Esquema de Recierre Automático para Propósitos de Sistemas de Transmisión Tipos y Factores

Esquema de Recierre Automático para Sistemas de Transmisión

El sistema de recierre automático es una red en serie diseñada para reducir los costos operativos y mejorar la confiabilidad de la red. Las líneas de transmisión de ultra-alta tensión (UAT) se utilizan para transmitir grandes cantidades de energía, del orden de miles de megavatios (MW), y por lo tanto, no deben interrumpirse bajo ninguna circunstancia. Aunque las fallas en estas líneas aéreas son comunes, la energía transmitida a través de ellas no debe interrumpirse durante largos períodos debido a fallas temporales o permanentes.

Las fallas transitorias, como árboles caídos, rayos o contacto con aves en las líneas aéreas, pueden desaparecer por sí solas sin necesidad de acciones correctivas. En contraste, las fallas permanentes, como la ruptura de conductores o el fallo de aisladores, no pueden restaurarse rápidamente, y durante estos eventos, el recierre automático es ineficaz. Cuando se utiliza el recierre manual, el operador debe restablecer el relé y cerrar el interruptor. Si la falla es transitoria, la línea permanece estable después del segundo cierre; sin embargo, si la falla persiste, el sistema de protección vuelve a desconectar el circuito y la clasifica como una falla permanente. Durante las fallas transitorias, el recierre manual introduce retrasos significativos.

Dado que las líneas de transmisión de UAT transportan grandes cantidades de energía, cualquier retraso operativo puede llevar a pérdidas sustanciales del sistema desde la perspectiva de los costos y la estabilidad. Para evitar estos retrasos causados por la intervención manual, se introducen esquemas de recierre automático en los sistemas de transmisión de UAT, eliminando los retrasos innecesarios inducidos por humanos. Los reclosers ayudan a gestionar estas fallas dividiendo la red en segmentos más pequeños (seccionadores), como se muestra en la figura. Los reclosers están programados para realizar automáticamente el proceso de restablecimiento, permitiendo un enfoque más robusto de restauración del servicio. Como resultado, se aumenta la disponibilidad del suministro.

Principales Propósitos de los Sistemas de Recierre Automático:

1.Reducir las interrupciones del suministro eléctrico a los consumidores

2.Mejorar la continuidad del suministro

3.Reducir las visitas a las subestaciones

Las fallas en las líneas de transmisión se pueden categorizar en tres tipos:

1.Fallas transitorias: Estas son fallas de corta duración (temporales). Por ejemplo, un rayo que impacta una línea de transmisión causa un sobrevoltaje, que es suprimido por diversos dispositivos en un tiempo muy corto y luego se limpia automáticamente. Las fallas transitorias representan aproximadamente el 80% al 90% de las fallas en las líneas aéreas de transmisión.

2.Fallas semi-permanentes: Estas fallas persisten durante uno o más ciclos de arco. Por ejemplo, un árbol que toca un conductor fase vivo crea un arco a tierra. El arco persiste durante varios segundos hasta que el árbol se quema, después de lo cual la falla se limpia automáticamente. Este tipo de falla ocurre en el 5% al 8% de los casos.

3.Fallas permanentes: Estas resultan de la ruptura de conductores, el fallo de aisladores o cualquier mal funcionamiento de equipos eléctricos, causando una falla permanente en la línea de transmisión. No es posible la restauración hasta que se reemplacen o reparen los componentes dañados.

El tiempo de recuperación para los dos primeros tipos de fallas puede acortarse significativamente utilizando esquemas de recierre automático. Un sistema de recierre automático incluye contactos de operación de alta velocidad y materiales de aislamiento dieléctrico sólido, junto con interrumpidores de vacío para la interrupción de corriente y extinción de arcos, y dispositivos avanzados de detección de corriente y voltaje. En un esquema de recierre automático, si el primer intento no logra eliminar la falla, se realizan dos o tres intentos de recierre hasta que la falla se elimina. Si la falla persiste, el sistema abre permanentemente el interruptor. Se puede aplicar un retraso especificado al sistema de recierre automático para permitir que las fallas semi-permanentes se limpien del circuito.

Factores que Afectan los Esquemas de Recierre Automático

Los factores clave que influyen en la selección del tiempo muerto en el recierre incluyen el tiempo de recuperación y el número de intentos de recierre. Los factores que afectan la elección del tiempo muerto del sistema son los siguientes:

1.Estabilidad del sistema y sincronismo

2.Tipo de carga

3.Características del interruptor (CB)

4.Tiempo de desionización del camino de la falla

5.Tiempo de restablecimiento del relé de protección

Para el recierre de alta velocidad, no se requiere una verificación de sincronismo en el momento del recierre. Sin embargo, para el recierre demorado, se debe verificar el sincronismo antes del recierre, generalmente logrado mediante un relé de sincronismo.