Selección de protecciones de un sistema de potencia

PROYECTO DE PROTECCIONES ELÉCTRICAS

SELECCIÓN DE PROTECCIONES

DE UN SISTEMA DE POTENCIA

PRESENTADO A:

GILBERTO CARRILLO CAICEDO

PRESENTADO POR:

JHONNY ALEXANDER JAIMES CARVAJAL

CÓDIGO: 2082129

CURSO:

PROTECCIONES ELÉCTRICAS

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES - E3T

“PERFECTA COMBINACIÓN ENTRE ENERGÍA Y INTELECTO”

2021

TABLA DE CONTENIDO

1. Información y características del sistema de potencia.

1. Consideraciones básicas para el sistema de protección del sistema de potencia

1. Determinación de corrientes para los escenarios de carga.

2.1. Condición de carga mínima. 

2.2. Condición de carga máxima.

1. Análisis de cortocircuito.

3.1. Falla monofásica línea - tierra. 

3.2. Falla línea - línea.

3.3. Falla trifásica balanceada.  

1. Selección del sistema de protecciones de los equipos.

4.1. Protección de generadores.

     4.1.1. Falla entre fases.

     4.1.2. Falla fase-tierra. 

     4.1.3. Falla a tierra en el devanado de rotor y pérdida de excitación.

     4.1.4. Motorización.

     4.1.5. Operación desbalanceada.

     4.1.6. Sobrecarga

     4.1.7. Sobre velocidad  

4.2. Protección de transformadores.

4.3. Protección de barras.

      4.3.1. Protección diferencial de barras.

4.4. Protección de líneas de transmisión. 

      4.4.1. Sistema de protección para líneas de transmisión.

      4.4.2. Cálculo de protecciones de líneas.

4.5. Protección de motores y cargas.

1. Conclusiones.
2. Bibliografía.  
3. Anexos.

1. Información y características del sistema de potencia.

[pic 3]

Figura 1. Esquema del sistema de potencia

Generador 1 G1: 50 [MVA], 13,8 kV, Fp inductivo de 0,8 Fp capacitivo 0,95  𝑥’ = 0,33      𝑥’’ = 0,2      𝑥0 = 0,2       𝑥_= 0,4

Generador 2 G2: 30 [MVA], 24 kV, Fp inductivo de 0,85 Fp capacitivo 0,95

         𝑥’ = 0,3      𝑥’’        = 0,2      𝑥0 = 0,2       𝑥_= 0,3

Transformador 1 T1: 40 [MVA], [13,8/120 kV], 𝑥+ = 𝑥_ = 0,09     𝑥o  = 0,08    𝐷𝑌7    Transformador 2 T2: 25 [MVA], [24/120 kV],    𝑥+ = 𝑥_ =  0,1     𝑥o = 0,08     𝑌𝑌0    Transformador 3 T3: 10 [MVA], [4,16/120 kV], 𝑥+ = 𝑥_ = 0,1      𝑥o = 0,08    𝑌𝑌0    

Líneas: impedancia de secuencia cero 2,9 veces la de secuencia positiva.

Carga 1 izquierda:   min=10 [MW], 1 [MVAR], max=15 [MW], 2 [MVAR]

Carga 2 inferior centro:   10 [MW], 1 [MVAR]

Carga 3 derecha:   10 [MW], 1 [MVAR]

Carga 4 inferior derecha: 2 motores de 3000 HP, fp 0,8

      [4,16 kV] código H, 𝑥’ = 0,3      𝑥o        = 0,3     𝑥_= 0,34 pu

Tabla 1. Información de los equipos.

Tabla 2. Información de las líneas de transmisión.

Tabla 3. Información de las cargas.

Tabla 4. Información de los motores.

Notas:

• Los datos de las reactancias de los generadores, transformadores y motores del sistema están dados en pu de sus valores nominales.
• Las impedancias de secuencia cero de las líneas de transmisión es equivalente a 2.9 veces el valor de la secuencia positiva.
• La barra N°1 posee una configuración de interruptor y medio, y la N°4 de doble barra. Las demás barras del sistema son sencillas.

1. consideraciones básicas para un sistema de protección

Para establecer el sistema de protecciones correspondiente a un sistema de potencia se tienen en cuenta dos criterios fundamentales, uno de ellos es las condiciones de sobrecarga y corrientes de cortocircuito en el SP. Para el diseño que se establece en el informe se tienen en cuenta estas dos características para prevenir y evitar que estas fallas en el sistema causen daños permanentes o temporales en los elementos mencionados anteriormente y que conforma el SP.A continuación se evaluará el flujo de cargas y las corrientes de cortocircuito posibles máxima y mínimas para el SP en estudio.

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