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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉA MECÁNICA Y ELÉA MECÁNICA Y ELÉA MECÁNICA Y ELÉCTRICACTRICACTRICACTRICA INGENIERÍA ELÉCTRICA Tema: Diseño de Tablero de Subestación Tipo Interior Autor: LUIS IVAN ALVAREZ TRUJILLO E S I M E Z A C A T E N C O M É X I C O D. F. 2008 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 2 INDICE DE CONTENIDO PÁGINA Objetivo 6 Campo de aplicación 6 Definiciones 6 I. Breve historia de la evolución del relevador 7 II. Introducción 9 III. Fallas en el Sistema Eléctrico de Potencia 10 IV. Generalidades de los relevadores 11 IV.I Descripción de los relevadores 12 IV.I.I Clasificación de los relevadores en cuanto a su función 13 V. Unidades electromecánicas 15 V.I.- Unidad tipo solenoide. 15 V.II.- Unidad tipo atracción de armadura 15 V.III - Unidad Polar. 16 VI. Unidades de inducción electromagnética 18 VI.I - Unidad de disco de inducción. 18 VI.II - Unidad de cilindro de inducción. 19 VI.III - Unidad D´Arsonval. 20 VI.IV - Unidades Térmicas 20 VII. Relevador microprocesado o de estado sólido 22 VII.I Particularidades de los relevadores digitales 22 VIII. Arquitectura de un Relevador Digital 25 IX. Estructura de un sistema digital integrado de protección, control y medición. 27 X. Protección diferencial de línea. 29 X. I. Objetivo 29 XI. Aplicación de la ingeniería al campo de las protecciones, en el marco de diseño de tableros de subestación tipo interior, distribución y transmisión. 33 XII. Construcción de un tablero metal mecánica. 34 XIII. Generalidades de construcción. 38 XIV. Metodología para el diseño de un tablero PMC para una línea 115 kV. 42 XIV.I . Circuitos necesarios para la implementación de una diferencial Línea 115 kV 48 XV. Procedimiento experimental 68 XV.I Objetivo 68 XVI. Conclusión 81 XVII. Bibliografía 82 XVIII. Anexo A 83 XIX. Anexo B 103 XX. Anexo C 112 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 3 ÍNDICE XVII. Anexo A FIGURAS Fig. 1 Diagrama esquemático elemental del SEP 83 Fig. 2 Relevador en su forma más simple 83 Fig. 3 Relevador con múltiples contactos “a” y “b” 83 Fig. 4 Contactos N.A. y N.C. 84 Fig. 5 Tipo solenoide 84 Fig. 6 Tipo atracción de armadura 84 Fig. 7 Unidad Polar 85 Fig. 8 Disco de Inducción 85 Fig. 9 Cilindro de inducción 86 Fig. 10 Unidad D´Ársonval 86 Fig. 11 Unidades térmicas 87 Fig. 12 Aproximación discreta de diferenciación. 87 Fig. 13. Aproximación discreta de la diferenciación. 88 Fig. 14 Diagrama de bloques de un relevador digital 89 Fig. 15. Estructura de un sistema digital integrado de protección, control y medición. 90 Fig. 16 conexión típica unificar de un diferencial de generador 91 Fig. 17 zonas de operación del relevador con resistencias de retención 91 Fig. 18 Unifilar delinea de transmisión a proteger con 87L 92 Fig. 19. Dimensiones de tablero 92 Fig. 20. Distribución de frentes en la sección 93 Fig. 21. Mímico 94 Fig. 22. Circuito de TC´s 94 Fig. 23 Circuito de TP 95 Fig. 24. Circuito de cierre 95 Fig. 25. Circuito de disparo Bobina 1 96 Fig. 26. Circuito de disparo bobina 2 96 Fig. 27. Circuito de control de cuchillas 97 Fig. 28. Circuito de señalización de cuchillas 97 Fig. 29. Protección Principal 98 Fig. 30. Protección de Respaldo 98 Fig. 31. Medidor 99 Fig. 32. UCAD 99 Fig. 33. Tablero para proteger una línea corta 100 Fig. 34. Falla simulada monofásica 101 Fig. 35. Falla bifásica 101 Fig. 36. Falla trifásica 102 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 4 ÍNDICE XIX. Anexo B TABLAS Tabla. 1. Colores de conductores 103 Tabla 2. Se muestra una cotización interna, la cual tienen como función sacar un estimado del precio total a proponer al cliente. 106 Tabla 3. La tabla muestra la propuesta que se presenta al cliente indicando únicamente los precios sin desglose únicamente los totales. 106 Tabla 4. Lista de materiales 108 Tabla 5. Alarmas típicas de un tablero PCM 109 Tabla 6. Mandos típicos de nivel superior para un tablero PCM 110 Tabla 7. Inyección de fallas relevador principal 110 Tabla 8. Inyección de fallas al relevador respaldo 111 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 5 ÍNDICE XX. Apéndice C FORMULAS Formula 1. Aproximación trapezoidal 112 Formula 2. Aproximación discreta de la diferenciación. 112 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 6 Objetivo: Diseñar un tablero funcional tipo interior de subestación para proteger una línea corta en 115 kV. Campo de aplicación: En subestaciones de distribución que se construyan para comisión federal de electricidad, así como aquellas en operación sujetas a mejoras y ampliación. [5] Definiciones: SEP- Sistema Eléctrico de Potencia. TC – Transformador de Corriente. TP – Transformador de Potencial. PCM – Protección Control y Medición. UCAD – Unidad de control y adquisición de datos. DEI – Dispositivo Electrónico Inteligente. 25 – Verificador de Sincronismo. 67 – Relevador direccional de sobre corriente. 67N – Relevador direccional de sobre corriente al neutro. 27 – Relevador de bajo voltaje. VCD – Voltaje de corriente directa. VCA – Voltaje de corriente alterna. 52 – Interruptor de Potencia. 50FI – Relevador de sobre corriente instantáneo por Falla de interruptor. 87L – Relevador diferencial de línea. SISCOPROMM – Sistema de control protección, medición y manteneabilidad. MCAD – Modulo de control y adquisición de datos. CFE – Comisión Federal de Electricidad. P.P. – Protección primaria. P.R. – Protección de Respaldo. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 7 I. Breve historia de la evolución del relevador. A continuación se presenta una cronología aproximada de los relevadores de protección en la que resaltan las distintas etapas fundamentales de las distintas generaciones de relevadores. � Relevadores electromecánicos: [2] 1901-Relevador de sobre corriente de inducción 1908-Relevador diferencial 1910-Relevador direccional 1921-Relevador de distancia tipo impedancia 1937-Relevador de distancia tipo mho � Relevadores estáticos: [2] 1ra. Generación: Bulbos electrónicos [2] 1925-Protección piloto por comparación direccional (onda portadora) 1930-40-Distintostipos de relevadores 1948-Relevador de distancia 2da. Generación: Transistores [2] 1949-Esquemas de comparación de fase 1954-Relevador de distancia 1959-Relevador de sobre corriente (versión comercial) 1961-Relevador de distancia (versión comercial) 3era. Generación: Circuitos integrados [2] 1960-70-Distintos tipos de relevadores ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 8 4ta. Generación: Microprocesadores [2] 1969-Protección de distancia 1970-Protección diferencial de barras 1972-Protección diferencial de transformadores 1973-Protección diferencial de generadores 1973-Integración de funciones de protección y control 1978-Relevador de frecuencia 1980-Relevador de sobre corriente de tiempo inverso 1980-Mediciones faso ríales para estimación de estado 1981-Protección de motores 1982-Localización de fallas 1983-Protección piloto de fibra óptica 1984-Registro digital de fallas 1987-Protecciones adoptivas Con lo expuesto anteriormente los relevadores se pueden subdividir por su base constructiva, los cuales son electromecánicos y estáticos. Los relevadores estáticos son aquellos que carecen de partes móviles, en cuya construcción, utilizan dispositivos electrónicos (bulbos electrónicos o elementos semiconductores) o dispositivos magnéticos (amplificadores magnéticos, etc.), sin embargo usan relevadores electromagnéticos auxiliares en calidad de elementos de salida. [2] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 9 II. Introducción. El motivo primordial de este documento es difundir y exponer una de las aplicaciones de las protecciones en los tableros Protección Control y Medición (PCM). Además de realizar una guía para orientar al ingeniero electricista, a la construcción de tableros de protección. El documento trata generalmente de la aplicación de las protecciones en una línea de transmisión corta [menor a 10 (km)], en 115 kV. Se hace mención a los relevadores micro procesados, en los cuales la aplicación de la protección día con día se combina con mayor auge, de la mano con los protocolos de comunicación, por lo que se denotará de una manera general la estructura de un relevador micro procesado y los niveles de comunicación. Sin embargo la aplicación de protecciones es el tema esencial a tratar; las cuales se pueden implementar con relevadores microprocesador, de la misma manera la aplicación de relevadores auxiliares, en cuanto a funciones de aplicación de protección y señalización, las cuales son de gran relevancia. La implementación del siguiente proyecto se rige en cuanto a especificaciones vigentes, (ANCE, CFE), las cuales son totalmente aplicables para el ramo eléctrico. