Protección De Sobrecarga Térmica (Sólo P122 Y P123); Característica De Tiempo Constante - Areva MiCOM P120 Guia Tecnica

P12x/ES AP/A96
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11. PROTECCIÓN DE SOBRECARGA TÉRMICA (SÓLO P122 Y P123)
Se puede aplicar protección de sobrecarga térmica para evitar daños a los equipos de la
planta eléctrica cuando funcionan a temperaturas por encima de los valores máximos que
puedan soportar. Una sobrecarga prolongada provoca un sobrecalentamiento, pudiendo
generar un deterioro prematuro del aislamiento y en caso extremo el fallo del aislamiento.
Los relés MiCOM P122 y P123 poseen una imagen térmica basada en la intensidad, y
utilizan la intensidad de carga para reproducir el calentamiento y el enfriamiento del
elemento protegido. La protección de sobrecarga térmica del elemento puede estar
preajustada para proporcionar etapas de alarma y de disparo.
La calefacción dentro de cualquier elemento de la planta, tales como cables o
transformadores, es de tipo resistivo (I²R x t). Así, la cantidad de calor generado es
directamente proporcional al cuadrado de la intensidad (I²). La característica térmica
utilizada en el relé de protección se basa en el cuadrado de la intensidad integrada en el
tiempo.
Los relés MiCOM P122 & P123 usan automáticamente la intensidad de fase más elevada
como información de entrada al modelo térmico.
Los equipos a ser protegidos están diseñados para funcionar en forma continua a una
temperatura correspondiente a su valor nominal a plena carga, compensando el calor
generado con el calor disipado por radiación, etc. Las condiciones de sobrecalentamiento se
producen cuando las intensidades sobrepasan el valor nominal durante un período de
tiempo dado. Puede demostrarse que las temperaturas durante el calentamiento o
enfriamiento siguen constantes de tiempo como en un sistema de primer orden que se
caracteriza por una determinada constante de tiempo.
Para aplicar este elemento de protección hace falta por tanto conocer la constante de
tiempo térmica (Te) del equipo de planta protegido.
Los apartados siguientes mostrarán que los diferentes elementos de una subestación
eléctrica tienen características térmicas diferentes en razón de su construcción y diseño.
11.1 Característica de tiempo constante
Esta característica se utiliza para proteger los cables, los transformadores secos (de tipo AN
por ejemplo) y los bancos de condensadores.
La característica térmica de tiempo está dada por:
Siendo:
t =
τ
=
I =
I =
FLC
k =
I =
P
El tiempo de disparo varía según la intensidad de carga existente antes de la aplicación de
la sobrecarga, esto es, según sea que la sobrecarga fue aplicada en "frío" o en "caliente".
Las curvas de la característica de tiempo de sobrecarga térmica se incluyen en el capítulo
P12x/ES TD/C55 de la Guía Técnica.
−
⎛ ⎞
t
⎜ ⎟
τ
⎝ ⎠
=
e
Tiempo para el disparo, después de la aplicación de la intensidad de
sobrecarga, I
Constante de tiempo de calentamiento y enfriamiento del elemento
protegido.
Intensidad de fase máxima
Intensidad nominal a plena carga (ajuste del relé "Disparo térmico")
Constante 1.05, permite el funcionamiento continuo hasta < 1.05 I
Intensidad de carga previa en régimen permanente antes de la aplicación
de la sobrecarga.
MiCOM P120/P121/P122/P123
( )
( )
− × 2
2
I k I
( )
FLC
−
2 2
I I
p
Guía de aplicación
FLC