Protecciones

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.

Fundación Universidad Nacional de San Juan - Instituto de Energía Eléctrica PROTECCION DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIATEMA 6 PROTECCIONES DISTANCIOMÉTRICAS
Introducción Es esencial que cualquier falla en un sistema eléctrico de potencia se despejada rápidamente, o de otra manera podría resultar en la interrupción del servicio a los consumidores, daños en el equipamiento. Las protecciones de distancia satisfacen los requerimientos de confiabilidad y velocidad necesarios para proteger los circuitos, y por talrazón es extensamente utilizadas en redes de sistemas de potencia. Las protec ciones de distancia no es una protección de unidad y tiene la capacidad de discriminar entre fallas que ocurren en diferentes partes del sistema, en función dekla impedancia medida. Esencialmente implica la comparación la corriente de falla vista por el relé con la tensión en el punto de instalación del mismo, para ladeterminación de la impedancia hasta el lugar de la falla. Para el sistema, mostrado en la fig. 6.1, un relé ubicado en la barra A utiliza la corriente de línea y la tensión para calcular Z=V/I. El valor de la impedancia Z para una falla en F1 resultaría ZAF 1 y ( ZAB + ZBF 2 ) para una falla en F2.

Fig. 6.1 Fallas en distintos puntos del sistema de potencia La principal ventaja de utilizar unrelé de distancia es que su zona de protección depende de la impedancia de la línea protegida, la cual es virtualmente independiente de las magnitudes de tensión y corriente. Por ello, el relé de distancia tiene un alcance fijo a diferencia de los relés de sobrecorriente cuyo alcance varía dependiendo de las condiciones del sistema. 6.1 Tipos de relés de distancia

Los relés de distancia seclasifican de acuerdo sus características en el plano complejo RX, el número de señales entrantes y el método utilizado para comparar a señales l entrantes. El tipo más común compara la magnitud o fase de dos señales entrantes con el objeto de obtener las características de operación, las cuales son líneas rectas o círculos cuando se representan en el plano complejo R -X. Cualquier tipo decaracterística obtenida
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con un tipo de comparador puede obtenerse con otro tipo, a pesar de que las cantidades comparadas fueran distintas en cada caso. Si ZR es la impedancia de ajuste, el relé debería operar si ZR ≥ V/I o es lo mismo I*Z R ≥ V. Esta comparación se podría obtener de uncomparador de amplitud el cual opera, en la versión electromagnética como se indica en la fig. 6.2:

Fig. 6.2 Relé basado en un comparador de amplitud Sin embargo, es dificultoso realizar una correcta comparación de amplitud bajo condiciones de falla cuando el desfasaje entre V e I tiende a 90º y hay presente transitorios que tienden a distorsionar los valores eficaces de V e I. Por ello el usode comparadores de amplitud es limitado y es más conveniente comparar dos señales por su diferencia de fase. El siguiente análisis muestra que para dos señales So y Sr que pueden ser comparadas en magnitud existe otras dos señales S1 y S2 que pueden ser comparadas por fase. La relación entre tales señales es las siguientes: So = S 1 + S2 Sr = S1 – S2 De la ec. 6.1:

(6.1)

( So + Sr) 2 (So −Sr ) S2 = 2 S1 =

(6.2)

La comparación de amplitudes está dada por: |So| ≥ |Sr| | S1 + S2 | ≥ | S1 – Sr | Definiendo S1 / S2 como C, la relación 3 se puede expresar como:
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(6.3)

|C + 1| ≥ |C – 1|

(6.4)

Graficando C en el plano complejo (fig. 6.3) se puede...