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 10 III. Fallas en el Sistema Eléctrico de Potencia. Es necesario entender como primera instancia el motivo de las protecciones, el cual nos lleva a cuestionar; ¿Cuales son las fallas posibles en sistema eléctrico de potencia? y como segunda interrogante ¿Qué las produce?. Por lo que es necesario saber cuando diagnosticar con seguridad una falla. Cuando el sistema eléctrico de potencia está operando idealmente se dice que el sistema o elemento del mismo se encuentra en condiciones ideales (sin falla), sin embargo hay diversos factores que hacen que un elemento del sistema eléctrico de potencia se encuentre en condiciones anormales o bajo falla, como son: Sobre tensiones por maniobras y ferro resonancia. Sobre tensiones por descargas atmosféricas. Desgaste de conductores. Daños por fenómenos meteorológicos. Agentes externos como accidentes automovilísticos, errores de maniobras y daños de aislamientos por roedores. Las fallas se clasifican en temporales y permanentes: Las temporales son las que ocurren por un tiempo relativamente corto, no suficiente para causar daños en el equipo. Una limitante de estas fallas son las protecciones sino sería permanente. Las fallas permanentes son las que a pesar de liberarse la anormalidad se encuentra presente, así como: torres rotas, aislamientos dañados, elemento externo que afecte a las líneas de transmisión como ramas sobre los conductores, falla en los conectores. Las fallas pueden ser de tipo: Monofásicas a tierra. Bifásicas a tierra. Trifásicas a tierra. Bifásicas. Secuencia negativa. Inversión de fases. Falla de interruptor. Sobre corriente. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 11 IV. Generalidades de los relevadores La evolución de los relevadores es un claro ejemplo del avance de la tecnología, a través de la historia humana, la cual tuvo la necesidad de proteger el SEP (Sistema Eléctrico de potencia) fig. 1; a continuación se describe brevemente un SEP: G 1 2 3 4 4 4 3 5 3 6 6 6 Planta Generadora 23 kV 13.8 kV S.E. Elevadora 400 kV 230 kV 85 kV 3∅ , 3h, 60Hz Banco de tierra conexión zig-zag S.E. Reductora Alimentadores 23 kV, 3∅ , 3h 230 /√3 V 3∅ , 4h Fig. 1 Diagrama esquemático elemental del SEP. Sistema de Potencia: Sirve para generar, transformar, transmitir y distribuir la energía eléctrica. [1] Generador: Transforma la energía mecánica en energía eléctrica para alimentar al sistema. [1] Transformador Elevador: Su función es aumentar el nivel tensión de generación a un voltaje de transmisión para obtener los beneficios en la línea de transmisión: [1] a) El incremento del voltaje reduce la magnitud de la corriente ( Ι ) de la carga y debido a esto se reducen las pérdidas por efecto Joule en la Línea de Transmisión las cuales son proporcionales a J = R Ι2 [W] b) Al reducirse la magnitud de la corriente ( Ι ), se reduce también el calibre de los conductores. c) Al reducirse las pérdidas por efecto Joule en la Línea de Transmisión (L.T.) se mejora la regulación de tensión de la línea. d) La capacidad de transmisión de potencia de la línea aumenta debido a que es directamente proporcional al cuadrado del voltaje. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 12 Barras Colectoras: Su función es interconectar todos los elementos del sistema de potencia. [1] Línea de Transmisión: Éstas transportan la energía eléctrica de las plantas generadoras a los centros de consumo y sirven también para interconectar al SEP. [1] Subestación Reductora: Su función es reducir la tensión de transmisión a una tensión de utilización. [1] Alimentador: Su función es transportar la energía eléctrica de la Subestación Reductora al consumidor o cliente. [1] IV.I Descripción de los relevadores: Un relevador puede cumplir múltiples propósitos, y la manera mas simple de un relevador es constituido por una bobina y un contacto de acción, fig. 2. [1] Bobina Contacto RELEVADOR Fig.2 Relevador en su forma más simple Un relevador puede tener varios contactos normalmente “abiertos” y/o tener contactos normalmente “cerrados”. Fig. 3 Fig.3 Relevador con múltiples contactos “abiertos” y “cerrados”. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 13 a Contacto "a" ó contacto N.A. Contacto "b" ó contacto N.C. b Fig.4 Contactos N.A. y N.C. Se dice que un relevador opera cuando cierra sus contactos “a” y/ o abre sus contactos “b”.[1] IV.I.I Clasificación de los relevadores en cuanto a su función:[3] a) Relevadores de protección b) Relevadores de regulación c) Relevadores de recierre, sincronismo d) Relevadores de monitoreo e) Relevadores auxiliares a) Relevadores de protección: Se encuentran asociados al sistema y actúan cuando las condiciones en sistema son insostenibles o anormales. Éstos son aplicados en todo SEP; alimentadores, generadores, líneas de transmisión, barras, bancos de capacitores, transformadores, reactores y motores. Se alimentan con el voltaje y corriente del sistema a través de transformadores de potencial (TP`s) y transformadores de corriente (TC`s), lo cual permite realizar una mejor protección en cualquier punto y condiciones del sistema.[3] b) Relevadores de regulación: Están relacionados con los cambiadores de derivaciones de los transformadores de potencia o en el control de generación con el equipo de nivel de voltaje (la variación respecto a la carga). Éstos son usados bajo las condiciones normales del sistema, sólo operan en condiciones normales del sistema, no bajo falla.[3] c) Relevadores de recierre, sincronismo: Se implementan cuando se energiza o se reconecta un elemento del SEP mismo, cumpliendo funciones propias de una clase de protocolo o programación, sin entrar al contexto de la programación en lenguaje computacional, un ejemplo claro es de librar una línea bajo falla a través de su protección, lo cual, dá inicio a un recierre y si la falla persiste se aísla por completo después del número de recierres programados.[3] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 14 d) Relevadores de monitoreo: Su función es empleada en la verificación de condiciones del sistema a proteger. En otras palabras sólo supervisan las funciones del Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) o los circuitos de protección. Ejemplos; en el sistema protección supervisor de bobina de disparo, bajo voltaje en un circuito, falla canal de tele protección. [3] d) Relevadores auxiliares: Los relevadores auxiliares son usados a través de los relevadores de protección debido a la versatilidad que éstos necesitan. Los requerimientos más comunes son:[3] Salida de múltiples disparos, alarmas, bloqueos, operación de otros equipos, grabación de disturbios.[3] Implementación de contactos con alta capacidad de corriente.[3] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 15 V. UNIDADES ELECTROMECÁNICAS. Unidades de atracción electromagnética. V.I.- Unidad tipo solenoide. Ésta unidad se forma de un material magnético en forma cilíndrica y en el centro tiene una abertura donde está el núcleo, es un vástago que lo detiene un resorte por abajo y en la parte de arriba están los contactos. Éste vástago se puede ajustar para seleccionar la corriente de operación, ver figura 5 diagrama de la unidad tipo solenoide. Fig.5 Tipo solenoide. Cuando se rebase la corriente mínima de operación, la fuerza de atracción será suficiente para que la armadura suba y cierre los contactos. V.II.- Unidad tipo atracción de armadura. Funciona de la siguiente manera, si la corriente (i), produce un flujo tal que se produzca un polo norte (N) y un polo (S) se atraerán los contactos venciendo al resorte. Véase en la figura 6 la representación de la corriente que entra en el devanado en un instante de tiempo provocando la polarización. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 16 i i Resorte de control Armadura Contactos Bobina de sombra Núcleo Fig. 6 Tipo atracción de armadura Éstos se alimentan con corriente directa (CD) por el flujo y por lo tanto la fuerza de atracción es constante. V.III - Unidad Polar. La figura 7, muestra como opera la unidad con CD aplicada a una bobina devanada alrededor de una armadura que se encuentra en el centro de una estructura magnética. Un imán permanente que atraviesa la estructura polariza los polos de la armadura. Dos entrehierros localizados en la parte posterior de la estructura magnética se puentean con 2 tornillos magnéticos ajustables para modificar el flujo magnético y calibrar el extremo flexible de la armadura. