1. Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) 2. Origen y tipos de fallas … · 2015. 4. 25. · • En...
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1. Sistema Eléctrico de Potencia (SEP)
2. Origen y tipos de fallas
3. Desarrollo histórico
4. Zonas de protección
Generación
3-36 kV
Subestación de transformación
Subestación de distribución
Cliente industrial
Cliente residencial
220 V
Red de distribución de media tensión
3-30 kV
30-138 kV
Transmisión
138-500 kV
Transformador elevadora
500 kV220 kV138 kV
4
CENTRONORTE
SUR OESTE
SUR ESTE
Trujillo Chimbote Carabayllo
Paramonga
Chilca
Conococha
Kiman Ayllu
Mantaro(Campo Armiño) Cotaruse
Socabaya Moquegua
Puno
Santuario
Callalli
Tintaya
Poroma
Ocoña
NORTE
Montalvo
La Niña
Sistema eléctrico del Perú(agosto 2014)
330 km 138 km 376 km
89,8 km 356,2 km 271 km
255,9 km
296,26 km 321,35 km
221,17 km
174,91 km
196,4 km
20,7 km
201,4 km89,2 km
90,4 km
1816,9 km
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El sistema eléctrico de potencia, que se encuentran operando en
condiciones de estado estacionario, están sujetas a perturbaciones
(fallas) producidas por diversas causas.
Estas perturbaciones, originan cambios en las magnitudes de la corriente
y la tensión en todo el SEP.
Estas perturbaciones se pueden originar por:
• Condiciones climáticas
• Medio ambiente
• Animales
• Terceros
• Propias de la red
• Descarga atmosféricas
• Lluvia
• Nieve o granizo
• Hielo excesivo
• Calor
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• Contaminación
• Corrosión
• Incendio
• Caída de arboles sobre las líneas
• Choque de materiales arrastrados por el viento
• Inundación
• Movimiento telúrico
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• Aves
• Roedores
• Actos de vandalismo
• Choques de vehículos sobre postes
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• Error de operación
• Sobrecargas
• Instalación/construcción deficientes
• Falsa operación del sistema de protección
• Equipo/diseño inadecuado
• Envejecimiento
• Mal funcionamiento
Defecto de fabricación de los equipos :
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• Monofásica a tierra
• Bifásico a tierra
• Bifásico o entre líneas
• Trifásico o entre líneas
• Trifásico o trifásico a tierra
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• Apertura de una fase
• Apertura de dos fases
• Impedancias de fases diferentes
• Monofásica aislada
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• Una fase abierta y las otras cortocircuitadas
• Una fase abierta y la otra fase a tierra
• Una fase abierta y las otras dos en cortocircuito
• Fallas múltiples en diferentes lugares
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Bifásica fase - fase
R
S
TTierra
Apertura de una fase
R
S
TTierra
Trifásica
R
S
TTierra
Bifásica a tierra
R
S
TTierra
Monofásica a tierra
R
S
TTierra
Trifásica a tierra
R
S
TTierra
Fallas monofásicas simultáneas
R
S
TTierra
R
S
TTierra
13
14
Rotura del aislador
Año 2008
15
Buje del transformador
Gallinazo muerto sobre el radiador
Año 2008
16
Caída de conductor
17
Acercamiento de Grúa a los conductores
18
Tala de árboles por terceros
19
03/03/2010L-2211 (Ica – Marcona) de 220 kV
Choque de materiales arrastrados por el viento
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Incendio de un transformador Oroya Nueva 220/50 kV
21Incendio
1 m 144 ms
V= 7,67 m/s
1 m 187 ms
V= 6,26 m/s
V= 0 m/s
1 m 452 ms
V= 4,43 m/s
Caída de un objeto
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• A los 600 años AC, Tales de Mileto, descubrió la atracción de
algunos materiales.
• En 1878, Tomas Alba Edison, creó el primer Sistema Eléctrico de
Potencia utilizando corriente directa.
Las protecciones eléctricas aparecen en esta época (finales del
siglo XIX).
• En 1895 se crea la S.E. del Niágara, utilizando la energía
hidráulica de las Cataratas de Niágara, la cual permitió la
transmisión de energía al poblado de Buffalo, ubicado a 35,41 km
(22 millas).
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• Los fusibles son los primeros dispositivos de protección utilizados
en el SEP y aún son utilizados. Otros dispositivos primarios se
crearon por diferentes necesidades: los interruptores automáticos,
recerradores, descargadores, entre otros.
• En 1905, por las necesidades, fuerza la aparición del “Relé de
Protección” en su primera variante “Electro-Mecánico”
• En 1924 aparece los primeros relés de potencia y tensión. Relé
direccional para fallas a tierra
• En 1950, aproximadamente, aparece el relé de distancia.
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• En 1980, se desarrollaron relés que utilizan componente digitales
aislados denominados “Relés Digitales” y luego aparecieron los
“Relés basados en Microprocesadores”.
• A partir de 1994 se generaliza la aplicación de los
microprocesadores en los relés de protección, creándose
dispositivos que no solo hacen la función de protección, sino
incluso otras funciones como control.
• En 1994 se introduce un nuevo concepto de protección diferencial
que utiliza la comunicación digital entre dispositivos, remplazando
los cables pilotos.
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• En 1996 se introduce un relé de distancia de línea de alta
velocidad.
• Alrededor de 1998, comienzan aparecer en el mercado los
dispositivo multifunción, es decir, dispositivos que incluyen
muchas funciones de protección y control.
• A partir del 2000, se introduce las soluciones totalmente
automatizadas para subestaciones.
Por mucho que se mejore el aislamiento de los elementos del
sistema eléctrico, se automaticen las operaciones, se modernicen
los equipos de protección, etc. siempre está presente la posibilidad
de averías. 26
• En 1960 se desarrolla los primeros “Relés Electrónicos” que utiliza
la electrónica analógica. Los avances de la electrónica de
mediados del siglo XX desarrollaron la tecnología de los relés,
comenzando por relé mixtos electromagnéticos y electrónicos,
hasta relés que funcionaban completamente con dispositivos
electrónicos que se conoce como “Relés Estáticos”, introducido en
1969.
• En 1970 se crea el primer relé de distancia estático para líneas,
con característica cuadrilateral.
27
28M
A BC
D
29
Transformador de CorrienteTransformador
de Corriente
Zona AZona B
44 km
5 km9 km
17 km
26 km
3 km42 km
2 km
SEIN
Generación - Carga
27 km
220 kV
50 kV
Área:
30
Subestación Eléctrica:
AMPLIACIÓN S.E.COTARUSE 220 KV
31
A Las Bambas 2
REB500 REB500
REB500 REB500
REB500 REB500
A Las Bambas 1
A Ares Nueva
REB500REB500
REB500(Unidad Central) Barra B3
(Existente)
Barra B1(Existente)
Barra A220 kV
Barra B220 kV
IN-2792
IN-2788
IN-2784
IN-2790
IN-2786
IN-2782
IN-2708IN-2706
Ampliación S.E.Cotaruse 220 kV:
Subestación Eléctrica:
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