Ecp Coscomba

8/16/2019 Ecp Coscomba

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Proyecto: Suministro, Transporte, Montaje, Pruebas y Puesta en Servicio de Equipos deProtección y Maniobra en Los Sistemas Eléctricos Rurales de Piura y Tumbes -

Electronoroeste S.A.

Código del Proyecto:013

Páginas: 19 ESTUDIOS ELECTRICOS ECP COSCOMBA – AMT 1124

CONTROL DE REVISIONES

Rev. Fecha Elaborado Revisado

Descripción de la evaluación al estudio Nombres Firma Nombres Firma

A 05/01/2016 OBRATEC

B 30/03/2016 OBRATEC

C

D

E


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|ESTUDIO DE COORDINACION DE PROTECCIONES

DEL ALIMENTADOR 1124 S.E. COSCOMBA 10KV

ESTUDIO DE COORDINACION DE

PROTECCIONESDEL ALIMENTADOR 1124 SE COSCOMBA

ECP Ver. B

Piura, Marzo de 2016


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INDICE

1 OBJETIVO ............................................................................................................... 1

2 ALCANCES ............................................................................................................. 1

3 NORMAS EMPLEADAS .......................................................................................... 2

4 SISTEMA ELÉCTRICO EN ESTUDIO ..................................................................... 2

5 CALCULO DE FLUJO DE CARGA Y CORTOCIRCUITO ........................................ 3

5.1 CÁLCULO DE FLUJO DE CARGA .................................................................... 3

5.1.1 CONFORMACIÓN DE LA BASE DE DATOS ............................................. 3

5.1.2 IDENTIFICACIÓN TOPOLÓGICA .............................................................. 4

5.1.3 CRITERIOS ................................................................................................ 4

5.1.4 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS POR ALIMENTADOR ......................... 4

5.2 CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO ....................................... 5

5.2.1 SE COSCOMBA - 1124 ............................................................................... 6

6 AJUSTES DE LAS PROTECCIONES ...................................................................... 7

6.1 SELECCIÓN DE FUSIBLES ............................................................................. 7

6.2 PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE DE FASES – 50P/51P .................... 10

6.3 PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE DE TIERRA – 50N/51N .................. 14

6.4 PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE DE SECUENCIA NEGATIVA ......... 16

7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................... 18

8 ANEXOS ............................................................................................................... 19


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INDICE ILUSTRACIONES

ILUSTRACIÓN 1 SE COSCOMBA ................................................................................. 1ILUSTRACIÓN 2 PERFIL DE TENSIÓN AMT 1124 MÁXIMA DEMANDA 2015 ............. 5

ILUSTRACIÓN 3 PERFIL DE CORTOCIRCUITO 1124 ................................................. 7

ILUSTRACIÓN 4 AJUSTES DE FASES MONTE CASTILLO (AMT 1124) .................... 11

ILUSTRACIÓN 5 AJUSTES DE FASES CATACAOS (AMT 1124) ............................... 12

ILUSTRACIÓN 6 SELECCIÓN DE FUSIBLES - AMT 1124 ......................................... 13

ILUSTRACIÓN 7 AJUSTES DE TIERRA MONTE CASTILLO (AMT 1124) ................. 14

ILUSTRACIÓN 8 AJUSTES DE TIERRA CATACAOS (AMT 1124) ............................. 15ILUSTRACIÓN 9 CONDUCTOR ROTO CON Y SIN CONTACTO A TIERRA ............. 16

ILUSTRACIÓN 10 SIMULACIONES DE CONDUCTOR ROTO ................................... 17

INDICE DE TABLAS

TABLA 1 EQUIVALENTE THEVENIN SE PIURA OESTE 220KV ...................................... 2

TABLA 2 DEMANDA 2015 ......................................................................................................... 3 TABLA 3 RESULTADO DE CORTOCIRCUITO AMT 1124 ................................................ 6

