Factibilidad Economica.. 153

Factibilidad Operativa. 154 Beneficios Tangibles 154 Beneficios Intangibles.. 155 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones. 156Recomendac iones 158

LISTA DE REFERENCIA 160 ANEXOS. 162

A. Diagrama unifilar de la Subestacin Independencia. 163B. Diagrama Unifilar de la Subestacin Cata... 164 C. Diagrama Unifilar de la Subestacin Cumboto 165

RESUMEN CURRICULAR VITAE 166


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VII

LISTA DE CUADROS

CUADRO pp.

1. Conceptualizacin de Variable 63

2. Operacionalizacin de Variable 70

3. Ajuste Actual del Principal I- SubestacinCumboto.. 80

4. Ajuste Actual del equipo del Circuito cumboto y turiamo- SubestacinCumboto.. 80

5. Ajuste Actual del equipo del Circuito Comando- SubestacinIndependencia.. 85

6. Ajuste Actual del Principal II SubestacinIndependencia 86

7. Ajuste Actual de los equipos de los Circuito Playn y Pueblo-Subestacin Cumboto.. 86

8. Ajuste Actual del Principal I- SubestacinCata.. 89

9. Ajuste Actual de los equipos de los Circuitos Cata- Cuyagua y Baha-Subes tacin Cata.. 90

10. Datos de carga en amperios del reconectador Principal en la entradade 34.5KV de la Subestacin Cumboto, registrado por el softwarePANACEA Plus.... 91

11. Datos de carga en amperios del reconectador del circuito Cumboto enlas salida de 13.8KV de la Subestacin Cumboto, registrado por elsoftware schneider . 92


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VIII

12. Datos de carga en amperios del reconectador del circuito Turiamo enlas salida de 13.8KV de la Subestacin Cumboto, registrado por elsoftware schneider. 93

13. Datos de carga en amperios del reconectador Principal I en la entradade 34.5KV de la Subestacin Independencia, registrado por elsoftware PANACEA Plus.... 94

14. Datos de carga en amperios del reconectador del circuito Comando enlas salida de 13.8KV de la Subestacin Independencia, registrado por

el software Telus. 95

15. Datos de carga en amperios del reconectador Principal II en la entradade 34.5KV de la Subestacin Independencia, registrado por elsoftware PANACEA Plus.... 96

16. Datos de carga en amperios del reconectador del circuito Pueblo en

las salida de 13.8KV de la Subestacin Independencia, registrado porel software Telus. .. 97

17. Datos de carga en amperios del reconectador del circuito Playn enlas salida de 13.8KV de la Subestacin Independencia, registrado porel software Telus... 98

18. Datos de carga en amperios del reconectador Principal en la entradade 34.5KV de la Subestacin Cata, registrado por el softwarePANACEA Plus..... 99


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IX

19. Datos de carga en amperios del reconectador del circuito Cata -Cuyagua en las salida de 13.8KV de la Subestacin Independencia,registrado por el software

Telus.... 100

20. Datos de carga en amperios del reconectador del circuito Baha en lassalida de 13.8KV de la Subestacin Independencia, registrado por elsoftware Telus... 101

21. Valores resultantes del estudio de carga de los eventos registrados y

almacenados en los rels de entrada y salida de laSubestacin.. 102

22. Caractersticas de la Lnea de Sub Transmisin 34.5KV de laSubestacin Santa Clara... 111

23. Valores porcentuales de las reactancias que intervienen en el

Sistema. 114

24. Valores en por unidad (p.u) de las reactancias que intervienen en elSistema.. 118

25. Valores de las corrientes de cortocircuito calculado en las barra 3 y 4de las Subestaciones del Municipio Costa de

Oro.. 126

26. Valores de corriente de cortocircuito en la barra de 13.8kV de laSubestacin independencia. 128


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X

27. Constantes para el clculo de la ecuacin de las distintas TCCs.Segn Norma ANSI.... 130

28. Valores de tiempo de corriente de disparo (temporizado) para elcircuito Playn. 133

29. Valores de corriente de disparo temporizado e instantneo para elcircuito Playn. 134

30. Valores de tiempo de corriente de disparo temporizado aguas arriba

falla a fase 136

31. Valores de tiempo de corriente de disparo temporizado aguas arribafalla a tierra. 137

32. Valores de corriente de disparo temporizado e instantneo para laentrada de 34.5kV de la Subestacin Independencia ... 139

33. Valores de parmetros elctricos de ajuste del temporizado para loscircuito de las Subestaciones del Municipio Costa de Oro 13.8KV. 142





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XI

37. Valores de corriente de disparo temporizado para los circuitos de lasSubestaciones del Municipio Costa de Oro 13.8KV.. . 144

38. Valores de corriente de disparo temporizado para los circuitos de lasSubestaciones del Municipio Costa de Oro 34.5KV 145

39. Valores de parmetros elctricos de ajuste del tiempo definido paralos circuito de las Subestaciones del Municipio Costa de Oro13.8KV 145

40. Valores de parmetros elctricos de ajuste del tiempo definido para los

circuito de las Subestaciones del Municipio Costa de Oro 34.5KV. 146

41. Valores de parmetros elctricos de ajuste del tiempo definido para loscircuito de las Subestaciones del Municipio Costa de Oro 13.8KV. 146

42. Valores de parmetros elctricos de ajuste del tiempo definido paralos circuito de las Subestaciones del Municipio Costa de Oro34.5KV.. 147

43. Valores de corriente de disparo del instantneo para los circuitos delas Subestaciones cata e independencia del Municipio Costa de Oro13.8KV... 148

44. Valores de corriente de disparo del instantneo para los circuitos delas Subestacin Cumboto del Municipio Costa de Oro 13.8KV. 148

45. Valores de corriente de disparo del instantneo para los circuitos delas Subestaciones Cata e Independencia del Municipio Costa de Oro34.5KV. 149


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XII

46. Valores de corriente de disparo del instantneo para los circuitos delas Subestacin Cumboto del Municipio Costa de Oro 34.5KV.. 149

47. Valor del restablecimiento en frio del transformador de 10MVA para lasSubestaciones independencia y Cata .. 150

48. Valor del Inrush del transformador de 10MVA para las Subestacionesindependencia y Cata . 150

49. Valor del esfuerzo mecnico y trmico del transformador de 10MVApara las Subestaciones independencia y Cata 151

50. Valor del restablecimiento en frio del transformador de 5MVA para laSubestacin Cumboto. 151

51. Valor del Inrush del transformador de 5MVA para la SubestacinCumboto 152

52. Valor del esfuerzo mecnico y trmico del transformador de 5MVA

para la Subestacin Cumboto . 152


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XIII

LISTA DE FIGURAS

FIGURA pp.

1. Sistema de Pot encia 15

2. Estructura Fsica de un sistema de Distribucin Tpico. 19

3. Rel y Reconectador COOPER POWER form 6. 23

4. Visualizacin de la caja de contr ol del Rel GVR POLAR 24

5. Rel y Reconecta dor PANACEA 25

6. Rel Programador PAN ACEA 26

7. Rel COOPER POWER Form 6. 26

8. Rel y Reconectador NOJA POWER RC-01ES. 28

9. Vista Frontal de rel PANACEA Plus 33

10. Cubculo de Contr ol RC01ES 36

11. Mdulos. 37

12. Vista frontal del rel NojaPower 37

13. Caractersticas inversivas en relevadores de sobrecorriente. 56

14. Transformador de Potencia 5MVA en la Subestacin Cumboto 77

15. Ubicacin del Reconectador Principal GVR en la entrada de 34.5KV dela Subestacin Cumboto 77


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XIV

16. Ubicacin del Reconectador Noja del Circuito Cumboto de laSubestacin Cumboto. 78

17. Ubicacin del Reconectador Noja del Circuito Turiamo de laSubestacin Cumboto ... . 78

18. Descripcin esquemtica de la ubicacin de los Reconectadores en laSubestacin Cumboto. 79

19. Ubicacin del Reconectador y Transformador I de la SubestacinIndependencia. 81

20. Reconectador COOPER del Circuito Comando en la SubestacinIndependencia. 82

21. Ubicacin del Reconectador y Transformador II de la SubestacinIndependencia.. 83

22. Reconectador COOPER del circuito pueblo y playn en la SubestacinIndependencia.. 84

23. Descripcin esquemtica de la ubicacin de los Reconectadores en laSubestacin Independencia.. 85

24. Transformador de Potencia 10MVA de la SubestacinCata. 87

25. Ubicacin del Reconectador Principal GVR en la entrada de 34.5KV dela SubestacinCata... 87

26. Reconectador NOJA del circuito Cata-Cuyagua y Baha en laSubestacin Cata.. 88

27. Descripcin esquemtica de la ubicacin de los Reconectadores en laSubestacin Cata 89

28. Plano unifilar de la SubestacinCumboto.. 104


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XV

29. Plano unifilar actualizado de la SubestacinCumboto. 105

30. Plano unifilar de la SubestacinCata.. 106

31. Plano unifilar actualizado de la SubestacinCata.. 107

32. Plano unifilar de la SubestacinIndependencia.. 108

33. Plano unifilar actualizado de la SubestacinIndependencia.... 109

34. Diagrama unifilar desde la Subestacin Santa Clara hasta laSubestacin Independencia. 1 14

35. Red de secuencia Positiva con valores de reactancia enp.u. 1 20

36. Red de Secuencia Positiva equivalente con valores en admitancias en

p.u. 1 20

37. Red de Secuencia Negativa con valores de reactancia enp.u.. 121

38. Red de Secuencia Negativa equivalente con valores de admitancia enp.u. 121

39. Red de Secuencia Cero con valores de reactancias enp.u.. 122

40. Red de Secuencia Cero equivalente con valores de reactancia enp.u.. 122

41. Red de Secuencia Cero equivalente con valores de reactancia enp.u.. 123


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XVI

LISTA DE GRFICOS

GRFICO pp.

1. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador Principal en laentrada 34.5KV de la Subestacin Cumboto, registrado por el softwarePANACEA Plus 91

2. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador del circuitoCumboto en la salida 13.8KV de la Subestacin Cumboto, registradopor el software scheneider... 92

3. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador del circuitoTuriamo en la salida 13.8KV de la Subestacin Cumboto, registradopor el software scheneider ... 93

4. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador Principal I en la

entrada 34.5KV de la Subestacin Independencia, registrado por elsoftware PANACEAPlus 94

5. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador del circuitoComando en la salida 13.8KV de la Subestacin Independencia,registrado por el software Telus... 95

6. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador del Principal II enla entrada 34.5KV de la Subestacin Independencia, registrado por elsoftware PANACEA Plus..... 96


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XVII

7. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador del circuito Puebloen la salida 13.8KV de la Subestacin Independencia, registrado porel software Telus..... 97

8. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador del circuito Playnen la salida 13.8KV de la Subestacin Independencia, registrado porel software Telus..... 98

9. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador del Principal en laentrada 34.5KV de la Subestacin Cata, registrado por el software

PANACEA Plus...... 99

10. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador del circuito Cata-Cuyagua en la salida 13.8KV de la Subestacin Cata, registrado por elsoftware Telus..... 100

11. Carga en Amperios Vs fecha/hora del reconectador del circuito Baha

en la salida 13.8KV de la Subestacin Cata, registrado por el softwareTelus..... 101


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XVIII

REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO


INGENIERIA ELCTRICA


DE ORO, CORPOELEC REGIN 4 ZONA ARAGUA.

Trabajo de Grado

Lnea de Investigacin: Diseo Elctrico Protecciones ElctricasAutora: Jennilde Garcia.

Tutora: Ing. Esp. Migdys Archiles. Agosto, 2014.

ResumenEn la zona de Ocumare de la Costa, durante los ltimos tiempos se han

presentado una serie de fallas que dejan a la comunidad sin servicio deelectricidad, ya que han ocurrido interrupciones constantes del suministroelctrico de los circuitos derivados de las subestaciones, con la irregularidadde que al detectarse una falla en uno de los circuitos aguas abajo, se activael rel principal aguas arriba, despejando as a todos los circuitos derivadosde las subestaciones. Por tal motivo la empresa Corpoelec requiere de unestudio de la coordinacin de protecciones de las subestaciones delMunicipio Costa de Oro ya que en las misma se han incrementado cargas ydichas variaciones afectaron la coordinacin existente entre los equipos deproteccin, es por ello que se necesita realizar un estudio de carga delsistema donde se determine los valores mximos en corriente, basado en losdatos registrados y almacenados en los rels que comandan a cadareconectador instalados en las entradas y salidas de las subestaciones,

adems evaluar el funcionamiento de las protecciones conectadas, donde elobjetivo de esta investigacin es el de Evaluar la coordinacin deprotecciones de las subestaciones (34.5/13.8kV) del Municipio Costa de Oro,Corpoelec Regin 4 zona Aragua. Realizando este proyecto mediante lamodalidad de proyecto factible del tipo investigacin de campo.

Descriptores: Energa Elctrica, Protecciones, Selectividad, Coordinacin.


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Introduccin

Las protecciones elctricas son los dispositivos que tienen como principalfinalidad detectar condiciones anormales en la operacin de un sistemaelctrico de potencia y tomar en forma automtica las medidas que serequieran para restablecer la operacin normal. En el caso de fallas enequipos elctricos, la medida ser retirarlos del servicio y, en el caso de fallasen un sistema elctrico, ser necesario aislar el sector que produce laanormalidad. El objetivo fundamental de los sistemas de proteccin es,detectar la falla, localizarla y retirar rpidamente del sistema la parte fallada,

permitiendo que el resto contine prestando un buen servicio.Es por ello que forman la parte ms importante del sistema elctrico, ya

que son los encargados de mantenerlo en continuidad de servicio, existiendouna adecuada coordinacin entre ellos, esta es el proceso de seleccin deajustes o curvas caractersticas de dispositivos de proteccin, de tal maneraque la operacin de los mismos, se efecte organizada y selectivamente, enun orden especfico y con el mnimo tiempo de operacin, para minimizar la

interrupcin del servicio al suscriptor y para aislar adecuadamente la menorporcin posible del sistema de potencia como consecuencia de la falla.En la zona de Ocumare de la Costa, durante los ltimos tiempos se han

presentado una serie de fallas que dejan a la comunidad sin servicioelctrico, ya que se ha estado presentando continuamente la interrupcin delsuministro elctrico de los circuitos derivados de las subestaciones con lairregularidad de que al detectarse una falla en uno de los circuitos derivadosaguas abajo se activa el rel principal aguas arriba, despejando todos loscircuitos derivados. Al estudio de la causa de estos eventos y de acuerdo alaumento de la demanda por el incremento de los usuarios conectados alsistema elctrico, la empresa Corpoelec se ha visto en la necesidad derealizar proyectos que permitan satisfacer la carga conectada mediante el


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incremento de la capacidad de las subestaciones, se presenta la necesidadde hacer los estudios de cargas del sistema donde se determine los valoresmximos de carga en cada uno de los circuitos, evaluar el funcionamiento de

las protecciones ya conectadas, donde el objetivo de esta investigacin es elde Evaluar la coordinacin de Costa de Oro, Corpoelec Regin 4 Zona

Aragua. Realizando este proyecto mediante la modalidad de proyectofactible.

Este estudio se encuentra estructurado en tres captulos los cuales sedesarrollaran de la siguiente manera:

Captulo I: En este captulo se realiza la descripcin del planteamiento del

problema explicando las necesidad y funcin del proyecto a realizar, de igualforma se expresan el objetivo general como los objetivos especficosindicando los aspectos a estudiar, como tambin se justifica la realizacin delmismo.

Captulo II: Se describe brevemente los antecedentes de investigacin,haciendo referencia a los trabajos especial de grado relacionados con el reade estudio y aportes que los mismos representan para esta investigacin, ascomo se definirn las bases tericas que permitirn comprender lascaractersticas del estudio y todo lo que origina el mismo, de igual forma sedeterminaran definiciones de trminos bsicos, as como las bases legalesque sustentan esta investigacin.

Captulo III: Este captulo comprende la metodologa a utilizar, lamodalidad de investigacin, el tipo de investigacin, las fases, tcnicas yrecoleccin de datos empleadas para realizar la misma, por ultimo haciendoreferencia a los cuadros de variables y de operacionalizacin.

Captulo IV: Este captulo comprende ejecucin de las fases deinvestigacin con sus respectivas etapas, la factibilidad econmica, tcnica yoperativa, el anlisis costo beneficio, las conclusiones, recomendaciones,as como los anexos.


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CAPTULO I

EL PROBLEMA

Contextualizacin del Problema

La energa elctrica ocupa un lugar de gran importancia en la sociedadactual, ya que es dependiente de la electricidad, que contribuye al desarrollode las diversas actividades de la nacin. En consecuencia, es lgico pensar

que se requiere el suministro de un servicio elctrico constante eininterrumpido, que pueda brindar a los usuarios y suscriptores la continuidadde sus actividades sea cual fuera: econmicas, salud, confort,entretenimiento, transporte, entre otras.

Un sistema elctrico est compuesto, en trminos generales, por lossiguientes subsistemas: Generacin de Energa elctrica, Transmisin,Distribucin y Consumo. Las instalaciones llamadas subestaciones estn

compuestas por un conjunto de dispositivos elctricos, que son parte deestos subsistemas, ubicados en un determinado espacio territorial donde seaproxime al centro de la carga en la regin que se necesita alimentar, deeste modo se evitan cadas y perdidas de tensin, desde el centro degeneracin a la distribucin de esta energa. La principal funcin de unasubestacin es transformar, derivar y distribuir de forma ptima el suministroelctrico.

Es por ello, que toda subestacin debe estar dotada por una serie deprotecciones que hagan segura al sistema, tanto para los dispositivos,conductores y equipos elctricos conectados, como para las personas queoperen en dicha instalacin, y a su vez brinden un suministro elctricoconstante y seguro para el consumidor o suscriptor. Finalmente los aspectos


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fundamentales de los sistemas de proteccin es el de detectar una falla,localizarla y retirar rpidamente del sistema la parte fallada, permitiendo queel resto contine prestando un buen servicio.

En la regin costera del estado Aragua especficamente la zona deOcumare de la Costa, existen tres subestaciones no atendidas donde una deellas es la subestacin de Cumboto Tx 5MVA (34.5/13.8 Kv) que alimentados circuitos: pueblo de Cumboto y Turiamo; la subestacin Cata Tx 10MVA(34.5/13.8 Kv) que alimenta el circuito de Pueblo de Cata y Baha de Cata ypor ltimo la subestacin Independencia Tx 10 MVA (34.5/13.8 Kv) quealimenta a los circuitos Playn Comando y Pueblo de Ocumare, por lo que

las subestaciones antes mencionadas son alimentadas por el circuitoOcumare de 34.5 Kv de la subestacin Santa Clara (115/34.5 Kv).Durante los ltimos tiempos en el Municipio Costa de Oro ha presentado

una serie de fallas que dejan a la comunidad sin servicio elctrico, con lairregularidad de que al detectarse una falla en uno de los circuitos derivadosde la subestacin aguas abajo se activa el rel principal aguas arribadespejando todos los circuitos derivados que pueden estar funcionandoindependientemente de la falla en uno de ellos, mostrndose con esto faltade selectividad en los sistemas de proteccin.

