Proteção contra Sobrecarga e Curto-Circuito

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12/08/2017
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Por: Ing. César Chilet León
1. Sobrecorriente.
2. Fusibles.
3. Interruptores automáticos
4. Relés de sobrecorriente.
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? Sobrecarga.
? Corriente superior a la nominal, en un cierto
porcentaje.
? Por ejemplo: 150% de sobrecarga
? Cortocircuitos
? Corriente que resulta ser varias veces la corriente
nominal.
? Por ejemplo: 8 veces la corriente nominal.
? Corrientes de arco
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? Efectos de la sobrecarga.
? Calentamiento con crecimiento inusual,
progresivo, que puede dañar los aislamientos.
? Efectos del cortocircuito.
? Calentamiento muy rápido (violento), muchas
veces con desprendimiento de material y con
elevado riesgo de incendio
? Causa de la sobrecarga.
? Mala operación, un defecto de diseño, una
condición NO prevista, también por condición
prevista (condición temporal o continua)
? Causa del cortocircuito.
? Un defecto de aislamiento, una mala conexión.
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? Protección contra sobrecarga.
? Dispositivos de protección contra sobrecorriente con
retardo en la operación. Cuanto mayor sea la
sobrecarga, los tiempos de actuación son menores.
? Por ejemplo: Relé térmico, La unidad de disparo
térmica de un interruptor, relé de imagen térmica.
? Protección contra cortocircuitos.
? Dispositivos de protección contra sobrecorriente, sin
retardo en la actuación.
? Por ejemplo: Fusibles, unidades de disparo magnética
en interruptores, relés de sobrecorriente.
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? Esencialmente protegen contra
cortocircuitos.
? Es el método de protección más
antiguo.
? Se basa en el incremento de
temperatura que sufre el
elemento fusible, al pasar la
sobrecorriente. El tiempo de
fusión es inversamente
proporcional a la
sobreintensidad.
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? Clasificación por su desempeño ante un cortocircuito.
? Fusibles de expulsión (tipo N, K , T )
? Limitadores de corriente
? Clasificación por su aplicación
? Fusible de potencia (2,18 kV - 169 kV) …. X/R=10-25
? Fusible de distribución (5,2 kV - 38 kV)… X/R= 8-15
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? Falta de precisión.
? Envejecimiento
? Tiempos de
operación
demasiado
prolongados para
las sobrecargas.
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Tiempo mínimo de fusión
Tiempo total de
aclaramiento
Curvas características
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Fusible limitador
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Fusible limitador
• De uso interior.
• Limita la corriente de
cortocircuito en un
tiempo muy corto.
• Permite reducir los
esfuerzos térmicos y
dinámicos
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Fusible limitador
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Zonas de funcionamiento de un fusible
back-up.
I3: Intensidad mínima de corte
• Es el valor mínimo de intensidad presunta que provoca la
fusión y el corte del fusible.
• Los valores de I3 están entre 3 y 5 veces In.
?Nota: no es suficiente que un fusible limitador de MT. tipo
acompañamiento se funda para interrumpir la intensidad.
Para corrientes inferiores a I3, el fusible se funde, pero
puede no cortar. Se mantendrá un arco hasta que una
intervención del exterior interrumpa la intensidad.
• Por tanto, es imprescindible evitar su funcionamiento entre
In e I3
• Las sobre-corrientes que sufra en dicho rango, pueden
dañar irreversiblemente los elementos fusibles, existiendo
riesgo de que el arco no sea extinguido, y el fusible se
destruya
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143Confidential Property of Schneider Electric
Característica de los fusibles
144Confidential Property of Schneider Electric
Característi
ca de los
fusibles
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145Confidential Property of Schneider Electric 145
Protección de
transformadores
Por tanto, los fusibles deben
ser capaces de:
1. Resistir sin fusión
intempestiva a la
intensidad de cresta del
arranque que acompaña
a la conexión del
transformador. La
intensidad de fusión del
fusible a 0,1 segundo
debe de ser mas
elevada que 12 veces la
intensidad nominal del
transformador
Un transformador impone
principalmente tres esfuerzos a un
fusible.
146Confidential Property of Schneider Electric
Protección de transformadores
Inrush
Corriente de conexión o
pico máximo de un
transformador de 1 000
kVA.
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CONDICIONES
148Confidential Property of Schneider Electric
Curvas
características
tiempo-
intensidad 3,6
- 7,2 - 12 - 17,5
- 24 - 36 kV
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149Confidential Property of Schneider Electric
Protección de transformadores
2. Cortar los corrientes de defectos a los bornes del
secundario del transformador. El fusible asignado a la
protección de un transformador debe de evitar, cortando
antes, el cortocircuito previsto para este transformador
(Icc).
150Confidential Property of Schneider Electric
Protección de transformadores
3. Soportar la intensidad en servicio continuo y las
eventuales sobrecargas. La intensidad nominal del
fusible tiene que ser superior a 1,4 veces la intensidad
nominal del transformador.
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153Confidential Property of Schneider Electric
Curvas de
limitación de
intensidad 3,6
- 7,2 - 12 - 17,5
- 24 - 36 kV
154Confidential Property of Schneider Electric
Elección del calibre
Con el fin de elegir correctamente la intensidad nominal del fusible
para la protección de transformadores, hay que saber y tener en
cuenta los siguientes comentarios:
Características del
transformador
• Potencia (kVA).
• Tensión de corto-circuito
(Ucc en %).
• Intensidad nominal.
Características de los
fusibles
• Característicastiempo /
intensidad (If 0.1 s y If 2 s).
• Intensidad mínima de corte
(I3).
Condiciones de instalación y
de explotación
• Al aire libre o dentro del
compartimiento fusible.
• Permanencia o no de
sobrecargas permanentes.
• Intensidad de cortocircuito en
el punto de instalación.
• Uso interior o exterior.
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155Confidential Property of Schneider Electric
Elección del calibre
NOTA:
Para seleccionar fusibles, que van a ser
instalados en celdas o en aparatos de otro
fabricante, siempre deben referirse al propio
manual de instrucciones y a las
recomendaciones del fabricante del equipo.
156Confidential Property of Schneider Electric
Coordinación Relé – Fusible MT
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157Confidential Property of Schneider Electric 157
Funcionamiento de
fusibles MT y disparo
de interruptor
automático de BT.
Coordinación
Fusible MT –
CBGBT
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Los Fusibles rápidos (K) desconectan al sistema de
fallas en menos tiempo y coordina mejor con los relés.
Los Fusibles Lentos (T) soportan corrientes
transitorias mayores (corrientes de arranque, carga
fría, etc.) y coordinan mejor con, reconectadores,
otros fusibles de la misma clase y de clase diferente.
? Para la selección se debe considerar:
? La máxima carga normal.
? La corriente de arranque
? La carga fría.
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? Se debe considerar:
? La máxima carga normal.
? La corriente de arranque
? La carga fría.
? Selección de la tensión:
? Conexión del sistema
? Tensión del sistema.
? Conexión de los transformadores del sistema.
? Tipo de aterrizaje a tierra.
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? Según NEMA, los fusibles de
distribución pueden llevar una
carga continua de 150% de su
valor nominal.
? Cabe indicar que para
temperaturas ambientes
extremas y precargas grandes
afectan las curvas t-I, por lo
tanto en caso de tenerse
estas condiciones se debe
considerar esta situación.
I NOMINAL
( K o T )
I CONTINUA
( A )
6
8
10
12
15
20
25
30
40
50
65
80
100
140
200
9
12
15
18
23
30
38
45
60
75
95
120
150
190
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