TABLA 4 FUSIBLE PARA TRANSFORMADORES .............................................................. 8

TABLA 5 RESUMEN DE AJUSTES DE FASES MONTE CASTILLO (1124) ................ 12

TABLA 6 RESUMEN DE AJUSTES DE FASES CATACAOS (1124) ............................. 13

TABLA 7 RESUMEN DE AJUSTES DE TIERRA MONTE CASTILLO (1124) ................ 15

TABLA 8 RESUMEN DE AJUSTES DE TIERRA CATACAOS (1124) ............................. 16

TABLA 9 CORRIENTES ANTES DE PERDER UNA FASE............................................... 17

TABLA 10 CORRIENTES DESPUÉS DE PERDER UNA FASE ....................................... 18


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ESTUDIO DE COORDINACION DE PROTECCIONES DELALIMENTADOR 1124 S.E COSCOMBA 10kV

La Empresa de Servicio Público de Electricidad Electronoroeste S.A., con el finde seguir brindando la mejor calidad de sus servicios y abastecer de energía a lacreciente demanda, ha desarrollado un Programa de Inversiones para el Afianzamiento de sus Sistemas Eléctricos rurales para el año 2015.

Dentro de las actividades del Programa se tiene previsto desarrollar un Estudio deCoordinación de Protecciones del Sistema Eléctrico cuya finalidad es revisar,verificar y validar o reajustar los ajustes actuales de los equipos de protecciónexistentes y los nuevos equipos a instalarse en el Alimentador 1124 de la SECoscomba.

1 OBJETIVO

Establecer una adecuada coordinación de la protección en media tensión,para equipos existentes y propuestos. Esto comprende los elementos deprotección Relé, Recloser y Fusibles en el sistema de distribución 10kV delalimentador 1124 de la SE Coscomba.

2 ALCANCES

El estudio de coordinación de protecciones está basado en las redesexistentes del sistema eléctrico Coscomba 10kV de Enosa S.A. el cualcomprende operación bajo configuración radial y régimen de neutro puesto atierra mediante un transformador Zig Zag. A continuación se muestra laconfiguración de la SE Coscomba.

Ilustración 1 SE COSCOMBA


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Las corrientes base para la referencia del Cortocircuito; se tomará en labarra de 220kV de la SE PIURA OESTE, que a continuación se muestra,correspondiendo a lo publicado por el COES para el escenario de EstiajeMáxima Demanda 2015. Porque en este escenario es donde se presentanlas mayores corrientes de cortocircuito que servirán posteriormente paradeterminar el arranque de los elementos de protección:

Name Sk(MVA) Ik(kA) R/X Z2/Z1 Xo/X1 Ro/XoSEPO220 1363.38 3.577 0.0933 1.0123 1.385 0.1573

Tabla 1 Equivalente Thevenin SE PIURA OESTE 220KV

3 NORMAS EMPLEADAS

El estudio presentado ha sido desarrollado en base a las siguientes normas:

IEEE Std. 242-2001™ Recommended Practice for Protection andCoordination of Industrial and Commercial Power Systems.

IEEE C37.48.1 Guide for the Operation, Classification, Application, and Coordination of Current-Limiting Fuses with RatedVoltages 1 – 38kV.

IEEEC37.112Standard Inverse-Time Characteristic Equations forovercurrent relays.

IEC 60282-1 High-Voltage Fuses - Part 1: Current-Limiting Fuses. IEC 60787 Application Guide for the Selection of Fuse-Links of High-

Voltage Fuses for Transformer Circuit Applications. ANSI/IEEE Std .141-1986, IEEE Recommended Practice for Electric

Power Distribution for Industrial Plants ANSI/IEEE C37.5, IEEE Guide for Calculation of Fault Currents for

Aplication of AC Voltage Circuit Breakers Rated on Total CurrentBasis.

4 SISTEMA ELÉCTRICO EN ESTUDIO

En el Anexo 2: Diagramas Unifilares se muestra los diferentes equipos acoordinar, relés de cabecera de la SE COSCOMBA y del alimentador 1124.

En este diagrama se muestra las funciones de protección disponibles paracada uno de los elementos de protección; pero que no necesariamente estánactivadas.

La SE Piura Oeste cuenta con un transformador de potencia con regulaciónautomática de (220±10×1.0%)/60kV/10KV, 50/50/30MVA y grupo deconexión YN0yn0d11.