Lo cual conlleva a molestias en el usuario a travs de protestas,descontento, agresiones y prdida de credibilidad por las interrupcionesconstantes y no programadas del servicio elctrico paralizando al comercio,actividades bancarias, perdidas de alimento, suspensin de servicios comoagua, salud y educacin, adems de la fluctuacin de voltaje que ocasionadaos de equipos y prdidas econmicas, sin dejar de mencionar los eventos

delictivos. Al estudio de la causa de estos eventos y de acuerdo al aumento de la

demanda y el incremento de los usuarios conectados al sistema elctriconacional, la empresa venezolana encargada de transmitir y distribuir laenerga elctrica en la nacin, CORPOELEC, se ha visto en la necesidad de


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realizar proyectos que permitan satisfacer la carga conectada al sistema, y asu vez mantener el suministro y la continuidad de energa elctrica a losusuarios. Donde uno de estos proyectos ha sido implementar capacidad de

la Subestacin Independencia una adicin de Tx 10 MVA (34.5/ 13.8 Kv).Debido al incremento de la capacidad de la subestacin, se present la

necesidad de hacer los estudios de cargas del sistema donde se determinelos valores mximos de carga en cada uno de los circuitos, se evalu elfuncionamiento de las protecciones ya conectadas, se realiz un anlisis defallas mediante estudios de cortocircuito, clculo y estudio de la coordinacinde protecciones elctricas que sea necesarios para mejorar el

funcionamiento en el despeje de fallas de los circuitos de las Subestaciones,as como escoger las caractersticas de operacin y ajuste de los equipos demodo que exista una coordinacin efectiva entre ellos y as ofrecer un mejorservicio a la comunidad afectada.

Objetivos de la Investigacin

Objetivo General

Evaluar la coordinacin de las protecciones en las SubestacionesElctricas (34.5/13.8 Kv) del Municipio Costa de Oro, Corpoelec Regin 4Zona Aragua.

Obj etivo s Esp ecfic os

Diagnosticar la situacin actual de las subestaciones del Municipio Costade Oro.

Realizar estudio de cargas de los eventos registrados por cada uno de losrels en las Subestaciones.


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Actualizar planos unifilares de las Subestaciones (34.5/13.8kV) delMunicipio Costa de Oro.

Analizar fallas mediante estudios de cortocircuito en las subestaciones

(34.5/13.8 Kv) del Municipio Costa de Oro.Estudiar la coordinacin de las protecciones elctricas de las

subestaciones (34.5/13.8 Kv) del Municipio Costa de Oro.

Justificacin de la Investigacin.

El proceso de coordinacin de protecciones en un sistema elctrico

consiste en seleccionar las caractersticas y ajustes de los equipos deproteccin para que el sistema de proteccin realice su funcin, cumpliendocon los requerimientos de sensibilidad que es la deteccin de la mnima falla,rapidez en los tiempos breves de disparo para no ocasionar daos a losequipos, selectividad que es la capacidad de aislar el elemento en falla,estabilidad para que no operen fuera de su zona de influencia, confiabilidad yseguridad para que los equipos operen cuando realmente se les necesite.

El estudio de cortocircuito y de protecciones elctricas aport una basepara el ajuste y configuracin de los rels de las subestaciones no atendidas.Esta informacin adems facilit aclarar los criterios que se deben tomarpara obtener un mejor funcionamiento de los equipos. En las coordinacionesde las protecciones elctricas se requiere ofrecer una mayor selectividad almomento de retirar del sistema elctrico un circuito en funcionamiento, deesta manera, reducir los cortes de suministro de energa en la comunidad deOcumare de la Costa y brindar una mejor calidad de servicio, y mayor

aprovechamiento de la energa elctrica apoyando a su crecimientoeconmico y social.

A travs de los cuales beneficiar a dicha localidad ya que su actividadeconmica se basa en el turismo por ser un espacio geogrfico bendecidopor hermosas playas y paisajes tropicales, siendo esto atraccin para turistas


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y visitantes, requiriendo as de un suministro elctrico constante y efectivo yaque las redes hoteleras, posadas y complejos habitacionales requieren de laenerga elctrica para su funcionamiento, de esta forma brindando confort a

los visitantes, a su vez, sin perdidas de equipos elctricos(electrodomsticos, herramientas, entre otros) por los apagones inesperados.

En lo social aportar un beneficio en las actividades educacionales, deentretenimiento, adems de mantener los servicios de salud activos paraprestarles a los pobladores y visitantes un servicio ambulatorio constante, yaque en la actualidad la mayora de las actividades dependen de la energaelctrica, como lo antes mencionado, la electricidad se ha vuelto

indispensable para los seres humanos. As mismo la realizacin de este proyecto permiti aplicar losconocimientos adquiridos durante la formacin universitaria de la autora, deigual forma ser base metodolgica y tcnica para futuros proyectistas,basando su investigacin en las protecciones y coordinaciones elctricasadems que una adecuada coordinacin de proteccin permite a la empresaelctrica nacional Corpoelec brindar un suministro constante y optimo delservicio de energa elctrica a la poblacin del Municipio de Costa de Oro.


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CAPTULO II

MARCO REFERENCIAL

Segn, Manual de Trabajo Especial de Grado del Instituto UniversitarioPolitcnico Santiago Mario (2008): El marco referencial constituye elconjunto de aportes tericos existentes sobre el problema que ser objeto deestudio. Comprende varios apartes cuya denominacin depender de la

modalidad y tipo de investigacin. (p.20).

Resea Histrica del Problema

Desde mediados del 2008 se ha estado presentando con continuidad lainterrupcin del suministro elctrico de los circuitos derivados de lasSubestaciones del Municipio Costa de Oro con la irregularidad de que aldetectarse una falla en uno de los circuitos derivados de la Subestacinaguas abajo se activa el rel principal aguas arriba despejando todos loscircuitos derivados que pueden estar funcionando independientemente de lafalla en uno de ellos, mostrndose con esto falta de selectividad en lossistemas de proteccin. Es por ello que el Laboratorio de Prueba deMantenimiento Especializado (LAPRE) que estn bajo la supervisin deCORPOELEC sede Aragua, se ha encargado entre unas de sus tantasfunciones de instalar reconectadores, programar sus respectivos rels para

los eventos originados por fallas y efectuar cambios de transformadores parala mejora de los circuitos.

Es entonces en el 2011 que se presenta mediante el Trabajo de Gradode Atehortua titulado: Coordinacin de Protecciones en las Sub-EstacionesNo Atendidas Referente a los Circuitos de la Costa en CADAFE-


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CORPOELEC Regin 4 Especficamente en Aragua, un aporte informativo ytcnico a travs de un estudio del circuito de Ocumare de la Costa y unaserie de datos necesarios para el aporte de una Base de Datos realizada por

Atehortua para que el personal del Laboratorio de Prueba de MantenimientoEspecializado (LAPRE) pudiera monitorear eficientemente dicho circuito.

Adems que recomend: mantener operativa y actualizada la base de datos,ya que esto permitir tener un orden de la historia de cada equipo, suubicacin y las distintas pruebas que a estos se les hayan aplicado .

As como evaluar si los equipos que se estn utilizando son losapropiados y de no ser los adecuados obtener las caractersticas que

requerir el equipo nuevo que ser sugerido para un cambio de equipos msacordes al sistema evaluado que conlleven a la Mejora de la Calidad deServicio. El Circuito Ocumare 34.5KV actualmente tiene un carga promediode 210 a 250 Amperio, el mismo es alimentador de tres subestaciones34,5/13,8KV las cuales son Subestacin Cumboto, SubestacinIndependencia y Subestacin Cata. Debido a la adquisicin de nuevosequipos, aumento de la capacidad en las subestaciones para compensar lademanda, sustitucin de rels hidrulicos a rels digitales, y la persistenciade la falla antes mencionada. CORPOELEC se ha visto en la necesidad deproponer la instalacin de un Reconectador.

En la propuesta sugerida en su momento por el Ing. Luis AlexanderGarca y Anlisis realizado por el Ing. Rubn Hernndez. El Reconectadordeber ser instalado dentro de la Subestacin Cumboto ya que representa elrea Operativa de Maniobra y Seguridad para el personal de Distribucin. Espor ello que se realizar la Evaluacin de la coordinacin de las protecciones

en las Subestaciones Elctricas (34.5/13.8 Kv) del Municipio Costa de Oro,Corpoelec Regin 4 Zona Aragua.


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Antecedentes de la Investigacin

Segn, Manual de Trabajo Especial de Grado del Instituto Universitario

Politcnico Santiago Mario (2008):El marco referencial debe iniciarse conuna exposicin de investigaciones previamente realizadas vinculadas directao indirectamente al problema o necesidad planteada, y que representan unaporte para el estudio que aspira realizar el autor de la propuesta de TEG. (p. 21).

Di Canzio, (2014) en su Trabajo de Grado titulado: Mejoras del CircuitoOcumare en la Subestacin Santa Clara 115/34.5KV 180/603Amp. Para

Estimar la Configuracin del Rel de Distancia en CORPOELEC Aragua ,presentado en el Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario paraoptar al ttulo de Ingeniero Electricista, tuvo como propsito unaMejoras delCircuito Ocumare en la Subestacin Santa Clara 115/34.5KV 180/603Amp.

