PROTECCIONES EN LAS INSTALACIONES ELECTRICAS EVOLUCION Y PERSPECTIVA 2/ED

Capítulo 1 Generalidades1.1 Desarrollo histórico1.1.1 Sistemas de protección directos1.1.2 Sistemas de protección indirectos1.2 Planificación de las protecciones1.3 Exigencias básicas de los equipos de protección1.4 Instalaciones de un sistema eléctrico1.4.1 Elementos de un sistema eléctrico1.4.2 Incidente en un sistema eléctrico1.5 Tratamiento del neutro en un sistema eléctrico1.6 Cálculo de cortocircuitos1.6.1 Cálculo en valores óhmicos1.6.2 Cálculo en valores relativos1.6.3 Transformaciones estrella-triángulo1.6.4 Componentes simétricas1.6.4.1 Determinación de las componentes simétricas para diferentes tipos de cortocircuitos1.6.5 Tablas de valoresCapítulo 2 Equipos asociados a las protecciones2.1 Transformadores de medida2.1.1 Transformadores de intensidad2.1.2 Transformadores de tensión2.2 Interruptores automáticos2.3 Fuentes de alimentación auxiliar2.3.1 Baterías de acumuladores2.3.2 Cargadores2.4 Equipos de señalización2.5 Equipos de automatismo2.6 Equipos de comunicación asociados a las proteccionesCapítulo 3 Perturbaciones3.1 Tipos de perturbaciones3.2 Limitación de las perturbaciones3.3 Especificaciones de ensayo para las protecciones3.3.1 Ensayo de tensión soportada3.3.2 Clasificación para ensayos de onda de choque y disturbios de alta frecuencia3.3.3 Ensayo de onda de choque3.3.4 Ensayo de disturbios de alta frecuencia3.3.5 Ensayos de disturbios por campos electromagnéticos radiados3.3.6 Ensayos de disturbios por descargas de electricidad estática3.4 Perturbaciones y su medio ambienteCapítulo 4 Enumeración y descripción de los sistemas de protección más usuales4.1 Protección de sobreintensidad4.1.1 Protección de sobreintensidad a tiempo independiente4.1.2 Protección de sobreintensidad a tiempo dependiente o tiempo inverso4.1.3 Protección de sobreintensidad con frenado de tensión4.2 Protección de sobreintensidad direccional4.2.1 Principio de la protección de sobreintensidad direccional4.2.2 Protección direccional de fases4.2.3 Protección direccional de neutro4.3 Configuraciones típicas en protecciones de sobreintensidad4.4 Protección diferencial4.4.1 Principios básicos4.4.2 Mezclado de intensidades4.4.3 Detección de faltas resistentes4.4.4 Protección diferencial longitudinal4.4.4.1 Protección diferencial longitudinal de inten-sidad4.4.4.2 Protección diferencial longitudinal de tensión4.4.4.3 Supervisión de los hilos piloto4.4.5 Protecciones diferenciales de barras4.4.5.1 Protección diferencial de barras de alta impe-dancia4.4.5.2 Protección diferencial de barras con transducto-res lineales4.4.5.3 Protección diferencial de barras con estabili-zación4.4.6 Protección diferencial transversal4.5 Protección de comparación de fase4.5.1 Principios básicos4.5.2 Mezclado de intensidades4.5.3 Elementos de arranque4.5.4 Transmisión de la señal4.5.5 Análisis funcional4.5.6 Dispositivos de pruebas4.6 Protección de comparación direccional4.7 Protección de sobretensión y subtensión4.8 Protección de frecuencia4.9 Protección de distancia4.9.1 Sistemas de medida4.9.2 Escalones de medida4.9.3 Aplicación de las protecciones de distancia a redes trifásicas4.9.4 Particularidades de la medida en las faltas monofásicas4.9.5 Particularidades de la medida en las faltas bifásicas4.9.6 Particularidades de la medida en las faltas trifásicas4.9.7 Elementos de arranque4.9.8 Protecciones conmutadasCapítulo 5 Recomendaciones para la protección de instalaciones eléctricas5.1 Protecciones de generadores5.1.1 Protección diferencial de generador5.1.2 Protección de sobretensión5.1.3 Protección de subtensión5.1.4 Protección contra falta a tierra en la red exterior5.1.5 Protección de pérdida de excitación (sub-excitación)5.1.6 Protección de cortocircuitos entre espiras5.1.7 Protección de contactos a tierra en el estator5.1.8 Protección de falta a tierra en el rotor5.1.9 Protección de retornos de