En este caso se define el ajuste hasta la barra CLARAN 110, siendo el ajuste de esta zona:
𝒁𝑰
𝒂𝒑𝑪𝑨𝟏𝟎𝟏 ≤ 𝒌𝑰∗ 𝒁𝑳 𝒑𝒓𝒐𝒑𝒊𝒂 (3.1)
𝒁𝑳 𝒑𝒓𝒐𝒑𝒊𝒂= 𝟐𝟏. 𝟏𝟖∠𝟔𝟗. 𝟒
𝐙𝐈𝐚𝐩𝐂𝐀𝟏𝟎𝟏≤ 𝟎. 𝟖𝟓 ∗ 𝒁𝑳 𝒑𝒓𝒐𝒑𝒊𝒂= 𝟏𝟖. 𝟏𝟏∠𝟔𝟗. 𝟒°𝛀 𝑻𝑰𝑪𝑨𝟏𝟎𝟏 = 𝟎 𝒔
El tiempo de esta zona debe ser el menor posible, dada la posibilidad que brinda el relevador P442 de tener el ajuste desde cero [14].
Segunda Zona
Segunda zona. La misma debe llegar hasta la barra CLARAN110, pues debe cubrir como protección primaria el porciento de línea que se dejó sin cubrir la primera zona.
𝒁𝑰𝑰𝒂𝒑𝑪𝑨𝟏𝟎𝟏 ≤ 𝒌𝑰𝑰(𝑍𝐿 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎+kI/kc * Z
𝐿 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 ) (3.2)
Donde kII = 0.8 0.95, por lo que tiene en cuenta los posibles errores que tienden a incrementar el valor de ajuste.
Se debe considerar el efecto de fuente intermedia, teniendo en cuenta que no se solape la segunda zona con las segundas zonas adyacentes.
En esta barra salen cinco líneas: Placetas, Camajuaní, Santo Domingo, Gran Panel y la doble línea a Santa Clara vieja (CLARAV110), por lo que se buscó el efecto de fuente intermedia y se consideró el valor donde la relación ZI
Ladayacente/kC diera el menor valor,
para valor de kCmáx. Los resultados se muestran en la tabla 3.1 destacándose en rojo el menor valor que fue para una de la doble línea a CLARAV110.
Tabla 3.1. Valor de los kCmáx y ZILadayacente/kC para CA101.
Protecciones Doble Línea Camajuaní Placetas Gran Panel Santo Domingo kCmáx 0.08 0.04 0.05 0.04 0.13 |𝒁𝑳 𝒂𝒅𝒚𝒂𝒄𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒌𝒄 | Ω) 28.4∠73.6° 77,53 262.75∠69.4° 344∠70.8° 148.5∠66.2° 197∠66°
Los valores destacados en rojo son los que se tomaron para el ajuste, ya que es la menor relación con la cual se obtuvo la menor impedancia de arranque para esta zona siendo la misma:
Z II apCA101=42.1∠71.8° Ω
La segunda zona debe cumplir una segunda condición y es que no opere para un cortocircuito en la barra de bajo voltaje del transformador de la subestación adyacente, se expresa como:
𝒁𝑰𝑰
𝒂𝒑𝑪𝑨𝟏𝟎𝟏 ≤ 𝒌𝑰𝑰(𝑍𝐿 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎+ 𝑍𝑇 /kc ) (3.3)
De los dos valores de impedancia de ajuste se debe tomar el menor para que se cumpla el objetivo de la zona. Lo que en este caso la subestación adyacente no tiene transformador por lo que esta condición no se tiene en cuenta.
Chequeo de Sensibilidad:
𝒌𝒔 = 42.1/21.18 = 2 ≥ 1.5 SENSIBLE
El tiempo se ajusta a un T del tiempo de la primera zona adyacente que en este caso es cero, de manera que:
TII
CA101= TICA101 + 0.3 = 0,3s Tercera Zona
Como el objetivo de la tercera zona es darle respaldo a las líneas adyacentes, su ajustes se hace con la línea más larga eléctricamente teniendo en cuenta el efecto de fuente intermedia de acuerdo a esa condición kCmin, es decir obtener el valor de impedancia de ajuste mayor.
