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¿Cómo se protegen las barras en los sistemas Eléctricos?, PROTECCIÓN CON…
¿Cómo se protegen las barras en los sistemas Eléctricos?
UTILIZACIÓN DE LA PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE BARRAS
La protección diferencial de barras está basada en los mismos principios de operación de la protección diferencial del transformador y el generador. Bajo condiciones normales del sistema, la potencia que entra a una barra es idéntica a la potencia que sale; una falla dentro del circuito diferencial desbalancea el sistema y fluyen así corrientes en la bobina de operación del relevador que luego resulta en el disparo de todos los interruptores asociados con esa barra.
Las barras son un enlace esencial en el sistema de potencia, y los cortocircuitos en su zona tienen que ser interrumpidos en el tiempo más corto posible.
PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE CORRIENTE CON RELEVADORES DE SOBRECORRIENTE.
La figura 8.2 muestra esta aplicación a una barra colectora con cuatro circuitos. Todos los TC tienen la misma relación nominal y están interconectados de tal forma, que para la corriente de carga o para la corriente que fluye hacia una falla externa más allá de los TC de cualquier circuito, no deberá fluir corriente a través de la bobina del relevador, suponiendo que los TC no tienen errores de relación o de ángulo de fase.
PROTECCIÓN DIFERENCIAL PARCIAL.
Se han usado dos tipos de protección diferencial parcial, uno que emplea relevadores de sobrecorriente (figura 8.4) y el otro que emplea relevadores de distancia. La protección proporcionada por el de sobrecorriente es muy parecida a la proporcionada por relevadores de respaldo en los circuitos individuales de la fuente. El tipo de sobrecorriente debe tener acción retardada suficiente para ser selectivo con los relevadores de los circuitos de carga para fallas externas en estos. Deben tener también, una puesta en marcha más elevada que la corriente total de carga máxima de todos los circuitos de la fuente. Las únicas ventajas de la protección diferencial parcial con relevadores de sobrecorriente son :
Que el equipo de protección local ha sido previsto para la protección de la barra colectora.
Que la protección de respaldo está prevista para los circuitos de carga.
PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE TENSIÓN CON ACOPLADORES LINEALES.
La corriente de los TC en el alimentador fallado debe desbalancear la suma de las corrientes de los TC en los alimentadores no fallados. Esta opera el TC a un alto nivel de saturación y puede conducir a un falso disparo. Se usan varias técnicas para contrarrestar esto. Una de estas técnicas es usar acopladores lineales, los cuales son simples TC (Iron Less). El voltaje secundario del acoplador está dado por:
E = ZmIP (8.3) Zm = Impedancia Mutua (Tipicamente 0.05Ω ).
PROTECCIÓN DIFERENCIAL POR COMPARACIÓN DIRECCIONAL.
Este mecanismo de protección evita la necesidad de igualdad en la relación de transformación, los tiempos de respuesta son cortos entre 6 y 20 ms , con una tolerancia de 10 ms. Una falla en los barrajes puede ser eliminada entre 60 y 100 ms incluyendo el tiempo de disparo del interruptor.
PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE ALTA IMPEDANCIA.
El arreglo de alta impedancia tiende a forzar cualquier corriente diferencial incorrecta para que circule a través de los TC en lugar de que lo haga a través de las bobinas de operación del relevador y asi evitar mala operación para fallas externas o para condiciones de sobrecarga cuando las corrientes secundarias de todos los TC no son las mismas a causa de las diferencias en las características de magnetización. Este sistema protege los barrajes contra fallas a tierra y contra fallas entre fases. está diseñado para trabajar aún bajo condiciones de saturación, permanece estable bajo condiciones de falla externas.
PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE CORRIENTE CON RELEVADORES DE PORCENTAJE VARIABLE (con restricción múltiple y autotransformador de saturación).
En este sistema las inexactitudes resultantes de la saturación de los TC durante fallas grandes son compensadas usando un relevador diferencial de porcentaje variable. Este relevador consiste de tres unidades de restricción del tipo inducción y de una unidad de operación del tipo inducción. Dos de las unidades operan con un disco común. Los dos discos tienen un eje común con los contactos móviles. La corriente fluye a través de los devanados de las cuatro unidades causando el torque de operación del contacto por la unidad de restricción o el torque de cierre del contacto por la unidad de operación.
PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE CORRIENTE CON RELEVADORES DE PORCENTAJE (Con restricción múltiple).
Como en la protección diferencial de generadores y transformadores, el principio de la protección diferencial de porcentaje es una gran mejora sobre los relevadores de sobrecorriente en un circuito diferencial de TC. El problema de proporcionar suficientes circuitos de protección se ha resuelto por los relevadores de restricción múltiple. Mediante un agrupamiento adecuado de los circuitos y por la utilización de dos relevadores por fase en donde son necesarios, pueden proporcionar suficientes circuitos de restricción. Una mejora más amplia en selectividad, es proporcionada por la característica de porcentaje variable, con la cual deberá asegurarse que las corrientes de falla interna muy elevadas no originarán retención suficiente para impedir el disparo.
PROTECCIÓN CON RELEVADORES DE SOBRECORRIENTE TEMPORIZADOS.
En los sistemas de distribución (6-20kV) alimentados mediante transformadores, los relevadores de sobrecorriente temporizados proporcionan un fácil mecanismo de protección. Los relevadores interrumpen la alimentación a la barra si uno o más fuentes de alimentación (pero no alimentadores) están conduciendo una corriente de falla
Los relevadores direccionales de potencia son usados en el lado de alimentación del transformador para responder a una falla en las barras.
La protección de barras colectoras con relevadores de sobrecorriente temporizados ha entrado en desuso pues existen hoy varias modalidades de protección diferencial que se están utilizando con éxito en subestaciones de distribución por ser mucho más veloces y confiables.
