FUSIBLE

ESLABN FUSIBLE UNIVERSALPARA MEDIA TENSIN

Manual de

operacin,

construccin

y

aplicacin

mpresa mexicana de reciente

creacin. Surge como una

necesidad a la experiencia

acumulada durante ms de

30 aos, en el diseo y manufactura

de fusibles en media tensin,

aplicando moderna tecnologa

matemtica semiemprica, la cual es

verificada tanto en nuestro laboratorio

como en el de alta potencia de

Comisin Federal de Electricidad

(CFE).

La marca respalda fusibles que

satisfacen los requisitos de las

normas: IEC 282-1,

IEEEstd. C37.41-2000 y

NMX-J-149/1-ANCE-2002.

ESLABN FUSIBLE UNIVERSALPARA MEDIA TENSIN

Manual de operacin, construccin y aplicacin

C O N T E N I D O

1. INTRODUCCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

2. CARACTERSTICAS CONSTRUCTIVAS Y DE OPERACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32.1 Constructivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32.2 De operacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2.2.1 Curvas caractersticas corriente-tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42.2.2 Banda de tolerancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42.2.3 Conduccin de la corriente nominal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92.2.4 Operacin por sobrecarga y corto circuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92.2.5 Operacin por descargas atmosfricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102.2.6 Energa desarrollada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3. CARACTERSTICAS NOMINALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113.1 De los eslabones fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

3.1.1 Corriente nominal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113.1.2 Frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

3.2. De los cortacircuitos fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113.2.1 Corriente nominal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113.2.2 Tensin (voltaje) nominal en kV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113.2.3 Capacidad interruptiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113.2.4 Nivel de aislamiento en kV (BIL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123.2.5 Caractersticas de la tensin transitoria de restablecimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

4. PRUEBAS DE LABORATORIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124.1. Tensin mecnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124.2 Pruebas de fusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

5. APLICACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135.1. Proteccin de transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

5.1.1 Aplicacin de sobretensiones de impulso debidas a descargas atmosfricas o por maniobra .135.1.2 Caractersticas de calentamiento de los transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135.1.3 Corriente de energizacin del transformador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135.1.4 Curva de dao del transformador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145.1.5 Corriente de falla secundaria (anlisis de la conexin delta-estrella aterrizada) . . . . . . .14

5.2. Proteccin de bancos de capacitores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215.3. Coordinacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225.4. Instalacin y reemplazo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

CORPORATIVO ARIAN, S.A. DE C.V.

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1. INTRODUCCIN

CORPORATIVO ARIAN, S.A. DE C.V. introduce al mercado unafamilia de Eslabones Fusibles Universales tipo K (rpidos) que se utilizanen cortacircuitos fusibles de distribucin para proteger contrasobrecorrientes a: transformadores, bancos de capacitores y lneas areasen circuitos de tensiones comprendidas entre 6 y 38 kV.

En su diseo hemos aplicado tecnologa matemtica semiemprica depunta para optimar resultados y en su manufactura utilizamos los mejoresmateriales para as asegurar la uniformidad de sus caractersticaselctricas y mecnicas de operacin, cumpliendo con los requisitosestablecidos en la Norma Nacional NMX-J-227-1996 - ANCE, IEEE C37.41- 1994 y ANSI C37.42.

En los eslabones fusibles marca PROTELEC-MT de baja corrientenominal, el elemento sensible a la corriente se trata trmicamente paraevitar cambios notables en su resistencia hmica debido al efecto Jouleacumulado, originado por las corrientes de naturaleza transitoria quecomunmente se presentan en los sistemas elctricos de distribucin enmedia tensin.

ESLABN FUSIBLE UNIVERSAL PARA MEDIA TENSIN

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Tuerca

Rondana acopada

Elemento sensiblea la corriente

Elementode sujecinmecnica

Seccin comprimida pero flexible del cablede cobre estaado

Tubo protectorimpregnado deresina termofija

Figura 1

2. CARACTERSTICASCONSTRUCTIVAS Y DEOPERACIN

2.1 Constructivas

El elemento sensible a la corriente de nuestroseslabones fusibles se fija a los electrodos (botn ysujetacable) por troquelado de precisin paraobtener un margen estrecho de tolerancia en lavariacin de los tiempos de fusin. Vase la figura 1.

