República Bolivariana de Venezuela.

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior.

Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño.

Protección de Sistemas Eléctricos.

Filosofía de la Protección
de Sistemas Eléctricos

Docente:
ING. RICHARD SALAZAR

            Alumno: Neyfredh Gamarra C.I 20997194

20-10-2022
 Introducción
Los relés de protección se proporcionan normalmente para diferentes objetivos y obje-
tivos. En algunos casos, se utiliza un relé de protección con el objetivo de activar los
automatismos para gestionar la red eléctrica. El objetivo es lograr El mejor compromi-
so técnico-económico. lo que permite una protección adecuada contra "fallas" con pro-
babilidad "significativa" y verificar que la inversión sea acorde con la importancia de la
planta. Los ajustes de protección se calculan asignando tiempos de incremento desde
el usuario hasta las fuentes de energía. Con este criterio solo se elimina la parte de la
planta afectada por la falla.
Este criterio tiene la seria desventaja de que los tiempos para eliminar la falla no pue-
den, en ningún caso, ser demasiado largos.
 Filosofía de las Protecciones Eléctricas

Sistema de Protección

- Objetivo de los Sistemas de Protección   

El objetivo de las protecciones eléctricas tiene como finalidad detectar cualquier
falla que compone el sistema eléctrico mediante una señalización de alarma ante
una avería en algún lugar del sistema eléctrico para evitar el daño de los equipos y
manteniendo optimo la calidad del servicio a los usuarios.
La misión del sistema de protección es mantener la continuidad del servicio al mo-
mento de una falla causada por uno de los componentes del sistema, detectar el
equipo dañado aislado de forma rápida, esto quiere decir que el sistema puede se-
guir operando alimentado por otras vías.
Las funciones del sistema de protección varían mucho, por lo tanto, tenemos
las siguientes:
1- Despejar la falla del servicio e impedir algunas averías en la calidad del ser-
vicio, como por ejemplo un cortocircuito en cualquier parte del sistema.
2- Lo más importante en el sistema de protección son las señales luminosas o
sonoras, para detectar las fallas anormales del sistema eléctrico y tomar las
medidas que sean necesarias para solucionar la misma, por ejemplo, Un el
bajo nivel de aceite puede ocasionar aumento en la temperatura transfor-
mador, produciendo una alarma o desconexión del transformador.
3- También se debe retirar del sistema la parte anormal que pueda afectar la
misma, como es el caso de las sobrecargas acortan la vida normal del
transformador e implica un grado de riesgo para el sistema eléctrico a la
que está conectado.
4- Inducir muy bien al personal de operaciones para evitar errores al momento
de alguna señalización en el sistema.
5- Adecuar el sistema frente una pérdida de sincronismo para la repartición de
cargas.

- Objetivo secundario que deben de realizar los sistemas de protección:

Principal te indica la alarma con el tipo de falla y la localización de la falla, oportu-
namente se retira (asila) el equipo dañado para evitar otros daños, llevar avances
y numero de registro de la falla y por último monitorear si la falla es concurrente
para así reestablecer el servicio y    evitar maniobras extras.

Algunas características que debemos tener presente del sistema de protección y

se debe cumplir, como objetivo principal debemos detectar la falla con mucha sen-
sibilidad, rápidamente localizar la falla para aislar la misma, posteriormente verifi-
car la probabilidad de la falla si es baja o no y mantener la estabilidad del sistema
mediante el sistema de protección eléctrica.

- Componentes de un Sistema de Protección Eléctrico.