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 17 Estás unidades son muy sensibles, de alta velocidad y bajo consumo de energía. Contactos Armadura flexible Tornillos de ajuste Entrehierros Núcleo magnético N S N S i i ∅ ∅ N S + - Imán permanente Puente rectificador Flujo modificado Fig. 7 Unidad Polar En condiciones normales la armadura está equilibrada, en condiciones de falla en la armadura se crea un polo norte (N) y polo sur (S) debido a la corriente de la bobina. La armadura flexible actúa como polo norte y es atraída por el polo sur cerrando los contactos, de esta forma actúa el relevador. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 18 VI. Unidades de Inducción Electromagnética. Operan en base al principio de un motor de inducción. VI.I - Unidad de disco de inducción. Ésta unidad cuenta con un retardo intencionado en la operación, la figura 8 refleja un esquema de un núcleo magnético, el cual a través de la inducción de un flujo magnético hace operar un contacto normalmente abierto, el cual cerrará el paso a través de un intervalo de tiempo calibrado con anterioridad. 2 4 6 80 10 Espiral de control Dial de tiempo i i ∅1 ∅ 2 ∅ 1 Contactos Flecha Disco de inducción de metal no magnético Núcleo magnético Bobina de operación Tap = iop = 4.0 A Bobina de sombra Fig.8 Disco de Inducción Si el dial = 0 está cerrado, y si el dial = 10 es la máxima abertura para el tiempo. La bobina de sombra es una pequeña bobina en cortocircuito. Por lo que al fluir un flujo magnético se induce una tensión pero como está en cortocircuito produce una corriente que genera un flujo ∅2. Para que exista el par motor se necesitan dos flujos variables ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 19 Por la acción de éstos dos flujos se produce un par resultante que hace que gire el disco y cierre los contactos, siempre y cuando se rebase la corriente mínima de operación (iop). Habiendo operado el relevador, la espiral de control sirve para regresar al disco a su posición original una vez que ya no hay corriente de operación. VI.II - Unidad de cilindro de inducción. Ésta unidad es de operación instantánea y no ve magnitud de sobrecorriente, trabaja con dirección de corriente. La figura 9 muestra un núcleo magnético cilíndrico y sobre éste va montado el cilindro de inducción. Cilindro de inducción Bobina de polarización Bobina de operación i1 i2 i1 i2 Fig.9 Cilindro de inducción Sobre el cilindro se generan los pares al interactuar los flujos. Al operar, el cilindro gira y cierra los contactos. Ésta unidad se utiliza en la protección 67 direccional. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA“ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 20 VI.III - Unidad D´Arsonval. - + N S Imán permanente Bobina movil Núcleo magnético i i Puente rectificador Fig. 10 Unidad D´Ársonval La figura 10 muestra un imán permanente con un polo norte (N) y un polo sur (S) y tiene una bobina móvil montada sobre ella. En ésta bobina móvil está uno de los contactos y el otro contacto está a la estructura. VI.IV - Unidades Térmicas. La unidad térmica consta de una tira bimetálica que tiene un extremo fijo y el otro libre. A medida que la temperatura aumenta, la diferencia de coeficientes de expansión térmica de los dos metales provoca el movimiento del extremo libre cerrando el contacto asociado. Véase figura 11. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 21 Contactos Bimetal Condiciones normales Condiciones de alta temperatura Contactos Bimetal Fig. 11 Unidades térmicas ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 22 VII. Relevador microprocesado o de estado sólido: Los relevadores estáticos o de estado sólido son predominantes en nuestra actualidad, debido en su mayoría la evolución de la tecnología digital, y así como a la introducción de ésta tecnología en el campo de protección del SEP que confiere a los relevadores y sistemas digitales de protección, por lo que se denotan ventajas definidas en referencia a los relevadores electromecánicos. Éstas son:[2] El costo de los relevadores digitales comparable con el de los analógicos, es menor y la tendencia es a decrecer. Los relevadores digitales tienen la capacidad de autodiagnóstico, lo que los hace más confiables que los analógicos. Estos relevadores son compatibles con la tecnología digital que se introduce en las subestaciones. Tienen una gran flexibilidad funcional, que les permite realizar otras funciones, como las de medición, control y supervisión. Tienen capacidad de comunicación con otros equipos digitales de la subestación y el sistema. Pueden constituir la base de una protección adaptiva, cuyos parámetros de operación cambian automáticamente con las condiciones del sistema. En la actualidad el factor que impide aprovechar planamente las posibilidades potenciales de la protección digital, es la del rápido y constante cambio de los componentes del hardware mismo. [2] VII.I Particularidades de los relevadores digitales Los relevadores digitales son sistemas de microprocesadores interconectados con el sistema protegido que realizan tareas en tiempo real. Esto les confiere dos particularidades: [2] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 23 La información sobre los valores de las señales eléctricas de entrada llega al microprocesado en instantes discretos de tiempo. El microprocesador solamente realiza operaciones aritméticas, tales como suma, resta, multiplicación y división. Ésto trae como consecuencia la necesidad de resolver dos problemas. El primero de ellos consiste en que las señales discretas de entrada hay que hacerle operaciones matemáticas continuas, tales como la integración y diferenciación; para ello hay que utilizar métodos de aproximación. Así que un método para la integración de una forma exacta: [2] ( )∫ ++++ ∆ = − tn to nno xxxx t dttx 11 2...22 )( Formula 1. Aproximación trapezoidal Fig. 12 Aproximación discreta de diferenciación. El problema tiene dos soluciones una es presentar las dependencias funcionales en forma tabular y grabar esa información en la memoria. La ventaja de este método es la alta velocidad de ejecución, pero en contra una reducida precisión o una elevada utilización de la capacidad de la memoria (depende de la cantidad de números de valores que se almacenen). [2] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 24 La diferenciación puede aproximarse a partir de dos valores de la función, tal como se muestra en la siguiente figura: ( ) ( ) ( ) kk kk tt txtx dt tdx − − = + + 1 1 Formula 2. Aproximación discreta de la diferenciación. Fig. 13. Aproximación discreta de la diferenciación. Éstos problemas tienen dos soluciones una es presentar las dependencias funcionales en forma tabular y grabar esa información en la memoria. La ventaja de ésta primera solución es la alta velocidad de ejecución, pero en contra una reducida precisión o una elevada utilización de la capacidad de la memoria (depende de la cantidad de números de valores que se almacenen). [2] Para la segunda variante de solución consiste en aproximar las funciones complejas por series que contengan solamente operaciones, tales como la serie de Taylor. El subprograma se graba en la memoria, ocupa menos memoria que la tabla, pero requiere mayor tiempo de ejecución sobre todo cuando se necesita alta precisión. Sin embargo, en ocasiones es conveniente combinar ambos métodos dando como resultado a una alta velocidad o una elevada precisión, con requerimientos de memoria no tan elevados. [2] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 25 VIII. Arquitectura de un Relevador Digital A continuación nos referiremos en un modo general a la estructura del relevador microprocesado. A este se le aplican señales analógicas provenientes de los transductores primarios de corriente y potencial, y señales discretas que reflejan el estado de interruptores, cuchillas y otros relevadores. El conjunto de las señales que entran al relevador reciben un procesamiento en los subsistemas correspondientes antes de su aplicación en la microcomputadora, que constituyen el elemento principal del relevador. [2] Las señales analógicas pasan adicionalmente por un proceso de conversión análogo-digital antes de entrar a la unidad central de procesamiento de la microcomputadora. Las señales discretas de salida del relevador reciben procesamiento