Proteccion Diferencial

Protección diferencial de transformadores de poder
La protección diferencial de transformadores trifásicos es bastante mas complicada que la protección de alternadores, por los motivos siguientes:
a. Las corrientes de primario y secundario no tienen el mismo valor, debido a que normalmente la relación de voltajes entre estos dos enrollados no es la unidad.
b. Las corrientes del primario ysecundario del transformador pueden no estar en fase, dependiendo de la conexión del transformador.
c. Las razones de los TT/CC no siempre arrojan valores secundarios iguales a comparar.
d. La protección no debe ser afectada por las condiciones de operación del transformador, como cambios de taps o funcionamiento en vacío.
e. La corriente de excitación en el momento de la conexión deltransformador (corriente de in-rush) puede tomar valores muy elevados, dependiendo del valor instantáneo de la onda de voltaje en el momento de la conexión. Su forma es exponencial decreciendo en el tiempo y disminuyendo su desplazamiento para tomar finalmente el valor de régimen permanente.
f. En transmisión se usan bastante transformadores de tres enrollados o con terciario, lo que complica másla situación.
g. Algunas conexiones especiales de los transformadores de poder, como la conexión zigzag, se tratan en forma diferente a la que correspondería según su índice horario para conseguir que la protección no opere para fallas externas.
A continuación se verá la forma como se resuelven estos problemas.
a. Los relés diferenciales se construyen con tap en las unidades de retención, demodo que aunque las corrientes que se comparan no son iguales, el relé (que compara torques), opere con el mismo porcentaje o pendiente. En el caso del relé diferencial tipo disco de inducción, General Electric dispone de los relés IJD53C e IJD53D, cuyo diagrama, incluyendo los Taps, se muestra en la Figura 4.12.

b. Los relés diferenciales se conectan a circuitos secundarios provenientes dejuegos de TT/CC cuya conexión debe efectuarse en forma inversa a aquella de los enrollados primario y secundario del transformador de poder. De esta manera se anula el desplazamiento angular de las corrientes por fase. Por ejemplo, si un transformador tiene conexión DY1, los TT/CC del lado primario se conectarán en estrella y los del lado secundario, en delta, de tal forma que las corrientessecundarias por línea de los TT/CC, adelanten en 30º a las correspondientes dentro de la delta. De todas formas, es conveniente asegurarse de la correcta conexión de los TT/CC, dibujando los diagramas fasoriales respectivos. En el caso de las protecciones electrónicas, los TT/CC de ambos lados se pueden conectar en estrella, ya que el desfase puede ser compensado en forma interna por la protección
c.Para solucionar el problema de que los TT/CC entreguen magnitudes secundarias diferentes a comparar, se puede hacer uso de relés diferenciales de porcentaje, de diferentes porcentajes o pendientes; por ejemplo; 15-25-40-50%, o bien, utilizar autotransformadores de corriente auxiliares que disponen de un amplio rango de relaciones de taps, para igualar las corrientes que llegan al relé.
d. Elproblema señalado en este punto también puede ser solucionado empleando relés diferenciales de porcentaje, con valores más elevados, tal como los indicados en c.
e. El relé diferencial tipo disco de inducción que se ha visto, generalmente se aplica en transformadores no mayores de 4 a 8 MVA, puesto que para potencias mayores, se requeriría temporizarlo o insensibilizarlo para lograr que no opere enel instante de la conexión del transformador, debido a la corriente de in-rush, atentando de este modo contra las principales ventajas de la protección diferencial, como lo son su rapidez y sensibilidad.

Conexiones de los transformadores de corriente para relevadores diferenciales
Una regla simple es que los TC en cualquier arrollamiento en estrella de un transformador de potencia deberán...