Proteccion de impedancia o de redactancia

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PROTECCIÓN DE IMPEDANCIA, O DE REACTANCIA

Esta proteccíón basa su funcionamiento en la impedancia, o reactancia de un sistema.
La siguiente figura, muestra su aplicación en un sistema de alimentadores (Bibl.:A.E. Knowlton, "Manual Standard del Ing. Electricista", Ed. Labor S.A., 1967, Secc. 12-357).

Su utilización es particularmente recomendable en líneas con puntos de seccionamientointermedio.

El funcionamiento de estos relés se basa en la impedancia, o reactancia, del circuito.

Un tipo de estos relés posee una característica de tiempo directamente proporcional a la impedancia del circuito. Su funcionamiento es muy rápido cuando se producen fallas cerca del generador (Central), y puede ser bastante retardado cuando el cortocircuito es lejos del generador (Central).
Otrostipos de relés de impedancia, o de reactancia, poseen características de tiempo escalonado. Están ajustados para funcionar instantáneamente en caso de producirse un cortocircuito en los primeros 80% a 90% de la impedancia de línea (no olvidar que la impedancia de las líneas es distribuida), funcionando con un retraso suficiente en el segundo escalón de modo que se pueda conseguir selectividad conlos relés del circuito que se inicia a partir del segundo escalón (ver figura anterior). Aun así, existe un tercer escalón de tiempo que permite mayor seguridad o protección de respaldo para el circuito adyacente.

La figura anterior, muestra como se ajusta el tiempo de los relés para conseguir una completa selectividad contra fallas en cualquier sección.

En el caso que la potencia pueda sersuministrada en ambos sentidos, es necesario que estos relés de impedancia estén dotados de elementos direccionales, con fines de enclavamiento.

Esta protección, es aplicable, principalmente, en la protección de alimentadores largos, existiendo una longitud mínima, a partir de la cual resulta razonable su uso.
A modo ilustrativo, el arco provocado por un cortocircuito posee una resistencia quepuede afectar al resultado de la protección por impedancia.

El relé de reactancia es mas insensible, en tal caso, pero también, es mas costoso.

Con respecto al relé de reactancia, también se aplica en la protección contra la pérdida de excitación en alternadores.

Pero, ¿Qué es lo que ocurre cuando un alternador pierde su excitación?

Si un alternador que posee devanados amortiguadoresy funcionando en paralelo con la red infinita pierde su excitación, su velocidad aumenta levemente, en forma transitoria, tendiendo a perder el sincronismo y apareciendo en los devanados amortiguadores una tensión inducida a la frecuencia de deslizamiento correspondiente. Por lo anterior actúa entonces como un generador de inducción.

Tal como ocurre con los generadores de inducción, la energíareactiva necesaria para provocar la magnetización de la máquina, es suministrada entonces, por la red a la cual está conectado el generador. Entonces, las tensiones inducidas en las barras amortiguadoras a causa de esta inestabilidad, provocan corrientes elevadas sobre las barras, las cuales quedan sometidas a un calentamiento excesivo por efecto Joule. Este calentamiento es, obviamente, dañinopara el alternador.

La constante de tiempo térmica del rotor del alternador es mayor en un rotor de tipo cilíndrico que en uno de polos salientes, de modo que, en este último caso, el riesgo de daño es mayor, porque la temperatura se eleva más rápidamente.

La pérdida de excitación, además de producir daños en la máquina, afecta al sistema ya que, al tomar potencia reactiva de él en formasúbita, provoca inestabilidad y perturba la calidad del servicio eléctrico, ocurriendo disminuciones de tensión no despreciables.

La protección que ha resultado mas eficiente en este tipo de situación anormal, es el llamado relé de reactancia, que opera cuando el lugar geométrico del extremo del vector impedancia, cae dentro de un área circular predefinida, en el semiplano complejo negativo de...
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