en subsistema de salidas discretas, que generalmente incluyen relevadores electromecánicos auxiliares para proveerlo de salidas de tipo contacto. [2] El relevador también realiza funciones de señalización de operación de su estado funcional mediante dispositivos de señalización visibles al exterior. La mayoría de los relevadores digitales dispone también de la capacidad de comunicación con otros equipos digitales, mediante su puerto serial y paralelo. [2] El subsistema de señales analógicas de un relevador digital tiene las siguientes funciones: [2] Convertir las corrientes y voltajes provenientes de los transductores primarios a voltajes ideales para la conversión análogo-digital. Aislar eléctricamente los circuitos electrónicos del relevador de los circuitos de entrada. Como protección de sobrevoltaje transitorios inducidos en los conductores de entrada por conmutaciones y otros procesos transitorios en el sistema primario o en los circuitos secundarios del esquema de protección. Filtrado anti-aliasing de las señales analógicas de entrada. Éste filtrado es necesario para limitar el espectro de frecuencia de esas señales a una frecuencia no mayor que la mitad de la frecuencia de muestreo a utilizar en el relevador. El subsistema de entradas discretas tiene las funciones de acondicionar las señales para su aplicación al procesador (lo quepuede incluir una fuente de alimentación auxiliar para censar el estado de contactos), proveer el aislamiento eléctrico necesario entre las entradas y los circuitos electrónicos, y proteger al relevador contra sobrevoltajes transitorios. [2] En la interfaz análogo-digital se llevan a cabo los procesos de muestreo y conversión análogo-digital de las señales analógicas. El reloj de muestreo genera pulsos de corta duración y una cierta frecuencia, que marcan los instantes de muestreo; en cada uno de ellos se hace la conversión del valor instantáneo de la señal analógica a una palabra digital, que queda disponible para el procesador. A continuación se muestra la estructura general de un relevador microprocesado. [2] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 26 Fig. 14 Diagrama de bloques de un relevador digital ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 27 IX. Estructura de un sistema digital integrado de protección, control y medición. En un SEP cada elemento del mismo es de vital importancia, ya que cualquier disturbio en cualquier elemento interconectado al SEP repercute hasta la generación o en cualquier punto, por lo que se denomina como una gran red eléctrica. [2] Lo cual nos denota que la comunicación en cada punto interconectado debe estar referido a un nivel superior, para tener un control completo del SEP, lo cual nos ayuda a tener un historial de un centro de consumo, alimentadores, líneas, de cualquier elemento que posea protección, así como reportar cualquier disturbio en tiempo real, eventos alarmas, libranzas, así como mantenimientos, etc. [2] Por lo que se deduce que un nivel debe recolectar y procesar datos, se realizan análisis de secuencia de eventos y otros, se hacen registros oscilográficos, se elaboran reportes y se organizan las comunicaciones con el nivel inferior. A continuación se presenta una estructura de un sistema digital integrado PCM. [2] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 28 Figura 15. Estructura de un sistema digital integrado de protección, control y medición. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 29 X. Protección diferencial de línea. X.I Objetivo: Diseñar un tablero funcional tipo interior de subestación para proteger una línea corta en 115 kV. Éste documento esta referido a la implementación de la aplicación de las protecciones, en cuanto al control, medición y protección de una línea de transmisión en alta tensión, el cual tiene una amplia y compleja ciencia para lo cual es necesario saber el principio de funcionamiento en cuanto a la protección de una línea corta. Al hablar de un tablero de diferencial de línea, es necesario colocar un tablero colateral el cual deberá llevar los mismos componentes que el diferencial ubicado en la subestación. Para lo que hacemos referencia a la norma de CFE tableros de protección de control y medición para subestaciones eléctricas, “especificación CFE V6700-62” Sin embargo es necesario saber que hay más de un solo diferencial, las cuales son: Diferencial de generador (87G). Diferencial de transformador (87T). Diferencial de barras (87B). Diferencial de líneas (87L). A continuación se hablará un poco de la protección diferencial, con la finalidad de familiarizarnos más sobre esta implementación de la protección diferencial, ya que el primer paso para el manejo de un relevador electromecánico u microprocesado, es entender la filosofía de su operación y así como la de implementación. Protección Diferencial: La protección diferencial de generador protege principalmente contra corto circuitos entre fases. La aplicación de esta protección depende y se condiciona según el elemento a proteger, como ejemplos: En la diferencial de transformador también se incluye la diferencial con detección de corto circuitos de fase a tierra. En la diferencial de barras no se precisa dos elementos a cotejar en valores sino que se incluyen a la diferencial el numero de elementos conectados a la barra ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 30 La protección diferencial comparará la corriente que sale de un embobinado con la corriente que entra por el otro extremo del mismo bobinado. Si las dos corrientes son iguales el relevador no opera ya que no existe anormalidad, sin en cambio, si las corrientes difieren se determina una falla en el elemento protegido por la diferencial. Fig.16 conexión típica unificar de un diferencial de generador Para evitar la operación en falso se utilizan relevadores tipo pendiente. Éstos relevadores tienen dos bobinas de retención y una bobina de operación. Al circular corriente a través de las bobinas de retención se produce un par que tiende a abrir contactos, en posición al par producido por la corriente que atraviesa la bobina de operación, que tiende a cerrar contactos. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 31 Los límites de operación del relevador diferencial se pueden representar gráficamente. Fig. 17 zonas de operación del relevador con resistencias de retención Los relevadores diferenciales operan con un 10% mayor debido al arranque de los transformadores u operaciones en falso. Sin embargo los relevadores diferenciales de generador actúan con 0.2 amperes. Para este tipo de proyectos se necesitan saber de los números usados en los diagramas eléctricos por lo que se presentan los más usados: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 32 NÚMERO FUNCIÓN 21 Relevador de distancia. 25 Dispositivo sincronizador o verificador de sincronismo. 27 Relevador de bajo voltaje. 32 Relevador direccional de potencia. 40 Relevador de campo. 41 Interruptor de campo. 43 Dispositivo manual de transferencia o selección. 47 Relevador de voltaje de secuencia de fases. 48 Relevador de secuencia incompleta. 49 Relevador térmico de máquina o transformador. 50 Relevador instantáneo de sobrecorriente. 51 Relevador de sobrecorriente con retardo en la operación. 52 Interruptor de potencia. 57 Dispositivo para poner en cortocircuito o a tierra. 59 Relevador de sobrevoltaje. 62 Relevador de retardo de paro o apertura. 63 Relevador de presión (de líquido o de gas) o de vacío. 64 Regulador de velocidad. 67 Relevador direccional de sobrecorriente (C. A.) 68 Relevador de bloqueo. 72 Interruptor de C.D. 74 Relevador de alarma. 79 Relevador de recierre de C.A. 81 Relevador de frecuencia. 85 Relevador receptor de un sistema de onda portadora o de hilo piloto. 86 Relevador de bloqueo sostenido. 87 Relevador de protección diferencial. 89 Cuchilla desconectadora de línea. * Los números sombreados se debe prestar más atención ya que se mencionaran con frecuencia más adelante. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 33 XI. Aplicación de la ingeniería al campo de las protecciones,en el marco de diseño de tableros de subestación tipo interior, distribución y transmisión. Es necesario tener en cuenta que relevadores pueden usarse para distintos fines como protección, señalización, relevadores auxiliares para multiplicar los contactos de un Dispositivo Electrónico Inteligente. Lo expuesto a continuación es aplicado y viable para tableros de subestación de transmisión y distribución. Se aplicará la especificación de CFE V6700-62 y la especificación CFE V6700-55 con relación a la problemática de una línea corta. La especificación de CFE V6700-55, una línea corta es la menor o igual a 10 km; debe incluir las siguientes protecciones: 87L (Diferencial de línea). 