En la barra de 10kV de este transformador se encuentra conectador elalimentador 1124 (SE COSCOMBA) el cual comprende el estudio, estealimentador está protegido por un rele GE F650 para su protección con las

siguientes funciones:


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Sobrecorriente de fases (50/51). Sobrecorriente a tierra (50N/51N). Sobrecorriente direccional de fases y tierra (67/67N). Mínima y máxima tensión (27/59).

5 CALCULO DE FLUJO DE CARGA Y CORTOCIRCUITO

5.1 CÁLCULO DE FLUJO DE CARGA

A efectos de satisfacer los requerimientos de la Elaboración del estudio deCoordinación de Protecciones del SE COSCOMBA en el nivel de tensión 10kV,se llevaron a cabo las tareas necesarias que permitieron simular los flujos depotencia del sistema en el corto plazo haciendo uso del software DigSilent

15.1.7.

5.1.1 Conformación de la Base de Datos

Inicialmente, se centró el interés en la consolidación de la base de datoscorrespondiente tanto al equipamiento principal de la SE Piura Oeste y detodas las redes de distribución primarias en 10 kV del alimentador 1124.

De las tareas de verificación en campo y análisis de coherencia permitieronelaborar la base de datos que se presenta en el Anexo 1.

El modelamiento para las redes de MT está basado en los archivos del softwareGIS Máximus, que ENOSA ha proporcionado, por considerarlo lo más real encuanto a calidad de información y disposición geográfica de cada uno de losalimentadores.

Una vez consolidada la base de datos del Sistema Eléctrico se procedió a lapreparación de los flujos de potencia, considerando los despachos y ladistribución de demanda.

Se tienen registradas las siguientes demandas del alimentador 1124

Subestación Alimentador kV

Mínima

2015

Máxima

2015

MW MW

SE COSCOMBA 1124 10 0.92 2.76

Tabla 2 Demanda 2015

Se desarrolló una revisión de la Base de Datos, que comprendió la verificaciónde topología del sistema de subtransmisión y distribución, con lo cual se obtuvouna Base de Datos apta para los estudios involucrados en estado estacionario ycortocircuito.


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5.1.2 Identificación Topológica

El Sistema Eléctrico Castilla presenta una topología caracterizada por unared radial.

5.1.3 Criterios

Niveles de Tensión: En primer término se empleó la Norma Técnica deCalidad de los Servicios Eléctricos (NTCSE), que establece que paraeste tipo de sistemas, una variación máxima del ±5% de las tensionesnominales.

Carga de Líneas y Transformadores: La evaluación de los límites de cargade líneas y transformadores en los distintos escenarios tiene en cuentael siguiente criterio:

Líneas de transmisión: 100% de su potencia nominal - MVATransformadores: 100% de su potencia nominal – MVA

Prorrateo de potencia: El prorrateo de las potencias se realizó en funcióna la potencia de los transformadores de distribución, considerando comobase los registros históricos de máxima y mínima demanda

5.1.4 Análisis de los Resultados por Alimentador

SE COSCOMBA-AMT 1124 -10 KV

Este alimentador recorre cerca de 29.4km en este alimentador no sepresentan sobrecargas en líneas ni transformadores, las caídas de tensiónsobrepasan los límites establecidos en la NTCSE.


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Ilustración 2 Perfil de Tensión AMT 1124 Máxima Demanda 2015

Como se puede apreciar en el gráfico, la caída de tensión en la cola es de0.934 p.u. estando fuera de los límites permitidos por NTCSE.

Los resultados del flujo de carga del alimentador y la red que contiene flujo decorriente mayor a 15A pueden ser apreciados en el anexo 3 “Análisis de Flujo deCarga”.

5.2 CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO

A efectos de satisfacer los requerimientos de la elaboración del Estudio deCoordinación de Protecciones, se llevaron a cabo las tareas necesarias para

calcular los niveles de corriente de cortocircuito dentro del área de influencia delEstudio.

El objetivo de este cálculo es de brindar toda la información necesaria conrespecto a los resultados de corriente de cortocircuito en las instalaciones que sonparte del alcance del estudio de cortocircuito, para que sirvan como referenciapara la verificación de los equipos de maniobra, mallas de puesta a tierra de lassubestaciones o para especificar cualquier otro equipo para protección deproyectos futuros que se quieran conectar al Sistema eléctrico COSCOMBA 10kV.