energía5.1.10 Protección de carga asimétrica5.1.11 Protección de mínima impedancia en la estrella del generador5.1.12 Protección de mínima impedancia en el lado de A.T. del transformador5.1.13 Protección de subfrecuencia5.1.14 Protección de sobrevelocidad5.1.15 Protección de energización involuntaria o de «máquina muerta»5.1.16 Fatiga en el eje5.1.17 Disparos de las protecciones5.2 Protecciones de transformadores5.2.1 Protección primaria contra sobretensiones5.2.2 Protección de las instalaciones de refrigeración5.2.3 Protección Buchholz5.2.4 Protección de sobrecarga5.2.5 Protección del dispositivo de regulación5.2.6 Protección diferencial5.2.7 Protección diferencial de neutro5.2.8 Protección de cuba5.2.9 Protección de sobreintensidad5.2.10 Protección de mínima impedancia5.2.11 Protección de sobretensión5.2.12 Protección de sobreexcitación5.3 Protecciones de líneas y cables5.3.1 Protección de sobrecarga5.3.2 Protección de sobreintensidad5.3.3 Protección de sobreintensidad direccional5.3.4 Protección de distancia5.3.5 Protección de distancia con dispositivos de teleprotección5.3.6 Protección de antipenduleo de potencia5.3.7 Protección de falta a tierra en un sistema con neutro aislado5.3.8 Protección para faltas resistentes5.3.9 Protección diferencial longitudinal5.3.10 Protección de comparación de fases5.3.11 Protección de comparación direccional5.3.12 Protección de discordancia de polos5.3.13 Equipos de normalización del servicio5.3.14 Equipos de localización de averías5.4 Protección de barras5.4.1 Protección de barras M.T.5.4.2Protección de barras A.T.5.5 Protecciones de baterías de condensadores5.5.1 Fenómenos de conexión y desconexión en las baterías de condensadores5.5.2 Protección de baterías de condensadores derivación5.5.3 Cálculo del desequilibrio en baterías de condensadores derivación5.5.4 Protección de baterías de condensadores serie5.6 Protecciones de motores5.6.1 Protección contra fallo de cojinetes5.6.2 Protección térmica del estator5.6.3 Protección diferencial de fases5.6.4 Protección de sobreintensidad5.6.5 Detección de condiciones anormales de funcionamiento5.6.6 Protecciones adicionales para motores síncronos5.6.7 Relé universal para protección de motores5.7 Protecciones comunes para la red5.7.1 Protección de frecuencia5.7.2 Detección de pérdida de estabilidad5.7.3 Protección contra colapsos de tensión5.8 Protecciones en instalaciones de baja tensión5.8.1 Dispositivos de protección reglamentarios5.8.2 Protección contra sobrecargas5.8.3 Protección de cortocircuitos5.8.4 Protección de contactos a tierra5.8.5 Cortacircuitos fusiblesCapítulo 6 Coordinación de los sistemas de protección6.1 Criterios sobre la selectividad6.2 Trazado de curvas de intensidad-tiempo6.3 Consideraciones sobre los valores límite de ajuste6.4 Resolución de un ejemplo práctico6.4.1 Análisis de la zona A6.4.2 Análisis de la zona B6.4.3 Análisis de la zona C6.4.4 Análisis de la zona D6.4.5 Análisis de la zona E6.4.6 Análisis de la zona FCapítulo 7 Etapas fundamentales para la definición, instalación y conservación de las protecciones7.1 Definición del esquema de protección7.2 Proyecto7.3 Recepción7.4 Instalación y verificación7.4.1 Verificación del aislamiento de los circuitos secundarios7.4.2 Comprobaciones en los transformadores de intensidad7.4.3 Comprobaciones en las protecciones diferenciales7.4.4 Verificación de un relé de secuencia inversa7.4.5 Dispositivos de conmutación para pruebas7.5 Puesta en marcha7.5.1 Procedimiento de verificación y ajuste7.5.2 Hojas de filiación7.5.3 Comprobaciones en los transformadores de tensión7.5.4 Verificación de un relé direccional de neutro7.6 Seguimiento del funcionamiento7.7 Mantenimiento7.8 Reparación de averías7.9 InvestigaciónCapítulo 8 Experiencias y ensayos en los sistemas de protección8.1 Ensayo de la protección diferencial de un transformador 62 MVA 110/6,9 kV8.1.1 Antecedentes8.1.2 Ensayo de los transformadores