Subestaciones Protecciones y Fallas

Presentación sobre subestaciones sus protecciones y fallas
Ponente: Victor Yanez C.I:26684245
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño

1. Protecciones de Subestaciones Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la educación Superior Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Extensión Barinas Alumno: Victor Yanez C.I: 26.684.245 Ing. Eléctrica Barinas, Enero 2021 Lcda. Amdie Chirinos

2. ¿ Que es una Subestación? Primero Definamos que es una Subestación E s una instalación destinada a establecer los niveles de tensión adecuados para la   transmisión  y  distribución  de la  energía eléctrica . Su equipo principal es el  transformador . Normalmente está dividida en secciones, por lo general tres principales (medición, cuchillas de paso e interruptor), y las demás son derivadas. Las secciones derivadas normalmente llevan interruptores de varios tipos hacia los transformadores. Las subestaciones eléctricas son las instalaciones encargadas de realizar transformaciones de la tensión, de la frecuencia, del número de fases o la conexión de dos o más circuitos. 2

3. Tipos de subestaciones Las subestaciones pueden ser de dos tipos : Subestaciones de transformación: son las encargadas de transformar la energía eléctrica mediante uno o más transformadores . Subestaciones de maniobra : son las encargadas de conectar dos o más circuitos y realizar sus maniobras. Por lo tanto, en este tipo de subestaciones no se transforma la tensión . 3

4. Equipo Electrico Primario de una Subestacion 4

5. Pero como en todo sistema hay fallas tanto en las piezas, el terreno o fenomenos electricos estos son algunos de ellos. 5 Causas de fallas en el equipo primario. *Cuando el aislamiento del equipo se encuentra en buen estado puede estar sujeto a sobre tensiones de corta duración transitorios debidas a descargas atmosféricas (rayos) directas o indirectas. Estas sobre tensiones producen fallas en el aislamiento, resultando corrientes de falla o corto circuito con valores mayormente mayores que la corriente nominal . * Otra causa de falla es el envejecimiento del aislamiento el cual puede producir ruptura aun al valor del voltaje nominal. *objetos externos que rompen distancias de fase a tierra y entre fases (aves, quema de maleza, arboles etc.)

6. Tipos de fallas 6 Fallas de fase a tierra: acortamiento de distancias, descargas atmosféricas, caída de conductores al piso. Fallas permanentes: perforación o ruptura de aislamientos, ruptura de conductores, perforación de boquillas, explosión de cámaras de interruptores etc. Fallas transitorias: Son de corta duración y están creadas por sobre tensiones transitorias debidas al flameo de los aislamientos.

7. CAUSAS DE LAS FALLAS * Si las fallas no son libreadas prontamente se pueden presentar los siguientes efectos: 1 Daños en generadores, transformadores, interruptores y transformadores e instrumentos. 2 fallas con arco eléctrico pueden desencadenar en incendios. 3 Pueden reducir la calidad del voltaje del voltaje dentro del sistema eléctrico. 4 Pueden producir sobrecalentamiento en barras y todas las uniones de conductores primarios dentro de la subestación de potencia . 7

8. Los interruptores de potencia son dispositivos destinados a abrir o cerrar circuitos en condiciones normales de carga, o en condiciones anormales que se presentan en el caso de fallas INTERRUPTORES DE POTENCIA. Tareas primarias de los interruptores de potencia: 1 Cerrado, debe ser un conductor ideal . 2 abierto, debe ser un aislador ideal . 3 Cerrado, deber ser capaz de interrumpir la corriente a que fue diseñado, rápidamente en cualquier instante, sin producir sobre voltajes peligrosos. 4 Abierto, debe ser capaz de cerrar rápidamente y en cualquier instante, bajo corrientes de falla, son soldarse los contactos por las altas temperaturas . 8

9. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS PRINCIPALES DE LOS INTERRUPTORES DE POTENCIA: 9

10. Hablemos ahora de las protecciones Estas instalaciones están sujetas a fallas o corto circuitos y otro tipo de eventos que afectan la subestación , de ahí la importancia que tienen las protecciones para lo cual se utiliza relés numéricos que detectaran las fallas, e inician la operación de los dispositivos de interrupción en los circuitos. 10