Para Estimar la Configuracin del Rel de Distancia , estudiar el recorrido delCircuito Ocumare asi como sus elementos, seleccionar los elementos deproteccin y presentar el nuevo esquema de proteccin y operacin delcircuito Ocumare. Di Canzio realiz este Trabajo de Grado mediante lamodalidad de Proyecto Factible.

Concluyendo y recomendando que su estudio se bas en el clculo de losparmetros de la lnea del Circuito Ocumare 34.5KV, tales como laimpedancia, reactancia entre otros, todo esto para la seleccin del equipo deproteccin SIEMENS SIPROTEC 7SA522, que es un equipo de proteccindigital, selectivo y rpido para lneas areas y cables, y mediante el software

DIGSI se puede realizar todas las operaciones de servicio y evaluacin.El Trabajo de Grado realizado por Di Canzio representa un aporte para el

estudio de esta investigacin, en la revisin de informacin tcnica,documental ya que el trabajo presentado bas su estudio en el Circuito


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Ocumare y con esto llevar a cabo los ajustes pertinentes en los circuitosconectados a las Subestaciones Elctricas del Municipio Costa de Oro.

Osta, (2014) en su Trabajo de Grado titulado : Mejoras en la SubestacinIndependencia del Municipio Costa de Oro en la Red Elctrica de Media

Tensin (34,5 KV 13,8 KV) de CORPOELEC Regin 4 del Estado Aragua ,presentado en el Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario paraoptar al ttulo de Ingeniero Electricista, tuvo como propsito una mejora en laSubestacin Independencia del Municipio Costa de Oro en la Red Elctricade Media Tensin (34,5 KV 13,8 KV) perteneciente a CORPOELEC Regin

4 del Estado Aragua y realizar el estudio de flujo de cargas en la SubestacinElctrica Independencia. Osta realiz este Trabajo de Grado mediante lamodalidad de Proyecto Factible.

Concluyendo y recomendando que sea necesario realizar planes demantenimiento preventivo y de inspecciones rutinarias de chequeo, a fin deoptimizar, garantizar e incrementar la continuidad y eficiencia en el suministroelctrico, minimizando las interrupciones de los servicios por fallas internas oexternas. As como colocar en funcionamiento el transformador de potenciapara el aumento de la capacidad de la Subestacin Independencia.

El Trabajo de Grado realizado por Osta representa un aporte para elestudio de esta investigacin, en la revisin de informacin tcnica,documental ya que el trabajo presentado bas su estudio en una de lassubestaciones a estudiar y con esto llevar a cabo los ajustes pertinentes enlos circuitos conectados a las Subestaciones Elctricas del Municipio Costade Oro.

Francia, (2012) en su Trabajo de Grado titulado: Evaluacin de laCoordinacin de Protecciones en la Subestacin Elctrica Tocorn (34,5 KV

13,8 KV) de CADAFE, Regin 4 Zona Aragua , presentado en laUniversidad de Oriente para optar al ttulo de Ingeniero Electricista, tuvo


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como propsito evaluar y estudiar la coordinacin de protecciones en laSubestacin Elctrica Tocorn y de este modo seleccionar los ajustesrequeridos en las protecciones del Transformador I de dicha subestacin, as

estos equipos podran cumplir con su funcin de selectividad operativa, yaque no estaban despejando fallas. Francia realiz este Trabajo de Gradomediante la modalidad de Proyecto Factible.

Concluyendo y recomendando implementar los ajustes calculados encada rel de sobrecorriente y reconectador para garantizar la correctaoperacin de dichos dispositivos, logrndose una mayor selectividad ycontinuidad del suministro elctrico. En el caso de efectuar cambios o

modificaciones en los equipos, se recomienda evaluar los ajustes de losequipos de manera que se eviten disparos falsos de los rels instalados, yaque la coordinacin de protecciones es muy sensible a las variaciones quese realicen en el sistema.

El Trabajo de Grado realizado por Francia representa un aporte para elestudio de esta investigacin, en clarificar ideas sobre las variables aestudiar as como revisin de informacin tcnica, documental y la referenciaen los clculos de cortocircuitos para efectuar la coordinacin deprotecciones de los equipos instalados y con esto llevar a cabo los ajustespertinentes en los circuitos conectados a las Subestaciones Elctricas delMunicipio Costa de Oro.

Gmez, (2012) en su Trabajo de Grado titulado: Estudio de lascoordinaciones de Protecciones de la Subestacin principal de 34.5/6.9 Kv

Perteneciente a AGA, GAS C.A en su planta de Guacara Edo Carabobo,

presentado en el Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario paraoptar al ttulo de Ingeniero Electricista, tuvo como propsito estudiar lacoordinacin de protecciones en la Subestacin Principal 34.5/ 6.9 Kvperteneciente a AGA, GAS C.A y determinar los niveles de cortocircuito ytiempo de operacin del sistema de alimentacin de 34.5 Kv provenientes de


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la subestacin Guacara II, realizando este Trabajo de Grado mediante lamodalidad de Proyecto Factible.

Concluyendo y recomendando que el estudio realizado permitir realizar

verificaciones del estudio de la coordinacin de protecciones de laSubestacin 34.5/6.9 Kv de la compaa AGA, GAS C.A y en caso de variarla situacin actual de la subestacin recomienda realizar una nuevacoordinacin de protecciones, para que exista selectividad entre todos losdispositivos de proteccin adems de actualizar los estudios de estabilidadpor el tiempo critico de extincin de falla para as evaluar la posibilidad deincrementar los tiempos de despeje de fallas, y no se presenten problemas

de estabilidad al momento de coordinar las protecciones.El Trabajo de Grado realizado por Gmez representa un aporte para elestudio de esta investigacin, en el estudio e implementacin de programasdigitales para la realizacin de simulaciones de fallas en diferentescondiciones de operacin del sistema elctrico a estudiar as como tambinen la revisin tcnica y documental.

Atehortua, (2011) en su Trabajo de Grado titulado: Coordinacin deProtecciones en las Sub-Estaciones No Atendidas Referente a los Circuitos

de la Costa en CADAFE-CORPOELEC Regin 4 Especficamente en Aragua

que conlleven a la Mejora de la Calidad de Servicio, presentado ante laUniversidad Nacional Experimental Politcnica de la Fuerza ArmadaBolivariana (UNEFA) para optar al ttulo de Ingeniero Electricista, tuvo comoobjetivo analizar y clasificar el reporte de mediciones de los circuitosmediante el empleo de herramientas estadsticas como lo son los datos

suministrados por los software de los rels de control de los circuitos, estudiocorrespondiente de cortocircuito, realizar los clculos para la coordinacin deprotecciones y ejecutar la implementacin en los rels que protegen loscircuitos antes mencionados, utilizando la metodologa de Proyecto Factible.


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Concluyendo y recomendando un monitoreo constante de la variacin decarga en cada subestacin, aprovechando la capacidad de los rels paraalmacenar datos de medida de carga, entre otras variables y tambin

registran eventos. Adems de acelerar el crecimiento de Laboratorio dePrueba de Mantenimiento Especializado (LAPRE), ya que en este laboratoriose efectan una serie de trabajos que son importantes para la empresa y asu vez para los sistemas elctricos de la regin.

El Trabajo de Grado realizado por Atehortua representa un aporte para elestudio de esta investigacin en la revisin de informacin tcnica ydocumental ya que es base de la presente investigacin los datos y aportes

realizados por Atehortua ya que en sus recomendaciones expuso evaluar silos equipos que se estn utilizando son los apropiados y de no ser losadecuados obtener las caractersticas que requerir el equipo nuevo queser sugerido para un cambio de equipos ms acordes al sistema evaluado.

Bases Tericas

Segn, Manual de Trabajo Especial de Grado del Instituto UniversitarioPolitcnico Santiago Mario (2008): Las bases tericas comprende elconjunto de conocimientos existentes sobre el campo del saber o sector de larealidad (el problema o necesidad) que ser objeto de estudio, y los cualesse encuentran contenidos en diferentes fuentes documentales reflejandoespecficos puntos de vista de los autores. (p.21).

Sistema de Potencia

Segn Gonzlez (2008) Un Sistema Elctrico de Potencia (SEP), estconstituido por muchos elementos, cada uno de ellos cumple con funcionesespecficas, de manera que en operacin conjunta garanticen un flujoconfiable y econmico de electricidad (S/P). Dentro de los sistemas de


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potencia debido a su estructura, es comn distinguir cuatro nivelesfuncionales u operativos o etapas de tensin: generacin, transmisin,distribucin y consumo.

Figu ra 1. Sistema de Potencia, Elaborado con datos tomados del autor Francisco Gonzlez(2008).

Generacin

Segn Gonzlez (2008) El sistema de generacin es la parte bsica delsistema de potencia, esta se encarga de entregar la energa elctrica alsistema, esto a partir de la transformacin de distintos tipos de energaprimaria (s/p). El conjunto de unidades generadoras reciben el nombre decentrales o plantas de generacin, siendo su tarea tomar una fuente primariade energa y convertirla en energa elctrica y se pueden clasificar en:Centrales Hidroelctricas, Termoelctricas, nucleoelctricas, que son degeneracin clsica, de igual forma se tienen centrales de generacin Elicas,Mareomotriz, Solar, Geotrmica, Magneto Hidromecnica, Biomasas, siendoestas ltimas generacin por energas alternativas.