de intensidad auxiliares8.1.3 Registros de intensidad de conexión del transformador8.1.4 Ensayos en la protección diferencial8.1.5 Conclusiones8.2 Comportamiento de las protecciones de distancia en líneas de aportación débil de corriente de cortocircuito fase a tierra8.2.1 Antecedentes8.2.2 Registro de un cortocircuito monofásico8.2.3 Diseño complementario para situaciones de aportación débil de cortocircuito fase a tierra en un extremo de la línea8.2.4 Conclusiones8.3 Respuesta de una protección de distancia electrónica conmutada ante faltas evolutivas8.3.1 Antecedentes8.3.2 Ensayos de la protección de distancia con magnitudes estacionarias. Funcionamiento de la protección8.3.3 Ensayo de la protección en un simulador de red8.3.4 Comprobación del funcionamiento de la protección con un analizador lógico8.3.5 Conclusiones8.4 Efectos de la componente continua de la corriente de cortocir-cuito en el funcionamiento de las protecciones de distancia8.4.1 Antecedentes8.4.2 Ensayos reales de cortocircuito8.4.3 Ensayos sobre una maqueta8.4.4 Conclusiones8.5 Actuaciones incorrectas de relés de frecuencia al desenergizar una subestación8.5.1 Antecedentes8.5.2 Ensayos del relé de frecuencia8.5.3 Ensayos de los transformadores de tensión8.5.4 Registros del transitorio de desconexión en la subestación8.5.5 Conclusiones8.6 Influencia de la capacidad conductor-pantalla de los cables de control en perturbaciones conducidas8.6.1 Antecedentes8.6.2 Registros de perturbaciones en la central8.6.3 Medidas provisionales8.6.4 Registros de perturbaciones en la subestación8.6.5 Conclusiones8.7 Actuaciones incorrectas de relés direccionales de fases8.7.1 Antecedentes8.7.2 Comprobación de la instalación8.7.3 Incidencia de los transformadores 25/11 kV8.7.4 Modificación de los ángulos de conexión y de par máximo8.7.5 Conclusiones8.8 Actuaciones incorrectas de los relés direccionales de neutro8.8.1 Antecedentes8.8.2 Comprobación de la instalación8.8.3 Análisis de la saturación de los transformadores de intensidad8.8.4 Conclusiones8.9 Explosión de un transformador de tensión originada por el fenómeno de resonancia8.9.1 Antecedentes8.9.2 Análisis de la instalación8.9.3 Registros de las tensiones secundarias de los T/T8.9.4 Conclusiones8.10 Consecuencias de la falta de sincronismo entre los contactos principales y auxiliares de los interruptores8.10.1 Antecedentes8.10.2 Análisis de la instalación8.10.3 Comprobación del sincronismo de los contactos princi-pales y auxiliares de los interruptores A.T.8.10.4 Conclusiones8.11 Influencia de las perturbaciones en el funcionamiento de los equipos electrónicos8.11.1 Antecedentes8.11.2 Señales inducidas entre circuitos de un cable multicon-ductor8.11.3 Señales inducidas en los circuitos de los cables al manio-brar seccionadores A.T.8.11.4 Efectos de los filtros contra perturbaciones en las señales de entrada8.11.5 ConclusionesCapitulo 9 Las protecciones del futuro, una nueva concepciónCapitulo 10 Perspectivas de evolución de los sistemas eléctricos y su equipamiento10.1 Los medios de generación10.1.1 Concentración de los medios de generación10.1.2 Evolución de los generadores10.1.3 Sistemas de control y medida10.2 Los medios de transporte10.2.1 La regulación de la tensión10.2.2 Estabilidad de la red10.2.3 El diseño de las subestaciones del futuro10.2.4 Aspectos ambientales10.3 Los medios de distribución10.3.1 Planificación de la distribución de energía eléctrica10.3.2 Evolución de los diseños y equipamiento10.3.2.1 Estaciones de maniobra y transformación10.3.2.2 Ventajas de las estaciones prefabricadas10.3.2.3 El interruptor automático10.4 Supervisión y control10.5 Fiabilidad, disponibilidad y seguridad en los sistemas eléctricos y las protecciones10.5.1 Criterios de seguridad en los sistemas eléctricos10.5.2 Fiabilidad de los sistemas de protección10.5.2.1 Fiabilidad de los aparatos10.5.2.2 Fiabilidad de los sistemas de protección