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12. Criterios generales de equipamiento. La protección que se dará al transformador de la subestación será contra fallas internas y contra sobrecalentamientos, causados por sobrecargas o por fallas externas prolongadas Protección del transformador de potencia. El transformador de potencia es uno de los elementos más vitales e importantes del sistema de eléctrico de potencia. La elección de la protección apropiada puede estar condicionada tanto por consideraciones técnicas, de confiabilidad, económicas y por el tamaño del transformador . 12 Protección diferencial. El relé diferencial de corriente es el tipo de protección usada más comúnmente para transformadores de 10 MVA en adelante. La protección diferencial es muy adecuada para detectar las fallas que se producen tanto en el interior del transformador como en sus conexiones externas.

13. Tipos de Relés Diferenciales para Protección. 13 Protección de sobrecorriente. Esta protección se utiliza como protección de respaldo de la protección diferencial en el transformador de potencia, como para fallas externas, los diferentes tipos de esta protección son:

14. Protecciones mecánicas. Son protecciones propias del transformador 14 Protección de barras. La Barra es un elemento que dispone de una alta confiabilidad sin embargo ocurren fallas, llegando a ser un elemento crítico en el sistema de potencia ya que es el punto de convergencia de muchos circuitos tales como: transmisión, generación o carga . En la protección de barras se usan varios esquemas : Protección Diferencial de Barras. Protección diferencial de alta impedancia. Protección diferencial porcentual. Protección diferencial porcentual con alta impedancia moderada. Protección Diferencial Parcial. Protección de Barras con Comparación Direccional. Zonas Diferenciales Combinadas.

15. Protección de líneas. Las líneas son los elementos del sistema eléctrico que interconectan dos o más subestaciones por lo tanto están sometidos permanentemente a las consecuencias de los fenómenos meteorológicos y de otro tipo como maniobras humanas. 15 Las principales protecciones de línea son : Protección de Distancia. Es una protección más selectiva y por lo mismo puede ser rápida o lenta dependiendo de la longitud de la línea. Normalmente la protección de distancia comprende de tres a cinco zonas de protección y medición independiente cada una de ellas. Zona 1. Se utiliza para detectar fallas ajustada aproximadamente 80 a 85%. Zona 2. Su objetivo es proteger el tramo restante de la línea. Se escoge como criterio inicial el alcance del 100% de la línea protegida más el 50% de la línea adyacente. Zona 3. Proporciona protección de respaldo, cuyo ajuste deberá ser tal que cubra no sólo la línea protegida, para lo cual se debe considerar lo siguiente. Protecciones de Sobre y Bajo Voltaje. La protección de sobre y baja voltaje opera a un tiempo determinado cuando se supera un valor de voltaje específico pero antes de hacer el ajuste de estas funciones es necesario definir el voltaje operativo del área de influencia Relé de Recierre y Verificación de Sincronismo. Se utiliza para comprobar las condiciones al cierre del disyuntor. Este relé se implementa para restaurar la parte fallada del sistema de transmisión, una vez que la falla se ha extinguido

16. Reflexiones y recomendaciones Para terminar quiero dejar mi recomendación en base de lo aprendido en la investigación realizado y mostrada en estas laminas. 1 Toda protección debe ser sujeta a mantenimiento periódicamente dependiendo de la localización y la exposición de esta a los elementos. 2 Las tecnologías avanzan con el pasar de los años con esto avanzan las instalaciones pero así también las fallas volviéndose cada vez mas difíciles de detectar por ende las protecciones deben ser reemplazadas para un optimo funcionamiento de los equipos y garantizar la seguridad de los operadores. 3 Con el avance de las tecnologías los operadores quienes son los que le dan vida a estos equipos deben avanzar con ellas ya sea con adiestramiento en el manejo y mantenimiento de estos equipos para evitar cualquier error humano. 3 La higiene y el mantenimiento de las instalaciones es vital para evitar accidentes y malos funcionamientos por parte de los operadores. 16

17. Gracias por ver esta presentacion 17