El tipo de central de generacin y su ubicacin depende de lascondiciones de las fuentes primarias de utilizacin. La seleccin del tipo de


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central de generacin elctrica se realiza por criterios tcnicos y econmicos,siendo estos ltimos los de mayor importancia. Una central elctrica constade mquinas motrices, aparatos de maniobra y proteccin, entre otros, que

sirven para la produccin de energa elctrica. En realidad, el nombre decentral elctrica es la abreviacin de Central Generadora de EnergaElctrica.

Transmisin

Segn Gonzlez (2008) Este sistema est determinado por conductores

a travs de los cuales se transporta la energa elctrica, estos son conocidoscomo lneas de transmis in ya que son utilizadas para grandes distancias(s/p), constituyendo el eslabn de unin entre las centrales generadoras y lasredes de distribucin.

Subestacin

Es un conjunto de dispositivos elctricos, que forman una parte de unsistema elctrico de potencia, donde su principal funcin es transformar,derivar y distribuir de forma ptima el suministro elctrico, ubicada en undeterminado espacio territorial donde se aproxime el centro de carga de laregin que se necesita alimentar, de este modo se evitan cadas y perdidasde tensin desde el centro de generacin a la distribucin de la energaelctrica.

Segn Gonzlez (2008) En funcin a su diseo son las encargadas en

interconectar lneas de transmisin de distintas centrales generadoras,transformar los niveles de voltajes para su distribucin o consumo (s/p). Las

subestaciones elctricas por su tipo de servicio se clasifican en:


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1. Subestacin Elevadora: Es una Subestacin de transformacin enla cual la potencia de salida de los transformadores est a unatensin ms alta que la potencia de entrada.

2. Subestacin Reductora: Estacin de transformacin en la cual lapotencia de salida de los transformadores tiene una tensin msbaja que la potencia de entrada.

3. Subestaciones de Transmisin: las subestaciones de transmisinestn ubicadas alejadas de los centros urbanos, esto facilita, elacceso de lneas de alta tensin y la localizacin de terrenos losuficientemente grandes para albergar en forma segura los

delicados equipos para el manejo de alta tensin.4. Subestacin de Sub transmisin: Operan con tensiones entre 230KV y 115 KV, considerados de Alto Voltaje (AV HV)

5. Subestaciones de Distribucin: las subestaciones de distribucindeben construirse en funcin del crecimiento de la carga, es decir,deben estar ubicadas en los centros de carga de reas urbanizadaspara, de esta forma, asegurar la calidad y continuidad del servicio alusuario. Las subestaciones de distribucin son alimentadas desdelas subestaciones de transmisin con lneas o conductores depotencia a la tensin de 230 85 KV, es lgico suponer que estatensin no debe considerarse como de transmisin ni distribucinpara esta condicin intermedia, se desarrolla el concepto de subtransmisin.

6. Subestacin de Distribucin Primaria: Tensiones entre 115kV y34.5kV.

7. Subestacin Distribucin de Secundaria: Tensiones menores de34.5kV.


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Distribucin

La ltima etapa del sistema de potencia antes de llegar a los

consumidores corresponde al sistema de distribucin, Segn Gonzlez(2008) es la etapa del sistema de potencia que parte de la subestacin de

distribucin pasando por los circuitos primarios, los transformadores dedistribucin, los circuitos secundarios y llegando al consumidor a travs de laacometida (s/p). Aproximadamente las dos terceras partes de la inversin

total del sistema de potencia estn dedicadas a la distribucin, lo que implicaun trabajo cuidadoso en el planeamiento, diseo, construccin y en la

operacin de un sistema de distribucin.

Sistema de Distribucin Primario

Segn Gonzlez (2008) Comienza a la salida de las subestaciones dedistribucin, de este punto los circuitos de subtransmisin alimentan a lostransformadores de distribucin, las subestaciones de distribucintransforman este voltaje al de los denominados alimentadores primarios (s/p), el voltaje de los circuitos generalmente se encuentran entre 2.4 y 13.8KV. La distribucin primaria trabaja con los niveles de tensin y potenciamoderados.

Sistema de Distribucin Secundario

Segn Gonzlez (2008) Los transformadores de distribucin reducen el

voltaje primario al voltaje secundario o de utilizacin, la energa se distribuye,por ltimo a travs de los circuitos secundarios de distribucin hasta lasacometidas individuales (s/p) . Esta parte del sistema corresponde a losmenores niveles de potencia en cuatro niveles de voltaje bsicos y suscombinaciones: 120/240 V, 208V, 480 y 600 V.


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Figura 2 . Estructura Fsica de un sistema de Distribucin Tpico , Elaborado con datostomados del autor Francisco Gonzlez (2008).

Disposit ivos de Proteccin

Segn, Castao (2009). Son los dispositivos que tienen como principalfinalidad detectar condiciones anormales en la operacin de un sistemaelctrico de potencia y tomar en forma automtica las medidas que se

requieran para restablecer la operacin normal (s/p) . En el caso de fallas enequipos elctricos, la medida ser retirarlos del servicio y, en el caso de fallasen un sistema elctrico, ser necesario aislar el sector que produce laanormalidad.

Seccionador

Segn, Castao (2009) El seccionador elctrico es un dispositivomecnico capaz de mantener aislada una instalacin elctrica de su red dealimentacin. Es un dispositivo de ruptura lenta, puesto que depende de lamanipulacin de un operario (s/p) . Los circuitos que debe interrumpir debenhallarse libres de corriente, es decir, el seccionador debe ser maniobrado en


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vaco. No obstante, debe ser capaz de soportar corrientes nominales, sobreintensidades y corrientes de cortocircuito durante un tiempo especificado.

As, este aparato va a asegurar que los tramos de circuito aislados se

encuentren libres de tensin para que se puedan maniobrar sin peligro porparte de los operarios.

Disyuntor

Segn, Castao (2009) Pueden ser equipados con controles quepermiten recierres automticos al ocurrir una falla. Pero los disyuntores son

usados normalmente para proteger el sistema contra corrientes de falla dealta magnitud en o ce rca de la subestacin (s/p). Adems, el recierre pordisyuntores puede ser causa de perturbaciones indeseables en el sistematotal de distribucin.

Reconectador Automtico

Segn, Castao (2009) Son similares a los disyuntores ensu funcin bsica de detectar e interrumpir las fallas. Losreconectadores se diferencian, al ser diseados parainterrumpir las fallas, muchas veces antes de necesitarmantenimiento, son usados generalmente en la lnea dedistribucin o en subestaciones pequeas y la mayora deellos tienen su propio control integral sin requerir seal nipotencia externa (s/p).

El reconectador detecta el valor de la corriente en la lnea y abre suscontactos cuando esa corriente excede un valor mnimo determinado por elcontrol del reconectador. Despus de un lapso predeterminado de tiempo,

los contactos cierran de nuevo para evaluar el valor de la corriente. Si lacorriente todava excede el valor mnimo de disparo, sus contactos vuelvenabrir. S la falla es permanente abre definitivamente despus de un ciclo deoperaciones preestablecido. De acuerdo a su sistema de control seclasifican:


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1. De control hidrulico: Utilizan el aceite como aislamiento elctrico y enlos mecanismos de conteo y secuencia y en las operaciones detemporizacin de apertura y reconexin.

2. De control electrnico: Utilizan las seales digitales provenientes deun microprocesador como medio de accionamiento.

Actualmente, CORPOELEC utiliza reconectadores GVR con controlPANACEA como proteccin de las salidas para niveles 13,8 KV ensubestaciones no atendidas.

Los componentes del Reconectador son:1. Sistema de Control: cumple con la funcin de controlar el tiempo de

disparo, establecer el tiempo de reenganche y contar el nmero deoperaciones.2. Solenoide en Serie: est conectado en serie a la lnea; cuando fluye

una corriente de falla, la fuerza magntica generada inicia elmovimiento de un mbolo que acciona los contactos delReconectador.

3. Mecanismo Interruptor: Este puede ser de aceite, aire comprimido ovaco. La mayora de los reconectadores utilizan el mismo aceite.

Los reconectadores son aquellos que tienen por funcin medircontinuamente los valores caractersticos del circuito (equipo) protegido ydesconectarlo del circuito inmediatamente (por medio de los disyuntores)cuando dichos valores son anormales. Estos valores pueden ser: corriente,tensin, frecuencia, temperatura, presin o alguna combinacin de ellos. Losque bien se conocen para las subestaciones como equipos de proteccin:

1. Reconectador, Rel COOPER POWER Form6.

2. Reconectador, Rel Panacea M5, M9 y GVR POLAR.3. Reconectador, Rel NOJA POWER RC- 01ES.4. Reconectador Schneider.Estos reconectadores tienen la misma funcin, cada uno se diferencia por

el modelo y el tipo de software.


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Reconectador COOPER POWER Form 6

Est diseado para una rpida personalizacin de usuario, plena

proteccin y medicin, todo ello bajo el paragua de la automatizacin. ElFormulario 6 Control de reconectador utiliza una potente y flexible plataformade diseo para proporcionar la mxima funcionalidad de proteccin, diseode hardware estandarizado y sencillas interfaces grficas interactivas.

Ventajas y Aplicaciones del Reconectador COOPER POWER Form 6

El Formulario 6 Control est diseado para ser flexible y fcil de usar,control que se ha construido a las especificaciones de los equipos deservicios pblicos, tcnicos de servicio y operadores de campo. Proporcionaimportantes trabajos de restauracin de servicios, con acceso instantneo afunciones operativas para determinar rpidamente el estado de undispositivo, localizar fases en falta, comprobar los contadores, y encontrarotra informacin crtica. Sistema de Distribucin 15KV y 38KV, 630 Aopcional a 800A. Los reconectadores trifsicos automticos yelectrnicamente controlados Kyle tipo Nova, de Cooper Power Systemsentregan proteccin de Sobrecorriente en forma confiable y econmica, consistemas de medicin y automatizacin para circuitos de distribucin hasta34.5 KV.


