Sistema de Protección en el Sistema Eléctrico

Esta sección de nuestro sitio web cubre casi todo lo relacionado con el sistema de protección en el sistema eléctrico, incluyendo números estándar de conductores y dispositivos, modos de conexión en tiras terminales, códigos de color en cables multicables, recomendaciones y prohibiciones en la ejecución. También aborda los principios de varios relés y esquemas de protección del sistema eléctrico, incluyendo esquemas de protección del sistema eléctrico especiales como relés diferenciales, protección contra fallas a tierra restringidas, relés direccionales y relés de distancia, etc. Se proporcionan detalles sobre la protección de transformadores, la protección de generadores, la protección de líneas de transmisión y la protección de bancos de condensadores. Casi todo lo relacionado con la protección del sistema eléctrico está cubierto.
Se explica en detalle la prueba de manipuladores, transformadores instrumentales como la prueba de transformadores de corriente, la prueba de tensión o transformadores de potencial y los relés de protección asociados.
También se incluyen y explican los circuitos de cierre y apertura, indicación y alarma diferentes de los interruptores de circuito.

Objetivo de la Protección del Sistema Eléctrico

El objetivo de la protección del sistema eléctrico es aislar una sección defectuosa del sistema de energía eléctrica del resto del sistema en funcionamiento para que esta parte pueda funcionar satisfactoriamente sin daños graves debido a la corriente de falla.
En realidad, el interruptor aísla el sistema defectuoso del resto del sistema sano y estos interruptores se abren automáticamente durante las condiciones de falla debido a su señal de disparo que proviene del relé de protección. La filosofía principal de la protección es que ninguna protección del sistema eléctrico puede prevenir el flujo de corriente de falla a través del sistema, solo puede prevenir la continuidad del flujo de corriente de falla desconectando rápidamente la ruta de cortocircuito del sistema. Para cumplir con esta rápida desconexión, los relés de protección deben tener los siguientes requisitos funcionales.

Sistema de Protección en el Sistema Eléctrico

Vamos a discutir el concepto básico del sistema de protección en el sistema eléctrico y la coordinación de los relés de protección.

En la imagen se muestra la conexión básica del relé de protección. Es bastante simple. El secundario del transformador de corriente está conectado a la bobina de corriente del relé y el secundario del transformador de tensión está conectado a la bobina de tensión del relé. Cuando ocurre cualquier falla en el circuito de alimentación, la corriente secundaria proporcional del TC fluirá a través de la bobina de corriente del relé, lo que aumenta la fuerza magnética de esa bobina. Esta fuerza magnética aumentada es suficiente para cerrar mecánicamente el contacto normalmente abierto del relé. Este contacto del relé cierra y completa el circuito de la bobina de disparo DC, por lo que la bobina de disparo se energiza. La fuerza magnética de la bobina de disparo inicia el movimiento mecánico del mecanismo de disparo del interruptor y, en última instancia, el interruptor de circuito se dispara para aislar la falla.

Requisitos Funcionales del Relé de Protección

Fiabilidad

El requisito más importante de un relé de protección es la fiabilidad. Permanecen inactivos durante mucho tiempo antes de que ocurra una falla; pero si ocurre una falla, los relés deben responder instantáneamente y correctamente.

Selectividad

El relé debe operar solo en aquellas condiciones para las cuales se comisionan en el sistema de energía eléctrica. Puede haber algunas condiciones típicas durante la falla para las cuales algunos relés no deberían operar o deberían operar después de un retraso definido, por lo que el relé de protección debe ser suficientemente capaz de seleccionar la condición apropiada para la cual se operaría.

Sensibilidad

El equipo de releo debe ser suficientemente sensible para que pueda operarse de manera confiable cuando el nivel de la condición de falla apenas supere el límite predefinido.

Velocidad

Los relés de protección deben operar a la velocidad requerida. Debe proporcionarse una coordinación correcta en varios relés de protección del sistema eléctrico de tal manera que una falla en una parte del sistema no perturbe la otra parte sana. La corriente de falla puede fluir a través de una parte sana ya que están conectadas eléctricamente, pero los relés asociados con esa parte sana no deben operar más rápido que los relés de la parte defectuosa, de lo contrario, podría ocurrir una interrupción indeseada del sistema sano. Nuevamente, si el relé asociado con la parte defectuosa no se opera a tiempo debido a algún defecto o por otra razón, entonces solo el siguiente relé asociado con la parte sana del sistema debe operarse para aislar la falla. Por lo tanto, no debe ser demasiado lento, lo que podría resultar en daños al equipo, ni demasiado rápido, lo que podría resultar en una operación indeseada.

Elementos Importantes para la Protección del Sistema Eléctrico

Manipuladores

Consiste principalmente en interruptores de circuito de aceite a granel, interruptores de circuito de aceite mínimo, interruptores de circuito SF6, interruptores de circuito de chorro de aire e interruptores de circuito de vacío, etc. Se utilizan diferentes mecanismos de operación como solenoide, resorte, neumático, hidráulico, etc., en el interruptor de circuito. El interruptor de circuito es la parte principal del sistema de protección en el sistema eléctrico y aísla automáticamente la parte defectuosa del sistema abriendo sus contactos.

Equipo Protector

Consiste principalmente en relés de protección del sistema eléctrico como relés de corriente, relés de tensión, relés de impedancia, relés de potencia, relés de frecuencia, etc., según el parámetro de operación, relés de tiempo fijo, relés de tiempo inverso, relés escalonados, etc., según la característica de operación, lógica como relés diferenciales, relés de sobreflujo, etc. Durante la falla, el relé de protección envía una señal de disparo al interruptor de circuito asociado para abrir sus contactos.

Batería de Estación

Todos los interruptores de circuito del sistema eléctrico son operados por corriente directa (DC). La energía DC se puede almacenar en baterías y, si se produce una falla total de la fuente de alimentación, los interruptores de circuito aún pueden operarse para restaurar la situación mediante la energía de la batería de la estación. Por lo tanto, la batería es otro elemento esencial del sistema eléctrico. A veces se refiere como el corazón de la subestación eléctrica. Una batería de subestación eléctrica o simplemente una batería de estación que contiene un número de celdas acumula energía durante el período de disponibilidad de suministro AC y descarga cuando los relés operan, de modo que el interruptor de circuito relevante se dispara en el momento de la falla de la fuente de alimentación AC.

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