𝒁𝑰𝑰𝑰𝒂𝒑𝑪𝑨𝟏𝟎𝟏 ≤ 𝒌𝑰𝑰𝑰(𝑍𝐿 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎+ 𝑍𝐴𝑑𝑦𝑎𝑐𝑛𝑡𝑒 /kc
) (3.4)
La condición anteriormente expresada lleva a que la relación ZAdyacente/ kC del mayor valor. Los valores de kCmin se muestran en la tabla 3.2 y en rojo el valor seleccionado.
Tabla 3.2. Valores de kCmin para CA101.
Protecciones Doble Línea Camajuaní Placetas Gran Panel Santo Domingo kCmin 0.021 0.012 0.013 0.01 0.008 |𝒁𝑳 𝒂𝒅𝒚𝒂𝒄𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒌𝒄 |(Ω) 108.1 ∠73.6° 875.8∠69.4° 1323.1∠70.8° 594∠66.2° 3200∠66°
Después de hechos los análisis la impedancia para esta zona es: ZapCA101III = 4026.4∠66°Ω
Este valor resulta muy grande lo cual es lógico producto de que por la línea CA101 solo circula la contribución de las GD de Sagua y Calabazar mientras que por la de Santo Domingo tiene una gran influencia el SEN.
En esta zona también se debe comprobar la no operación incorrecta por efecto de la carga máxima dada por la expresión:
(3.5)
El coeficiente k en el denominador mayor que la unidad, puede tomarse como 1.1
Se tuvo en cuenta el valor máximo de corriente que puede circular por el conductor AC de 185 mm2, siendo Ic
máx = 349 A por lo tanto la Zcmín = (0.9 * 110/3 * 10^3) / 349 =
163,65Ω.
ZapCA101III =148,9Ω
Como se puede observar el ajuste de CA101 para esta zona da mayor que el ajuste por carga máxima para un ángulo cercano al de la línea que es de 69, por lo tanto la condición de carga máxima es menor que el ajuste necesario para el relevador, lo que puede producir una operación incorrecta de la protección dependiendo del factor de potencia de la carga. Existe variantes para solucionar este problema entre ellas está seleccionar correctamente la característica de ser posible, que en este caso se propone una cuadrilateral que es la más versátil de ellas, aunque se puede usar una mho también por la gran diferencia entre el ángulo de ajuste de tercera zona con el ángulo de condición de carga máxima que se produce para un valor de ángulo bajo normalmente, mientras que el ajuste del diámetro de la característica se puede seleccionar cercano a la impedancia de la línea en el orden de los 75. Es importante aclarar que se está trabajando con la condición más crítica de operación. También se puede reducir el alcance de la tercera zona, sacrificando la cobertura de alguna de las líneas adyacentes. En este caso es necesario verificar que las fallas en los extremos de las líneas no completamente respaldadas son detectadas por otras terceras zonas y que la operación de esos relevadores reduce el efecto de fuente de corriente intermedia en la medida necesaria para que el relevador detecte la falla. Se tiene una operación secuencial
Z
k
k
Z
c r III ap m in1
de las terceras zonas. Notar que el despeje de la falla en ese caso demoraría bastante tiempo. Por último se puede usar tercera zona invertida.
TIII= TIII
DOBLE LINEA+∆T
TIII=3+0.3
TIII=3.3 s
El tiempo es 3.3 s pues la tercera zona de la protección CA101 debe presentar coordinación cronométrica con las terceras zonas de las zonas de las protecciones adyacentes; por lo que se coordina con la protección adyacente más lenta, garantizando así la coordinación con las restantes protecciones adyacentes.