¿Qué es un relé de protección por distancia?

¿Qué es un Relé de Protección de Distancia?

Definición de Relé de Impedancia

Un relé de impedancia, también conocido como relé de distancia, se define como un dispositivo que se activa en función de la impedancia eléctrica medida desde la ubicación de un fallo hasta el relé.

Principio de Funcionamiento del Relé de Distancia o Impedancia

Principio de Funcionamiento del Relé de Impedancia : El funcionamiento de un relé de impedancia es sencillo. Utiliza un elemento de voltaje de un transformador de potencial y un elemento de corriente de un transformador de corriente. La acción del relé depende del equilibrio entre el par de restauración (del voltaje) y el par de desvío (de la corriente).

Condiciones Normales vs. Condiciones de Fallo: En condiciones normales, el par de restauración (del voltaje) supera al par de desvío (de la corriente), manteniendo el relé inactivo. Durante un fallo, el aumento de la corriente y la disminución del voltaje alteran este equilibrio, activando el relé al cerrar sus contactos. Así, la función del relé está determinada por la impedancia, o la relación voltaje-corriente.

Umbral de Activación: El relé de impedancia se activa cuando la relación voltaje-corriente, o impedancia, cae por debajo de un valor predefinido. Esto generalmente indica un fallo dentro de una distancia específica y predeterminada a lo largo de la línea de transmisión, ya que la impedancia de la línea es proporcional a su longitud.

Tipos de Relé de Distancia o Impedancia

Existen principalmente dos tipos de relé de distancia–

Relé de distancia definida

Este es simplemente una variedad de relé de balanza. Aquí, una viga se coloca horizontalmente y se apoya en una bisagra en el centro. Un extremo de la viga es tirado hacia abajo por la fuerza magnética de la bobina de voltaje, alimentada por el transformador de potencial conectado a la línea.

El otro extremo de la viga es tirado hacia abajo por la fuerza magnética de la bobina de corriente alimentada por el transformador de corriente conectado en serie con la línea. Debido al par producido por estas dos fuerzas descendentes, la viga permanece en una posición de equilibrio. El par debido a la bobina de voltaje sirve como par de restauración y el par debido a la bobina de corriente sirve como par de desvío.

Respuesta a un Fallo: En operaciones normales, el mayor par de restauración mantiene los contactos del relé abiertos. Un fallo dentro de la zona protegida causa una caída en el voltaje y un aumento en la corriente, reduciendo la impedancia por debajo de los niveles establecidos. Este desequilibrio hace que la bobina de corriente domine, inclinando la viga para cerrar los contactos y disparar el interruptor asociado.

Relé de distancia temporal

Este retardo ajusta automáticamente su tiempo de operación según la distancia del relé desde el punto de fallo. El relé de impedancia de distancia temporal no solo se activará en función de la relación voltaje-corriente, sino que su tiempo de operación también depende del valor de esta relación. Es decir,

Construcción del Relé de Impedancia de Distancia Temporal

Construcción del Relé: El relé de impedancia de distancia temporal incluye un elemento impulsado por corriente, como un relé de sobrecorriente de inducción de doble bobina. Su mecanismo implica un eje con un disco, conectado a través de un resorte espiral a otro eje que gestiona los contactos del relé. Un electroimán, energizado por el voltaje del circuito, mantiene estos contactos abiertos en condiciones normales.

Principio de Funcionamiento del Relé de Impedancia de Distancia Temporal

Durante las condiciones normales de operación, la fuerza de atracción del armadura alimentada por el PT es mayor que la fuerza generada por el elemento de inducción, por lo que los contactos del relé permanecen en posición abierta. Cuando ocurre un fallo de cortocircuito en la línea de transmisión, la corriente en el elemento de inducción aumenta.

Entonces, la inducción en el elemento de inducción aumenta. Luego, el elemento de inducción comienza a girar. La velocidad de rotación del elemento de inducción depende del nivel de fallo, es decir, de la cantidad de corriente en el elemento de inducción. A medida que avanza la rotación del disco, el acoplamiento del resorte espiral se enrolla hasta que la tensión del resorte es suficiente para alejar el armadura de la cara del polo del imán excitado por voltaje.

El ángulo a través del cual viaja el disco antes de que el relé opere depende de la fuerza de atracción del imán excitado por voltaje. Cuanto mayor sea la fuerza de atracción, mayor será el recorrido del disco. La fuerza de atracción de este imán depende del voltaje de la línea. Cuanto mayor sea el voltaje de la línea, mayor será la fuerza de atracción, por lo tanto, más largo será el recorrido del disco, es decir, el tiempo de operación es proporcional a V.

Además, la velocidad de rotación del elemento de inducción es aproximadamente proporcional a la corriente en este elemento. Por lo tanto, el tiempo de operación es inversamente proporcional a la corriente.

Por lo tanto, el tiempo de operación del relé,