Relé de protección de alimentador

Definición del Relé de Protección de Alimentador

Un relé de protección de alimentador se define como un dispositivo que protege las líneas de alimentación del sistema eléctrico de fallos como cortocircuitos y sobrecargas.

Mide la impedancia (Z) de la línea de alimentación utilizando las entradas de voltaje (V) y corriente (I) del transformador de potencial (PT) y el transformador de corriente (CT). La impedancia se calcula dividiendo el voltaje por la corriente: Z = V/I.

El relé compara la impedancia medida con un valor preestablecido que representa la impedancia máxima permitida para el funcionamiento normal. Si la impedancia medida es menor, hay un fallo, y el relé envía una señal de corte al interruptor para aislarlo. El relé también puede mostrar parámetros de fallo como la corriente de fallo, el voltaje, la resistencia, la reactancia y la distancia del fallo en su pantalla.

La distancia del fallo es la distancia desde el relé hasta el fallo, estimada multiplicando la impedancia medida por la impedancia de la línea por kilómetro. Por ejemplo, si la impedancia medida es 10 ohmios y la impedancia de la línea por kilómetro es 0.4 ohmios/km, la distancia del fallo es 10 x 0.4 = 4 km. Conocer esto ayuda a localizar y reparar el fallo rápidamente.

Relé de Protección de Distancia

Mide la impedancia para detectar fallos y envía una señal de corte para aislar la sección defectuosa.

Característica Cuadrilátera

Los relés de protección de distancia pueden tener diversas características operativas, incluyendo circulares, mho, cuadriláteras o poligonales. La característica cuadrilátera es popular en los relés numéricos modernos por su flexibilidad y precisión en la configuración de zonas de protección.

Una característica cuadrilátera es un gráfico en forma de paralelogramo que define la zona de protección del relé. El gráfico tiene cuatro ejes: resistencia hacia adelante (R F), resistencia hacia atrás (R B), reactancia hacia adelante (X F) y reactancia hacia atrás (X B). El gráfico también tiene un ángulo de pendiente llamado ángulo característico del relé (RCA), que determina la forma del paralelogramo.

La característica cuadrilátera se puede trazar mediante los siguientes pasos:

• Establecer el valor de R F en el eje X positivo y el valor de R B en el eje X negativo.

• Establecer el valor de X F en el eje Y positivo y el valor de X B en el eje Y negativo.

• Dibujar una línea de R F a X F con una pendiente de RCA.

• Dibujar una línea de R B a X B con una pendiente de RCA.

• Completar el paralelogramo conectando R F con R B y X F con X B.

La zona de protección está dentro del paralelogramo, lo que significa que si la impedancia medida cae dentro de esta área, el relé se activará. La característica cuadrilátera puede cubrir cuatro cuadrantes de operación:

• Primer cuadrante (valores de R y X son positivos): Este cuadrante representa una carga inductiva y un fallo hacia adelante desde el relé.

• Segundo cuadrante (R es negativo y X es positivo): Este cuadrante representa una carga capacitiva y un fallo hacia atrás desde el relé.

• Tercer cuadrante (valores de R y X son negativos): Este cuadrante representa una carga inductiva y un fallo hacia atrás desde el relé.

• Cuarto cuadrante (R es positivo y X es negativo): Este cuadrante representa una carga capacitiva y un fallo hacia adelante desde el relé.

Zonas de Operación

Los relés de protección de distancia tienen diferentes zonas de operación, definidas por ajustes de impedancia y retardos temporales. Estas zonas se coordinan con otros relés para proporcionar protección de respaldo para alimentadores adyacentes.

Las zonas de operación típicas para un relé de protección de distancia son:

• Zona 1: Esta zona cubre el 80% al 90% de la longitud del alimentador y no tiene retardo temporal. Proporciona protección primaria para fallos dentro de esta zona y se activa instantáneamente.

• Zona 2: Esta zona cubre el 100% al 120% de la longitud del alimentador y tiene un retardo temporal corto (generalmente 0.3 a 0.5 segundos). Proporciona protección de respaldo para fallos más allá de la zona 1 o en alimentadores adyacentes.

• Zona 3: Esta zona cubre el 120% al 150% de la longitud del alimentador y tiene un retardo temporal más largo (generalmente 1 a 2 segundos). Proporciona protección de respaldo para fallos más allá de la zona 2 o en alimentadores remotos.

• Algunos relés pueden tener zonas adicionales, como la Zona 4 para intrusión de carga o la Zona 5 para fallos de alcance excesivo.

Criterios de Selección

• Elegir relés numéricos sobre relés electromecánicos o estáticos para mejor rendimiento, funcionalidad, flexibilidad y diagnóstico

• Elegir relés de protección de distancia sobre relés de sobrecorriente o diferencial para alimentadores largos o complejos

• Elegir características cuadriláteras sobre características circulares o mho para mayor precisión y adaptabilidad

• Elegir entradas de sensores analógicos de baja energía sobre entradas convencionales de corriente/voltaje para reducir el tamaño, peso y riesgos de seguridad.

• Elegir relés de detección de arco eléctrico sobre relés convencionales para un corte más rápido y seguridad del personal.

Conclusión

Los relés de protección de alimentador son dispositivos vitales que protegen las líneas de alimentación del sistema eléctrico de diversos tipos de fallos. Pueden mejorar la confiabilidad, seguridad y eficiencia del sistema eléctrico al detectar y aislar rápidamente los fallos, prevenir daños en el equipo y minimizar las interrupciones de energía.

Uno de los tipos más comunes de relés de protección de alimentador es el relé de protección de distancia, que mide la impedancia de la línea de alimentación utilizando las entradas de voltaje y corriente del transformador de potencial y el transformador de corriente correspondientes. Compara la impedancia medida con un valor de ajuste predefinido, que representa la impedancia máxima permitida para el funcionamiento normal. Si la impedancia medida es menor que el valor de ajuste, significa que hay un fallo en la línea de alimentación, y el relé enviará una señal de corte al interruptor para aislar el fallo.

El relé de protección de distancia puede tener diferentes características operativas, como circulares, mho, cuadriláteras o poligonales. Una característica cuadrilátera es una opción popular para los relés numéricos modernos porque ofrece mayor flexibilidad y precisión en la configuración de las zonas de protección.

Una característica cuadrilátera es un gráfico en forma de paralelogramo que define la zona de protección del relé. El gráfico tiene cuatro ejes: resistencia hacia adelante (R F), resistencia hacia atrás (R B), reactancia hacia adelante (X F) y reactancia hacia atrás (X B). El gráfico también tiene un ángulo de pendiente llamado ángulo característico del relé (RCA), que determina la forma del paralelogramo.