79 (Re cierre automático). 67/67N (Direccional de corriente/neutro). 50FI (Sobre corriente instantáneo por falla de interruptor). 25/27 (Bajo voltaje/Verificador de sincronismo). Además un bloqueo y desbloqueo de 79, a través de de un elemento manual de transferencia de estado. Se presenta un unifilar de una línea corta, la cual se ha de proteger mediante 87L Fig. 18 Unifilar delinea de transmisión a proteger con 87L Para éste caso se aplicarán las protecciones a un tablero de tipo simplex, 115 kV, para interior de una S. E. por lo que para la identificación de la sección es: LT-7-87L-BS-SX [5] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 34 XII. Construcción de un tablero metal mecánica: Las dimensiones de los tableros dependen en su mayoría si son simplex, duplex, integral o integral para distribución. [5] Los equipos a montarse en este tablero deben estar en unidades de rack Altura: 1 rack = 44.05 mm Ancho: 1 rack = 486.9 mm Éste tablero en particular tiene un espacio de 44 unidades de rack para colocar equipos. Las medidas de los equipos dependen mucho del diseño del vendedor, es comúnmente encontrar equipos con dimensiones en rack completo, sin embargo eso no quiere decir que no pueda haber ni producirse equipos de esta manera. Lo que es una realidad que se forman frentes en unidades de rack para poder denominarlas racks de: Protección Medición Registrador de eventos o alarmas Mímico Block de pruebas Contactos en 127 VCA No es necesario hacerlo con ésta distribución de equipos, ya que la ingeniería es muy flexible, de acuerdo al diseño del tablero y cantidad de equipos a utilizar se pueden hacer un sin fin de arreglos, siempre y cuando se apliquen a la norma a seguir, lo cual es muy importante, debido a que se somenten a características propias de cada región, así como a tensiones y características particulares. Tableros Cualquier parte del tablero debe ser de lamina con un mínimo espesor 2,5 mm, excepto las tapas laterales y puerta posteriormente con un mínimo de 1.7 mm. La estructura de cada gabinete debe contener un bastidor a base de perfiles angulares que garantice la rigidez mecánica del conjunto en cualquier condición de transporte y montaje. La base debe contar con orificios para los pernos de anclaje. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 35 La parte superior debe tener orificios para recibir los pernos de transporte y embarque. La puerta de ingreso posterior debe abrir mínimo 120 grados, con empaque para evitar el polvo, manivela tipo pivote. Se deben diseñar para integrar secciones en los extremos, sin que sean necesarios de transición. Tapas removibles en la parte superior e inferior, dos accesos en la parte superior e inferior. Nos basaremos en un tablero tipo simplex los cuales deben cumplir con lo siguiente: [5] sección 7.2.2.5 Esta sección debe estar formadas por uno o mas gabinetes que contienen el equipo de protección, control y medición, y un gabinete que contiene el mímico tipo mosaico, a menos que se indiquen en las características particulares que dicho mímico, se integre en el gabinete que contiene el equipo de protección, control y medición. El frente debe contar con una puerta de acrílico transparente de un espesor no menor 5 mm, con empaques de sello para evitar entrar polvo, cerradura de manivela tipo pivote, marco estructural para evitar que se flexione. Acceso interior tipo posterior. Parte frontal con marcos con elementos de sujeción tipo modular. Gabinete debe tener las siguientes dimensiones: 800 mm de ancho, 800 de fondo, 2300 mm de alto. Gabinete del mímico en la parte frontal debe ser una pieza de lámina, y contar con una cuadricula de soporte para el montaje de fichas cuadradas y elementos de control como conmutadores. No deben contar con la puerta de acrílico. El gabinete para el mímico debe contar son las siguientes dimensiones: 600 mm de ancho, 600 mm de fondo 2300 mm de alto. La conexión del gabinete del mímico tipo mosaico con el resto de los gabinetes que conforman la sección tipo, deben realizarse mediante un cable multiconductor, con conectores metálicos de uso rudo en la parte superior de cada sección vertical. Las alarmas deben montarse en un panel de alarmas, mismo que deben montarse en la parte superior del mímico. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 36 Fig. 19. Dimensiones de tablero Al saber ya lo que es un rack, ya podemos hacer una distribución para el arreglo de los frentes, es la colocaron del equipo que contiene la sección. El siguiente diseño muestra la distribución de equipos para la protección, control y medición de una línea de 115 kV, como sigue: AA Protección Principal. FF Block de pruebas. BB Protección de Respaldo. CC Medición. DD Unidad de control de adquisición de datos. EE Mímico. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 37 Figura 20. Distribución de frentes en la sección ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 38 XIII. Generalidades de construcción: Puerta de acrílico: El gabinete e deberá contar con una puerta frontal de acrílico transparente, no menor a 5mm con empaques de sello para evitar la entrada de polvo, cerradura de manivela tipo pivote y marco estructural para evitar que se flexione. [5] Mímico: Se considera un mímico embutido en lámina como en la figura 21, donde la A (apertura) se indica con luz, verde y el C (cierre) del 52 es rojo. [5] sección 7.2.2.7.1.4. Además de contar con un unifilar del arreglo del SEP; el unifilar deberá acatar el artículo 174, del reglamento de colores de despacho y operación del SEP. Las tensiones de operación (voltajes) se identificarán por la siguiente tabla de colores: [6] 400 kV AZUL. 230 kV AMARILLO. De 161 hasta 138 kV VERDE. De 115 hasta 60 kV MORADO MAGENTA. De 44 hasta13.2 kV BLANCO. Menor de 13.2 kV NARANJA. Este código de colores se aplicará en tableros mímicos, dibujos, unifilares y monitores de computadora. Por lo que el mímico en este caso debe ser de color morado magenta. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 39 43/79 Fig. 21. Mímico Conductores: Los conductores deben cumplir las siguientes características: [5] sección 7.3.8 Cumplir con la norma NMX-J-438-ANCE. Identificación grabada permanente e indeleble, identificación en cada extremo del origen o punto donde esta conectado el otro conductor. No empalmes.Sección transversal de los conductores y colores, deben ser como siguen: Ctos. Señalización y alarmas Rojo 22 AWG Ctos. Control c.d. Rojo 14 AWG Ctos. Control c.d. disparo y cierre Naranja 14 AWG Ctos. Potencial Negro 14 AWG Ctos. Corriente Blanco 14 AWG Ctos. Tierra Verde 10 AWG Ctos. Auxiliares c.a. Azul 12 AWG Tabla. 1 Colores de conductores. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 40 Terminales: Las terminales deben ser sujetables por tornillo, tipo ojillo, cubiertas con aislante. El material debe ser una aleación cobre y color plata, con funda aislante de pvc. Las terminales deben conectarse al cableado mediante presión mecánica aplicada con pinzas especiales para este fin. Las dimensiones de las terminales deben permitir la conexión con las tablillas. [5] sección 7.3.10 Tablillas [5] sección 7.3.9 Deben permitir conexiones con cables de hasta 10 AWG. Se agregara un 20% para el uso de CFE. Cumplir especificación CFE 54000-48. Las tablillas y puntos deben estar identificados de acuerdo al alambrado. Contar con dos extremos de conexión uno para CFE. Canaletas: El conductor por el cual los conductores realizan su trayectoria, son las canaletas las cuales, deben ser de plástico y contar con perforaciones para facilitar la conexión de los conductores soportados por tornillos o remaches, colocadas verticalmente en paneles laterales. Se deben considerar canaletas independientes para conductores de campo y para cableado interno de la sección. [5] sección 7.3.11 Block de prueba: Con la finalidad de hacer pruebas y aislar los circuitos de potencial y corriente en las secciones se implementan blocks de pruebas que deben ser compactos (máx. 5 cm por 20 cm) colocarse en el frente de la sección, fácil acceso y estar donde se encuentre involucrado ya sea protección, medición o control. Se debe usar el menor número de blocks de prueba para realizar funciones de desconexión y corto circuito. Así mismo debe aceptar conexiones