Los materiales que utilizamos en la fabricacin delos elementos sensibles a la corriente son:

Alambre de acero inoxidable para loseslabones fusibles de 1 y 2 amperesnominales tipo K.

Alambre de aleacin nquel-cromo en loseslabones fusibles de 3, 4, 5, 6 y 7 amperesno-minales tipo K.

Alambre de plata sterling para los eslabonesfusibles de: 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40, 50,65, 80 y 100 amperes nominales tipo K.

Alambre de plata eutctica para los eslabonesfusibles de: 6, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40 y50 amperes nominales del tipo T.

En estos ltimos eslabones K y T se utiliza enparalelo al alambre de plata: sterling o eutctica,un alambre de aleacin nquel-cromo parasoportar la tensin mecnica ejercida por elcortacircuitos fusible durante su montaje yoperacin en estado permanente.

El cable de cobre que seleccionamos es de muyalta calidad y flexibilidad mxima conrecubrimiento de estao para presentar una altaresistencia a la corrosin.

El elemento sensible a la corriente se protegefsicamente con un tubo de papel dielctrico, degeometra y dimensiones ptimas, impregnadode resina termofija que mejora sus propiedadesdesionizantes para asegurar la rpida extincin dela corriente de arqueo durante su operacin a latensin de servicio.


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2.2 De Operacin

2.2.1 Curvas caractersticas corriente-tiempo

Curvas corriente-tiempo mnimo de fusin.

Estas curvas muestran el tiempo mnimo que tarda en fundir un eslabn fusible para una corrientedada, cualesquiera que sea la tensin (voltaje) del circuito en donde se instala. Vase las figuras 2a y2b..

Curvas corriente-tiempo de interrupcin total.

Estas curvas muestran: el tiempo mnimo de fusin, ms las tolerancias de manufactura, ms lostiempos de arqueo. Vase las figuras 3a y 3b.

Tenemos disponibles las curvas corriente-tiempo mnimo de fusin y corriente-tiempo de interrupcin totalde los eslabones fusibles de 1 a 100 A nominales tipo K y de 1 a 50 A nominales del tipo T.

2.2.2 Banda de tolerancia

La banda de tolerancia definida por las curvas caractersticas mnima y mxima de fusin de los eslabonesfusibles marca PROTELEC-MT presentan las caractersticas que se indican en la Tabla 1. Ntese ladiferencia substancial con las bandas que presentan otros fabricantes y con la indicada en la Norma.

Nosotros garantizamos una tolerancia ms estrecha que se traduce en una mejor prctica de coordinacinselectiva y un margen preciso de proteccin a los aparatos que protegen. Vase la Tabla 1.

TABLA 1.BANDA DE TOLERANCIA DE LOS ESLABONES FUSIBLES MARCA PROTELEC-MT


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CURVAS CORRIENTE - TIEMPO MNIMO DE FUSINEslabones fusible universal Tipo K (rpido) marca PROTELEC-MT

Curvas obtenidas con pruebas a 220 volts C.A., alto factor de potencia,sin sobrecarga previa; T amb. = 25oC

Figura 2aEstas curvas se trazaron para valores mnimos, por lo que todas las variaciones son en ms. Las Tolerancias son:

Eslabones de 1 a 7A : 15%Eslabones de 8 a 100 A : 10%

Normas aplicables:NMX - J - 227 - 1996 - A N C E, IEEE C37.42 - 1994 y ANSI C37.42

en valoresde corriente


CURVAS CORRIENTE - TIEMPO MNIMO DE FUSINEslabones fusible universal Tipo T (lento) marca PROTELEC-MT

Curvas obtenidas con pruebas a 220 volts C.A., alto factor de potencia,sin sobrecarga previa; T amb. = 25oC

Figura 2bCurvas trazadas para valores mnimos. Todas las variaciones son en ms. Tolerancia: 10% en valores corriente

Normas aplicables: NMX - J - 227 - 1996 - A N C E, IEEE C37.41 - 1994 y ANSI C37.42

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CURVAS CORRIENTE - TIEMPO DE INTERRUPCIN TOTALEslabones fusible universal Tipo K (rpido) marca PROTELEC-MT

Figura 3aEstas curvas se trazaron para puntos de prueba mximos, por lo que todas las variaciones son en menos.

