Reconectadores Ppt Clases Martes

8/11/2019 Reconectadores Ppt Clases Martes

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Equipos de protecciones

Los dispositivos ms utilizados en la roteccin

de redes de distribucin son:

Fusibles

Seccionalizadores

Reconectadores

Rels de Sobrecorriente


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Fusibles

El fusible es el medio ms sencillo de interrupcin automticade corriente en caso de cortocircuitos o sobrecargas.

En baja tensin se encuentran hasta de 600 A y de 250 a 600Volt.

En este rango, la exigencia es que soporten continuamente lacorriente nominal y que se fundan en un tiempo mximo de 5minutos con un 15% de sobrecarga.

En alta tensin, se encuentran hasta de 400 Amperes y de 10

a 138 kV, con potencias de 0,1 a 20 MVA. El mecanismo de soporte establece rpidamente una

distancia elctrica prudente a fin de minimizar el tiempo quedura el arco.


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Clasificacin de los Fusibles


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Clasificacin segn norma ANSI


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CARTUCHO

CUCHILLA

CILINDRO

TIPOS DE FUSIBLES


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CLASIFICACION FUSIBLES

Primera letra:

g : actan en todo el campo de corrientesa : actan slo en una parte del campo de

corrientes

Segunda letra:

G : uso general

M : proteccin de motores


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Partes de n Fusible:

Boton, Elemento Fusible y Gua


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Porta Fusibles tpicos


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DESCONECTADOR FUSIBLE AEREO MT


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Porta Fusibles tpicos


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TIEMPO DE PRE ARCO FUSION Y ARCOS

DE FUSIBLES


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CURVA TI


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BANDA DE APERTURA DE FUSIBLES


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El largo y el dimetro del elemento son

determinantes de las caractersticas del fusible.

Mientras ms largo el fusible ms rpido operarpara bajos niveles de corriente de cortocircuito.

Para niveles altos de corrientes de cortocircuito, la

elevacin de temperatura es muy rpida y el calor no

puede ser disipado desde el centro del elementofusible.

Como consecuencia, el tiempo de fusin en el rango

de altas corrientes de falla no depende fuertemente

del largo del elemento sino del dimetro.

El fusible de expulsin, como su nombre lo implica,

expulsa gases durante su operacin


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Un fusible de expulsin tpico utiliza una seccin deelemento fusible relativamente corta para censar lasobrecorriente e iniciar el arco requerido para lainterrupcin.

Anexado a este elemento fusible corto hay un elementoconductor de mayor seccin, denominado gua del fusible,el cual conecta al fusible al resto del equipamiento comosea requerido.

Durante la presencia de una falla, el elemento fusible sefundir causando un arco dentro del cartucho del fusible.

Cuando se produce el arco, se desprenden rpidamentegases desde sustancias especiales (usualmente fibras)localizadas muy cercanamente al elemento fusible.

La funcin primaria de los gases desprendidos esdesionizar y apagar el arco generado por los gasesionizados y permitir la formacin de un medio dielctricoque pueda atenuar la tensin de reestablecimiento.


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Relacin de Velocidad

La diferencia entre fusibles est determinada por la relacinde velocidad, la cual se define como la relacin entre lascorrientes de fusin para 0.1 s y 300 s en fusibles hasta

100 A y 01. s y 600 s en fusibles por arriba de 100 A.

Por ejemplo, un fusible T de 6 A tiene una corriente de fusinde 130 A para 0.1 s y 12 A para 300 s lo que resulta en una

relacin de velocidad de 10.8. (130 A/12 A)

Los fusibles lentos tienen una relacin de velocidad entre

10.0 y 13.0. Los fusibles rpidos tienen una relacin develocidad entre 6.0 y 8.1.


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Caractersticas de

operacin de fusibles


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Para la seleccin de un fusible se

debe conocer:

1. Tensin y nivel de aislacin

2. Tipo de sistema

3. Mximo nivel de cortocircuito

4. Corriente de carga


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Selecc in de la corr ien te

nominal

La corriente nominal del fusible debe ser mayor quela mxima corriente de carga.

Debe permitirse un porcentaje de sobrecarga de

acuerdo a las condiciones del equipo protegido. En el caso e transformadores de potencia, los

fusibles deben ser seleccionados de tal forma quesu caracterstica tiempo-corriente este por arriba de

la curva de energizacin (inrush) y por debajo de sulmite trmico.