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El escenario de análisis tomado como referencia para este análisis es el dedemanda máxima 2015, porque nos permite determinar las corrientes máximasde cortocircuito y así poder determinar, dimensionar los elementos de protecciónde los elementos relacionados a este sistema eléctrico.

A su vez los resultados de cortocircuito serán usados en futuros estudios decoordinación de protecciones.

A continuación se presenta los valores calculados de cortocircuito trifásico ymonofásico de la red en estudio, donde se modelo con los parámetros eléctricosde la red.

5.2.1 SE COSCOMBA - 1124

Los resultados de cortocircuito en el alimentador son:

Subestación/Barra kA_3ph MVA_3ph kA_1ph MVA_1ph

SE COSCOMBABarra 10kV

32.299 559.4 0.305 1.763

Extremo Remoto del AMT 1124

SED 907-06

-- -- 0.132 0.763

Tabla 3 Resultado de Cortocircuito AMT 1124

A continuación se muestra una gráfica donde se puede apreciar elcomportamiento de diversos tipos de cortocircuitos a lo largo de todo elalimentador.

Máxima Corriente de Cortocircuito Trifásico: 32.299kAMínima Corriente de Cortocircuito Trifásico: 0.568kAMáxima Corriente de Cortocircuito Bifásico: 27.104kAMínima Corriente de Cortocircuito Bifásico: 0.287kAMáxima Corriente de Cortocircuito Monofásico 0.305kA

Mínima Corriente de Cortocircuito Monofásico: 0.132kA


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Ilustración 3 Perfil de Cortocircuito 1124

6 AJUSTES DE LAS PROTECCIONES

Los criterios de ajuste y selección de las protecciones se muestran en el Anexo8: “Criterios de Protección en Media Tensión” aquí mostraremos solo losresultados de su aplicación sobre la red en estudio.

6.1 Selección de Fusibles

Selección de Fusibles para Transformadores de Distribución

Para la selección de los fusibles que se recomienda instalar en lostransformadores y en las derivaciones que alimentan un solo transformador, setomaron en cuenta lo siguiente:

La corriente nominal La corriente de energización La curva de daño térmico del transformador

A continuación se muestra una tabla donde se indica el calibre del fusible tipoexpulsión (cut-out) en función de la tensión, potencia y el tipo de alimentación

de los transformadores de distribución.


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Trafo_kVA Tipo Tension_kV Corriente Fusible

15 2ph 10 1.5 1k 25 2ph 10 2.5 2k 25 3ph 10 1.44 2k

37.5 3ph 10 2.17 3k 50 3ph 10 2.89 5k 75 3ph 10 4.33 8k 100 3ph 10 5.77 10k 125 3ph 10 7.22 10k 160 3ph 10 9.24 12k 200 3ph 10 11.55 15k 250 3ph 10 14.43 20k 320 3ph 10 18.48 25k 400 3ph 10 23.09 30k

630 3ph 10 36.37 50k Tabla 4 Fusible para transformadores

En el Anexo 6: “Fusibles para Transformadores” se muestra la característicade operación corriente-tiempo de los fusibles tipo K para cada tipo detransformador de distribución (según norma ANSI/IEEE C37.41 y ANSI/IEEEC37.42) que los protege.

Selección de Fusibles para Líneas de Distribución

Para la selección de los fusibles que se recomienda instalar en las líneas quealimentan más de un transformador, se tomaron en cuenta lo siguiente:• La corriente nominal total• Los resultados de flujo de potencia• La corriente de energización total• La corriente de cortocircuito en la ubicación del fusible• Tiempos de operación (mínimum meelting y total clearing) para las

corrientes de cortocircuito en el punto de ubicación del fusible.• Curvas de operación de los relés y demás fusibles ubicados en la red

de distribución.• La corriente de carga fría.

Línea Troncal:

Se ha verificado durante la operación del sistema de distribución, que laperdida de una fase en una red cargada (troncal con más de 15 Amperios)podría provocar la operación del relé de tierra del alimentador por aparición decorriente de neutro debido al desbalance. Por lo que no es recomendable hacercoordinación con fusibles en troncales o redes cargadas. Lo dichoanteriormente va de la mano con que los alimentadores involucrados en elpresente estudio tienen presencia de grandes ramales de cargas monofásicas yesto ocasiona que en varios sectores se tengan grandes desbalances decorriente.