 Transformadores de medidas: estos equipos permiten mantener el sistema
eléctrico protegido mediante a los relés de protección entregando informa-
ción que permite identificar entre las condiciones normales y anormales, los
datos se entregan en forma de voltajes t/p y en forma de corriente los t/c.
 Relés: se clasifican en relés de inducción, relés electrónicos, relés de atrac-
ción de armaduras y relés temporizadores, normalmente reciben cualquier
tipo señal mediante comandos de información, y tiene como finalidad abrir y
cerrar contactos.
 Interruptor de poder: se encarga de conectar o desconectar de los equipos
la fuente de energía ya sea manualmente o enviando una señal por los re -
lés a nivel de comandos.
 Circuitos de control: se ocupa de interconectan el interruptor de poder, los
relés y transformadores de medidas conectados entre conductores y comu-
nicadores, alarmas, lámparas indicadoras, etc.
 Anormalidades de los Sistemas Eléctricos

     Fallas: es cuando no permite la continuidad del servicio eléctrico, para

evitar eso, se debe activar las protecciones para aislar el componente afec-
tado con velocidad para evitando fallas mayores. , algunas fallas comunes
de cortocircuito son: trifásicos, bifásicos a tierra o simple.
       Perturbaciones: es cuando el sistema eléctrico accede a continuar con la
operación de los equipos, no dejar prolongarse para no dañar ciertos equi-
pos eléctricos, algunas perturbaciones son: sobrecargas, desequilibrio, os-
cilaciones, sobretensión.
 Cortocircuitos: se produce cuando dos conductores de distinta polaridad o
fase entran en contacto físico entre sí, habiendo perdido la cobertura aislan-
te entre ellos, son las fallas más comunes son la monofásica, bifásica y tri -
fásica la que crea mayores riesgos, por lo tanto es importante activar muy
bien los relés para la protección del sistema eléctrico.
- Consecuencias: produce corrientes muy elevadas esto conlleva al sobreca-
lentamiento de los conductores y ocasiona que el aislante del conductor y
los empalmes se derritan. Ello obliga a su pronto reemplazo o reparación,
esto genera calor, chispa e incluso en algunos casos llamas. Por ello, un
cortocircuito puede llegar a provocar un incendio, con mayor gravedad.

Métodos para Determinar la Ocurrencia de Cortocircuitos

Aumento de corriente: Aumenta sobre su valor normal y se le aplica un sistema

de protección llamado sobrecorriente.
Disminución de voltaje: no necesariamente la ausencia de voltaje puede ser un
cortocircuito, sin embargo, la protección del sistema electrico de bajo voltaje se de-
sarrolla para la ausencia de voltaje.
Variación entre las Diferentes Corrientes: ocurre en diferentes equipos como lo
son transformadores y subestaciones a estos equipos le falla la corriente de entra -
da y de salida, para esta situación se utiliza una proteccion llamada diferencial ba-
sada en la relación de las corrientes de entrada y de salida.
Cambio del Sentido de Equipo de Potencia: este tipo cortocircuito originan
fallas de flujo de potencia, principalmente los generadores son los mas afec-
tados, pero existe una protección llamada potencia diferencial este trabaja
en un solo sentido a nivel del flujo de potencia.
Disminución de la Impedancia: al momento del cortocircuito, la impedancia del
sistema eléctrico disminuye y depende de la distancia del punto de falla. Se utiliza
un tipo de protección llamado distancia o de impedancia y es independiente de la
carga, los valores entre el voltaje y la corriente debe ser constante. Existen dos ti-
pos de protectores:

- Protección primaria: su función es proteger los componentes del sistema de

potencia mediante el esquema del relé, desconectando cuando se presenta
una eventualidad de menor cantidad posible de usuarios.
- Protección de respaldo: esta se ejecuta cuando la protección primaria falla,
es decir cuando se dice que los relés primarios fallan en los sistemas eléc -
tricos de potencia, quiere decir que cualquier cosa que pueda causar una
falla en la protección primaria y no produzca falla en la protección secunda-
ria; la protección primaria falla debido a estos elementos: voltajes de relés,
relés de protección, circuito de disparo y fallas en el interruptor.
 Protección Fusible
Los fusibles: son dispositivos de protección sencillos me abre un circuito en caso
de sobrecarga o cortocircuito, sus componentes son:
Base del fusible: su función es aislar y proteger el elemento del fusible ubicado en
su interior, al momento de la función debe soportar grandes presiones térmicas y
mecánicas.
Contactos: es el que interconecta los elementos del fusible al circuito que debe
proteger, ayuda a disipar el calor.
Elemento fusible, suele ser de forma de aluminio, alambre, suele ser de plata o es-
taño.
Medio extintor: buena capacidad para la absorción de energía térmica. El silice
deja el espacio para garantizar al interior del cuerpo del fusible quede sin aire y sin
oxígeno, ayuda a la extinción del arco.
Indicador: indica las condiciones del fisible a novel de señales.
Empuñadura: es el portafusible acoplable al fusible.