Algunos fabricantes confeccionan tablas para laasistencia en la apropiada seleccin del fusible paradiferentes valoresnominales y disposiciones.


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Selecc in de la tensin nom inal La tensin nominal del fusible se determina a partir de las siguientes

caractersticas: 1. tensin mxima de fase o de lnea

2. tipo de puesta a tierra

3. nmero de fases (tres o una)

Las caractersticas del sistema determinan la tensin vista por el fusible en

el momento en que interrumpe la falla. Tal tensin debe ser igual o menor que la tensin nominal del fusible.

Por lo tanto, debe aplicarse los siguientes criterios:

1. en sistemas aislados, la tensin nominal debe ser igual o mayor que latensin

mxima de lnea

2. en sistemas trifsicos puestos a tierra, p ara cargas monofsicas, latensin

nominal debe ser igual o mayor que la mxima tensin de fase y paracargas

trifsicas la tensin nominal es seleccionada en base a la tensin delnea.


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Selecc in de la capac idad de

cor toc i rcu i to

La capacidad de cortocircuito del fusible

debe ser igual o mayor que la corriente de

falla trifsica calculada en el punto de

instalacin del fusible.


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Aplicacin de fusibles a la

proteccin de transformadores Se debe tener en cuenta que en condiciones transitorias

(in-rush de transformadores, corriente de arranque demotores de induccin, etc.) y condiciones permanentes decarga de transformadores (con posibles variaciones dehasta 200% de capacidad en los bancos auto-enfriados), eltransformador no sufre dao y por lo tanto, el fusible debepermitir fluctuacin con un margen de seguridad


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Seccionalizador

Es un dispositivo que automticamente asla las seccionesfalladas de un circuito de distribucin, una vez que unreconectador o interruptor han interrumpido la corriente defalla y se instala comnmente aguas debajo de unreconectador.

Dado que los seccionalizadores no tienen la capacidad deinterrumpir corrientes de falla, luego deben ser utilizados condispositivos back-up que tenga esa capacidad.

El seccionalizador cuenta el nmero de operaciones delreconectador durante las condiciones de falla.

Luego del nmero predefinido de aperturas del reconectador,y mientras el mismo est abierto, el seccionalizador abre ysepara la seccin falladas de la lnea.

Esto permite al reconectador cerrar y reestablecer elsuministro en aquellas reas libres de falla.

Si la falla es temporaria, se resetea el mecanismo deoperacin


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Seccionalizador

Manual


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DESCONECTADOR SIN CARGA


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Seccionalizador Manual

Los seccionalizadores con control hidrulico poseenuna bobina en serie con la lnea.

Cada vez se produce una sobrecorriente, la bobinamueve un pistn que activa un mecanismo de

conteo cuando el circuito est abierto y la corrientees cero.

Luego de un nmero predeterminado de aperturasdel circuito, los contactos del seccionalizador se

abren por medio de resortes pre-tensionados. Este tipo de seccionalizador puede ser cerrado en

forma manual


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Seccionalizador Electrnico


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SECCIONADOR BAJO CARGA SF6


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Seccionalizador Electrnico

Los seccionalizadores con control electrnico son ms

flexibles en su operacin y ms fciles de ajustar.

La corriente de carga se mide por medio de TI y la

corriente secundaria alimenta a un circuito de controlque cuenta el nmero de operaciones del

reconectador asociado y luego enva una seal de

disparo al mecanismo de apertura.

Este tipo de seccionalizador se construye con cierre

manual o con motor


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Para seleccionar un seccionalizador deben

considerarse los siguientes aspectos:

Tensin del sistema

Corriente de carga mxima Nivel mximo de cortocircuito

Coordinacin con otros dispositivos

instalados aguas arriba y abajo


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La tensin y corriente nominal del seccionalizadordeben ser iguales o mayores que los valoresmximos de tensin o carga en el punto deinstalacin.

La capacidad de cortocircuito de un seccionalizadordebe ser igual o mayor que los niveles de falla en el

punto de instalacin. El mximo tiempo de despeje del interruptor

asociado no debe exceder la capacidad nominal decortocircuito del seccionalizador.