Normas aplicables: ANSI C 37.42 - 1948NMX - J - 227 - 1996 - A N C E, IEEE C37.42 - 1994 y ANSI C37.42

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CURVAS CORRIENTE - TIEMPO DE INTERRUPCIN TOTALEslabones fusible universal Tipo T (lento) marca PROTELEC-MT

Figura 3bEstas curvas se trazaron para puntos de prueba mximos, por lo que todas las variaciones son en menos.

Normas aplicables: ANSI C 37.42 - 1989NMX - J - 227 - 1996 - A N C E, IEEE C 37.41 - 1994 y ANSI C37.42

10


11

Figura 4. Interrupcin de una corriente de falla de alta magnitud (corto circuito)

2.2.3 Conduccin de la corriente nominal

Bajo esta condicin, nuestros eslabones fusibles pueden conducir indefinidamente dicha corriente sin quesufran deterioro alguno (envejecimiento) y sin que las perdidas en watts (calentamiento) rebasen unamagnitud mnima preestablecida.

2.2.4 Operacin por sobrecarga y corto circuito

La diferencia bsica que se tiene entre la operacin de un fusible a la tensin (voltaje) de servicio, porsobrecarga o por corto circuito, es la cantidad de energa que se genera en ese momento.

Durante la operacin por sobrecarga, la cantidad de energa que se desarrolla, es pequea y el trabajobsico de interrupcin la realiza el tubo protector del eslabn fusible. En este caso, se consideran corrienteshasta de aproximadamente 500 amperes.

Durante la operacin por corto circuito (mediana y baja impedancia de falla) la energa que se genera esalta o muy alta. El trabajo bsico de interrupcin, lo realiza el tubo portafusible, caracterstica que implicala destruccin total o parcial (necesaria) del tubo protector del eslabn fusible.

As entonces, la capacidad de estos equipos para interrumpir corrientes de falla se denomina: capacidadinterruptiva, que se define en trminos de: los amperes simtricos rcm de interrupcin y la tensin derestablecimiento en sus componentes de estado estable y transitorio.

En las figuras 4 y 5 se presentan oscilogramas reales de la operacin de un cortacircuitos fusible coneslabones fusibles marca PROTELEC-MT, aplicando corrientes de sobrecarga y cortocircuito.


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Figura 5. Interrupcin de una corriente de falla de baja magnitud (sobrecarga).

u = Tensin (voltaje) de arqueo

i = Corriente de arqueot1 = Instante en que termina la fusin o prearqueo.t2 = Instante en que ocurre la extincin del arco.

2.2.5 Operacin por descargas atmosfricas

Durante la poca de lluvias, cuando se presentan con relativa frecuencia descargas atmosfricas sobre lasredes areas de distribucin, el ncleo de los transformadores puede alcanzar su nivel de saturacin. Laconsecuencia de este cambio se traduce en: la reduccin drstica de su impedancia de estado estable y portanto la circulacin por el devanado primario de una sobrecorriente de 60 Hertz que puede o no haceroperar los fusibles.

Si stos no operan, al menos sufren fusin parcial o envejecimiento prematuro y en este caso sus curvascorriente-tiempo de fusin se desplazan hacia la izquierda de su posicin original.

2.2.6 Energa desarrollada

La energa que se desarrolla durante la operacin del conjunto eslabn fusible-cortacircuito fusible, est enfuncin del incremento de temperatura y la presin generada en su interior. En el perodo de arqueo setiene:


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Inmediatamente despus de que ocurre la fusin (o prearqueo) del elemento sensible a la corriente,aparece el arco con temperatura en su ncleo igual o mayor a 12,000 K, el cual al estar en contacto conel tubo protector o el tubo portafusible , segn sea el caso, forma una capa envolvente de vapor a unatemperatura del orden de 3000 K as, el arco es enfriado por conveccin, siendo el flujo refrigerantegenerado por la vaporizacin a presin elevada de las paredes del material aislante, inducida por el arcomismo. La expulsin del cable de cobre estaado contribuye a la extincin del arco.