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Figu ra 3.Rely Reco nect ador CO OPER POWER fo rm 6, Elaborado con datos tomados de

CORPOELEC.

El sistema de interruptores al vaco encapsulados en polmero no necesitade dielctricos gaseosos, lquidos o espumosos, gracias a su sistemamagntico.

Reconectador GVR POLAR

El Reconectador GVR se provee en tensiones de 15.5, 27 y 38 KV, conaisladores anti vandalismo y Control Microprocesador PANACEA. Es unreconectador que se encuentra en un tanque al vaco o contenido de SF6 yutiliza este mismo medio para realizar la interrupcin del arco elctrico, esdecir, utiliza interruptores de vaco. El GVR comprende dos partes: el tanque

que contiene el interruptor y el gabinete de control, con la conexin umbilical.


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Figu ra 4. Visualizacin de la caja de control del Rel GVR POLAR, Elaborado con datostomados de CORPOELEC.

Reconectador PANACEA

Segn, Manual PANACEA El Reconectador PANACEAes igual al del GVR ya que posee la misma caracterstica yse diferencia en base al rel programable, del panacea estnel rel panea M5 y M9 es por esto que el rel Panacea Pluses un equipo desarrollado para cumplir funciones deproteccin, medicin y control, que atiende necesidadesespecficas a travs de la implementacin de ecuacioneslgicas sobre entradas y salidas de uso general y con uneditor de parmetros del usuario


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Figu ra 5. Reconectador PANACEA, Elaborado con datos tomados Manual PANACE.

Editor de Parmetros del Rel PANACEA, COOPER, NOJA Y GVR

El Programa Editor de Parmetros es un software desarrollado con lafinalidad de facilitar la configuracin del rel. Permite configurar parmetrosgenerales como informacin del equipo y del sistema, parmetros deReconectador como valores de pick-up, curvas de proteccin, delay,temporizacin de los cierres, entre otros, y parmetros avanzados para

programacin del equipo en casos particulares. Adems, permite almacenardiversas configuraciones para diferentes equipos lo que ayuda a mantenerorganizada toda la informacin de cada uno de los equipos de usuario.


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Figu ra 6. Rel Programador PANACEA , Elaborado con datos tomados Manual de

operacin.

Figura 7 . Rel COOPER POWER Form 6, Elaborado con datos tomados Manual COOPERPOWER.

Noja Power presenta su moderna lnea de Reconectadores de Media

Tensin en 15 y 27 KV, para montajes al exterior en postes y enSubestaciones. Los productos fabricados por Noja Power, sonReconectadores en vaco, de 4 generacin accionados magnticamente.Ellos permiten una alta gama de aplicaciones a la intemperie, incluyendoproteccin de subestaciones y de alimentadores de Distribucin.


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Dentro de los avances de Noja Power est la exclusiva combinacin deun Reconectador al vaco aislado en un dielctrico slido, todo inserto en untanque metlico a prueba de arcos, de muy fcil instalacin, producto de su

tamao y peso reducidos (85 kg) y con la ms larga duracin (30.000operaciones), equivalente a 30 aos.

Algunas funciones principales que incluyen sistemas de proteccin son:1. Proteccin direccional de sobrecorriente.2. Proteccin direccional de falla de tierra.3. Proteccin direccional de falla de tierra sensible.4. Proteccin contra bajo voltaje

5. Proteccin de baja frecuencia.6. Proteccin de arranque en fro.7. Limitacin de transitorios de corriente (Inrush).8. Control de reconexin de voltaje.Los protocolos estndares MODBUS y DNP3.0 incorporados, permiten

una fcil integracin en sistema SCADA. Estos equipos cuentan con elsoftware TELUS que hace que la configuracin de las caractersticas deproteccin, comunicacin y registro de datos sea ptima.

1. Registro separado de sucesos para operaciones de apertura y cierre yoperaciones de proteccin de fallas.

2. Medicin instantnea de voltaje, corriente, potencia, energa,frecuencia y factor de potencia.

3. Registro de Perfil de carga.


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Figu ra 8. Rel y Reconectador NOJA POWER RC- 01ES , Elaborado con datos tomadosde CORPOELEC (2011).

Para la programacin de los Reconectadores se debe tomar en cuenta lostableros de medicin y proteccin, as como su estructura:

1. Tableros de Medicin y Proteccin para los Reconectadores: Es unaestructura constituidas por lminas metlicas en la cual se disponen

de equipos de baja tensin, en las Subestaciones no atendidascumplen funciones de medicin y proteccin, ya que albergan dentrode s a rels, voltmetros y ampermetros.

2. Estructuras de los Reconectadores: Son los elementos de soporte dela mayor parte de los elementos tipo intemperie que conforman laSubestacin, y que conjuntamente con los medios de aislamientopermiten mantener la distancia mnima requerida de separacin, entrelas partes energizadas y el personal que acceso al patio de lasubestacin.


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Evaluacin de los reconectadores para el montaje y soporte del circuito.

1. Prticos: Estos tienen como funcin el amarre entre las lneas dediferentes niveles de tensin y el sostn de barras tendidas y

soportadas.2. Soportes de Equipos: Estos se utilizan para soportar en forma

separada a los equipos principales de las Subestaciones tales comolos seccionadores, transformadores de medida, aisladores, entreotros.

3. Aisladores: Es un elemento no conductor que tiene como funcinaislar elctricamente a las estructuras metlicas de las barras y

conexiones sometidas a tensin. Pueden ser:1. Sistema de Aterramiento: El sistema de aterramiento de unasubestacin es diseado a fin de garantizar las mximas condicionesde seguridad del personal que acceso a las subestaciones y de losequipos instalados en la misma.

2. Malla de tierra: Formada por conductores y barras enterradas a unaprofundidad adecuada y cuya configuracin es la de una retcula.

Rel

Los rels (o los equipos multifuncin) son equipos que comparanpermanentemente los valores de las magnitudes elctricas de un circuitoelctrico (corriente, voltaje, frecuencia, entre otros.) con unos valorespredeterminados (valores lmite a partir de los cules se entiende que salende los considerados como aceptables en nuestras instalaciones), y que

generan automticamente ordenes de accin, como generalmente es laapertura de un disyuntor para aislar el tramo en defecto, o activacin de unaalarma cuando se sobrepasan unos determinados valores prefijados. El relde proteccin, que usualmente es denominado simplemente rel oproteccin, es el elemento ms importante del equipo de proteccin. En


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sentido figurado puede decirse que desempea la misin de cerebro, ya quees el que recibe la informacin, la procesa, toma las decisiones y ordena laactuacin en uno u otro sentido.

Componentes y Unidades de un Rel.

Segn, Romero (s/f) Un rel dependiendo de la funcin que requierarealizar, poseer una estructura interna de componentes interconectadosentre s de una manera especfica, estas configuraciones pueden variardependiendo de : modelo, funcin, marca y tipo de tecnologa empleada

(s/p). Las funciones para la cual estn diseados, presentan una estructurasimilar internamente, estos ciertos elementos o unidades son como sedescriben a continuacin:

1. Elementos de ajuste: Tienen como funcin la de poder dar diferentesniveles de operacin y obtener caractersticas especiales defuncionamiento.

2. Elementos auxiliares: Son elementos internos del rel que se usanpara adecuar las seales externas de modo de adaptarlas a la unidadde medida del rel. Por ejemplo, transformadores de corrienteauxiliares, shunt para transformar una seal de corriente en voltaje.

3. Unidad de medida: Esta unidad es la que recibe en ltimo trmino, lainformacin acerca del equipo protegido, en la forma de corrientes yvoltajes reducidos y determinando por comparacin la existencia deuna condicin anormal.

4. Elementos de sealizacin y sello: Se agrupa aqu a los elementos

internos del rel que permiten sealizar su operacin y los quepermiten aumentar la cantidad de potencia que puede manejar el rel(Contactos auxiliares).


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Tipos de Rels

En general, tomando como base su principio de operacin, los rels que

se emplean en la actualidad pueden agruparse en tres grandes grupos:1. Rels de Atraccin de Armadura: Son rels que utilizan principios de

operacin electromagnticos, al igual que los contactores. El tiempode operacin de este tipo de rels es de tipo instantneo o de accininmediata; si se desea retardar la orden de disparo al interruptor sedebe recurrir a un rel con retardo de tiempo.

2. Rels De Induccin: Son rels que utilizan principios de operacin de

induccin, al igual que los motores. El tiempo de operacin de estoses ajustable, modificando la distancia que debe recorrer el inducidopara cerrar el contacto, adems es de tiempo inverso, a mayor sealmenor tiempo, ya que la velocidad del inducido depende de lamagnitud del torque.

3. Rels Electrnicos: Son rels que utilizan elementos electrnicos ensu operacin, estos presentan la ventaja de que su caracterstica deoperacin se puede modificar fcilmente, y por lo tanto, se puedenobtener tiempos instantneos o retardados; e igualmente, se puedenobtener las caractersticas inversas que se deseen.

Rel de Sobrecorriente

Comnmente el ms usado de los rels de proteccin son los rels detiempo inverso e instantneo de sobrecorriente. Estos son usados tanto

como para la proteccin principal como para la proteccin de respaldo y sonaplicados en todas las protecciones del sistema. Este rel es utilizado paradar retraso en los tiempos de disparo dependiendo de la corriente aplicada,mientras que los rels instantneos son seleccionados para proveer dedisparos en altas velocidades.