de conectores de hasta 10 AWG y cualquier Terminal que garantice la sujeción mecánica y conducción eléctrica. [5] sección 7.3.13 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 41 Relevadores auxiliares: Los relevadores auxiliares deben cumplir con la norma CFE GR94X-99. Los relevadores auxiliares tienen una extensa aplicación, no únicamente el aumentar el número de contactos de un DEI (dispositivo electrónico inteligente), sino también se emplean para obtener: Imagen de interruptor. Imagen de cuchillas. Posición de interruptor. Posición de cuchillas. Supervisor de bonina. Alarma 27 c.d. Señalización. Bloqueo sostenido por protección. Transporte: El tablero debe estar preparado para el transporte de fábrica hasta posición final, tomando en cuenta lo siguiente: La parte superior del gabinete, debe estar conformada por una estructura de acero preparada con orificios para recibir los pernos para maniobra de transporte y embarque. [5] Barra de tierras: Para la conexión final a tierra debe colocarse una barra de cobre, con una capacidad mínima de conducción de 300 A. [5] ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 42 XIV. Metodología para el diseño de un tablero PCM para una Línea en 115 kV. Éste capítulo abarca de modo general una ruta para afrontar un proyecto de tableros tipo interior PCM. Debido a que este capítulo esta editado en base a experiencias laborales en el desarrollo de este tipo de proyectos, el texto se de implementa como una narrativa. El primer paso es el tener las bases de la licitación de CFE, para revisar el tipo de proyecto a ejecutar, (en este caso es una línea corta en 115 kV). Es importante tomar en cuenta los siguientes aspectos: Revisar las características particulares de la licitación, usualmente se encuentra la final del documento como anexo. Las características particulares incluyen regularmente los cambios por los usuarios finales, tales como, un block de prueba diferente, relevadores auxiliares específicos, protección específica, etc. De la misma manera es necesario revisar el diagrama unifilar para determinar si es un anexo de línea, línea nueva, ver las características y propiedades del proyecto, ya que de ésto se deriva la mayor parte del diseño. Las bases denotan una fecha para una junta de aclaraciones la cual tiene como finalidad terminar las dudas surgidas en cuanto a la aplicación de la ingeniería ó realización del tablero por parte del oferente del servicio solicitado. En cuanto se tenga las respuestas a las dudas surgidas de la junta de aclaraciones, se realiza la cotización para el tablero de acuerdo a la especificación de CFE V7600-62 vigente de tableros PCM y en conjunto de las características particulares; (las características particulares están por arriba de la norma en los puntos mencionados en la junta de aclaraciones). La cotización se realizara tomando en cuenta todos los componentes para formar cada circuito citado en la norma de CFE V7600-62, los cuales se mencionan mas adelante. Sin embargo de manera importante se considera en la cotización lo siguiente: ver tabla 2. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 43 1. Relevadores de protección a emplear, protección primaria y respaldo. 2. Relevadores auxiliares, de doble bobina, una bobina, bloqueo sostenido, disparo rápido, supervisores de bobina. 3. Cable para alambrado del tablero. 4. Precio del gabinete. 5. Horas de personal involucrado (maestro en metal mecánica, técnicos electrónicos, ingenieros en protecciones, ayudante metal mecánica y tiempos). 6. Transporte. 7. Tipo de medidor. 8. Tipo de UCAD. 9. Botoneras y señalización del tablero. LINEA CORTA 115 KV 1 Tipo de Cambio: 10.85 DESCRIPCIÓN FUNCIÓ N MARCA Y MODELO CANT IDAD U NI PRECIO UNITA IMPO PRECI O (dólare s) D A D RIO RTE EQUIPO PRINCIPAL Relevador diferencial de línea 87 SEL-311-L 1 Pz a. $86,800. 00 $86,80 0.00 $8,000. 00 Relevador de Sobrecorriente 67/67N/8 1/25/79 SEL-351-6 1 Pz a. $32,550. 00 $32,55 0.00 $3,000. 00 Multimedidor PRESICION 0.5 MM ION 8600 1 Pz a. $22,700. 00 $22,70 0.00 $2,092. 17 Cuadro de Alarma con Registro AL SEDPC-REDSAD 1 Pz a. $25,000. 00 $25,00 0.00 $2,304. 15 EQUIPO AUXILIAR Relevador Auxiliar 25X SCHRACK, MT201125 1 Pz a. $850.00 $850.0 0 $78.34 Relevador Auxiliar 81X ARTECHE 1 Pz a. $850.00 $850.0 0 $78.34 Relevador Auxiliar 79X SCHRACK, MT201125 1 Pz a. $850.00 $850.0 0 $78.34 Relevador Auxiliar 27 SCHRACK, MT201125 9 Pz a. $99.00 $891.0 0 $82.12 Relevador Auxiliar de Bloq. Sost. 86FI VOLTAMP NEMA 86 1 Pz a. $0.00 Relevador Auxiliar 27BD ARTECHE VDF-10 2 Pz a. $1,080.0 0 $2,160 .00 $199.0 8 Block de Pruebas B.P. AREVA 2 Pz a. $4,000.0 0 $8,000 .00 $737.3 3 Botón pulsador V 52XA TELEMECANIQU E, XB4BW34G5 1 Pz a. $250.00 $250.0 0 $23.04 Botón pulsador R 52XC TELEMECANIQU 1 Pz $250.00 $250.0 $23.04 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 44 E, XB4BW33G6 a. 0 Lámpara Piloto V 89XA TELEMECANIC 3 Pz a. $0.00 Lámpara Piloto R 89XC TELEMECANIC 4 Pz a. $0.00 Lámparas señalizadora LED LED, 130 Vcd 9 Pz a. $20.00 $180.00 $16.59 Conmutador de Bloqueo 43/79 TELEMECANIQU E, XB4BD25 1 Pz a. $250.00 $250.0 0 $23.04 Interruptor Termomagnético Vcd 2 polos TM SIEMENS 9 Pz a. $186.40 $1,677 .60 $154.6 2 Interruptor Termomagnético Vca 3 polos TM SIEMENS 1 Pz a. $107.36 $107.3 6 $9.89 Interruptor Termomagnético Vca 2 polos TM SIEMENS 1 Pz a. $90.72 $90.72 $8.36 Tablillas cortocircutables TI CORE, CR-304 3 Pz a. $100.00 $300.0 0 $27.65 Tablillas de control T CORE, RF30-20 10 Pz a. $50.00 $500.0 0 $46.08 Canaleta plástica gris 80x80x200 - BALDI 6 Pz a. $118.00 $708.0 0 $65.25 Canaleta plástica gris 60x60x200 - BALDI 3 Pz a. $87.81 $263.4 3 $24.28 Rieles - LEGRAND, DIN, 2 mts. 1 Pz a. $50.00 $50.00 $4.61 Luminaria - 1 Pz a. $53.13 $53.13 $4.90 Foco incandescente de 60 W - LEGRAND, OVAL 1 Pz a. $4.00 $4.00 $0.37 Contacto Doble Polarizado - 1 Pz a. $7.00 $7.00 $0.65 Microswitch 1 Pz a. $3.50 $3.50 $0.32 Barra de Tierra - SOLERA DE COBRE 3/16 x 1" 1 Pz a. $40.00 $40.00 $3.69 Aisladores - CORE, H-08 2 Pz a. $11.50 $23.00 $2.12 Identificadores Frontales - Lamicoid 4 x 1,5 cm 9 Pz a. $8.00 $72.00 $6.64 Identificadores Frontales - Lamicoid 4 x 6 cm 10 Pz a. $10.00 $100.0 0 $9.22 Identificadores Frontales - Lamicoid 20 x 6 cm 1 Pz a. $35.00 $35.00 $3.23 Diagrama Unifilar - Plexiglass 1 Pz a. $200.00 $200.0 0 $18.43 Cable cal.16 AWG, rojo - CONDELMEX, THW-LS 1100 mt s. $1.33 $1,463 .00 $134.8 4 Cable cal.14 AWG, rojo - CONDELMEX, THW-LS 260 mt s. $2.15 $559.0 0 $51.52 Cable cal.14 AWG, negro - CONDELMEX, THW-LS 130 mt s. $2.15 $279.5 0 $25.76 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 45 Cable cal.14 AWG, blanco - CONDELMEX, THW-LS 200 mt s. $2.15 $430.0 0 $39.63 Cable cal.12 AWG, verde - CONDELMEX, THW-LS 25 mt s. $2.92 $73.00 $6.73 Zapata ojillo cal. 14-16 - PANDUIT, PV14- 8R-M 1400 Pz a. $0.67 $938.0 0 $86.45 Zapata ojillo cal. 10-12 - PANDUIT, PV10- 8R-M 130 Pz a. $0.67 $87.10 $8.03 Zapata pin cal. 14-16 - PANDUIT, PV14- 10R-M 130 Pz a. $0.67 $87.10 $8.03 Pines 20 A - ABB 260 Pz a. $20.00 $5,200 .00 $479.2 6 Cinchos plásticos 96x2,5 mm STEREN, TY23BL 1300 Pz a. $0.10 $130.0 0 $11.98 Cinchos plásticos 150x3,6 mm STEREN, TY24BL 660 Pz a. $0.20 $132.0 0 $12.17 Cinchos plásticos 190x4,8 mm - STEREN, TY25BL 130 Pz a. $0.30 $39.00 $3.59 Base autoadherible de nylon, 28 x 28 mm STEREN, TY40 130 Pz a. $1.00 $130.0 0 $11.98 MANO DE OBRA Alambrado - 14 dias 1 Lo te $13,500. 00 $13,50 0.00 $1,244. 24 Montaje de Equipos(1,5 personas x 10 horas) - 2 horas/2 personas 1 Lo te $500.00 $500.0 0 $46.08 Etiquetado Interno y Externo (1personax1dia) - 3 horas/ 1 personas 1 Lo te $250.00 $250.0 0 $23.04 Elaboración de etiquetas de alambrado - (1 persona x 5 dias) 1 Lo te $500.00 $500.0 0 $46.08 GABINETE Montaje de Barra de Tierra - - 1 Lo te $200.00 $200.0 0 Montaje de Canaletas Montaje de Tablillas Montaje de Rieles $18.43 Precio del Gabinete - SEDPC S.A. 1 G ab . $10,500. 