Los factores de coordinacin que se deben tener encuenta incluyen el ajuste de la corriente dearranque y el nmero de operaciones del interruptorasociado antes de la apertura


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Modo de Operacin Seccionador


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RECONECTADORES


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DIAGRAMA

RECONECTADOR AUTOMATICO


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El reconectador es un interruptor con reconexin automtica,

instalado preferentemente en lneas dedistribucin. Es un dispositivo de proteccin capaz de detectar una

sobrecorriente, interrumpirla y reconectar automticamentepara reenergizar la lnea.

Est dotado de un control que le permite realizar variasreconexiones sucesivas, pudiendo adems, variar el intervalo yla secuencia de estas reconexiones.

De esta manera, si la falla es de carcter permanente elreconectador abre en forma definitiva despus de cierto

nmero programado de operaciones (generalmente tres ocuatro), de modo que asla la seccin fallada de la parteprincipal del sistema.


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La tarea principal de un reconectador entonces

es discriminar entre una falla temporal y una

decarcter permanente, dndole a la primera

tiempo para que se aclare sola a travs desucesivas reconexiones; o bien, sea despejada

por el elemento de proteccin correspondiente

instalado aguas abajo de la posicin delreconectador, si esta falla es de carcter

permanente


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Secuencia de Operacin

Los reconectadores pueden ser programadospara un mximo de cuatro aperturas y tresreconexiones.

Los tiempos de apertura pueden determinarse

de curvas caractersticas tiempo-corriente,como las que se muestran en la Figura 6.9.

Cada punto de la curva caractersticasepresenta el tiempo de aclaramiento del

reconectador para un determinado valor decorriente de falla.

Este dispositivoconsta de dos tipos de curvas,una de operacin rpida y una segunda de

operacin retardada.


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Figura 6.9

Curvas deoperacin de

un

reconectador


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Secuencia de operacin de un

Reconectador

La secuencia de operacin tpica de un

reconectador para abrir en caso de una falla

permanente se muestra en la figura 6.10,

Programado, para dos aperturas rpidas y dos

aperturas lentas (C22), con tiempos obtenidos

respectivamente, de la curva A y de la curva Cde la (Figura 6.9), para la magnitud de corriente

de falla correspondiente.


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Fig 6.10.- Secuencia de operacin

de un Reconectador


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Secuencia de operacin de un

Reconectador

La secuencia de operacin tpica de un

reconectador para abrir en caso de una falla

permanente se muestra en la figura 6.10,

Programado, dos aperturas rpidas y dos

aperturas lentas (C22), con tiempos obtenidos

respectivamente, de la curva A y de la curva Cde la (Figura 6.9), para la magnitud de corriente

de falla correspondiente.


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Reposicin del Reconectador

En caso que el reconectador no haya

completado su secuencia de operacin,

despus de transcurrido el tiempo de

reposicin, repone su programacin que tenaantes que ocurriera la falla, quedando en

condiciones de ejecutar completamente su

secuencia de operacin en caso depresentarse una nueva condicin de falla en

la lnea


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Nmero total de aperturas:

Los reconectadores permiten programar desde

una apertura hasta un mximo de cuatro, lo

que depende del estudio de coordinacin con

otros elementos de proteccin y que resulte

ms favorable para cada caso en particular

Tiempo de reconexin:

Son los intervalos de tiempo en que loscontactos del reconectador permanecen

abiertos entre una apertura y una orden de

cierre o de reconexin


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Tiempo de reposicin:

Es el tiempo despus del cual el reconectador

repone su programacin, cuando su secuenciade operacin se ha cumplido parcialmente,

debido a que la falla era de carcter temporal o

fue aclarada por otro elemento de proteccinCorriente mnima de

operacin: Es el valor mnimo de corriente para el cual el

reconectador comienza a ejecutar su

secuencia de operacin programada.

Cl ifi i d l


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Clasificacin de los

Reconectadores

Linea: Monofsicos

Trifasicos

Contorl : control hidrulico

control electrnico

con microprocesador

Accionamiento:interrupcin en aceiteaislacin de aire

en vaco


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Reconectadores monofsicos


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Reconectadores monofsico

Los reconectadores monofsico se utilizan para la

proteccin de lneas monofsicas, tales como

ramales o arranques de un alimentador trifsico.

Pueden ser usados en circuitos trifsicos cuando lacarga es predominantemente monofsica.

