PROCEDIMIENTO PARA COORDINACIÓN DE PROTECCIONES EN CIRCUITOS DE DISTRIBUCIÓN

Los objetivos del presente procedimiento listado a continuación, consideran el marco establecido dentro del "Programa Institucional de Calidad Total de CFE", estableciendo las directrices necesarias para lograr en toda situación una máxima continuidad en el servicio, así como la máxima seguridad al personal, equipos e instalaciones y un eficiente aprovechamiento de los recursos humanos y materiales de la institución.

El alcance son todos los dispositivos de protección contra sobre-corriente utilizados  en líneas de sub-transmisión, subestaciones y circuitos de distribución.

INDICE:

1              GENERALIDADES

1.1           INTRODUCCIÓN

1.2           OBJETIVOS

1.3           ALCANCE

1.4           ANTECEDENTES

1.5           DESCRIPCIÓN

2              CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

2.1           DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

2.1.1        CONCEPTOS BÁSICOS

2.1.2        DEFINICIÓN DE LOS ELEMENTOS DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

2.1.3        TENSIONES NOMINALES EN LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

2.1.4        ARREGLOS PARA EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

2.1.4.1     CONFIGURACIONES EN LÍNEAS DE SUBTRANSMISIÓN

2.1.4.2     CONFIGURACIONES EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN

2.1.4.3     CONFIGURACIONES EN CIRCUITOS DE DISTRIBUCIONES DE MEDIA TENSIÓN

2.1.4.4     CONFIGURACIONES DE CIRCUITOS DE BAJA TENSIÓN

2.2            NATURALEZA DE LAS FALLAS

2.21          FALLAS DE NATURALEZA TRANSITORIA

2.2.2         FALLAS DE NATURALEZA PERMANENTE

2.2.3         LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN, LA NATURALEZA DE SUS FALLAS Y LA DEFINICIÓN DE SU SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

2.3            TIPOS DE FALLAS

2.3.1         TIPOS DE FALLAS Y CAUSAS

2.3.2         CARACTERÍSTICAS DE LAS FALLAS

2.3.2.1     ÁNGULO DE FALLA

2.3.1.2     ATERRIZAMIENTO DEL SISTEMA

2.3.2.3     RESISTENCIA DE FALLA

2.3.2.4     VARIACIÓN DE LOS FASORES DURANTE FALLAS

2.4            ZONAS DE PROTECCIÓN

2.5           CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DE LA PROTECCIÓN

2.5.1        CONFIABILIDAD

2.5.2        RAPÍDEZ

2.5.3        ECONOMÍA

2.5.4        SIMPLICIDAD

2.5.5        SELECTIVIDAD

2.6           LA PROTECCIÓN COMO ELEMENTO DE DISEÑO DE LA TOPOLOGÍA DE UN CIRCUITO

2.6.1        ANTECEDENTES DE LA PROTECCIÓN EN LOS CIRCUITOS DE MEDIA TENSIÓN

2.6.2        PROTECCIÓN DE CIRCUITOS DE MEDIA TENSIÓN

2.6.2.1     MODELOS GEOMÉTRICOS PARA ALIMENTADORES Y ÁREAS DE SUBESTACIONES

2.6.2.2     DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN EN ÁREAS GEOMETRICAS

                         

3              ELEMENTOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Y SUS CARACTERÍSTICAS

3.1           TRANSFORMADORES

3.1.1        CURVA DE DAÑO

3.1.1.1     CATEGORIA I

3.1.1.2     CATEGORIA II

3.1.1.3     CATEGORIA III

3.1.1.4     CATEGORIA IV

3.1.2.       CORRIENTE DE MAGNETIZACION

3.1.3        CORRIENTE DE CARGA FRIA

3.1.4        CONEXIONES DE TRANSFORMADORES

3.1.5        EJEMPLO

3.2           CONDUCTORES Y CABLES

3.2.1        CONDUCTORES EN LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCION

3.3           CAPACITORES

3.4           REGULADORES DE VOLTAJE Y AUTO-REGULADORES

3.4.1        EJEMPLO

4              HERRAMIENTAS PARA EL ESTUDIO DE COORDINACION DE PROTECCIONES

4.1           RECOPILACIÓN DE DATOS

4.1.1        TIPOS DE CANTIDADES

4.1.2        FUENTES DE DATOS

4.1.3        ALMACENAMIENTO Y MANEJO DE DATOS

4.1.4        ACTUALIZACIONES

4.1.5        DATOS NECESARIOS PARA LOS CÁLCULOS Y ESTUDIOS REQUERIDOS EN LA COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

