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viernes, 21 de abril de 2017

Elección del dimensionado de transformadores de corriente (TC) (y Parte 4ª)



4.- Protección diferencial de baja impedancia

Se utiliza para las protecciones diferenciales de juegos de barras.

Esta protección es muy cara y molesta, ya que hace intervenir un gran número de módulos y de TC «flotantes» que necesitarán uno o varios armarios según la importancia del cuadro (figura 10).

La protección, en el caso de un cuadro con doble juego de barras, debe de ser reasignada continuamente en función de la posición de los seccionadores de cambio, para dirigir las corrientes de cada salida y de cada entrada al relé asociado a la supervisión del juego de barras sobre el que está conectada esa salida o esa entrada.

Los TC asociados a esta protección sofisticada pueden tener razones de transformación diferentes. La mayoría de las veces, sus secundarios también se definen por la clase X, pero como que se puede admitir una cierta saturación, las exigencias en términos de tensión de codo son menos severas que para la protección diferencial de alta impedancia. 

                                  

Figura 10: Ejemplo de protección diferencial de baja impedancia para un doble juego de barras

Ejemplo de protección diferencial de un juego de barras 87B

Para la protección diferencial del juego de barras 87B (figura 30) el relé utilizado es un Sepam 100 LD (Schneider). Para este relé, la tensión de codo mínima necesaria Vk viene dada por:

Vk ≥ 2If (Rct + 2RL)
donde:
If = corriente máxima de defecto en el secundario del TC,
Rct = resistencia del arrollamiento secundario del TC,
2RL = resistencia del bucle de cableado entre el TC y el relé.

Cálculo de 2RL

2 RL = ρ (2L/S)
Longitud del bucle: 2L = 45 m
Sección del cableado: S = 2,5 mm2,
ρ = 1,8 . 10-8 Ωm,
de donde:
2 RL = 0,324 Ω.

Cálculo de If


I1n = corriente nominal primaria del TC,
I2n = corriente nominal secundaria del TC,
Isc = corriente de cortocircuito a nivel del cuadro,

I1n = 1250 A,
I2n = 1 A,
Isc = 25 kA,
If = 20 A.

Ahora se puede determinar Vk:
Vk > 2 ·20 · (Rf + 0,32),
o
Vk > 40 Rct + 13.

Después de consultarlo, el TC propuesto tiene un Rct de 6 Ω y un Vkr igual a 270 V.

Es válido, ya que: 

40 x 6 + 13 = 252,96 V < 270 V.

Cálculo de Rst


Ir = corriente de ajuste,
Rp = resistencia del relé,
Vk = tensión de codo mínima necesaria.

Se escoge:

Ir = 5 % I2n = 0,05 A.

Aquí se puede considerar que Rp = 0

Rst = 2530 Ω

Cálculo de Vpico 


Vs = (Rs + Rp) Iscc

donde:
Iscc = corriente máxima de defecto, vista desde el secundario del TC: aquí Iscc = Ir
Vkr = valor real de la tensión de codo del TC (270 V),
Vs = 50 600 V,
Vp = 10426 V.
Vp > 3 000 V, es necesario un limitador de sobretensión.

Cálculo de la corriente de defecto Id realmente detectada

Id = Ir + I0 m
donde:
I0 = corriente magnetizante con Vk/2 (dato del fabricante del TC),
m = número de TC por fase usados para proteger el juego de barras, aquí = 5,
I0 = 0,006 A,
Id = 0,08 A, es decir, lado primario = 100 A.

Así, se puede constatar que los defectos a tierra se detectarán de una forma satisfactoria ya que en esta instalación la corriente de fallo a la tierra está limitada a 300 A.

En estos 4 post sólo hemos visto algunos ejemplos de definición de especificaciones de TC (FLP o Vk) según las aplicaciones. Su especificación y optimización necesita la participación activa y coordenada de los elementos que intervienen. Las principales informaciones necesarias según las protecciones las podemos ver en la tabla de la figura 11.


Nota: Después de consultar a los suministradores de TC clase X, es absolutamente necesario pedir todos los valores de Vk mín, Rct máx e I0 máx: son indispensables para completar el estudio. Además Vk mín y el valor real de Vk son necesarios para el cálculo de la tensión de cresta.

Figura 11: Informaciones necesarias para definir un TC, que debe de facilitar cada unidad responsable implicada.

FUENTE:

Schneider Electric: Transformadores de intensidad: cómo determinar sus especificaciones (Paola FONTI)


POST EN PDF EN LA SIGUIENTE URL:



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