Características básicas de un fusible.

Intensidad nominal: (In) es la capacidad en el que el fusible debe ser igual o mayor
que la (In) del circuito o del equipo a proteger no permite tener mas corriente que
permitida por el conductor (un)
Tensión nominal: valor máximo de tensión de acuerdo con el diseño del fusible.
Intensidad de función ( I f ) :es la corriente que garantiza la función del fusible.

Poder de corte: el impacto de corriente máxima de cortocircuito que el fusible sea

capaz de interrumpir a tensión nominal sin que se produzca daños físicos.

Clasificación de fusibles:

Los fusibles se clasifican por su capacidad en amperios, es decir por la cantidad

de corriente que pueden soportar sin quemarse; esta característica viene general-
mente impresa sobre el cuerpo del fusible.

Tipos de fusible:
Cilíndricos: Elaborados con un tubo cerámico resistente a los choques y la presión
interna.
De cuchillas: También conocidos como fusibles NH, se utilizan contra cortocircui-
tos y sobrecargas.
De pastilla: Mismo funcionamiento que el fusible cilíndrico pero con forma aplasta-
da.

Fusibles tipo de cuchillas o también llamados NH de alto poder de ruptura (APR):

Tipo CU0, para fusibles desde 50 hasta 1250 A.
Tipo CU1, para fusibles desde 160 hasta 250 A.
Tipo CU2, para fusibles desde 250 hasta 400 A.
Tipo CU3, para fusibles desde 500 y 630 A.
Tipo CU4, para fusibles desde 800 hasta 1250 A.

. Interruptor de Poder (A).

El interruptor de poder que protege a la rama F1 del sistema, se ajustará a los
valores indicados en la tabla 6.1.2.4:
Tabla 6.1.2.4. Valores de ajustes para interruptor de poder A.
Ajustes Valor de ajuste In = 400 Amp.
Tiempo Largo 0.8 x In Ir = 320 Amp
Banda de tiempo 10 seg.
+0 / -30% a 6xIr
Tiempo Corto 10 x Ir 3200 Amp.
Banda de tiempo
0.5 seg.
± 5%. La aplicación determina el final
de la curva.
Falla a tierra 0.25 x In, ± 10% 100 Amp
Banda de tiempo
0.2 seg.
La aplicación determina el final de la
curva.
6.1.2.5. Gráfico del Sistema de Protecciones.
En el gráfico representativo del sistema de protecciones, deben estar graficadas
las
curvas de operaciones de los dispositivos involucrados en el sistema de potencia,
tal
como se muestra en la figura

Gráfico de curvas características tiempo-corriente del sistema de

potencia utilizada para el análisis de coordinación de las protecciones del ejemplo
de
la figura
 Conclusión.

La protección es una de las funciones básicas de los arrancadores. Por re-

gla general, los fusibles protegen contra los cortocircuitos más bien que
contra las sobrecargas. - Una disposición contra sobrecarga, o interruptor
térmico de hasta cinco veces la corriente nominal que proporciona una ca-
racterística de retardo de tiempo inverso. Los accionadores tienen que pro-
tegerse contra sobreintensidades. los fusibles electrónicos pueden sustituir
a los fusibles térmicos convencionales, aunque en muchos casos proporcio-
nan una protección localizada y se complementan con el fusible térmico.
Los cortocircuitos pueden protegerse con cortacircuitos fusibles o con dis-
positivos automáticos de corte electromagnético, como un disyuntor motor
magnetotérmico.

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- EJERCICIOS PRACTICO: