Ajuste recomendado para función de falla a tierra en un interruptor principal de baja tensión

En este blog hablaremos del ajuste recomendado para función de falla a tierra en un interruptor principal de baja tensión

Antes de iniciar con este artículo, quiero comenzar mencionando lo siguiente: de acuerdo con el National Electric Code en su versión 2017, artículo 230.95 Ground-Fault Protection of Equipment, (A) Setting. El máximo ajuste para la protección contra falla a tierra deberá ser 1200 A y el tiempo máximo de espera para operar deberá ser 1 segundo, para fallas iguales o mayores a 3000 A.

En los interruptores diseñados bajo normas americanas (e incluso europeas) el ajuste máximo posible es 1200 A, y en la mayoría de los casos el tiempo máximo de espera es a lo más ½ segundo.

Diagrama unifilar mostrado la posición del interruptor principal de baja tensión.
Fig 1 Diagrama unifilar mostrado la posición del interruptor principal de baja tensión
Interruptor termomagnético Square D con unidad
Fig. 2 Interruptor termomagnético Square D con unidad de disparo Micrologic 6.0, se marca la función de protección contra falla a tierra.

Para el interruptor principal de baja tensión el ajuste recomendado para la protección contra falla a tierra es el ajuste anterior al máximo disponible de 1200 A y el retraso de tiempo en el primer escalón de tiempo (típico 0.1 s), cuando se tienen interruptores derivados del tipo termomagnético y en el segundo escalón de tiempo (típico 0.2 s) cuando se tienen interruptores derivados con unidad de disparo que incluya funciones de protección de falla a tierra, entre más interruptores con unidad de disparo se tenga aguas abajo se irá incrementado el escalón de tiempo.

En todos los casos se recomienda seleccionar apagada la función I2t relacionada al tiempo de espera (la explicación de este ajuste requiere de otro artículo que se publicará después de este).

Esta forma de configurar el comportamiento de las protecciones se denomina coordinación de protecciones. Cuando se configuran las unidades de disparo de esta forma, la falla a tierra en un alimentador es interrumpida por el interruptor derivado que lo alimenta, el interruptor principal se espera para operar y solamente lo hará si el interruptor derivado no opera.

Estas recomendaciones, provienen de las buenas prácticas de aplicación de protecciones para sistemas industriales, de manera formal, el comportamiento de todos los elementos de protección se determina a través de la realización de un estudio de ingeniería eléctrica denominado coordinación de protecciones.

Por medio de software de análisis de ingeniería eléctrica como #ETAP, en su módulo de coordinación de protecciones de sobre corriente, se calcula y representa el comportamiento de manera gráfica (hojas de coordinación) de todas las protecciones que integran el sistema eléctrico, y su relación entre ellas, para lograr lo que denominamos coordinación de protecciones.

Hoja de coordinación
Fig. 3 Representación gráfica de elementos protegidos y protecciones (Hoja de coordinación) en el software #ETAP

En RADTHINK recomendamos actualizar cada dos años los estudios de coordinación de protecciones para mantener actualizada la base de datos de las protecciones del sistema eléctrico y sus ajustes debida a las siguientes razones:

  1. Cambio en los niveles de falla en la acometida de CFE, los cuales afectan los niveles de falla en todos los puntos del sistema eléctrico.
  2. Cambios generados dentro del sistema eléctrico por crecimiento de la carga.

ESTÁNDARES DE REFERENCIA:

1. National Electric Code 2017 Edition.

2. IEEE Std 242-2001, IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems. 

Acerca del autor:

Ing. Fernando Pérez

Ingeniero Analista Senior en Radthink S.A de C.V.

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