De esta forma, cuando ocurre una falla monofsica

permanente, la fase fallada puede ser aislada y

mantenida fuera de servicio mientras el sistemasigue funcionando con las otras dos fases

R t d f i


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Reconectadores monofsicos


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Reconectadores trifsicos

Los reconectadores trifsicos son usados

cuando se requiere aislar (bloquear) las

tresfases para cualquier falla permanente, con

el fin de evitar el funcionamiento monofsicode cargas trifsicas tales como grandes

motores trifsicos.

Tienen dos modos de operacin

A t f i bl


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Apertura monofsica-bloqueo

trifsico Consta de tres reconectadores monofsicos montados

en un solo tanque con mecanismo de acoplamiento parael bloqueo solamente.

Cada fase opera independientemente para las aperturaspor sobrecorriente y las reconexiones.

Si cualquier fase opera hasta la condicin de bloqueo(debido a una falla permanente), el mecanismo deacoplamiento de aperturas, abre las otras dos fases ylas deja abiertas y bloqueadas.

Se previene de esta forma la energizacin monofsica

de cargas trifsicas. Este tipo de operacin se provee para reconectadores

pequeos

A t t if i bl


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Apertura trifsica-bloqueo

trifsico

Para cualquier tipo de falla (monofsica atierra, bifsica o trifsica) todos los contactosabren simultneamente para cada operacin

de apertura. Las tres fases, estn mecnicamente

acopladas para la apertura y la reconexin yson operadas por un mecanismo comn.

Los reconectadores de mayor tamao operande este modo


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Control de los reconectadores


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Control hidrulico

El control hidrulico es usado en la mayora de losreconectadores monofsicos y en algunos reconectadorestrifsicos.

Est construido como parte integral del reconectador.

Con este tipo de control, la sobrecorriente es sensada por unabobina (de trip) que se conecta en serie con la lnea.

Cuando la sobrecorriente fluye a travs de la bobina, unmbolo es introducido en la bobina de apertura para abrir los

contactos del reconectador. La temporizacin y la secuencia son logradas por el bombeo

de aceite a travs de compartimientos o de conductoshidrulicos separados.


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Control Electrnico

El mtodo de control electrnico de los reconectadores esms flexible, de ms fcil calibracin y programacin que elcontrol hidrulico.

Se entrega en un gabinete separado y permite cambiar la

caracterstica tiempo-corriente, los niveles de corrientemnima de operacin y la secuencia de operacin, sin

desenergizar o retirar el reconectador del sistema.

Dispone de un amplio rango de accesorios para modificar

su operacin bsica y resolver muchos problemas de

aplicacin. La corriente de lnea es sensada por tres TT/CC

Los reconectadores ms modernos utilizan control basado enmicroprocesadores y se comunicacin remota

Diagrama de bloques de un


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Diagrama de bloques de un

reconectador con control electrnico


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Medio de interrupcin y aislacin

Los reconectadores utilizan aceite o el vaco como medio deinterrupcin.

En el primer caso, el mismo aceite es usado tanto para lainterrupcin del arco como el aislamiento bsico.

Algunos reconectadores con control hidrulico tambin utilizanel mismo aceite para las funciones de temporizacin y conteo.

El vaco como medio de interrupcin, proporciona las ventajasde reducir la mantencin y minimizar la reaccin externadurante el proceso de interrupcin.

Algunos tipos de reconectadores estn disponibles ya sea coninterruptor en aceite o vaco.

Los reconectadores de vaco pueden utilizar aceite o aire comomedio bsico de aislamiento


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Aplicaciones


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TT/PP y SS/AA

15 -23 Kv

110 Kv


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INTERRUPTOR CON DESCONECTADOR

RELEE SIPROTEC PROGRAMADO CON


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RELEE SIPROTEC PROGRAMADO CON

SOFTWARE DIGSI DE SIEMENS


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DIAGRAMA

Coordinacin de elementos de


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Coordinacin de elementos de

proteccin

El dispositivo de proteccin ms prximo a la

falla (local) debe despejarla, sea sta

permanente o transitoria, antes que el

dispositivo de respaldo opere si este no tienereconexin automtica o antes que agote las

reconexiones en caso de tenerlas

Las interrupciones deben restringirse almnimo en fallas permanentes, tanto en el

tramo de la lnea conectada como en el

tiempo de duracin


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Coordinacin Fusible Fusible


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Coordinacin Fusible Fusible

Ejemplo Coordinacin de fusibles


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j p

considerando fusibles de tipo T se tiene que:

En A se puede elegir un fusible 15T que soporta en formapermanente hasta 23 A, mayor que la corriente de carga deese tramo. En B se elige un fusible 25T (38 A mximo) y en Cun 80T (120 A mximo). Los fusibles 15T y 25T coordinanhasta una corriente de falla mxima de 730 A, por lo tanto en

B se debe elegir un fusible 30T que coordina con el 15T hasta1.700 A (mayor que los 1.550 A de falla). Los fusibles 30T y80T coordinan hasta 5.000 A, mayor que los 1.800 A de fallay por lo tanto en C queda el 80T.