3. CARACTERSTICAS NOMINALES

3.1 De los Eslabones Fusibles

3.1.1Corriente nominal

Los eslabones marca PROTELEC-MT, del tipo K (rpido), tienen velocidades de fusin de 5.5 a 7.6 y lascorrientes nominales de los que fabricamos son:

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 65, 80 y 100 A.

Las corrientes nominales preferentes de acuerdo a la norma nacional NMX-J-227-1996 son:6, 10, 15, 25, 40, 65 y 100 A.

Las corrientes nominales no preferentes de acuerdo a la norma nacional NMX-J-227-1996 son:8, 12, 20, 30, 50 y 80 A.

Fuera de esa clasificacin, se tienen las corrientes de:1, 2, 3, 4, 5 y 7 A.

Los eslabones fusibles marca PROTELEC-MT del tipo T (lento) tienen velocidades de fusincomprendidas en 10 y 13 y sus corrientes nominales son las siguientes:

6, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40 y 50 A

3.1.2 Frecuencia

Nuestros eslabones, se pueden aplicar en sistemas de 50 a 60 Hertz.

3.2 De los Cortacircuitos Fusibles

3.2.1 Corriente nominal

Se tienen las siguientes: 50, 100 y 200 A.

3.2.2 Tensin (voltaje) nominal en kV.

En sistemas polifsicos con neutro slidamente aterrizado la tensin nominal del cortacircuito se define enfuncin de la tensin de fase a neutro.

En sistemas no aterrizados, la tensin nominal del cortacircuito se define en funcin de: la tensin entrefases.

3.2.3 Capacidad interruptiva

Es la corriente simtrica rcm mxima que el cortacircuito puede interrumpir; a un voltaje dado, bajocondiciones prescritas de aplicacin.


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Figura 6a. Prueba de fusin realizada a un eslabnfusible universal Tipo K de In = 1 A.

marca ARIANen la zona de 0.1 s.

Iprueba = 12,72 A Tiempo de fusin = 0,091 s Iprueba = 140 A Tiempo de fusin = 0,105 s

Figura 6b. Prueba de fusin realizada a un eslabnfusible universal Tipo K de In= 10 A.

marca ARIANen la Zona de 0.1 s.

3.2.4 Nivel de aislamiento en kV (BIL)

Cuando se relaciona la tensin nominal del cortacircuito con base en el criterio delineado previamente, elnivel de aislamiento (BIL) es adecuado para coordinar con otros componentes del sistema.

Por ejemplo, un cortacircuito con tensin nominal doble: 14.4/24.9 kV est diseado realmente para 14.4 kVcon niveles de aislamiento comprendido entre 95 y 125 kV, que lo hacen aplicable en sistemas monofsicos de13.8 y 24.9 kV.

3.2.5 Caractersticas de la tensin transitoria de restablecimiento:

Esta es definida por su factor de amplitud y frecuencia.

4. PRUEBAS DE LABORATORIO

Para verificar el correcto funcionamiento de los eslabones fusibles marca PROTELEC-MT, adems dellevar a efecto su inspeccin rigurosa a lo largo de su proceso de manufactura, realizamos las siguientespruebas:

4.I Tensin Mecnica

Esta prueba se aplica a todos los eslabones fusibles marca PROTELEC-MT, para asegurar que durante suinstalacin en cualquier cortacircuito fusible no se rompa o se jale el elemento sensible a la corriente,siempre y cuando la fuerza aplicada no sea mayor de 78 N, la Norma especifica una fuerza de 59 N.

4.2 Pruebas de fusin

En cada partida que se recibe del material que utilizamos, para la fabricacin del elemento sensible a lacorriente, efectuamos pruebas de fusin en nuestro laboratorio para verificar que los puntos (corriente-tiempo) queden dentro de la banda de tolerancia que especificamos. Vase la seccin 2.2.2

En las figuras 6a y 6b se muestran los oscilogramas de prueba de eslabones fusibles de 1 y 10 Amperesnominales. Estas corresponden a la zona de 0.1 seg.