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6.2 Protección de Sobrecorriente de fases – 50P/51P

Para los ajustes se debe considerar un margen suficiente que tome en cuentalos posibles errores que se pueden tener en la corriente que se muestra anteel relé.

En el caso de los ajustes de corriente, los errores tomados en cuenta serán lossiguientes:

Sobrecargas temporales en el 15%Error de los transformadores de 7%Error del relé 4%Conexiones 7%

Tolerancia de cálculo 8%Total 41% =>

50%

Para el arranque de la función de protección contra sobrecorriente se debeconsiderar un margen del 50%, este error puede presentarse de manerafavorable o desfavorable. Considerando la situación más desfavorable,conlleva a proponer los arranques de las funciones de sobrecorriente a un150% de la corriente nominal calculada en los escenarios de simulación.

AMT 1124 10kV

Para este alimentador se está proponiendo la implementación de un reclosermarca NOJA con controlador RC10, los reclosers serán llamados por el lugardonde se va a instalar. La ubicación de estos equipos en el sistema eléctricopuede ser apreciada en el anexo 2 ”Diagramas Unifilares”.

AMT 1124, Recloser Monte Castillo

A continuación se muestra la gráfica de selectividad con los ajustes propuestospara protección de sobrecorriente de fase de los dispositivos de protección en10kV hacia la zona de Monte Castillo del alimentador 1124, indicando lacorriente de carga máxima del recloser, la máxima corriente de carga delalimentador y la máxima corriente de cortocircuito trifásico.


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Ilustración 4 Ajustes de fases Monte Castillo (AMT 1124)

De la gráfica con los ajustes propuestos de protección de sobrecorriente se observaque:

Ante una falla trifásica franca frente al recloser San Jacinto este despejara lafalla en 10ms y el relé de salida del alimentador AMT 1124 lo hará en 540 msexistiendo un margen de coordinación adecuado.

Ante una falla trifásica franca frente al recloser Monte Castillo (marca NOJA

RC10), este despeja en 10ms y el Recloser San Jacinto lo hará en 4.284 sexistiendo un margen de coordinación adecuado.

Ante una falla bifásica con resistencia de 20 Ohm en el extremo remoto elrecloser Monte Castillo despejara la falla en 353 ms, existiendo un margen decoordinación adecuado con el tiempo de despeje del Recloser San Jacinto.

El resumen de ajustes de los equipos de protección está en el siguiente cuadro:

1 10 100 1000 10000 100000[pri.A]0.01

0.1

1

10

100

[s]

10.00 kVSEPO10\Cub_5\F650-A1124 1110001796\Cub_2\MONTE CASTILLO

124045\Cub_2\SAN JACINTO

CorrientedeCargaRecloser

SanJacinto

CorrientedeCarg

aAMT1124

0.447 s

CorrientedeCargaRecloserMonteCastillo

Cortocircuito3phMaxRecloserMonteCastillo

0.010 s

0.391 s

2.280 sCortocircuito3phMaxRecloser

SanJacinto

0.010 s

0.540 s

Cortocircuito3phMa

xAMT1124

0.010 s

0.020 s

Cortocircuito2phMinRecloserM

onteCastillo

0.353 s

4.284 sF650-A1124IEC Curve B1.200 p.u.1.200 sec.A480.000 pri.A0.070

F650-A112418.000 p.u.18.000 sec.A7200.000 pri.A0.000 s

SAN JACINTOIEC VI150.000 p.u.150.000 sec.A150.000 pri.A0.100

MONTE CASTILLOIEC VI40.000 p.u.40.000 sec.A40.000 pri.A0.100

SAN JACINTODT900.000 p.u.900.000 sec.A900.000 pri.A0.010

MONTE CASTILLODT500.000 p.u.500.000 sec.A500.000 pri.A0.010

D I g S I L E N T


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ReléModelo

Ubic.Código

kV TC I> curva t> I>> t>>

F650 BARRA 10kV 10 400/1 480IEC

CURVE B0.070 7200 0.000

Rec. SanJacinto

San Jacinto 10 2500/1 150 IEC VI 0.100 900 0.010

Rec. NOJARC10

Monte Castillo 10 2500/1 40 IEC VI 0.100 500 0.010

Tabla 5 Resumen de ajustes de fases Monte Castillo (1124)

AMT 1124, Recloser Catacaos

A continuación se muestra la gráfica de selectividad con los ajustes propuestospara protección de sobrecorriente de fase de los dispositivos de protección en10kV hacia la zona de Catacaos del alimentador 1124, indicando la corrientede carga máxima del recloser, la máxima corriente de carga del alimentadory la máxima corriente de cortocircuito trifásico.

