Métodos de Recierre Automático de Líneas de Transmisión de 110kV: Principios y Aplicaciones
1. Introducción
Los fallos en las líneas de transmisión pueden clasificarse en dos tipos según su naturaleza: fallos transitorios y fallos permanentes. Los datos estadísticos muestran que la mayoría de los fallos en las líneas de transmisión son transitorios (causados por rayos, incidentes relacionados con aves, etc.), representando aproximadamente el 90% de todos los fallos. Por lo tanto, después de que una línea se desconecte debido a un fallo, intentar un recierre una vez puede mejorar significativamente la confiabilidad del suministro eléctrico. La función de recerrar automáticamente un interruptor que ha saltado debido a un fallo se llama recierre automático.
Después de que el recierre automático restablece el interruptor: Si el fallo transitorio en la línea se ha despejado (por ejemplo, el rayo ha pasado, la ave que causó el fallo se ha alejado), los dispositivos de protección no operarán nuevamente, y el sistema vuelve inmediatamente a la operación normal. Si existe un fallo permanente (por ejemplo, colapso de la torre, energización en un circuito a tierra), el fallo persiste después del recierre, y los dispositivos de protección harán saltar el interruptor nuevamente.
Los métodos de recierre automático incluyen:
Verificación de ausencia de tensión en la línea
Verificación de sincronismo (comparando las diferencias de ángulo de fase entre la tensión de la barra y la tensión de la línea para fases idénticas para asegurar que se mantengan dentro de los límites especificados)
Verificación de ausencia de tensión en la línea y presencia de tensión en la barra
Verificación de ausencia de tensión en la barra y presencia de tensión en la línea
Verificación de ausencia de tensión tanto en la línea como en la barra
Recierre sin verificación
2. Verificación de Ausencia de Tensión en la Línea y Recierre con Verificación de Sincronismo
Para la línea de transmisión MN mostrada en la figura a continuación, el terminal M emplea el método de "verificación de ausencia de tensión en la línea", mientras que el terminal N utiliza el método de "recierre con verificación de sincronismo".
Cuando ocurre un cortocircuito en la línea MN y se produce un salto trifásico en ambos extremos, la tensión trifásica en la línea se convierte en cero. Por lo tanto, el terminal M detecta la ausencia de tensión en la línea, cumpliendo su condición de verificación, e emite un comando de cierre después del retardo de tiempo de operación del recierre. Posteriormente, el terminal N detecta tensión tanto en la barra como en la línea; y la diferencia de ángulo de fase entre las fases idénticas (generalmente la fase A) de la tensión de la barra y la tensión de la línea cae dentro del rango permitido especificado en la configuración. Esto significa que el recierre del terminal N cumple las condiciones de sincronismo, y puede emitir un comando de cierre después de su retardo de tiempo de operación del recierre.
Nota: A partir del proceso de operación anterior, se puede observar que el terminal de verificación de ausencia de tensión en la línea siempre recierra primero. Por lo tanto, este terminal podría recierrarse sobre una línea con fallo y saltar nuevamente. Como consecuencia, el interruptor en este terminal podría necesitar interrumpir la corriente de cortocircuito dos veces en un período corto, resultando en condiciones de operación relativamente duras. El terminal de verificación de sincronismo solo recierra después de confirmar la tensión en la línea y cumplir las condiciones de sincronismo, por lo que definitivamente recierra sobre una línea sana, resultando en condiciones de operación relativamente mejores para su interruptor. Para equilibrar la carga, las funciones de verificación de ausencia de tensión en la línea y de verificación de sincronismo en los dos terminales pueden intercambiarse periódicamente.
Para habilitar el recierre para remediar situaciones donde el interruptor "salta inadvertidamente" (trips inadvertently), generalmente también se habilita la función de verificación de sincronismo en el terminal de verificación de ausencia de tensión en la línea; de lo contrario, después de un "salto inadvertido", el recierre no podría emitir un comando de cierre porque la línea siempre tiene tensión. Después de habilitar la función de verificación de sincronismo, se puede realizar el recierre utilizando el método de verificación de sincronismo.
Sin embargo, en el terminal de verificación de sincronismo, no se puede habilitar la función de verificación de ausencia de tensión en la línea. De lo contrario, si ambos terminales tienen capacidad de verificación de ausencia de tensión en la línea, ambos podrían intentar cerrar simultáneamente después del salto de los interruptores en ambos extremos, causando un cierre no sincronizado.
Método de Recierre sin Verificación Para líneas donde no existen problemas de sincronismo, se puede utilizar el método de recierre sin verificación después de un salto trifásico. Por ejemplo, el recierre en líneas de suministro monofásico puede usar este método. Para este método de recierre, después de la activación, se emite un comando de cierre simplemente después de un retardo de tiempo.
Verificación de Ausencia de Tensión en la Línea y Presencia de Tensión en la Barra y Otros Métodos 01 Verificación de Ausencia de Tensión en la Línea y Presencia de Tensión en la Barra Este método se puede utilizar en sistemas de doble fuente de alimentación para el lado que debe recierrarse primero.
Verificación de Ausencia de Tensión en la Barra y Presencia de Tensión en la Línea Este método se puede utilizar en el lado receptor de sistemas de fuente de alimentación monofásica, donde el lado receptor recierra después de que el lado de suministro haya recierrado exitosamente primero.
3. Verificación de Ausencia de Tensión tanto en la Línea como en la Barra
Este método requiere la ausencia de tensión tanto en la línea como en la barra antes del recierre, y se puede utilizar en sistemas de fuente de alimentación monofásica cuando el lado receptor desea recierrarse primero.
4. Combinaciones de los Tres Métodos Anteriores
Cuando se habilitan simultáneamente las verificaciones de "Ausencia de Tensión en la Línea y Presencia de Tensión en la Barra" y "Ausencia de Tensión tanto en la Línea como en la Barra", esto se convierte en el método de verificación de ausencia de tensión en la línea. En este caso, no importa la presencia o ausencia de tensión en la barra, pero la línea debe estar sin tensión para cumplir la condición de verificación.
Cuando se habilitan simultáneamente las verificaciones de "No tensión en el bus & Tensión presente en la línea" y "No tensión tanto en la línea como en el bus", esto se convierte en el método de verificación de no tensión en el bus. En este caso, la presencia o ausencia de tensión en la línea no importa, pero el bus debe carecer de tensión para satisfacer la condición de verificación.
Cuando se habilitan simultáneamente las verificaciones de "No tensión en la línea & Tensión presente en el bus", "No tensión en el bus & Tensión presente en la línea" y "No tensión tanto en la línea como en el bus", esto se convierte en el método de verificación de "no tensión en la línea o en el bus". Esta condición se satisface cuando la línea no tiene tensión, o el bus no tiene tensión, o ambos no tienen tensión. Esta situación es equivalente al método de verificación de no tensión utilizado en la protección de líneas para niveles de tensión de 220kV y superiores.