Obsrvese cmo se mantiene constante la amplitud de la corriente aplicada


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5. APLICACIN

5.1 Proteccin de Transformadores

La correcta aplicacin de fusibles de media tensin para la proteccin de transformadores de distribucincontra sobrecorrientes, requiere del conocimiento de las caractersticas de operacin tanto de la red comode los equipos a ella conectados. En el caso de los transformadores de distribucin, se tiene:

5.1.1 Aplicacin de sobretensiones de impulso debidas a descargas atmosfricas o por maniobra

Estas sobretensiones traen asociadas corrientes de impulso que pueden ser de corta o larga duracin.Las primeras pueden provocar fallas de cortocircuito a tierra por flameo de aisladores.

Con las segundas el ncleo del transformador puede alcanzar el nivel de saturacin y as reducirdrsticamente su impedancia. En esa condicin el sistema puede drenar una corriente anormal que puedecausar la operacin del fusible o al menos envejecerlo.

5.1.2 Caractersticas de calentamiento de los transformadores

El dao en los aislamientos de un transformador por la accin de las corrientes de sobrecarga, es causadopor la alta temperatura del punto caliente.

As entonces, la proteccin contra sobrecargas se debe conceptuar comparando la constante de tiempotrmica del transformador con la constante de tiempo trmica del fusible.

En un transformador de distribucin area su constante de tiempo trmica vara de 3 a 6 horas, mientrasque en un eslabn fusible de 100 A o menos, su constante de tiempo trmica es semejante a la del puntocaliente del transformador y vara de 2 a 8 minutos.

Entonces cuando un transformador est sometido a la accin de sobrecargas de larga duracin y devariacin no sbita, NO PUEDE SER PROTEGIDO POR UN FUSIBLE.

En contraste, para sobrecargas de corta duracin y variacin sbita al ser semejantes las constantes de tiempotrmica del punto caliente y la del fusible, S SE PUEDE OBTENER UNA PROTECCIN ADECUADA.

5.1.3 Corriente de energizacin del transformador

Cuando se energiza un transformador se presenta una corriente transitoria cuya magnitud y duracin estdeterminada por el flujo residual en su ncleo y por el punto de la onda de tensin correspondiente al momentodel cierre del circuito.

Combinando el efecto de esta corriente de energizacin con la corriente de reenergizacin con carga quese presenta despus de una interrupcin momentnea, se pueden formar las siguientes relaciones:


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Estos puntos, establecen los lmites inferiores de la curva corriente-tiempo de fusin, para que un fusibleno sea daado por esas corrientes de energizacin.

5.1.4 Curva de dao del transformador

En la figura 7 se muestra la curva de carga por tiempo corto en trminos de la corriente aplicada y el tiempoco-rrespondiente para transformadores monofsicos y trifsicos de hasta 500 kVA considerando laproteccin con riesgo de bajo nivel (Norma ANSI C57-109).

La parte continua de la curva representa una duracin lmite de la falla, ms all de la cual se puedepresentar el dao trmico en los aislamientos vecinos al devanado. La parte de la curva con trazodiscontinuo representa el lmite de duracin de la falla, ms all de la cual se puede presentar el daomecnico.

La duracin de la corriente de falla por corto circuito en un sistema a 60 Hertz se calcula con la siguientefrmula:

I2 t = 1250

en donde:

t = duracin de la falla en ciclos.I = corriente de corto circuito simtrica en nmero de veces la corriente normal base. La duracin mxima

de esta corriente es de 2 segundos (seccin 10, Norma ANSI C57.12.00).

En la figura 8 se muestran las curvas de sobrecarga por tiempo corto de un transformador con diferentesco-nexiones en sus devanados.

5.1.5 Corrientes de falla secundaria (anlisis de la conexin delta-estrella aterrizada)

La conexin en los devanados de un transformador, adems de afectar la relacin entre las corrientes delnea primaria y secundaria, afecta tambin la relacin entre la corriente en los devanados y la corriente delnea correspondiente.