4.2           MODELADO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

4.2           REPRESENTACIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

4.2.2        COMPONENTES SIMETRICAS

4.2.2.1     EJEMPLO

4.2.2.2     REGLAS Y RESTRICCIONES

4.2.3        EL METODO POR UNIDAD

4.2.4        MODELOS DE COMPONENTES DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

4.2.4.1     TRANSFORMADORES

4.2.4.1.1  EJEMPLO

4.2.4.2     LINEAS AEREAS

4.2.4.2.1  IMPEDANCIA DE SECUENCIA POSITIVA Y NEGATIVA DE LÍNEAS AÉREAS

4.2.4.2.2  IMPEDANCIA DE SECUENCIA CERO PARA LÍNEAS AÉREAS

4.2.4.3     LÍNEAS SUBTERRÁNEAS

4.2.4.3.1  IMPEDANCIA DE SECUENCIA POSITIVA Y NEGATIVA PARA LÍNEAS SUBTERRÁNEAS

4.2.4.3.2  IMPEDANCIA DE SECUENCIA CERO PARA LÍNEAS SUBTERRÁNEAS

4.2.5        REPRESENTACIÓN EN P.U.

4.2.5.1     EJEMPLO

4.3           ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO

4.3.1        TEORIA BASICA

4.3.2        DATOS REQUERIDOS PARA EL ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO

4.3.3        FALLA TRIFASICA

4.3.4        FALLA DE UNA FASE A TIERRA CON RESISTENCIA

4.3.5        CONSIDERACIONES PARA LOS DISTINTOS DE FALLA

4.3.6        INTERPRETACIÓN Y APLICACIÓN DE LOS ESTUDIOS DE CORTO CIRCUITO

4.3.7        EJEMPLO

4.3.8        CALCULO DE CORTO CIRCUITO CON COMPUTADORA

4.4           ESTUDIO DE COORDINACION DE PROTECCIONES

4.4.1        PRINCIPIOS BASICOS PARA LA COORDINACION DE PROTECCIONES

4.4.2        COORDINACION POR MAGNITUD DE CORRIENTE

4.4.3        COORDINACION POR TIEMPO

4.4.4        INTERPRETACIÓN Y APLICACIÓN DE LOS ESTUDIOS DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

5              EQUIPO DE PROTECCIÓN PARA SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

5.1           FUSIBLES

5.1.1        CONSTRUCCIÓN

5.1.2        CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN

5.1.3        TIPOS DE FUSIBLES

5.1.3.1     FUSIBLES TIPO EXPULSIÓN

5.1.3.2     FUSIBLES DE TRIPLE DISPARO

5.1.3.3     FUSIBLES DE VACÍO

5.1.3.4     FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE

5.1.3.5     FUSIBLES EN HEXAFLUORURO DE AZUFRE

5.1.3.6     FUSIBLES DE POTENCIA

5.1.4        SELECCIÓN DE FUSIBLES

5.1.4.1     SELECCIÓN DE LA CURVA DE OPERACIÓN

5.2           RESTAURADOR

5.2.1        CONSTRUCCIÓN

5.2.2        PRINCIPIO DE OPERACIÓN

5.2.3        CARACTERÍSTICAS DE TIEMPO-CORRIENTE Y SECUENCIA DE OPERACIÓN

5.2.4        TIPOS DE RESTAURADORES

5.2.4.1     RESTAURADORES DE CONTROL HIDRAULICO CON INTERRUPCION EN VACÍO

5.2.4.2     RESTAURADORES DE CONTROL MICROPROCESADO EN SF6

5.2.4.2.1  MECANISMO DE CIERRE

5.2.4.2.2  MODULO DE CONTROL

5.2.4.3     RESTAURADORES DE CONTROL HIDRAULICO

5.2.4.3.1  SISTEMA DE CONTROL HIDRAULICO SIMPLE

5.2.4.3.2  SISTEMA DE CONTROL HIDRAULICO DOBLE

5.2.4.4     RESTAURADORES CON CONTROL ELECTRONICO

5.2.5        SELECCIÓN Y UBICACIÓN

5.3           SECCIONALIZADOR

5.3.1        CONSTRUCCIÓN

5.3.2        PRINCIPIO DE OPERACIÓN

5.3.2.1     OPERACIÓN CON SECCIONALIZADORES CON CONTROL HIDRÁULICO

5.3.2.2     OPERACIÓN CON SECCIONALIZADORES TIPO ELECTRÓNICO

5.3.2.3     OPERACIÓN CON SECCIONALIZADORES TIPO ELECTRÓNICO MONOFÁSICO

5.3.3        FACTORES QUE SE UTILIZAN EN LA SELECCIÓN E INSTALACIÓN DE SECCIONALIZADORES

