Objetivos	- Seguridad para personas - Minimizar daño de equipos y limitar extensión y duración de falla - Detección y desconexión automática de elemento afectado - Dar información sobre la anomalía - Localizar el problema
¿Que es un Sistema de Protección?	Conjunto de elementos de detección, evaluación y eliminación de falla
Componentes de un SP	- Sensores de corriente y voltaje (TTMM) - Relés de protección - Breakers (bobina de disparo, contacto de potencia) - Bateria DC
Relés	Son alimentados por transformadores de medida y deben ser capaces de detectar rápidamente la falla y generar las señales de disparo para los equipos de maniobra como, por ejemplo, interruptores.
Componentes de un SP	1) Sistemas de Baterías 2) Transformadores de medida (TTCC y TTPP) 3) Relés de protección 4) Los circuitos de control 5) Interruptores de poder 6) Fusibles y reconectadores 7) Protecciones de sobretensiones
Tipos de relés de protección	- Detección por corriente (50, 51) - Detección diferencial de corriente (87) - Detección por corrientes de secuencia - Detección por tensión (59, 27) - Detección por tensión residual - Detección por frecuencia (81) - Detección por aceleración de la frecuencia - Detecciónn por comparación de angulos - Detección por distancia (21)
Tipos de interruptor	- Interruptor en aceite - Interruptor de aire comprimido - Interruptor al vacio - Interruptores con hexafloruro de azufre (SF6)
¿Que es un T/M?	Es un equipo diseñado para reproducir en su circuito secundario la corriente o tensión primaria, para su utilización en circuitos de medida, control o dispositivos de protección.
Interruptores	Son equipos mecánicos de maniobra que interrumpen y cierran los circuitos y en estado cerrado conducen la corriente nominal.
Tiempo de la falla	Desde el instante en que ocurre una falla transcurre un cierto tiempo antes de que esta se despeje definitivamente.
Existen 5 etapas desde el momento en que ocurre la falla:	1) Se detectan la falla por el relé 2) Se energiza el circuito de desenganche 3) Apertura de contactos principales 4) Extinción del arco en contactos principales 5) Cierre de contactos principales
Tiempo de operación del relé	Es el tiempo entre la detección de la falla y la energización del circuito de desenganche
Tiempo de apertura	Es el tiempo entre que se energiza el circuito de desenganche y la apertura de los contactos principales
Tiempo de extinción del arco	Es el tiempo entre la apertura de los contactos principales y la extinción del arco en los contactos principales
Tiempo de reconexión	Es el tiempo entre la extinción del arco en los contactos principales y el cierre de los contactos principales.
Tiempo de separación de contactos	Es el tiempo entre que se detecta la falla y la apertura de los contactos principales
Tiempo de interrupción	Es el tiempo entre la energización del circuito de desenganche y la extinción del arco en los contactos principales.
Condiciones de seguridad	El principal objetivo es la prevención de accidentes de personas, por sobre el daño en equipos o perdidas económicas, no exponiendo a las personas a grandes riesgos.
Consideraciones económicas	La inversión de dinero depende de la importancia del equipo en el SP. Se debe considerar la inversión inicial, el costo de operación y mantención - Sistemas más sofisticados en la predicción de fallas - Monitoreo de variables eléctricas - Se dificulta la localización de fallas y la restauración del servicio - Regulaciones más estrictas y presión económica - La demanda de energía implica mas infraestructura y hace más complejas las operaciones.
Información para el diseño	-Diagrama Unilineal -Solicitar datos de cortocircuito -Obtener los parámetros eléctricos de los elementos importantes -Análisis de las conexión a tierra -Requerimientos para arranque de motores -Identificación de cargas criticas -Resultados análisis de cortocircuito -Características técnicas de los protecciones -Estudios de coordinación de protecciones para ajustar los dispositivos de protección
Características de operación de un SP	-Selectividad -Velocidad -Simplicidad -Confiabilidad -Costo Efectivo
Selectividad	Capacidad de detectar una falla y despejarla en el menor tiempo y con la mínima cantidad de elementos de protección involucrados
Velocidad	Despejar una falla en el instante que se establezca para ello , minimizando el daño a los equipos.
Simplicidad	Es la forma como se conectan y ubican las protecciones en el SP para una fácil mantención.
Confiabilidad	Es una medida de la correcta operación de un SP. Más confiabilidad implica disminuir el numero de equipos que pueden fallar y tener respaldos.
Costo Efectivo	Máxima protección a un mínimo costo
Fallas en sistemas	Las fallas son impredecibles y se deben a acciones y condiciones inseguras: -Errores humanos -Condiciones de operación adversas -Por mal funcionamiento -Incorrecta especificación de un equipo Un SP debe autoprotegerse despejando fallas automáticamente
Tipo de Fallas	Cortocircuitos: Gran incrementos de la corriente por sobre la corriente nominal Perturbaciones: Pueden ser de diversa naturaleza y pueden variar en amplitud, forma de onda, frecuencia, simetría o duración.