Ilustración 5 Ajustes de fases Catacaos (AMT 1124)


Ante una falla trifásica franca frente al recloser Catacaos este despejara lafalla en 10ms y el relé de salida del alimentador AMT 1124 lo hará en 454 msexistiendo un margen de coordinación adecuado.

Ante una falla bifásica con resistencia de 20 Ohm en el extremo remoto el

1 10 100 1000 10000 100000[pri.A]0.01

0.1

1

10

100

[s]

10.00 kVSEPO10\Cub_5\F650-A1124 123871\Cub_2\CATACAOS

CorrientedeCargaAMT1124

Cortocircuito3phMaxAMT1124

0.010 s

0.020 s

CorrientedeCargaRecloserCatacaos

Cortocircuito2phMinRecloserCatacaos

0.977 s

Cortocircuito3phMaxRecloserCatacaos

0.010 s

0.454 s

F650-A1124IEC Curve B1.200 p.u.1.200 sec.A

480.000 pri.A0.070

F650-A112418.000 p.u.18.000 sec.A7200.000 pri.A0.000 s

CATACAOSIEC VI150.000 p.u.150.000 sec.A150.000 pri.A0.100

CATACAOSDT900.000 p.u.900.000 sec.A900.000 pri.A0.010

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recloser Catacaos despejara la falla en 977 ms lo cual se consideraadecuado.

El resumen de ajustes de los equipos de protección está en el siguiente cuadro:

ReléModelo

Ubic.Código

kV TC I> curva t> I>> t>>

F650 BARRA 10kV 10 400/1 480IEC

CURVE B0.070 7200 0.000

Rec.Catacaos

Catacaos 10 2500/1 150 IEC VI 0.100 900 0.010

Tabla 6 Resumen de ajustes de fases Catacaos (1124)

A continuación se muestra la selección de fusibles recomendados para elRecloser Monte Castillo:

Ilustración 6 Selección de fusibles - AMT 1124

Para una correcta coordinación de protección se deberá de utilizar fusibles de coordinación tipo 6k ovalores menores y para fusible de maniobra se utilizara tipo 200k.

1 10 100 1000 10000 100000[pri.A]0.01

0.1

1

10

100

[s]

10.00 kV1110001796\Cub_2\MONTE CASTILLO 136862\Cub_2\I100423

106176\Cub_2\I179033

Corrie

ntedeCargaRecloserMonteCastillo

MONTE CASTILLOIEC VI40.000 p.u.40.000 sec.A40.000 pri.A0.100


Cortocir

cuito2phMinRecloserMonteCastillo

0.046 s

0.078 s

0.353 s

Cortocirc

uito3phMaxRecloserMonteCastillo

0.000 s

0.018 s

89.554 s

I179033S&C Positrol 200k

I100423S&C Positrol 010K

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6.3 Protección de Sobrecorriente de Tierra – 50N/51N

AMT 1124 -10KVPara este alimentador se está proponiendo la implementación de un reclosermarca NOJA con controlador RC10. A continuación se presenta el análisis de losajustes de tierra de los equipos de protección.

AMT 1124, Recloser Monte Castillo

Se determinó las corrientes de arranque para la operación de las funciones de tierrade los equipos de protección ante una falla franca frente al relé y otra en el extremomás alejado del alimentador 1124, para poder verificar la coordinación deprotección entre equipos. Se deberá considerar para el censado de fallas a

tierra de alta impedancia la resistencia de 1000 Ohms.

Ilustración 7 Ajustes de tierra Monte Castillo (AMT 1124)


Ante una falla monofásica franca frente al recloser San Jacinto este despeja en200ms y el rele de salida del AMT 1124 lo hace en 410ms existiendo unmargen adecuado de coordinación entre los equipos de protección.

