Figura 1: En teoría (a) para hacer una
selectividad amperimétrica; hay que verificar que:
IccA > IrA > IccB > IrB >
IccC > IrC.
En la práctica (b) la proximidad de los
valores de ajuste hace que esta selectividad
no sea más que parcial.
Para asegurar una selectividad de tipo
amperimétrica, la magnitud a controlar es la corriente.
En una red, una corriente de cortocircuito es
tanto más débil cuanto más alejado esté el punto del defecto de la fuente.
La selectividad de ese circuito
puede obtenerse teóricamente ajustando el umbral de los dispositivos de
protección a la corriente de cortocircuito previsible según su posición en la
distribución (figura 1a).
Este tipo de selectividad, no
hace intervenir ningún retardo de funcionamiento (es instantánea), porque cada
protección es independiente de las otras. Se utiliza frecuentemente en BT
terminal. Pero se encuentra poco en AT porque las variaciones reales de una
corriente de cortocircuito entre dos puntos son demasiado poco significativas
(las impedancias de conexión son despreciables), la selectividad no es, por tanto,
más que parcial. (Figura 1b). Nótese que en AT generalmente un defecto de
impedancia evoluciona muy rápidamente en un defecto franco.
Ventajas
Con los ajustes de este tipo de
selectividad, cada dispositivo de protección sólo se activa por fallos situados
justo aguas abajo, en la zona supervisada, y no es sensible a fallos fuera de
esta zona. Para las secciones de líneas separadas por un transformador, puede
ser ventajoso utilizar este sistema ya que es sencillo, rentable y rápido
(disparo sin temporización).
Inconvenientes
El inconveniente de este tipo de
selectividad es que la unidad de protección aguas arriba (A) no proporciona una
reserva para la unidad de protección aguas abajo (B). En la práctica, es
difícil definir los ajustes para dos unidades de protección en cascada y asegurar
a la vez una selectividad total satisfactoria, cuando no hay una reducción
notable en la corriente entre dos áreas adyacentes. Es el caso de los sistemas
eléctricos de media tensión, excepto en las secciones con transformadores.
En fin, se puede decir que el
hándicap esencial de la selectividad amperimétrica es que el umbral de una
protección es tanto más elevado cuanto más cerca está de la fuente, por lo que
hay mayor riesgo de daños importantes.
Sin embargo, para secciones de
líneas separadas por un transformador este sistema es ventajosamente utilizado
por su simplicidad, su economía y su rapidez de actuación, ver ejemplo de
aplicación de la figura 2
Aplicación:
El ejemplo siguiente afecta a la
protección de corriente en un transformador entre dos secciones de cable. El
ajuste de protección de máxima intensidad Is debe satisfacer la relación:
1,25 IscB
máx. < IsA < 0,8 IscA mín.,
para que la selectividad entre las dos
unidades de protección esté asegurada.
IsA = Intensidad de reglaje en A
IscB máx. = Imagen al primario del transformador de
la corriente de cortocircuito máxima, en el secundario.
Figura 2. Selectividad
amperimétrica entre dos secciones de cable separadas por un transformador
Gracias al elevado valor de la
impedancia del transformador, la corriente de cortocircuito en B trasladado al
nivel de tensión aguas arriba es en general muy inferior a la corriente de
cortocircuito en A.
La condición expuesta es
fácilmente realizable
Ejemplo de aplicación:
Sea una red de distribución de
tensión compuesta Un = 20 kV y potencia de cortocircuito Scc = 200 MVA.
Esta red alimenta un
transformador en baño de aceite de 20 kV/420 V y potencia nominal Sn = 2000
kVA, con tensión de cortocircuito Ucc = 6 %.
- La impedancia de la red aguas arriba es:
(*) Ver post: “Etapas para el cálculo de
la corriente de cortocircuito mínima en redes de alta tensión” en el siguiente
link:
De donde:
- La impedancia del transformador vista desde el primario es:
Se supone que las
resistencias del transformador y su red aguas arriba son despreciables ante las
reactancias, se puede., por tanto, calcular la corriente de cortocircuito
máxima en B de la manera siguiente:
De donde:
La regulación de corriente deberá ser tal que:
La regulación de corriente deberá ser tal que:
Nota: La protección de
transformadores comprende además una protección con doble nivel de tiempo
independiente que permite obtener la desconexión en caso de defecto en los
bornes de BT o en el interruptor automático de BT (de protección del
transformador).
FUENTES:
Schneider Electric: Protección de la red eléctrica
Schneider Electric: Protección de redes de AT
industriales y terciarias (André Sastre)
Schneider Electric: Guía de Protección de redes
industriales (Ch. Prévé)
POST EN PDF EN LA SIGUIENTE URL:
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