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23 marzo, 2014

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¿Quién causó el disparo? El 87 ó el 50

Este es el análisis de un evento ocurrido en una subestación de Guayaquil-Ecuador, esta es una subestación de 12MVA a 69/13.8 KV, una iguana subió al transformador de potencia e hizo contacto con uno de los bushing del transformador.

 

Como es de esperarse, la iguana se carbonizo, cayo al cubeto del transformador y se arrastro hasta morir. La corriente de falla causo el disparo de los interruptores de alta y baja respectivamente.

 

Al encontrar los interruptores de alta y baja disparados, se espera encontrar una falla diferencial (87) pero al revisar el rele de protección los led’s encendidos son la fase C, y los led 50 y 87.

 rele de proteccion

De aquí la pregunta, por que están encendidos los 2 led’s 50 y 87? QUIEN CAUSO EL DISPARO ? EL 87 O EL 50?

 

Lo primero que se concluye es que la falla se dio en la fase C, para analizar en mas detalle se debe acceder a la información del rele.

 

rele de proteccion2

 

En la figura 2 vemos la corriente de la fase en falla (fase C) en el lado de 69 (ICW1MAG) junto con los estados de los bit digitales de disparo.

 

La corriente en el lado de 13,8 es despreciable, por medio de esto concluimos que la falla se dio en el lado de 69KV.

 

Al analizar esta gráfica hay que tener en cuenta que, pese a que el software nos muestra una curva continua el rele solamente ve los puntos marcados, NO ve los valores entre los puntos.

 

Los puntos de interés son aquellos en que se activan los bits de disparo del rele.

 

PUNTO1: 47.53A, enganche del bit 51P

  • notar la diferencia entre enganche y disparo. (OUT4, alarma).

PUNTO2: 114.25A, disparo del bit 50P

  • Este bit comanda el disparo del 52 de 69KV (OUT1)

PUNTO3: 120.78A, disparo del bit 87U

  • Este bit comanda el disapro de los 52 de alta y baja.
    (OUT3)

 

De manera paralela se debe tener en cuenta los ajustes de la curva de sobrecorriente, donde la Ip es 4.2 A y la Iins es 60 A.

 

rele de proteccion3

PUNTO 1

  • Se acciona el 51P1, el enganche de tiempo inverso, nominalmente el tiempo de disparo es 422ms ( 253 ciclos ), la falla es despejada mucho antes de este tiempo.

PUNTO 2

  • Se acciona el 50P1, el enganche de instantáneo, dado que para este rele particular la instantánea no tiene temporizador el disparo es inmediato.
  • Este disparo digital acciona el contacto OUT1 del rele de protección.
  • Este contacto acciona el disparo del interruptor de alta.
  • El contacto opera a los 3 ciclos de iniciado el evento.

PUNTO 3

  • Se acciona el 87U, el disparo no restringido de diferencial, la corriente diferencial calculada supera el umbral de operacion.
  • Este disparo digital acciona el contacto OUT3 del rele de protección.
  • Este contacto energiza el rele de bloqueo 86, que a su vez acciona el disparo de los interruptores de alta y baja.
  • Este disparo ocurre a los 3.25 ciclos

 

Es decir a los 3 ciclos de iniciado el evento dispara el interruptor de alta, a los 3.25 ciclos dispara el rele de bloqueo 86 provocando el disparo de alta y baja.

 

El primero en disparar es el 50 y 0.25 ciclos después el 87, es decir el 50 es mas rápido que el 87.

 

CONCLUSIÓN: Para esta falla hubo 2 disparos seguidos, uno de sobrecorriente y un diferencial, esto constituye un error de coordinación, para una falla en los bushing del transformador solo debe haber disparo 87, no 50/51.

 

RECOMENDACIÓN: El bit de disparo 50P debe ser temporizado, se sugiere un valor de 0.6 ciclos (10 ms), esto garantiza que primero dispare el diferencial conservando la sensibilidad de la protección.

 

Un especial agradecimiento al Ing. Sergio Mendoza, autor de este excelente artículo.

 

Las consultas al autor puede hacerlas en el artículo original proteccioneselectricas101 o contáctese directamente a su email.

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7 Comentarios Publica un comentario
  1. avatar
    René Gámez
    May 11 2017

    Muy buen análisis pero coincido con los demás en que debe de operar también la protección 50, normalmente se ajusta esta protección y existen criterios ya normados, yo la ajustaba en CFE a que viera una falla a la mitad del devanado del transformador y que no operara con la corriente de inrush. de hecho también algunos relevadores traen la función 87H.
    Saludos.

    Responder
  2. avatar
    Eduardo
    May 7 2017

    El análisis está interesante pero no estoy totalmente de acuerdo con la conclusión, no creo que haya un error de coordinación, sería un error si hubiese disparado el 50 del lado de alta por una falta pasante pero cualquier falta ya sea el los bushing o en las espiras más altas del transformador tiene que ser vista y despejada lo antes posible por esta protección, no veo ventajas alguna en temporizarla. Saludos

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  3. avatar
    Rafael Narvaez
    Jun 11 2015

    falla monofasica a tierra, la protección 50 es por sobrecorriente instantánea (según código ANSI) y es correcto que esta detecte la falla por su naturaleza, por igual se activará la función diferencial de protección, colocar un retardo tan pronunciado sumado al retardo natural por accionamiento de compuertas violenta la naturaleza de la función 50 y por lo tanto no considero que sea una acción adecuada, la naturaleza de la FALLA MONOFASICA A TIERRA obliga a este tipo de operación

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  4. avatar
    Aristoteles Montenegro
    Jun 10 2015

    Considero que no hay problemas de coordinación porque el principio de operación son diferentes entre ellos, sin embargo, la protección 50 debe ajustarse a valores que no sobrepase a las corrientes de fallas en alta tensión, por ningún motivo se debe inhabilitar la protección, es cuestión de ajuste, pero si no tenemos claro o desconocemos los criterios, llegamos a incurrir a disparos incorrectos. Yo tengo duda de la actuación de la 87T, hay que revisar los valores de las pendientes, las RTCs de los transformadores de corriente, considero que tiene un criterio un tanto diferente por el retraso de la unidad de operación, desconozco si fue por selectividad.

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  5. avatar
    José León Ramos Benítez (Kili)
    Dic 25 2014

    Está muy bueno que los equipos estén súper protegidos. El análisis del evento nos puede ayudar a descifrar lo ocurrido. Luego, no está demás que se haya aislado rápida y oportunamente el área protegido por operación de más de una protección. Uno de los motivos por el cual se suele inhabilitar el 50 es por la corriente de magnetización al momento de energizar el TR pero si ello ocurre; se debe reponerlo y dejarlo en servicio inmediatamente luego de las operaciones de energización. Buenas y rápidas actuaciones, muy buenos equipos que permitieron señalizarlos, bueno el imprimir los valores de las magnitudes del evento, buenos criterios de análisis.

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  6. avatar
    Rodolfo
    May 22 2014

    No existe ninguna contradiccion que opere el 50 y 87 al mismo tiempo pues ambas protecciones son instantaneas. Cuando existen condiciones es posible utilizar la funcion 50 de manera que esta no se meta al otro lado y protegiendo de forma instantanea buena parte del tranasformador, sirviendole de respaldo a la diferencial (87).

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  7. avatar
    Javier Urrea Beltrán
    May 1 2014

    Yo creo que no deberia tener habilitada la funcion 50 normalmente los modulos de transformadores no la tienen

    Responder

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