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Segn, Romero (2008) Son dispositivos de proteccin que actan

cuando la corriente que miden sobrepasa cierto valor, este valor mnimo deoperacin es llamado pick -up y es ajustable externamente dependiendo de

la sobrecorriente que se desee detectar (s/p). Este rel trabaja conjuntamente con un trasformador de corriente, el cual

da muestra de la corriente del circuito o equipo que se desee medir (reducidopor la relacin de transformacin) y con un interruptor de potencia, cuyafuncin es desconectar el circuito fallado una vez que el rel desobrecorriente haya dado la orden de apertura. La orden consiste en uncontacto que energiza la bobina de disparo del interruptor.

RelPan ac ea

Segn, Manual de fabricante de rel PANACEA Plus. Es un dispositivode control, de recierre y proteccin, usado para operar en reconectadorestipo GVR. Puede ser programado para incluir cuatro recierres en diferentestiempos. Se requiere una fuente auxiliar para energizar el rel panacea,desde un voltaje cualquiera del transformador conectado a las lneas dedistribucin u otra fuente similar de voltaje.


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Figu ra 9. Vista Frontal de rel PANACEA Plus . Elabora con datos tomados del Manual defabricante de rel PANACEA Plus.

Lo anterior descrito, es la fuente auxiliar de voltaje, la cual es usada paraalimentar al rel panacea bajo condiciones normales; sin embargo, en elcaso que se perdiese la fuente de alimentacin, entonces el rel panacea se

resetea automticamente, mediante una batera recargable. Esta fuente deenerga, en el rel est sujeta a la capacidad de la batera auxiliar para laprogramacin del mismo, cuando el rel se coloque por s mismo en reposo.

Un rango de las curvas de rapidez o retardo son disponibles para laprotecciones de inversin de fases, suelo, fallas sensibles de tierra (SEF) ysobrecorrientes. Los niveles de falla sobrecorriente son separablementecolocados para la falla de fase, y falla sensible de tierra. Esto se puedehacer, usando el panel central de interconexin de rel panacea o va puertoserial del mismo. Todos los parmetros y otras protecciones puedenresetearse por la misma va; igualmente la informacin sobre los niveles defalla.


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El rel panacea registra automticamente las ltimas 28 operaciones, 14 15 reportes de ciclo en memoria voltil y 30 reportes de ciclo en memoriaduradera. Los reportes de evento largos son seleccionados por el usuario.

Todos los tiempos de los eventos y fechas establecidas por el rel estn entiempos internos reales. Corrientes, voltaje, frecuencia y estados informativoscontenidos cada uno en una confirmacin de reporte de representacin delcontrol, el cual sistematiza y proyecta toda falla.

Un evento secuencial de conteo, registra los cambios de estado decondiciones programables, estos pueden ser cambiados en estado de controlde elementos, dentro o fuera del rel. Este rel almacena los ltimos 512

eventos en memoria duradera; el botn de control local est colocado en laparte central del mismo, este puede ejecutar operaciones manuales de cierreo apertura. Igualmente, estn ubicados otros botones usados para el fcilacceso de otras medidas y eventos en pantalla (Display) del rel.

Una unidad terminal remota est construida dentro del rel panacea y esaccesado por conexin radio o mdem para un puerto serial RS-232, que eslo ms avanzado en protocolos de informacin, el cual est contenido en elmanual de protocolo separado del rel panacea. Otras caractersticas deeste rel son las bajas frecuencias de desprendimiento de carga, monitorpuesto en recloset, muestra de carga y proteccin direccional. Tambinposee todas las medidas de corriente, voltaje, potencia, energas, frecuenciay factor de potencia.

Recierre y Deteccin de Fallas.

La deteccin de fallas es obtenida mediante el constante monitoreo de lascorrientes que fluyen a travs de los transformadores de corriente (TC) delcircuito primario del GVR. Las corrientes de salida pasan a travs de los TCdel GVR hacia el rel panacea, donde las mismas se transforman en cuatropequeos valores usados para otros TC colocados sobre microprocesador


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bsico interconectado a GVR. Estos valores de los TC son usados paramedir las corrientes de fase IR, IS e IT y la corriente del neutro IN. Cuando sepresenta una falla, una secuencia de cinco operaciones de disparo puede

llevarse a cabo, una vez ocurrido el disparo esta secuencia puede serterminada en una o tres clases de las mismas. Si la falla es permanente, unasecuencia de programas de disparo u operacin de cierre se procede,partiendo que el GVR est en posicin de apertura.

Esta posicin es referida como quedar fuera. El rel es reseteado paraoperaciones normales o por cierre manual de iniciacin. Si la falla estransitoria y permanece evidenciada por el tiempo de recuperacin de

programacin, el microprocesador bsico permanecer en posicin cerrada.El mdulo de proteccin se resetear en la secuencia cero de proteccindespus que el tiempo haya transcurrido. Si el disparo es manual, requeridopor el usuario al rel panacea, el mismo quedar fuera automticamenteconjuntamente con el reconectador GVR.

Control Remoto.

El control remoto del rel panacea archiva lo siguiente: Puertos seriales yuna opcin de circuitos de entrada conectados a los circuitos de salida.Existen dos puertos seriales normalizados en la parte posterior del relpanacea, el RS-232 y el RS-485. El puerto RS-232 est subdividido a su vezpor los puertos 2 y 3, los cuales estn constituidos por nueve pines cada uno.Mientras que el puerto serial RS-485 se identifica como puerto 1. Estospueden ser conectados a radio o mdem para obtener un control a distancia

de las operaciones en el rel panacea. Una opcin extra puede serdisponible para la comunicacin configurando el puerto serial RS-485. Unafuente de corriente continua se dispone en el rel panacea, la cual puedeusarse como fuente para las comunicaciones en ste.


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RelNoj a Po w er. Dis eo del Con tro l d e Rec on ectad or RC-01ES.

Caractersticas del Control.

1. Carcasa de Acero Inoxidable Pintada al Polvo2. Mecanismo de fijacin en 3 puntos.3. Proteccin IP65 para el cubculo entero.4. Porta documentos.5. Diseo modular para la electrnica del control.6. Electrnica envuelta en acero templado para mejor inmunidad EMI.7. Espacio para equipos de Comunicacin.

8. Conexiones Confiables, Robustas y Seguras para el Cable de Control.9. Entrada AC seleccionable, Entrada AC 100, 127, 240 Vac10. Punto de Aterrizaje. Puntos de entrada para cables SCADA e IO.

Figu ra 10. Cubculo de Control RC01ES . Elaborado con datos tomados del Manual defabricante del rel NojaPower.


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Figu ra 11. Mdulos. Elaborado con datos tomados del Manual de fabricante del rel NojaPower.

Figura12. Vista frontal del rel Noja Power. Elaborado con datos tomados del Manual defabricante del rel Noja Power.


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Ventajas del RC-01ES.

1. Acero Inoxidable como estndar.

2. Alto grado de proteccin (ambiental y electromagntica).3. Seguro.4. Acceso interno fcil.5. Seguro para trabajar.

Sistema de Proteccin

Son sistemas conformados por diversos equipos cuya finalidad esdetectar fallas en los sistemas elctricos de potencia para luego aislar elequipo o la parte del sistema que present falla de forma rpida, confiable,eficiente y segura. Se define como, una completa disposicin de los equiposde proteccin y otros equipos necesarios para archivar una funcinespecfica basada en una proteccin principal.

Objetivo de los Sistemas de Proteccin.

El objetivo fundamental de los sistemas de proteccin es el de detectar lafalla, localizar la falla y, retirar rpidamente del sistema la parte fallada,permitiendo que el resto del sistema contine prestando un buen servicio.Los sistemas de proteccin modernos son, ms que una proteccin a lossistemas de potencia, que una proteccin a los equipos; lgicamente que almismo tiempo, se trata de proteger, fundamentalmente los equipos ms

costosos o ms importantes del sistema de potencia.


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Funciones Fundamentales de los Sistemas de Proteccin.

Para cumplir con su objetivo fundamental los sistemas de proteccin

realizan diferentes funciones, orientada a mantener la calidad y continuidaddel servicio, algunas de ellas son:

1. Retirar rpidamente del servicio cualquier elemento que afecte alsistema, como es el caso de un elemento en cortocircuito.

2. Accionar seales sonoras o luminosas cuando se presente unacondicin anormal que pueda afectar al sistema a objeto de que elpersonal de operaciones tome las medidas pertinentes como es el

caso de la sobrecarga de un transformador.3. Retirar del servicio los elementos o equipos en donde la condicinanormal pueda poner en peligro al sistema o al mismo equipo, comoes el caso de una sobrecarga mantenida en un transformador, eslgico que debe ser retirado antes de que pueda fallas por sobrecarga.

4. Impedir maniobras incorrectas que pueda cometer el personal deoperaciones y que puedan afectar al sistema de potencia, tal comouna orden de sincronizacin sin cumplir las condiciones para ello.

5. Seleccionar el sistema en el punto ms adecuado frente a una prdidade generacin o frente a una prdida de sincronismo.

Es imposible enumerar las funciones que debe realizar un sistema deprotecciones, sin embargo puede decirse que, en general, debe realizartodas aquellas funciones tendientes a evitar que se afecte la calidad ycontinuidad del servicio y a mantener en su ms alto grado de explotacin yrentabilidad el sistema.

Caractersticas de los Sistemas de Proteccin.

1. Sensibilidad: Poseer la suficiente sensibilidad para detectar las fallasque afectan al sistema.


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2. Selectividad: Ser capaz de determinar la ubicacin de la falla pararetirarla del sistema.