Ante una falla monofásica franca frente al recloser Monte Castillo (marca NOJA

RC10), este despeja en 10ms y el recloser San Jacinto lo hace en 200msexistiendo un margen adecuado de coordinación entre los equipos deprotección.

1 10 100 1000[pri.A]0.01

0.1

1

10

[s]

10.00 kVSEPO10\Cub_5\F650-A1124 1110001796\Cub_2\MONTE CASTILLO

124045\Cub_2\SAN JACINTO

Cortocircuito1phMaxRecloserMonteCastillo

0.010 s

0.200 s

0.410 s

0.610 s


0.010 s

0.200 s

0.410 s

0.610 sCortocircuito1phMaxRecloserSanJacinto

Cortocircuito1phMinRecloserMonteCastillo

0.210 s

0.410 s

0.610 s

SAN JACINTO5.000 p.u.

5.000 sec.A5.000 pri.A0.400 s

MONTE CASTILLO5.000 p.u.5.000 sec.A5.000 pri.A0.200 s


F650-A11240.080 p.u.0.080 sec.A4.800 pri.A0.600 s

SAN JACINTODT30.000 p.u.30.000 sec.A30.000 pri.A0.200

F650-A11240.100 p.u.0.100 sec.A40.000 pri.A0.400 s

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Ante una falla monofásica con resistencia de 1000ohm en el extremo remoto,el recloser Monte Castillo (marca NOJA RC10) despeja en 210ms y elRecloser San Jacinto lo hara en 410ms existiendo un margen de coordinaciónadecuado.

El resumen de ajustes de los equipos de protección hacia la zona de Monte Castilloestá en el siguiente cuadro:

ReléUbic.

CódigokV TC I> curva t> I>> t>> ISEF tSEF

F650 Alim.1124

10400/1

Toroide60/1

40 TD 0.400 -- -- 4.8 0.600

Rec.San Jacinto

SanJacinto

10 2500/1 30 TD 0.200 5 0.400

Rec. NOJARC10

MonteCastillo

10 2500/1 20 TD 0.010 -- -- 5 0.200

Tabla 7 Resumen de ajustes de tierra Monte Castillo (1124)

AMT 1124, Recloser Catacaos

Se determinó las corrientes de arranque para la operación de las funciones de tierrade los equipos de protección ante una falla franca frente al relé y otra en el extremomás alejado del alimentador 1124, para poder verificar la coordinación deprotección entre equipos. Se deberá considerar para el censado de fallas a tierrade alta impedancia la resistencia de 1000 Ohms.

Ilustración 8 Ajustes de tierra Catacaos (AMT 1124)

1 10 100 1000[pri.A]0.01

0.1

1

10

[s]

10.00 kVSEPO10\Cub_5\F650-A1124 123871\Cub_2\CATACAOS


0.200 s

0.410 s

0.610 s

Cortocircuito1phMaxRecloserCatacaos

0.200 s

0.410 s

0.610 s

Cortocircuito1phMinRecloserCatacaos

0.410 s

0.610 s

F650-A11240.100 p.u.0.100 sec.A40.000 pri.A0.400 s

CATACAOSDT30.000 p.u.30.000 sec.A30.000 pri.A0.200

F650-A11240.080 p.u.0.080 sec.A4.800 pri.A0.600 s

CATACAOS5.000 p.u.5.000 sec.A5.000 pri.A0.400 s

D I g S I L E N T


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Ante una falla monofásica franca frente al recloser Catacaos este despeja en200ms y el rele de salida del AMT 1124 lo hace en 410ms existiendo unmargen adecuado de coordinación entre los equipos de protección.

Ante una falla monofásica con resistencia de 1000ohm en el extremo remoto,el recloser Catacaos despeja en 410ms y el Recloser San Jacinto lo hara en610ms existiendo un margen de coordinación adecuado.

El resumen de ajustes de los equipos de protección hacia la zona de Catacaos estáen el siguiente cuadro:

ReléUbic.