00 $10,50 0.00 $967.7 4 PRUEBAS ALAMBRADO (1,5 dias) - 2 dias 1 Lo te $1,200.0 0 $1,200 .00 $110.6 0 A EQUIPOS (1,5 dias) - 2 dias 1 Lo te $2,300.0 0 $2,300 .00 $211.9 8 INTEGRALES ( 2 dias) - 2 dias 1 Lo te $4,000.0 0 $4,000 .00 $368.6 6 INGENIERIA MANO DE OBRA - (4 dias x 2 Ing. Especialistas) 1 Lo te $3,200.0 0 $3,200 .00 $294.9 3 MATERIALES Y CONSUMIBLES - 30 hojas doble carta 1 Lo te $660.00 $660.0 0 $60.83 Otros - baterias rotuladora, etc. 1 Lo te $330.00 $330.0 0 $30.41 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 46 EMPAQUE - - 1 Lo te $130.00 $130.0 0 $11.98 COSTO TOTAL EN PESOS - - - - - $232,6 33.44 $21,44 0.87 *NOTAS: Los precios son de costo y no incluyen IVA Agregar precio de relevadores y embarque Tabla 2 Se muestra una cotización interna, la cual tienen como función sacar un estimado del precio total a proponer al cliente. Los elementos anteriores son vitales debido a que indican el mayor peso en la cotización debido al precio que reflejan. A consecuencia de éste proceso se termina enviando un propuesta con el precio final a CFE en la fecha estipulada en las bases, es importante que saber que a CFE solo se le muestra el total y no el desglose de la cotización. Ver Tabla 3. COTIZACIÓN S.E. CENTRAL CLIENTE: CFE SISCOPROM TIPO DE CAMBIO 10.8 5 DESCRIPCIÓN COSTO EN PESOS COSTO EN DÓLARE S OBSERVACIONES SECCIÓN 2: 1 ESQUEMA DE LÍNEA LARGA 115 KV $232,633.4 4 $21,440.8 7 MANIOBRAS $0.00 EMBARQUE $0.00 PRUEBAS LAPEM $0.00 SUBTOTAL EN PESOS $232,633.4 4 - SUBTOTAL EN DOLARES - $21,440.8 7 INDIRECTOS 20 % $46,526.69 $4,288.17 IVA $41,874.02 $3,859.36 TOTAL EN PESOS $321,034.1 5 - TOTAL EN DOLARES - $29,588.4 0 Tabla 3. La tabla muestra la propuesta que se presenta al cliente indicando únicamente los precios sin desglose únicamente los totales. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 47 Junto con el precio final se integran los dibujos referentes del tablero indicando los elementos principales del tablero PCM, con la finalidad que se vea que es lo que se oferta. Una vez ganado la licitación, la ingeniería se inicia, es importante recalcar que la en ningún motivo se debe alterar la norma de CFE, ni el contarto de bienes adquiridos el cual se firma cuando se ha ganado el contrato. Sin embargo solo son normas la ingeniería es libre y flexible, depende en su totalidad de la empresa ganadora. El diseño de la ingeniería es de vital importancia ya que al dibujar los planos de lo que será cada unos de los circuitos a proyectar se debe éstar con la certeza que funcionarán y cumplirán en su totalidad con lo solicitado, sin embargo se debe cuidar el no colocar elementos de sobra ya que esto afecta directamente las ganancias de la empresa. La identificación de cada relevador, bornes de tablillas, cada rack, contacto, luminaria, identificación de cada cable es libre del diseñador. Cuando se ha terminado el diseño con ayuda de los planos, se inicia la elaboración de una guía de mecánica; la cual ayuda a los cableadotes a realizar el alambrado del tablero y lo cual nos da la certeza de revisar que este correcto el alambrado posteriormente a su elaboración; de la misma manera la guía mecánica es de gran ayuda para determinar si en la elaboración de la ingeniería hay errores como bornes repetidos y cables en el color apropiado. La guía mecánica es un seguimiento de cada cable a bornes, relevadores de protección, auxiliares, termomagnéticos, y cualquier elemento dentro del tablero PCM. Como siguiente paso se realiza la alimentación en VCD del tablero esto es puenteando positivo y negativo de cada circuito, para obtener un par de conductores, esto es únicamente en la fábrica ya que en la subestación, la alimentación de cada circuito es independiente. “Al energizarlo se comprueba que no exista un error en el cableado ya que ocurriría un corto de haber un error.” El siguiente paso es el colocar simulador de un interruptor y sus respectivas cuchillas, es un arreglo simple el cual se realiza con un relevador biestable, el cual se debe contemplar como un elemento no propio de del tablero es únicamente para pruebas, de esta manera se inicia la pruebadel control, para esto se realiza una revisión de lista la cual ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 48 consiste en hacer los mandos de aperturas, cierres, disparos, alarmas y bloqueos con la ayuda de puentes de alambrado. “La revisión de lista se integra en su totalidad en los planos, es decir, es un reflejo fiel en escritura de la funcionalidad del tablero.” Éste proceso es vital ya que la carga de programación de los DEI´s dependen en de que el tablero este bien al 100%. El siguiente paso es la carga de DEI´s; protecciones, medidor, UCAD, mandos todo lo que requiera una programación, para que funcione automáticamente en condiciones diferentes el tablero. Después de esto y al haber ratificado el funcionamiento correcto del tablero, se dá el aviso a CFE para que se realice las pruebas en fábrica, con la inspección de tercería, (tercería es un juez imparcial al fabricante y al usuario final, que emite un fallo a favor o en contra del tablero construido). “Las pruebas en fabrica son similares a las realizadas anterior mente, aun que se realiza una inspección visual del tablero y se implemente un protocolo de prueba similar a la revisión de lista.” Si se concreta exitosamente las pruebas de fábrica se empaca el tablero y se envía a su destino final, donde se cableara desde campo al tablero para realizar las pruebas de puesta a punto y en puesta en servicio. XIV.1. Circuitos necesarios para la implementación de una diferencial Línea 115 kV Con lo expuesto en los capítulos anteriores, podemos darnos una idea de lo que es una sección y como se constituye. A continuación se analizará la aplicación de las protecciones ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 49 a una línea, menor a 10 km., de una tensión 115 kV y de la misma manera los circuitos necesarios para elaborar el proyecto. Por lo cual sus protecciones que la integran son: 87L 67/67N 50FI 79 25/27 Circuito de corriente: Se observa en la Fig. 22. El diagrama trifilar de la línea a proteger, el cual posee tres transformadores de corriente (TC), de los cuales para este caso no debe tomarse en cuenta mas que su conexión, la cual es en estrella con neutro a aterrizado, la cual se hace en campo llegando al tablero las tres fases y el neutro a tablillas corto circuitables (CC). Este tipo de tablillas solo se usan para corrientes debido que pueden corto circuitar si el TC por el lado de baja. “En este diseño las tablillas CC se etiquetan con las siglas CC y lo cual esta libre a diseño.” Antes de alimentar con corriente los DEI´s, la corriente se hace conducir a través de block de pruebas, diseñadas para corto circuitarse cuando la peineta de pruebas ingrese. Con la finalidad de librar las corrientes de la línea con el tablero y así operar libremente con el tablero. La asignación de cada TC ya sea para medición y protección las da CFE en el unifilar. Todos lo cables que se requieran en este circuito deben ser de color “blanco”. Cada DEI debe contener un block de pruebas propio. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 50 Fig. 22. Circuito de TC´s. 1 Block de pruebas P.P. 2 tablillas cortó circuitables. 3 Block de pruebas P.R. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 51 Circuito de Potencial: Los circuitos de potencial son el reflejo de la aportación las tensiones del secundario de los transformadores de potencial (TP), hacia los relevadores de protección y a los medidores multifunción, véase Fig. 23. También se obtiene la referencia para la protección 25, el cual es permisivo al cierre del interruptor. La tensión que ingresa a los relevadores de protección y el medidor, se hace conducir antes por el block de pruebas, con la finalidad de abrir el circuito cuando se requiera realizar pruebas. De igual manera la conexión de los TP´s se hace en la caja centralizada en campo, para así llegar 4 hilos, tres fases y un neutro, a los bornes de 30 A, del tablero los cuales se dirigen hacia los relevadores y el medidor. Éstos equipos tienen como protección fusibles por fase, 600 V, 30 A referencia CFE V6700-72, sección 7.3.7. Todo el cableado en este circuito debe ser de color “negro”. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 52 Fig. 23. Circuito de TP. 1 Tablillas para recepción de potencial. 2 Fusibles por fase para proteger DEI´s y Medidores. 3 Block de pruebas P.R. 4 Tablillas para recepción de potencial (25). 5 Block de pruebas P.P. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 53 Circuito de cierre del interruptor. El circuito de cierre del 52 se protege a través de un termomagnético o un fusible. Éste circuito es el más importante debido a las lógicas de permisivos al cierre como son: Cuchilla para evitar el cierre del 52, así como las protecciones, alarmas y señalización que tiene este circuito, Fig. 24. Como primer punto es necesario dar a notar que los recuadros, que tienen las etiquetas circuito de cierre del 52 y posición del 52; son de campo sólo indican donde deben llegar estas terminales del interruptor. Para este diseño sólo se observan tres maneras de hacer que se cierre el 52: Botonera. Cierre nivel superior. 