protecciones

CAPITULO 4
PROTECCIONES DIFERENCIALES
4.1.

Introducción

Las protecciones diferenciales basan su funcionamiento en la comparación de las corrientes que
entran y salen de un equipo. Su aplicación tiene pocas limitaciones, siendo la principal de ellas, la distancia
que separa a los transformadores de corriente, ya que mientras mas separados se encuentren, mayor será el
burden querepresentan los conductores de interconexión. Por razones prácticas y económicas, el relé
diferencial se usa para la protección de máquinas sincrónicas y asincrónicas, transformadores de poder, barras
de subestaciones (SS/EE) y líneas cortas, siempre que su potencia sea importante. (Usualmente sobre unos 5 a
8 MVA). En el caso de líneas largas, el problema de la lejanía física de los extremos cuyasmagnitudes deben
compararse se ha subsanado de diferentes maneras dando origen a las protecciones de hilo piloto (alambre o
cable de fibra óptica), vía carrier (30-200 kHz), microondas (sobre 900 MHz).
En el esquema de la Figura 4.1 se
puede apreciar que la corriente que detecta el
relé diferencial R, en las condiciones
indicadas, es igual a cero. Al ocurrir una falla,
sea monofásica, bifásicao trifásica, en la zona
protegida (entre los TT/CC), se produce un
desequilibrio que hace fluir una corriente
diferencial Id distinta de cero, por el relé R, de
modo que éste da la orden de abrir el
interruptor correspondiente.

250/5

250/5

220 A

x
x

EQUIPO

x
x
4,4 A

4,4 A
R

I d =0

Figura 4.1.- Diagrama esquemático de un relé diferencial

La proteccióndiferencial, por lo tanto, resulta ser eminentemente selectiva, ya que no responde a
fallas que no estén comprendidas en su zona de influencia, es decir entre los dos juegos de transformadores
de corriente. Por esta razón, no necesita ser coordinada en otras protecciones, como las de sobrecorriente por
ejemplo; como además, es independiente de la corriente de corriente de carga circulante, puede tenerun
pickup muy bajo y ser teóricamente instantánea.
La protección diferencial se construye de diversas formas utilizando distintos principios y con
diferentes prestaciones. Entre los relés más utilizados se pueden mencionar: Los de tipo disco de inducción
(IJD y STD, ambos de porcentaje, donde el segundo tiene restricción de armónicos), tipo copa de inducción
(CFD, utilizado en la protecciónde máquinas rotatorias), los basados en microprocesador, como el DTP que
proporciona funciones de protección diferencial (87) y respaldo (87R) para transformadores de poder, de
frenado por armónicos, filtrado digital de la componente de secuencia cero, sistema interno de compensación
de fase con la obtención de las corrientes de cada devanado y fase, a partir de las corrientes de línea,Monitoreo, Registro y Análisis. Todos ellos son fabricados por General Electric.
4.2.

Protección diferencial de barras

Una de las aplicaciones de la protección diferencial es la de proteger las barras de una subestación,
donde las fallas normalmente suelen ser bastante severas. Dada su selectividad inherente, pueden ajustarse de
modo que depeje la falla rápidamente a fin de evitar mayores dañosy un compromiso mayor de las
instalaciones.
La protección diferencial de barras reúne las corrientes de todas las líneas que llegan o salen de la
barra, de modo que la suma instantánea de ellas es siempre igual a cero, en condiciones normales, tanto en
términos primarios como secundarios.

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En la Figura 4.2 se muestra el esquema diferencial de una subestación a cuya barra llegancinco
líneas, donde se puede apreciar que si todos los TT/CC tienen la misma razón de transformación (50/5, en
este caso) y se conectan de acuerdo con la Figura; cuando la suma de las corrientes que entran y salen de la
barra es cero, la corriente por el relé R es igual a cero. Conviene hacer notar que, a pesar de que la línea 3 está
abierta, no afecta a dicho equilibrio, ya que la impedancia...