En un transformador con conexin delta-estrella aterrizada, las relaciones entre las corrientes de lneaprimaria y secundaria, se indican en la figura 9.


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Figura 7. Curva de carga por tiempo corto para

Transformadores hasta de 500 kVA

Figura 8. Curva de sobrecarga por tiempo

corto de un transformador con las conexiones:primario-secundario indicadas.

Nmero de veces la corriente base Nmero de veces la corriente base


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Figura 9a. Falla trifsica

Figura 9b. Falla monofsica

Figura 9c. Falla bifsica

n = relacin de transformacin


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En las relaciones anteriores se observa:

Para cualquier tipo de falla la corriente en el devanado es de la misma magnitud = [ Is/n 3 ].

En la falla monofsica la corriente de lnea es igual al 57.7 % de la corriente de lnea correspondientea la falla trifsica.

Entonces, si los fusibles se seleccionan, considerando la falla secundaria trifsica, para eliminar una fallasecundaria monofsica, el fusible correspondiente, REQUIERE DE UN TIEMPO MAYOR.

En el caso de la falla entre fases en el secundario, la corriente primaria de lnea en una fase es igual al115% de la corriente de lnea en el caso de la falla trifsica.

En esta situacin, el fusible seleccionado con el criterio antes indicado, opera CON UN TIEMPOMENOR comparado ste con el requerido para eliminar la falla trifsica.

Se tiene entonces que la falla entre fases es la que se debe considerar para coordinar selectivamente alos dispositivos de proteccin primarios y secundarios.

En la fig. 10 se presenta el caso de la proteccin de un transformador de 75 kVA a 23 kV, contrasobrecorrientes.

En las tablas 2, 3 y 4 se indica la corriente nominal de los eslabones fusibles marca PROTELEC-MT que serecomiendan para proteger transformadores cuando se busca obtener un grado mximo de proteccin deltransformador contra daos mecnicos y esfuerzos de orgen trmico provocados por fallas secundarias.

Relacin entre la corriente de lnea primaria y la corriente en los devanados de la delta.


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% de la corriente nominal a plena carga de un transformador de distribucin de 75 kVA, 23 kV

Figura 10. Proteccin de un transformador trifsico de 75 kVA, 23 kV


21

Notas: In = Corriente nominal del transformadorIf = Corriente nominal del fusible tipo Kfr = Relacin de Fusin

TABLA 3PROTECCIN DE TRANSFORMADORES MONOFSICOS DE UNA BOQUILLA

TABLA 2PROTECCIN DE TRANSFORMADORES TRIFSICOS


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En la tabla 5 se indica la corriente nominal de los eslabones fusibles marca PROTELEC-MT que serecomiendan para proteger transformadores trifsicos si se considera NICAMENTE proteccin contracorrientes de corto circuito de mediana y baja impedancia.

TABLA 5PROTECCIN DE TRANSFORMADORES TRIFSICOS

TABLA 4PROTECCIN DE TRANSFORMADORES MONOFSICOS DE DOS BOQUILLAS


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TABLA 6

5.2. Proteccin de bancos de capacitores

En la aplicacin de fusibles de expulsin para la proteccin de bancos de capacitores contrasobrecorrientes, se deben tener en consideracin las siguientes caractersticas de operacin de stos:

Su corriente de energizacin es senoidal y transitoria y su magnitud se incrementa con la raz cuadradade su corriente nominal.

En los bancos aislados o en paralelo, la corriente de energizacin puede alcanzar magnitudes elevadas,dependiendo esto del punto de la onda de tensin en el cual se efecte el cierre del circuito considerado.

Debido a que la corriente transitoria de energizacin de los capacitores no se reduce en proporcin asu corriente nominal, en las unidades pequeas esta corriente de energizacin es un mltiplo mayor deaquella, por lo que la corriente nominal de los eslabones fusibles a seleccionar puede ser hasta de dosveces la corriente nominal de los capacitores.

Los criterios actuales establecen factores comprendidos entre 1.35 y 1.65 veces la corriente nominal delos capacitores.

