Relé de protección de alimentación

Definición do relé de protección de alimentación

Un relé de protección de alimentación está definido como un dispositivo que protege as liñas de alimentación do sistema eléctrico contra fallos como cortocircuitos e sobrecargas.

Mide a impedancia (Z) da liña de alimentación utilizando as entradas de voltaxe (V) e corrente (I) do transformador de potencial (PT) e o transformador de corrente (CT). A impedancia calculase dividindo a voltaxe pola corrente: Z = V/I.

O relé compara a impedancia medida cun valor predefinido que representa a máxima impedancia permitida para o funcionamento normal. Se a impedancia medida é menor, hai un fallo, e o relé envía unha sinal de disparo ao interruptor para aislarlo. O relé tamén pode amosar parámetros de fallo como a corrente de fallo, a voltaxe, a resistencia, a reactividade e a distancia do fallo na súa pantalla.

A distancia do fallo é a distancia dende o relé ata o fallo, estimada multiplicando a impedancia medida pola impedancia da liña por quilómetro. Por exemplo, se a impedancia medida é de 10 ohms e a impedancia da liña por quilómetro é de 0,4 ohms/km, a distancia do fallo é 10 x 0,4 = 4 km. Saber isto axuda a localizar e reparar o fallo rapidamente.

Relé de protección de distancia

Mide a impedancia para detectar fallos e envía unha sinal de disparo para aislar a sección defectuosa.

Característica cuadrilátera

Os relés de protección de distancia poden ter varias características de funcionamento, incluíndo circulares, mho, cuadriláteras ou poligonais. A característica cuadrilátera é popular nos relés numéricos modernos pola súa flexibilidade e precisión na configuración das zonas de protección.

A característica cuadrilátera é un gráfico en forma de paralelogramo que define a zona de protección do relé. O gráfico ten catro ejes: resistencia adiante (R F), resistencia atrás (R B), reactividade adiante (X F) e reactividade atrás (X B). O gráfico tamén ten un ángulo de pendente chamado ángulo de característica do relé (RCA), que determina a forma do paralelogramo.

A característica cuadrilátera pode trazarse utilizando os seguintes pasos:

• Establece o valor R F no eixo X positivo e o valor R B no eixo X negativo.

• Establece o valor X F no eixo Y positivo e o valor X B no eixo Y negativo.

• Dibuixa unha liña de R F a X F cunha pendente de RCA.

• Dibuixa unha liña de R B a X B cunha pendente de RCA.

• Completa o paralelogramo conectando R F con R B e X F con X B.

A zona de protección está dentro do paralelogramo, o que significa que se a impedancia medida cae dentro desta área, o relé disparará. A característica cuadrilátera pode cubrir catro cuadrantes de operación:

• Primeiro cuadrante (os valores R e X son positivos): Este cuadrante representa unha carga inductiva e un fallo adiante do relé.

• Segundo cuadrante (R é negativo e X é positivo): Este cuadrante representa unha carga capacitiva e un fallo atrás do relé.

• Terceiro cuadrante (os valores R e X son negativos): Este cuadrante representa unha carga inductiva e un fallo atrás do relé.

• Cuarto cuadrante (R é positivo e X é negativo): Este cuadrante representa unha carga capacitiva e un fallo adiante do relé.

Zonas de operación

Os relés de protección de distancia teñen diferentes zonas de operación, definidas por configuracións de impedancia e retardos de tempo. Estas zonas coordinan con outros relés para proporcionar protección de apoio para alimentadores adxacentes.

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

• Zona 1: Esta zona cubre o 80% ao 90% da lonxitude do alimentador e non ten retardo de tempo. Proporciona protección primaria para fallos dentro desta zona e dispara instantaneamente.

• Zona 2: Esta zona cubre o 100% ao 120% da lonxitude do alimentador e ten un retardo de tempo curto (xeralmente 0,3 a 0,5 segundos). Proporciona protección de apoio para fallos máis allá da zona 1 ou en alimentadores adxacentes.

• Zona 3: Esta zona cubre o 120% ao 150% da lonxitude do alimentador e ten un retardo de tempo maior (xeralmente 1 a 2 segundos). Proporciona protección de apoio para fallos máis allá da zona 2 ou en alimentadores remotos.

• Algunhas veces, os relés poden ter zonas adicionais, como a Zona 4 para a intrusión da carga ou a Zona 5 para fallos de alcance excesivo.

Criterios de selección

• Escolla relés numéricos sobre relés electromecánicos ou estáticos para un mellor rendemento, funcionalidade, flexibilidade e diagnóstico

• Escolla relés de protección de distancia sobre relés de sobre corrente ou de diferencial para alimentadores longos ou complexos

• Escolla características cuadriláteras sobre características circulares ou mho para maior precisión e adaptabilidade

• Escolla entradas de sensores analóxicos de baixa enerxía sobre entradas convencionais de corrente/voltaxe para reducir o tamaño, o peso e os perigos de seguridade.

• Escolla relés de detección de arco eléctrico sobre relés convencionais para un disparo máis rápido e a seguridade do persoal.

Conclusión

Os relés de protección de alimentación son dispositivos vitais que protexen as liñas de alimentación do sistema eléctrico de diversos tipos de fallos. Poden mellorar a fiabilidade, a seguridade e a eficiencia do sistema eléctrico detectando e aislando rapidamente os fallos, previndo danos no equipo e minimizando as interrupcións de enerxía.

Un dos tipos máis comúns de relés de protección de alimentación é o relé de protección de distancia, que mide a impedancia da liña de alimentación utilizando as entradas de voltaxe e corrente do correspondiente transformador de potencial e transformador de corrente. Compara a impedancia medida cun valor de configuración predefinido, que representa a máxima impedancia permitida para o funcionamento normal. Se a impedancia medida é menor que o valor de configuración, significa que hai un fallo na liña de alimentación, e o relé enviará unha sinal de disparo ao interruptor para aislar o fallo.

O relé de protección de distancia pode ter diferentes características de funcionamento, como circulares, mho, cuadriláteras ou poligonais. A característica cuadrilátera é unha opción popular para os relés numéricos modernos porque ofrece máis flexibilidade e precisión na configuración das zonas de protección.

A característica cuadrilátera é un gráfico en forma de paralelogramo que define a zona de protección do relé. O gráfico ten catro ejes: resistencia adiante (R F), resistencia atrás (R B), reactividade adiante (X F) e reactividade atrás (X B). O gráfico tamén ten un ángulo de pendente chamado ángulo de característica do relé (RCA), que determina a forma do paralelogramo.