CódigokV TC I> curva t> I>> t>> ISEF tSEF

F650 Alim.1124

10400/1

Toroide60/1

40 TD 0.400 -- -- 4.8 0.600

Rec.Catacaos

Catacaos 10 2500/1 30 TD 0.200 5 0.400

Tabla 8 Resumen de ajustes de tierra Catacaos (1124)

6.4 Protección de Sobrecorriente de Secuencia Negativa

Se ha simulado eventos de conductor roto sin y con contacto a tierra porel extremo carga los cuales son mostrados a continuación:

Ilustración 9 Conductor roto con y sin contacto a tierra

El análisis considera tres etapas de 100ms cada una, la primera es la operación enestado normal, la segunda etapa es un evento de conductor abierto sin contactoa tierra y la última etapa considera cuando el conductor roto cae a tierra por el

extremo carga.


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Ilustración 10 Simulaciones de conductor roto

La simulación muestra que la variable que mejor describe este defecto es la desecuencia negativa. Cabe mencionar que al existir equipos de maniobra

asimétricas (Cut outs) podrían producir operación indebida por secuencianegativa. Así mismo, al existir cargas bifásicas y monofásicas en el sistema enestudio existe riesgo de actuación indebida.

Por otro lado la función de secuencia negativa (46) disponible en el recloserNOJA es solo por umbral, sin embargo la función de conductor roto mejoradaptada a este fenómeno es de relación I2/I1 que no está disponible en losequipos existentes.

Bajo este análisis el ECP considera la no activación de esta función, sinembargo si la supervisión asume los riesgos asociados, el ajuste se deduce de la

siguiente manera:

Asumiendo un sistema balanceado

Tabla 9 Corrientes antes de perder una fase

Al perder una fase los valores de las componentes I1 y I2 serán:


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Tabla 10 Corrientes después de perder una fase

Ajuste por umbral I2 = 0.33*Imax.dem*fs Ajuste relación I2/I1 = 0.50*fs

Dónde:

Fs = Factor de seguridad = 0.8Imax.dem = Corriente de carga que circula por el recloser

7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

(a) Se ha cumplido con efectuar los estudios necesarios para revisar lacoordinación del sistema de protección para garantizar la selectividad delos mismos en salvaguarda de la calidad y seguridad del sistema.

(b) El Estudio incluye el análisis para la protección mediante fusibles detransformadores de distribución mostrando las características de corrientenominal, corriente inrush, corriente de carga fría y curva daño térmicopara Transformadores de Distribución en 10kV.

(c) En el Estudio se asumió que el lado de alta tensión de las sub estacionesde distribución presentan un conexionado con neutro aislado. Debido aesto las subestaciones de distribución no aportan corriente a las fallasmonofásicas.

(d) Los seccionamientos ubicados entre dos recloser, se debe implementarsolo fusibles de maniobra, porque si estos se fusionan interferiránnegativamente en la función de recierre de los recloser.

(e) Se recomienda que los fusibles de los seccionamientos sobre la troncaly próximos al relé de cabecera sean solo de maniobra para ello sepropuso emplear fusibles de 200k.

(f) Para la determinación de las corrientes de arranque de las unidades desobrecorriente de tierra se han simulado fallas en el extremo remotocon resistencia de falla de 1000 Ohms.

(g) Del análisis de la activación de la función de secuencia negativa, seconcluye que al existir equipos de maniobra asimétricas (Cut Outs)podrían producir operación indebida por secuencia negativa por lo que no

se ha considerado su activación solo como alarma.


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(h) Los ajustes propuestos, garantizan la selectividad de las protecciones, porlo que se recomienda su implementación. El esquema de proteccionesque se plantea (ajustes, criterios, etc.) debe implementarse en formaintegral, es decir, en todos las equipos de protección donde se recomiendacambio de ajustes, solo de esta manera se garantiza una buenacoordinación.

8 ANEXOS

ANEXO 1: BASE DE DATOS ANEXO 2: DIAGRAMAS UNIFILARES ANEXO 3: ANÁLISIS DE FLUJO DE CARGA ANEXO 4: ANÁLISIS DE CORTOCIRCUITO ANEXO 5: PLANILLA DE AJUSTES DE RELES INVOLUCRADOS ANEXO 6: FUSIBLES PARA TRANSFORMADORES ANEXO 7: CRITERIOS DE PROTECCION EN MEDIA TENSION ANEXO 8: EVALUACION DE EVENTOS DE FASE ABIERTA

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