5.3.4        SOBRECORRIENTES DE CORTA DURACIÓN EN SECCIONALIZADORES CON BOBINA SERIE

5.4           RELEVADORES

5.4.1        TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE RELEVADORES DE SOBRECORRIENTE

5.4.1.1     DEFINICIONES

5.4.1.2     RELEVADOR DE SOBRECORRIENTE ELECTROMAGNÉTICO

5.4.1.2.1  RELEVADOR DE ATRACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

5.4.1.2.2  RELEVADOR DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

5.4.1.3     RELEVADOR DE SOBRECORRIENTE ESTÁTICO

5.4.1.4     RELEVADOR DE SOBRECORRIENTE DIGITAL (NUMÉRICO  O MICROPROCESADO)

5.4.2        EQUIPO ASOCIADO A LOS RELEVADORES DE SOBRECORRIENTE

5.4.2.1     INTERRUPTOR DE POTENCIA

5.4.2.2     TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

5.4.2.2.1  CLASIFICACION ANSI DE LA PRECISIÓN

5.4.2.2.2  EJEMPLO

5.4.2.2.3  EJEMPLO

5.4.2.2.4  EJEMPLO

5.4.2.2.5  TIPOS DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

5.4.2.2.6  CONEXIONES DE LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

5.4.2.2.7  EFECTOS DE LAS CORRIENTES DE FALLA EN LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

5.4.2.2.8  EJEMPLO

6              CRITERIOS DE COORDINACION Y APLICACIÓN DE PROTECCIONES EN SISTEMAS DE DISTRIBUCION

6.1           CRITERIOS DE APLICACIÓN DE ESQUEMAS DE PROTECCIÓN EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN

6.1.1        ESQUEMAS DE PROTECCIÓN PARA TRANSFORMADORES DE POTENCIA MAYORES DE 10 MVA

6.1.2        ESQUEMAS DE PROTECCIÓN PARA TRANSFORMADORES DE POTENCIA MENORES DEN 10 MVA

6.1.3        ESQUEMAS DE PROTECCIÓN PARA ALIMENTADORES DE CIRCUITOS PRIMARIOS DE DISTRIBUCIÓN

6.1.4        CONSIDERACIONES DE APLICACIÓN EN LA SELECCIÓN DE LOS ESQUEMAS DE PROTECCIÓN

6.1.5        CRITERIOS BÁSICOS DE AJUSTE PARA LOS ESQUEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA SOBRECORRIENTE EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN

6.1.5.1     PROTECCIÓN EN ALTA TENSIÓN DEL TRANSFORMADOR

6.1.5.2     PROTECCIÓN DE NEUTRO EN BAJA TENSIÓN DEL TRANSFORMADOR

6.1.5.3     PROTECCIÓN EN BAJA TENSIÓN DEL TRANSFORMADOR

6.1.5.4     PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR DE DISTRIBUCIÓN

6.2           CRITERIOS DE APLICACIÓN DE PROTECCIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN

6.2.1        DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN EN FALLAS PERMANENTES

6.2.2        DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN CONTRA FALLAS TRANSITORIAS

6.2.3          LA PROTECCIÓN CONTRA FALLAS PERMANENTES Y TRANSITORIAS EN LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN

6.3           CRITERIOS DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES DE SOBRECORRIENTE EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

6.3.1        CRITERIO DE COORDINACIÓN RELEVADOR-RELEVADOR

6.3.2        CRITERIO DE COORDINACIÓN RELEVADOR-RESTAURADOR

6.3.3        CRITERIO DE COORDINACIÓN RELEVADOR-FUSIBLE

6.3.4        CRITERIO DE COORDINACIÓN RELEVADOR-SECCIONALIZADOR

6.3.5        CRITERIO DE COORDINACIÓN RELEVADOR-SECCIONALIZADOR-FUSIBLE

6.3.6        CRITERIO DE COORDINACIÓN RESTAURADOR-RESTAURADOR

6.3.6.1     MÉTODO I

6.3.6.2     MÉTODO II

6.3.6.3     MÉTODO III

6.3.6.4     ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE LOS MÉTODOS I, II Y III

