SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
Protección de transformadores
Sistema
Concepto
Sistema de mediciones
es una instalación, o conjunto de dispositivos eléctricos, que forma parte de un sistema eléctrico de potencia.
Función
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• Producción
• Conversión
• Regulación
• Distribución
Elementos de alta tensión
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• Generador o alternador eléctrico.
• Subestación de intemperie y blindadas.
• Líneas de distribución.
• Sistema de respaldo.
Esquema unifilar
Los diagramas unifilares representan las partes que componen a un sistema eléctrico de modo gráfico, tomando en cuenta las conexiones que hay entre ellos, para lograr así una visualización completa del sistema de la forma más sencilla.
Tecnología de las subestaciones
Subestaciones aisladas en aire
Subestaciones aisladas en aire
Subestaciones aisladas en aire
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• Subestaciones tipo intemperie
• Subestaciones tipo interior
• Subestaciones aisladas en hexafloruro de azufre
Subestaciones compactas
Transformadores
Los transformadores eléctricos de potencia sirven para variar los valores de tensión de un circuito de corriente alterna, manteniendo su potencia.
Los transformadores funcionan solamente con una corriente de electricidad variable, así como una corriente alternativa (AC).
Otto Blathy el inventor del transformador
Clasificación
• Distribución,
• En seco encapsulado,
• Hermético de llenado integral,
• Rural
• Subterráneo.
Protección
Control
Es una tercera modalidad de control que se pueden agregar a una gran variedad de fuentes de Espalman y le brindan otra opción de control y regulación de la potencia de salida de la fuente.
Se utilizan para evitar la destrucción de equipos o instalaciones por causa de una falla que podría iniciarse de manera simple y después extenderse sin control en forma encadenada.
Componentes principales
• Transformador
• Interruptor de potencia
• Restaurador
• Cuchillas fusibles
• Cuchillas desconectadoras y cuchillas de prueba
• Apartarrayos
• Transformadores de instrumento
• Barras, buses o cajas derivadores
Componentes
• Transformadores de instrumentos
• Relés de protección
• Interruptores
• Sistema de alimentación del sistema de protecciones
• Sistema de comunicaciones
Esquema de protección de reles
Los diseños y prestaciones específicas varían mucho con los requerimientos de aplicación, con las diferencias de construcción así como con el ciclo de vida del diseño en particular. Originalmente, todos los reveladores de protección fueron del tipo electromagnético y electromecánico, los que siguen estando en gran uso, pero los diseños de estado sólido están proliferando.
Tipos de protección
• Protección de generadores
• Protecciones de motores
• Protecciones de transformadores
• Protecciones de líneas de transmisión
• Protecciones de barras
Interfaces
Características
• Fiabilidad
• Seguridad
• Selectividad
• Velocidad
• Simplicidad
• Economía
Un SCR
Un DIAC
Un TRIAC
Una Fotorresistencia
Un Fotosensor
Un Relevador
Tiempo de respuesta
Es el intervalo de tiempo que existe desde el momento mismo del inicio del control hasta el instante en que se genera la acción.
Si ponemos como ejemplo al telescopio.
Oscilación
Se le llama así a las variaciones que sufre el sistema hasta que logra pasar del estado deseado al estado actual.
Estas variaciones perjudican al sistema llevándolo de un estado a otro haciéndolo inestable.
Pero esto es inevitable.
Protección de generadores
Los generadores representan el equipo más caro en un sistema eléctrico de potencia y se encuentran sometidos, más que ningún otro equipo del sistema, a los más diversos tipos de condiciones anormales
Un generador protegido adecuadamente requiere, la protección automática contra las condiciones anormales más nocivas.
Protección del Estator
• Contra cortocircuito entre fases
• Contra cortocircuito entre fase y tierra
• Protección de generador con neutro desconectado de tierra
• Protección de generador con neutro conectado a tierra a través de una resistencia o reactancia
Protección de lineas de transmisión
Las protecciones usadas para proteger las lineas de transmisión
• Relé de sobrecorriente
• Relé diferencial en línea
• Relé de distancia
• Relé de distancia con comunicación
Los fusibles protegen adecuadamente los transformadores pequeños, pero los más grandes requieren protección por sobrecorriente utilizando relé e interruptor, ya que los fusibles no tienen la capacidad de corte necesario para esa falla.
Tipos de Fallas
• Fallas en los arrollamientos y terminales
• Fallas del núcleo
• Fallas en el tanque de expansión
• Fallas en el cambiador de tomas
• Condiciones anormales de operación
• Fallas externas al transformador
Transformadores
• Valores nominales típicos de operación
• Generación
• Transmisión
• Extra alta tensión
• Distribución
• Carga
Clasificación de fallas en el equipo
• Fallas incipientes
• Fallas internas
• Fallas externas
• Fallas en el equipo auxiliar
• Fallas por sobrecarga
Los transformadores de potencia pueden ser sometidos a variaciones de corriente o tensión
Cortocircuitos entre Fases.
Cortocircuitos entre Fase y Tierra.
Sobre tensiones y corrientes producidas por alguna descarga atmosférica.
Relés de Sobre Corriente y Voltaje
Pueden ser clasificados en:
Relés de Alta Velocidad.
Relés de Baja Velocidad.
Relés Diferenciales.
Relés de Falla a Tierra.
Protección de respaldo
Su operación se basa en la función de sobre corriente que consiste en la comparación del valor de la intensidad utilizada como dato de entrada a la protección con un valor de referencia.
Sobrecorrientes de respaldo
• Térmicos lo identificamos como (49)
• Sobre corrientes monofásicas que lo identificamos como (50N/51N)
• Sobre corrientes trifásicas lo identificamos como (50/51)
Es un conjunto de equipos utilizados para transferir el flujo de energía en un sistema de potencia.
Función
Son utilizados por maniobras automáticas en el sistema de subestaciones eléctricas.
• Control local
• Control remoto
Elementos comunes
• Dispositivos para medir tensiones de forma directa
• Tiene relación de transformación
• Se encuentra en todas las subestaciones eléctricas
• Transformadores
• Bobinas
• Tensiones
• Corriente
Clases
• Transformadores TC
• Transformadores TP
Magnitudes y unidades de medida
Clasificación de los equipos de medición
Voltímetro - Mide diferentes tipos de voltajes.
Óhmetro - Miden resistencia.
Amperímetro - Miden corriente eléctrica.
Multímetro - Miden voltaje, resistencia y corriente eléctrica.
Fuente de alimentación - Genera voltajes
Simbolista de los equipos de medición y magnitudes eléctricas
Tipos de mediciones
Amperímetro y Voltímetro en una fuente de energía eléctrica.
Conexión de un amperímetro en un circuito.
Condensador ideal cuya capacidad se expresa en faradios.
Principio de funcionamiento de un galvanómetro.
Amperímetro de pinza.
Dos voltímetros digitales.
Óhmetro.