Cortocircuitos	Se producen por fallas de aislación por exceso de humedad, daños mecánicos en equipos, por perdidas de rigidez dieléctrica debido a sobrecargas excesivas.
Tipos de cortocircuitos	-Trifasico -Bifasico entre fase -Bifasico a tierta -Monofasico a tierra La falla monofásica a tierra es la de mayor incidencia La protección debe ser contra las mayores corrientes de falla, que generalmente son las trifásicas. Tipos de cortocircuitos
Impedancia de falla	Si Z_f=0, entonces se trata de un cortocircuito franco y es naturalmente la peor condición, es decir, mayores corrientes en el sistema.
Perturbaciones:	Las fallas que no se consideran cortocircuitos se denominan perturbaciones. Pueden dañar los equipos si se manifiestan durante largo tiempo Las perturbaciones más comunes son: -Sobrecargas -Oscilaciones -Desequilibrios -Sobretensiones -Armónicos
Sobrecargas	Se manifiestan como un incremento de la corriente por sobre el valor nominal. Esto conlleva el aumento de temperatura. Se producen por: -Crecimiento no programado de las cargas del sistema -Mal dimensionamiento de las instalaciones o alimentadores -Falta de mantenimiento de maquinas rotatorias -Problemas de operación de los equipos
Racionalizadores de carga	Desconectan circuitos no prioritarios cuando se sobrepasa la potencia contratada. Detectan un exceso de consumo y durante el tiempo que este dura, apagan cargas.
Desequilibrio de fases	Aunque no producen altas corrientes, producen vibraciones y calentamiento de motores y generadores, dado que se generan corrientes de secuencia negativa en los estatores, las que inducen altas corrientes en rotores aumentando la temperatura en ellos. Se debe principalmente a: -Fallas en desconectadores o interruptores -Ruptura de un conductor, lo que produce una o dos fases abiertas.
Oscilaciones	Se producen durante la conexión y desconexión de cargas de alta potencia. Las variaciones de potencias producen cambios en los ángulos de torque de las maquinas sincrónicas. El angulo de torque final se logra después de un numero de oscilaciones amortiguadas
Sobretensiones	Se caracterizan por su magnitud y duración como también por su tasa de crecimiento en el tiempo. Pueden ser de tipo permanente o transitorias Sobretensiones permanentes: Son sostenidas pero de magnitudes bajas (+-10%) Sobretensiones transitorias: Son de corta duración y de gran amplitud
Sobretensiones transitorias	Las sobretensiones transitorias pueden ser de origen atmosférico (rayos directos o indirectos) o originados por la maniobra de equipos eléctricos (motores, interruptores, etc) Las sobretensiones transitorias pueden provocar daño en un equipo eléctrico porque someten a las aislaciones a esfuerzos que las envejecen y pueden llegar a destruirlas.
Fuentes de falla por cortocircuito	Las principales fuentes de cortocircuito ordenadas de mayor a menor aporte a la falla son: -La compañía eléctrica o barra infinita -Generación Propia -Motores Sincrónicos -Motores de Inducción El valor total de la corriente de cortocircuito simétrica es la suma de las 4 aportaciones anteriores
Compañía Eléctrica	Es el punto de conexión de la industria o instalación eléctrica al sistema de suministro. Representa un Equivalente Thevenin de toda la red aguas arriba del punto de conexión. Su aporte a la falla se considera constante.
Generación Propia	Los generadores están accionados por turbinas, de modo que cuando ocurre la falla, el generador tiende a mantener el voltaje y la velocidad normal. Este voltaje produce una corriente de cortocircuito de gran magnitud. Esta corriente solo es limitada por las impedancias aguas abajo de el generador
Motores sincrónicos:	El voltaje del motor se reduce , en consecuencia, el motor suspende la entrega de energía a la carga mecánica e inicia el frenado. Dicha inercia acciona el motor como si fuera un generador y entrega corriente al punto de falla por varios ciclos
Motores de inducción:	La inercia de la carga acciona el motor como si fuera un generador y entrega corriente al punto de falla, sin embargo, dado que el MI no tiene devanado de excitación, el aporte a la falla es menor. Solo el flujo existente en el momento de la falla genera corriente de cortocircuito. Dado que dicho flujo no puede decaer en forma instantánea, la corriente de cortocircuito desaparece casi por completo en alrededor de 4 ciclos, debido a que el campo no se mantiene como en el caso de MS.
Corriente de falla típica	La mayoría de las corrientes de cortocircuito son asimétricas debido al efecto transitorio del circuito RL en el punto de falla. La corriente asimétrica total posee una componente de corriente directa y una de corriente alterna simétrica
Probabilidad de falla de un elemento (Tasa de Falla)	Porcentajes de ocurrencia de falla - Lineas de transmisión (50%) - Equipos de interrupción (15%) - Transformadores (12%) - Cables (10%) - Otros (8%) - Equipo de control (3%) - Transformadores de corriente y potencial (2%)

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