Què és el relé de sobrecorrent d'error a terra en una subestació?

Què és un relé de sobrecorrent d'afalca en una subestació?

Un relé de sobrecorrent d'afalca és un dispositiu de protecció utilitzat per detectar i protegir contra falles a terra (també conegudes com a falles a terra o falles monofàsiques) en sistemes elèctrics. Juga un paper crucial en les subestacions, assegurant la seguretat i la fiabilitat del sistema.

1. Principi de funcionament

La funció principal d'un relé de sobrecorrent d'afalca és monitoritzar desequilibris de corrent en el sistema elèctric, especialment detectant corrents de seqüència zero (és a dir, quan la suma vectorial de les corrents trifàsiques no és zero). Quan es produeix una falla a terra, que típicament resulta en corrents de seqüència zero anòmals, el relé detecta aquest desequilibri i dispara l'acció protectora adequada.

• Corrent de seqüència zero: En condicions normals d'operació, les corrents trifàsiques haurien de ser equilibrades, amb la seva suma vectorial sent zero. Si es produeix una falla a terra, la corrent fluirà a través del punt de falla cap a la terra, conduint a la presència de corrent de seqüència zero.

• Funcionament del relé: Quan es detecta una corrent de seqüència zero que supera un llindar preestablert, el relé emet una senyal de tripulació per desconectar el circuit defectuós, evitant més danys.

2. Escenaris d'aplicació

Els relés de sobrecorrent d'afalca s'utilitzen ampliament en diversos sistemes elèctrics, especialment en els següents escenaris:

• Sistemes de distribució: En xarxes de distribució de baixa i mitjana tensió, els relés de sobrecorrent d'afalca poden detectar i aïllar ràpidament els punts de falla, reduint el temps d'aturada i el dañ d'equipaments.

• Subestacions: En les subestacions, els relés de sobrecorrent d'afalca sovint s'utilitzen en conjunt amb altres dispositius de protecció (com ara la protecció diferencial i la protecció de distància) per proporcionar una protecció multinivell.

• Instal·lacions industrials: En grans instal·lacions industrials, aquests relés protegeixen l'equipament crític de les falles a terra, assegurant la producció contínua.

3. Tipus principals

Depenent de l'aplicació i els requisits tècnics, els relés de sobrecorrent d'afalca es poden categoritzar en diversos tipus:

• Relés instantanis: Utilitzats per a una resposta ràpida a falles a terra severes, típicament activant accions de tripulació en uns pocs mil·lisegons.

• Relés de temps definit: Amb un retard de temps que es pot configurar basant-se en la severitat de la falla, adequats per a gestionar falles de divers grau.

• Relés de temps invers: El temps d'operació és inversament proporcional a la corrent de falla; més gran sigui la corrent de falla, més curt serà el temps d'operació, fent-los ideals per a aplicacions que requereixen característiques de protecció flexibles.

4. Mecanisme de protecció

Els relés de sobrecorrent d'afalca solen funcionar en conjunt amb interruptors automàtics o altres dispositius de commutació per formar un mecanisme de protecció complet. Els passos bàsics són els següents:

• Detecció de la falla: El relé monitoritza continuament la corrent en el sistema elèctric i calcula la corrent de seqüència zero.

• Judit de la falla: Si la corrent de seqüència zero detectada supera el llindar preestablert, el relé la identifica com una falla a terra.

• Emissió de la senyal de tripulació: El relé envia una ordre de tripulació a l'interruptor automàtic per desconectar el circuit defectuós.

• Registre d'esdeveniments: El relé sol tenir una funció de registre d'esdeveniments, registrant detalls com ara l'hora i el valor de la corrent de la falla per a una posterior anàlisi i manteniment.

5. Avantatges

• Millorada de la seguretat: Detectant i aïllant ràpidament les falles a terra, es prevén la descàrrega d'arc, incendis i altres perills potencials.

• Reducció del dañ a l'equipament: La desconexió oportuna del circuit defectuós evita el dañ a l'equipament per exposició prolongada a corrents altes.

• Millorada de la continuitat de l'energia: Aïllant només l'àrea afectada, s'impacta mínimament tot el sistema elèctric, limitant així l'amplada de les interrupcions.

6. Normes i regulacions comunes

Per assegurar la seguretat i la fiabilitat dels relés de sobrecorrent d'afalca, el disseny i l'aplicació solen adherir-se a normes internacionals i nacionals rellevants, com ara:

• IEC 60255: Normes publicades per la Comissió Electrotècnica Internacional (IEC) per a relés.

• ANSI C37.90: Normes publicades per l'Institut Nacional Estadounidenc de Normes (ANSI) per a la protecció de relés.

Resum

Un relé de sobrecorrent d'afalca és un dispositiu de protecció essencial en els sistemes elèctrics, específicament dissenyat per detectar i aïllar les falles a terra, assegurant una operació segura del sistema. Monitoritza les corrents de seqüència zero per identificar les falles i adopta mesures ràpides per desconectar el circuit defectuós, protegint tant l'equipament com el personal.