3. Velocidad: Determinar con que velocidad debe despejar la falla y

poseer la velocidad adecuada para ello.4. Confiabilidad: Debe presentar la suficiente seguridad para garantizar

que al ocurrir la falla, esta sea despejada.5. Estabilidad: Debe ser lo suficientemente estable para no actuar

innecesariamente y evitar retirar elementos sanos del sistema depotencia.

Zona de Pro teccin

Cuando ocurre una falla en un sistema de potencia sus efectos repercutenen muchas partes a la vez. Sera ilgico disear el sistema de proteccinpara ordenar la apertura de todos los interruptores donde se detecten losefectos de la falla, lo ideal es que el despeje del cortocircuito ocurra abriendoel nmero mnimo de interruptores. Esto ltimo se logra dividiendo el sistemade proteccin en porciones denominadas zonas de proteccin. Estas zonasde proteccin estn definidas por la ubicacin de los transformadores decorriente y por el tipo de rels utilizados.

Segn Ramrez (2010) Las zonas de proteccin se suelen definiralrededor de generadores, transformadores, barras, lneas de transmisin ydistribucin (s/p) . Cuando ocurre una falla en una zona de proteccindeterminada se ordena la apertura solamente de los interruptores que seencuentran dentro de la zona o que estn controlados por ella.

Proteccin Primaria

Segn Ramrez (2010) Las protecciones primarias son aquellas quetienen la responsabilidad de despejar la falla en primera instancia. Estn


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definidas para desconectar el mnimo nmero de elementos necesarios paraaislar la falla (s/p). Las protecciones primarias son la primera lnea dedefensa de un sistema fallado y opera primero para despejar la falla.

Normalmente rels de alta velocidad son utilizados para estas aplicaciones.

Proteccin de Respaldo

Segn Ramrez (2010) Las protecciones de respaldo son aquellas quetienen la responsabilidad de despejar la falla en segunda instancia, es decir,solamente deben operar en el caso deque hayan fallado las protecciones

primarias correspondientes (s/p). Por esta razn es muyimportanteindependizar entre si las causas de fallo de la proteccin principal y derespaldo, de forma tal que nada que pueda producir el fallo de la proteccinprincipal sea capaz tambin de provocar el fallo de la proteccin de respaldo.Usualmente esto se consigue empleando distintos elementos y circuitos dealimentacin, control, entre otros, en uno y otro tipo de proteccin. Lasprotecciones de respaldo deben operar con retardo en tiempo respecto a lasprincipales con el fin de dejarles tiempo suficiente para que puedan actuar.

Se denomina proteccin de respaldo local a aquella que se ubica en lamisma subestacin que la proteccin primaria correspondiente. La duplicidadde elementos, como por ejemplo los transformadores de medida paraproteccin que las alimentan, se hace imprescindible en algunos casos si sequiere conseguir independizar las causas de fallo en uno y otro tipo deproteccin. Cuando la proteccin de respaldo est instalada en unasubestacin contigua a la que contiene la proteccin principal recibe el

nombre de proteccin de respaldo remoto. Las protecciones de respaldoremoto presentan la ventaja de separar, como consecuencia de su propiafilosofa de instalacin, las causas de fallo respecto a las proteccionesprimarias correspondientes.


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Sin embargo, presentan el inconveniente de que su actuacin conducesiempre a la desconexin de un rea de la red mayor que la estrictamentenecesaria para aislar la falla.

Ano rmalidades en Sistemas d e Potencia.

Segn Gonzlez (2008) En sistema de potencia puede ser afectado pormuchas situaciones anormales que produzcan una operacin fuera de lascondiciones normales (s/p), estas posibles causas pueden ser: falla de loscomponentes del sistema, situaciones de carcter imprevisto (por ejemplo:

tormentas), errores de operacin (manuales o automticos). Estassituaciones provocan efectos muy variados en el sistema de potencia talescomo: mal servicio, prdida de la estabilidad, daos de los equipos, entreotros.

Las grandes compaas elctricas son las encargadas de desempear lasfunciones de los grandes sistemas de potencia, siendo importante para ellaseliminar las situaciones anormales de operacin. Las interrupciones delservicio, y la variacin de los parmetros de la red (tensin, corriente,frecuencia, entre otros) fuera de los lmites, son consecuencia comn de unaoperacin anormal, causando enormes inconvenientes tcnicos yeconmicos.

Una clasificacin sencilla de las anormalidades de acuerdo a su severidadcon que afectan al sistema de potencia es:

1. Perturbaciones.2. Fallas.

1) PerturbacionesLas perturbaciones son condiciones que permiten continuar la operacin

de un sistema pero que pueden ocasionar el dao de ciertos equipos si suduracin es prolongada. Las perturbaciones pueden ser causadas por:1. Sobretensiones.


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2. Sobrecarga.

1. Sobretensiones: Las sobretensiones son cualquier valor de tensin entre

fase y tierra, cuyo valor pico, es mayor que la tensin mxima delsistema. La tensin en el sistema elctrico de potencia es variable,dependiendo de las condiciones del sistema, estas variaciones estnlimitadas por las caractersticas de los equipos, tensin nominal, tensinmxima.

1. Voltaje Nominal: es el valor de la tensin para el cual se proyect elsistema y se fabric y probaron los equipos. Ejemplo: En Venezuela el

sistema de proyecto para las siguientes voltajes nominales: 115, 230, 400y 765 KV. 2. Voltaje Mxima: comprende un aumento de 5% a 10% por encima de la

tensin nominal del sistema. Ejemplo: En Venezuela las mximastensiones de operacin son respectivamente: 115/123; 230/242; 400/440;765/800KV.

Una clasificacin de las sobretensiones puede ser realizada en funcin dela duracin de las mismas, quedando: sobretensiones temporales,sobretensiones de maniobra, sobretensiones atmosfricas.1. Sobretensiones Temporal: consisten en cambios en la amplitud de la

componente de 60 Hz de la tensin o sus armnicas por efecto deoperaciones de maniobra, cambios den el flujo de potencia reactiva, fallaso bien por ferroresonancia. La sobretensin, si es superior al 20% de latensin nominal y de acuerdo a la ubicacin del codo de la curva demagnetizacin de los transformadores puede ocasionar una fuerte

saturacin del ncleo magntico, vibraciones en el ncleo, entre otros,adems se genera corrientes armnicas que pueden producir resonanciaen el sistema dando origen a sobretensiones adicionales. Los orgenes delas sobretensiones temporales pueden ser:


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1. Energizacin de Lneas (Efecto Ferranti): una lnea larga alimentadapor una fuente inductiva en vaco no compensada en el extremoreceptor es mayor que en el extremo de envo. Para compensar estas

sobretensiones temporales, en especial, en su perodo inicial o delneas largas energizadas por fuentes de relativa poca potencia esnecesario utilizar reactores en derivacin, la cantidad decompensacin varia del 60 al 90%. El grado de compensacin seexpresa como la relacin entre la potencia de los reactores a lapotencia capacitiva generada por la lnea. Ejemplo: Para una lnea de230 KV.

2. Cambios Bruscos de Carga: cuando la carga suministrada al sistemase desconecta, total o parcialmente, se producen sobretensiones dela frecuencia industrial que pueden durar varios segundos. Estassobretensiones se deben a la sobreexcitacin de los generadores yduran hasta que los reguladores llevan estas variaciones a susvalores normales. Si en general se alimenta una carga y por algunarazn se tiene una prdida sbita de la carga, la tensin tiende a serla tensin interna del generador tras la reactancia transitoria.

3. Sobretensiones por Falla: en un sistema elctrico de potencia sepueden presentar entre otras las siguientes fallas: una conductor defase a lnea a tierra, dos conductores de fase a lneas a tierra,trifsica. De estas fallas, la que produce mayores sobretensiones enlas fases sanas, son las fallas a tierra, en especial, una fase a tierradebido a su asimetra.

4. Ferroresonancia: es el fenmeno oscilatorio creado por la

capacitancia del sistema de potencia, en conjunto con la inductanciano lineal de un elemento con ncleo magntico (transformador depotencia, de medicin o un reactor de compensacin). Este fenmenose observa por lo general en sistema de alta tensin y casi nunca ensistemas de distribucin de energa, ya que es precisamente la


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capacitancia de lneas de muy larga distancia la que induce laferroresonancia, siempre que la inductancia asociada al circuito seencuentra en condiciones favorables para entrar en resonancia. La

operacin en vaco de un transformador de potencia, o con muy pocacarga, puede crear las condiciones favorables.

2. Sobretensiones de Maniobra: Son tensiones transitorias que seproducen por cambios bruscos en el sistema, son de corta duracin(mili-microsegundos) y que son altamente amortiguadas. Las posiblescausas se sobretensiones de maniobra son: apertura de corrientes de

falla, falla kilomtrica (falla en una lnea a una distancia de algunoskilmetros del interruptor), apertura de transformadores en vaco yreactores, aperturas de circuitos capacitivos.

3. Sobretensiones Atmosfricas: Son elevaciones de la tensincausadas por descargas elctricas atmosfricas entre nube y tierra,que impactan en las instalaciones y lneas de transmisin, estassobretensiones son unidireccionales y de muy corta duracin y suvalor no depende de la tensin del sistema. Las descargas puedenser:

1. Directas: la descarga alcanza directamente alguno de los conductores defase, es la ms grave, debido a que la magnitud de estas sobretensionesson independientes de la tensin del sistema y por lo general sumamenteelevadas.

2. Indirectas: ocurren cuando la descarga se produce sobre los cables de

guarda,

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