En la tabla 6 se recomiendan eslabones fusibles K o T para la proteccin de capacitores en grupoconsiderando unidades capacitivas de 150 kVAR y diferentes tipos de conexiones.


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Figura 11 Curvas de probabilidad de ruptura del tanque para capacitoresde 100 kVAR de potencia debido a arco interno.

5.3 Coordinacin

Entre fusibles

En la mayor parte de los casos, la coordinacin entre fusibles, se logra utilizando las curvas caractersticascorriente-tiempo de fusin y corriente-tiempo de interrupcin total. Sea el circuito de la figura 11.

F1 = Fusible protegido. F2 = Fusible protector.Figura 12 Coordinacin entre fusibles conectados en serie.

En la figura 11 se muestran las curvas de probabilidad de ruptura del tanque, para capacitores de 100kVAR, por arqueo interno.


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Figura 13. Coordinacin entrefusibles de expulsin conectados

en serie

Se comparan la curva de interrupcin total del fusible protector y la curva de fusin del fusible protegido. Nodeben haber ni traslapes ni un acercamiento excesivo entre ellas, o sea que para asegurar que no opere o se daeel fusible F1 su tiempo de fusin se debe reducir al 75% de valor original para considerar el efecto decalentamiento debido a carga previa.

En la figura 13 se observa que el valor mximo de corriente con la cual F2 protege a F1 es I1, ya que enese punto se cruzan las curvas de fusin de F1 (ya desplazada) y la de interrupcin total de F2.

Con los fusibles de expulsin solo pueden interrumpir la corriente de falla hasta que ocurre su primer valorcero, despus de la fusin del elemento sensible a la corriente, sus curvas corriente-tiempo, se terminan en0.013 seg. (0.8 ciclos a 60 Hertz) que corresponden aproximadamente al tiempo necesario para interrumpirel primer lbulo de corriente correspondiente a una relacin X/R tpica de un circuito de distribucin.

Fusibles con restauradores.

Los objetivos que se persiguen cuando se coordinan restauradores con fusibles instalados del lado de lafuente y del lado de la carga son:

a) En la coordinacin de restauradores con fusibles instalados del lado de la fuente.Se busca que el restaurador efecte su secuencia completa de operaciones y que el efecto del caloracumulado en el fusible, no dae a este ltimo.

b) Coordinacin de restauradores con fusibles instalados en el lado de la carga.

En esta condicin, las operaciones rpidas del restaurador, no deben provocar dao al (los) fusible (s)incluyendo el efecto acumulativo de las operaciones rpidas considerando los intervalos de recierre. Las

operaciones lentas derestaurador se deben retardar losuficiente para asegurar laoperacin del fusible antes deque ocurra la apertura definitivadel restaurador.

Nota:Para mayor informacin sobrecoordinacin entre fusibles yrestauradores, favor deconsultarnos.


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CATLOGO DE LOS ESLABONES FUSIBLES UNIVERSALES PARAMEDIA TENSIN TIPO K (RPIDO) MARCA PROTELEC-MT.

5.4 Instalacin y reemplazo

Los eslabones fusibles marca PROTELEC-MT deben instalarse de acuerdo a las instrucciones de losfabricantes de cortacircuitos fusibles.

En un sistema trifsico, se recomienda que despus que de hayan operado uno o dos eslabones fusibles,se reemplacen todos ya que los restantes an cuando aparezcan intactos, pueden haber sufrido fusinparcial y por tanto, haber variado sus caractersticas corriente-tiempo de fusin.


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CATLOGO DE LOS ESLABONES FUSIBLES UNIVERSALES PARAMEDIA TENSIN TIPO T (LENTO) MARCA PROTELEC-MT.


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CATLOGO DE LOS ESLABONES FUSIBLES UNIVERSALES PARAMEDIA TENSIN TIPO K (RPIDO) MARCA PROTELEC-MT.


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CATLOGO DE LOS ESLABONES FUSIBLES UNIVERSALES PARAMEDIA TENSIN TIPO T (LENTO) MARCA PROTELEC-MT.

FUSIBLE(baja tensin)

FUSIBLE LIMITADOR DE CORRIENTE,TIPO RESPALDO (BACK-UP)

(media tensin)

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