Proteccion Diferencial De Barras

CORPORACIÓN “CENACE”

CURSO DE POSGRADO: “OPERACIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA”
MODULO VI PROTECCIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA Y AUTOMATISMOS

FUNDACIÓN UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN JUAN INSTITUTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Quito, Ecuador, julio del 2001.

TEMA 5 PROTECCIÓN POR RELES DIFERENCIALES
5.1 Principio de operación de la protección diferencial Esta es una protecciónde selectividad absoluta en la que se hace una comparación directa de las señales eléctricas provenientes de todas las interconexiones del elemento protegido con el resto del sistema (protecciones diferenciales longitudinales) o una comparación directa de las señales eléctricas provenientes de dos o más circuitos que llegan a un mismo nodo (protecciones diferenciales transversales). En base aesta comparación, la protección diferencial discrimina entre cortocircuitos en la zona protegida y los cortocircuitos externos; es una protección instantánea, de tipo primario y debe ser completada con protecciones de respaldo. En las protecciones diferenciales longitudinales se comparan por lo general los valores instantáneos de las corrientes, sus módulos y fases, o solamente sus fases; lacomparación de los módulos de las corrientes solamente o de tensiones no permite discriminar si el cortocircuito está dentro o fuera de la zona protegida. Estas protecciones son aplicables a todos los elementos del sistema eléctrico de potencia; cuando se utilizan en generadores y motores, transformadores y barras, el canal de comunicación es alámbrico; en las líneas de transmisión se utilizan otros tiposde canales de comunicación. En las protecciones diferenciales transversales pueden compararse los valores instantáneos, las fases o los módulos de las corrientes y también las potencias. Su aplicación está limitada a casos como el de dos o más líneas que salen de una barra, o el de dos o más pasos en paralelo del arrollamiento del estator de un generador. En ellas se utiliza siempre un canal decomunicación alámbrico. En lo sucesivo se hablará solamente de las protecciones diferenciales longitudinales, que son las de mayor campo de aplicación y que por simplicidad se denominarán protecciones diferenciales. En al fig. 5.1 se presenta el esquema de la variante más sencilla de protección diferencial con canal alámbrico de enlace, para una fase de un elemento del sistema que tiene dosterminales. En los terminales del elemento protegido se instalan TI con iguales relaciones de transformación, sus secundarios se interconectan en la forma mostrada en la figura, y entre los conductores de unión se conecta un relé de sobrecorriente.

Fundación Universidad Nacional de San Juan - Instituto de Energía Eléctrica PROTECCION DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA

Fig. 5.1 Proteccióndiferencial de una fase de un elemento de dos terminales RSC: Relé de sobrecorriente (unidad 87 según código ANSI-IEEE) La conexión del relé se hace en forma tal, que cuando no hay cortocircuito interno la corriente Ir es cero en el caso ideal, mientras que, para cortocircuitos en la zona protegida, Ir tiene un valor igual al de la corriente de cortocircuito referida al secundario. Tomando como positivoslos sentidos señalados en la fig. 5.1 para las corrientes, se tiene:
I r = I IS + I IIS

(5.1)

Para condicione normales de operación, oscilaciones de potencia o cortocircuitos externos, si se desprecia la admitancia transversal en el elemento protegido, es I Ip = − I IIp ; si los TI no tienen errores, es también I Is = − I IIs , por lo que Ir = 0. La protección no opera, pues no existediferencia entre la corriente que entra y la que s ale del elemento protegido, de ahí el nombre de protección diferencial. En el caso de un cortocircuito en la zona protegida (punto F), las corrientes I Ip e I IIp son en general diferentes, y su suma es igual a la corriente de cortocircuito:
I CC = I IP + I IIP

(5.2)

Por lo tanto, si no hay errores en transformadores de corriente:

Ir =

I...