6.3.6.5     COORDINACIÓN DE RESTAURADORES ELECTRÓNICOS

6.3.7        CRITERIO DE COORDINACIÓN RESTAURADOR-FUSIBLE

6.3.7.1     SECUENCIA 2A-2B

6.3.7.2     SECUENCIA 1A-3B Y 1A-2B

6.3.7.3     SECUENCIA 3A-1B, 2A-1B Y 1A-1B

6.3.7.4     SECUENCIA 4A, 3A Y 2A

6.3.7.5     SECUENCIA 4B, 3B Y 2B

6.3.8        CRITERIO DE COORDINACIÓN RESTAURADOR-SECCIONALIZADOR

6.3.9        CRITERIO DE COORDINACIÓN RESTAURADOR-SECCIONALIZADOR-FUSIBLE

6.3.10      CRITERIO DE COORDINACIÓN FUSIBLE-RELEVADOR

6.3.11      CRITERIO DE COORDINACIÓN FUSIBLE-RESTAURADOR

6.3.12      CRITERIO DE COORDINACION FUSIBLE-FUSIBLE

6.3.13      CRITERIO DE COORDINACIÓN SECCIONALIZADOR-SECCIONALIZADOR

6.4           DESARROLLO DE GUÍAS Y RECOMENDACIONES PARA LA APLICACIÓN Y AJUSTE DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

6.4.1        GUÍA BÁSICA PARA INSTALACIÓN Y APLICACIÓN DE PROTECCIONES EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN (DIVISIÓN CENTRO ORIENTE)

6.4.2        GUÍA PARA APLICACIÓN Y AJUSTE DE PROTECCIONES EN CIRCUITOS DE DISTRIBUCIÓN (DIVISIÓN CENTRO SUR Y DIVISIÓN SURESTE)

  

7              EJEMPLOS DE APLICACIÓN

7.1           CÁLCULO Y COORDINACIÓN MANUAL

7.2           CÁLCULO Y COORDINACIÓN SISTEMATIZADA

APÉNDICES

                          

A1         PROGRAMA “LÍNEAS RC” PARA EL CÁLCULO DE IMPEDANCIA DE LÍNEAS Y CORTO CIRCUITO DE CIRCUITOS RADIALES

A1.1        INSTRUCCIONES PARA LA OPERACIÓN DEL PROGRAMA

A1.2        DESCRIPCIÓN DE LAS OPCIONES DEL MENU PRINCIPAL

A1.2.1     DESCRIPCIÓN DE LAS OPCIONES DEL MENÚ CONDUCTORES

A1.2.2     DESCRIPCIÓN DE LAS OPCIONES DEL MENÚ ESTRUCTURAS

A1.2.3     DESCRIPCIÓN DE LAS OPCIONES DEL MENÚ IMPEDANCIAS

A1.2.4     DESCRIPCIÓN DE LAS OPCIONES DEL MENÚ C. CIRCUITO

A1.3        EJEMPLO

A2         ANIMACIÓN GRÁFICA DE CRITERIOS DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

A2.1        PRESENTACIÓN E INSTALACIÓN DE LA ANIMACIÓN

A2.2        MANEJO DE LA ANIMACIÓN

A2.3        REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA NECESARIOS PARA EL MANEJO DE LA ANIMACIÓN

A2.4        ESTRUCTURA DE LA ANIMACIÓN

A3           SELECCIÓN DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE PARA OPTIMIZAR EL COMPORTAMIENTO DE LOS RELEVADORES DE PROTECCIÓN

A3.1        CLASIFICACIÓN DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE EN FUNCIÓN DE SUS CURVAS DE SATURACIÓN

A3.2        EL ÁREA TENSIÓN-TIEMPO (VOLT-TIME)

A3.3        CRITERIO PARA EVITAR LA SATURACIÓN

A3.4        SELECCIÓN DE LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTE PARA LA PROTECCIÓN DE UNA LÍNEA

A3.5        PROCEDIMIENTO PARA LA SELECCIÓN DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

A3.6        CALCULO DEL BURDEN DE UN T.C.

A3.7        LIMITACIONES DEL CRITERIO

A3.8        ESTADÍSTICA DE ASIMETRÍA

A3.9        CONCLUSIONES

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