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Curvas tiempo-corriente


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Coordinacin Fusible Interruptor


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Coordinacin Fusible Interruptor

Coordinacin fusible relee


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Coordinacin fusible relee


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Coordinacin de reconectador


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Coordinacin de reconectador

con fusible en el lado fuente

Para el estudio de coordinacin en este caso, es

necesario considerar las fallas en el lado carga

del reconectador, para lo cual se deben referir las

curvas de tiempo mnimo de fusin del fusibleubicado en el lado de alta del transformador

La curva de tiempo mnimo de fusin del fusible

debe estar por sobre la curva de operacin lenta

del reconectador en todo el rango de corriente decortocircuito


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TMF = Tiempo Mnnimo de Fusin TIT = Tiempo de Interrupcin Total

Coordinacin Rel Rel


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Coordinacin Rel Rel

Proceso de selectividad cuando


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ocurre una falla

P t j d di i


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Porcentaje de coordinacin


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Coordinacin entre


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Coordinacin entre

reconectadores y fusibles

Se pueden distinguir dos casos, reconectador-

fusible y fusible-reconectador.

En ambos, se usa el mtodo de trazado decurvas del reconectador y del fusible, con el fin

de obtener el rango de corrientes de

cortocircuito en que existe coordinacin


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t1 = tiempo de operacin del reconectadort2 = tiempo mnimo de fusion del fusible

t1 =< 0,75t2

KT: correccin por factor de temperatura

Kp: correcccin por corriente de pre falla

a.- Coordinacin de reconectador confusible en el lado carga (reconectador fusible


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En este caso el reconectador deber detectar

las fallas ocurridas en su zona y tambin las de

la zona

del fusible.

Por lo tanto, el fusible debe operar despus de

la caracterstica rpida y antes de la lenta

delreconectador, como se muestra en la Figura6.17. Para ello se debe cumplir lo siguiente:

fusible en el lado carga (reconectador-fusible)

Para todo el rango de corriente de falla de la


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Para todo el rango de corriente de falla de la

zona protegida por el fusible, su tiempo mnimo

de fusin debe ser mayor que el tiempo deoperacin del reconectador en su caracterstica

rpida, multiplicada por el factor K1, dado por el

fabricante, que se indica en la Tabla 6.5 y su

valor depende de la secuencia de operacin ydel tiempo de la primera reconexin.

La interseccin de esta curva con la de tiempo

mnimo de fusin del fusible determina el punto

de corriente mxima de coordinacin


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Para todo el rango de corriente de falla de la zona protegidapor el fusible, su tiempo mximo de aclaramiento, debe sermenor que el tiempo de operacin del reconectador en sucaracterstica lenta.

Si estas curvas pasan muy cerca, el reconectador deber

dejarse con a lo menos 2 operaciones lentas, para que puedaoperar simultneamente con el Fusible.

De esta forma, el reconectador podr reponer el servicio alresto del sistema. Determina el punto de corriente mnima de

coordinacin

b. Coordinacin de reconectador con fusible


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en el lado fuente (fusible-reconectador

Para el estudio de coordinacin en este caso, esnecesario considerar las fallas en el lado carga del

reconectador, para lo cual se deben referir las curvas

de tiempo mnimo de fusin del fusible ubicado en el lado de alta del transformador, al voltaje del lado de

baja tensin, donde est ubicado el reconectador.

Para una adecuada coordinacin se debe cumplir

que:


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La curva de tiempo mnimo de fusin del fusible debe

estar por sobre la curva de operacin lenta del

reconectador en todo el rango de corriente decortocircuito.

Esta ltima debe ser modificada, por un factor de

correccin K2, dada en la Tabla 6.6, antes decomparar ambas curvas ya referidas a una tensin

base comn.

El factor K2 depende de la secuencia de operaciones

elegidas en el reconectador y los tiempos de

calentamiento y enfriamiento del fusible.


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