79. Ésta acción solo ocurre si cumple con las condiciones siguientes: Verificación de sincronismo (se elimina cuando están en fase los dos puntos de la línea a energizar ó cuando no hay diferencia de potencial). Bloqueo por cuchillas (se elimina el permisivo si las cuchillas de la línea se encuentran cerradas). Bloqueo por operación del relevador 86FI, (es inoperante mientras no opere el la protección de falla de interruptor). Bloqueo por operación de 86FI existente, (aplica únicamente si existe otro 86 FI en la subestación). Se observa que un relevador biestable cumple la función de estado del interruptor, mandando la señal a los DEI´s y al UCAD. En paralelo a las entradas del relevador antes mencionado se colocan los leds de señalización del 52, que estarán en las botoneras para señalizar con rojo el 52 cerrado y verde el 52 abierto. Se agrega la alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual sólo manda una alarma al UCAD. Lo importante de ésta protección es que indica si no hay voltaje en ele circuito ó si el circuito ésta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado o simplemente se rompió. Todo el cableado debe ser de “color rojo”. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 54 Fig. 24. Circuito de cierre. 1 Permisivos de cuchillas al cierre de 52. 2 Cierre automático 79. 3 Permisivo por 25. 4 Cierre por auxiliar de botonera o nivel superior. 5 Cierre por botonera. 6 Cierre por Nivel superior. 7 Relevador auxiliar para propósito de cierre del 52. 8 Señalización de 52 cerrado. 9 Relevador para propósito de posición del 52. 10 Señalización de 52 abierto. 11 Relevador función 27 c.d. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICAY ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 55 Circuito de disparo. Los circuitos de apertura no tienen restricción de ningún tipo, por lo cual no se protege con ningún termomagnético o fusible. La apertura del 52 se puede hacer por los siguientes medios: Botonera. Apertura por nivel superior. Disparo de una protección (P.P. ó P.R.). Cada disparo debe pasar a través de un punto de block de prueba para poder probar cada protección independiente, y así mantener en espera a los disparos de otras protecciones o todas si se está en campo. Los circuitos de disparo contienen supervisor de bobina, las cuales sólo deben mandar la alarma correspondiente al UCAD, de ninguna manera realizar una apertura. La alarma producida se origina si la bobina está rota, o falta tensión en la bobina para realizar su apertura. También se cuenta con la alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual solo manda una alarma al UCAD. Lo importante de esta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito o si el circuito está roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado ó simplemente se rompió. Existen dos bobinas de disparo y lo anterior aplica en su para la segunda bobina de disparo, con la exclusión de la apertura por botonera y nivel superior, ya que volverlos a involucrar serìa clonarlos, por lo que la solución es que cada apertura sin discriminar alimente la bobina de un relevador auxiliar monoestable, y los contactos normalmente abiertos del mismo le pegan de manera simultanea a la bobina 1 y 2, Fig. 26. Todo el cableado debe ser de “color naranja”. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 56 Fig. 25. Circuito de disparo Bobina 1. 1 Supervisor de bobina. 2 Disparos para apertura del 52. 3 Apertura por botonera. 4 Apertura por Nivel Superior. 5 Relevador auxiliar apertura del 52 Bobina 1 y 2(por mando de botonera ó nivel superior). 6 Supervisor 27 c.d. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 57 Fig. 26. Circuito de disparo bobina 2. Circuito de control y señalización de cuchillas. Los circuitos que se presentan se protegen a través de un sólo termomagnético o fusible, Las cuchillas motorizadas tienen dos modos de mando: apertura por mando local, botonera. apertura por mando de nivel superior. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 58 De manera similar se hace el cierre de las cuchillas, (local y superior). Se aplica el mismo concepto para la apertura y cierre, y debido a que son dos acciones distintas por dos mandos de acción distinto entonces se aplica un relevador monoestable, el cual se energizará no importe cual sea el modo de acción seleccionado, y ésto es para cierre y apertura respectivamente, ver Fig.27. Es preciso tener la señalización de la posición de las cuchillas en campo; tal función se realiza a través de un relevador biestable, (relevador de dos bobinas tipo enclavado). Ver Fig. 28. El cual sólo necesita un pulso en una de las entradas de su bobina para dejar enclavado el contacto en una posición u otra, es decir, cuando le llaga un positivo a la bobina de operación los contactos normalmente abiertos se cierran y cuando se energiza la bobina de restablecimiento los contactos vuelven a su posición original. En paralelo a cada uno de las bobinas se colocan focos ó led´s los cuales nos indican de forma permanente la posición de la cuchilla en mímico del tablero; rojo cerrado y verde abierto. También se cuenta con la alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual solo manda una alarma al UCAD. Lo importante de esta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito ó si el circuito esta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado ó simplemente se rompió. El cableado se denomina como control el cual lleva conductor “color rojo.” ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 59 Fig. 27. Circuito de control de cuchillas. 1 y 8 contactos de apertura y cierre de 89. 2 y 9 relevador auxiliar para cierre de 89. 3 y 10 mando de cierre por botonera. 4 y 11 mando de cierre por nivel superior. 5 y 12 relevador auxiliar para apertura de 89. 6 y 13 mando de apertura por botonera. 7 y 14 mando de apertura por nivel superior. 15 permisivo de operación de cuchillas por posición de 52. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 60 Fig. 28. Circuito de señalización de cuchillas. 1 y 4 señalización de 89 abierto. 2 y 5 relevador auxiliar propósito posición de interruptor. 3 y 6 señalización de 89 cerrado. 7 Supervisor de 27 c.d. Circuito de protección principal. La protección principal es un SEL-311L para este proyecto, el cual cumple la protección 87L únicamente y como arranque de 50FI. El DEI necesita la alimentación de VCD ó VCA para los circuitos propios del relevador, además de las corrientes de los TC´s y TP´s del elemento a proteger. Debido a esto necesita la protección 27 el cual aplica como una alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual solo manda una alarma al UCAD. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 61 Lo importante de esta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito ó si el circuito esta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado ó simplemente se rompió. Éste equipo se debe proteger con un termomagnético o fusible. El DEI no sólo es ocupado para disparos de protección sino también como arranque de protecciones, lógicas de control, mandos remotos y alarmas. Cada salida del DEI se puede casar a una o varias estradas del mismo para poder así, hacer lógicas de protección mediante sus contactos programables. La Fig.29 presenta la aplicación de un DEI. Fig. 29. Protección Principal 1 Contacto disponible a bornes 2 Alarma de operación del DEI por 87 3 Arranque de 50FI 4 Disparo a bobina 1, del 52 por 87 5 Disparo a bobina 2, del 52 por 87 6 Arranque de 79 7 Entrada digital, programada para posición del 52 8 Alarma falla crítica del DEI 9 Supervisor de 27 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO” TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo 62 Circuito de protección de respaldo La protección principal es un SEL-351, el cual cumple la protección 67/67N/50FI/79/25. El DEI necesita la alimentación de VCA ó VCD para los circuitos propios del relevador, además de las corrientes de los TC´s y TP´s del elemento a proteger. Debido a ésto necesita la protección 27 el cual aplica como una alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual sólo manda una alarma al UCAD. Lo importante de esta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito o si el circuito esta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado ó simplemente se rompió. Éste equipo se debe proteger con un termo magnético
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