PRINCIPIODE

FUNCIONAMIENTO

Funcionamiento en modo normal (Sin falla)Funcionamiento en modo normal (Sin falla)

La protección diferencial se basa en la comparación por corriente. Se hace uso por ejemplo, de una sección de línea L ,cuando opera de modo normal (sin falla) siempre lleva la misma corriente i en sus dos extremos.

Por el dispositivo medidor M pasara una corriente diferencial igual a 0, este valor de corriente no mandara ninguna orden de apertura a los interruptores.

>Funcionamiento con falla>Funcionamiento con falla Una diferencia en la corriente es una indicación clara de una falla dentro de esta

sección de la línea.

Esta corriente diferencial es vista por el dispositivo de medición M, luego este darála orden de disparo a los interruptores en ambos extremos para proteger a la línea de transmisión

FUNCIONAMIENTO CON FUNCIONAMIENTO CON MULTIPLES TERMINALESMULTIPLES TERMINALES

Idiferencial = I1 + I2 + I3 + I4

PRINCIPIO DE COMUNICACIPRINCIPIO DE COMUNICACIÓÓN PARA N PARA UNA LUNA LÍÍNEA CON 2 TERMINALESNEA CON 2 TERMINALES

Los reles se comunican de la siguiente manera: El dispositivo 1 mide la corriente I1 del secundario del TC La corriente I1 va del dispositivo 1 al dispositivo 2. Luego el dispositivo 2 agrega su valor de corriente I2, quedando

en este el valor de I1 + I2. Finalmente el valor I1 + I2 llega al dispositivo 1 De esta manera la suma de las corrientes de falla esta disponible

en ambos dispositivos.

PRINCIPIO DE COMUNICACIPRINCIPIO DE COMUNICACIÓÓN PARA N PARA UNA LUNA LÍÍNEA CON 2 TERMINALESNEA CON 2 TERMINALES

PRINCIPIO DE COMUNICACIPRINCIPIO DE COMUNICACIÓÓN PARA N PARA UNA LUNA LÍÍNEA CON 3 TERMINALESNEA CON 3 TERMINALES

Los relés se comunican de la siguiente manera: El dispositivo 1 mide la corriente I1, luego este transmite sus

datos de magnitud y fase al dispositivo 2. Este dispositivo agrega el valor I2 de su propia medida,

obteniendo un valor de I1 + I2. Finalmente la suma parcial I1 + I2 llega al dispositivo 3, luego

este añade su propio valor I3. El valor total I1 + I2 +I3 llega al dispositivo 2 y por ultimo

también al dispositivo 1. De esta manera la suma de las corrientes de falla esta disponible

en los 3 dispositivos.

PRINCIPIO DE COMUNICACIPRINCIPIO DE COMUNICACIÓÓN PARA N PARA UNA LUNA LÍÍNEA CON 3 TERMINALESNEA CON 3 TERMINALES

Charging Current CompensationCharging Current Compensation Es una función adicional de la protección diferencial.

Permite alcanzar una mayor sensibilidad mediante la compensación de las corrientes de carga que circulan por la capacidad de la línea y que son causados por las capacidades de la línea aérea o el cable.

Debido a las capacidades fase-a-tierra y fase a fase, la carga de las corrientes fluyen incluso en el normal funcionamiento y causan una diferencia de las corrientes en los extremos de la zona protegida.

Especialmente cuando los cables y las líneas largas tienen que ser protegidas, las corrientes capacitivas de carga puede llegar a magnitudes considerables.

Charging current compensation for a line Charging current compensation for a line with two ends (singlewith two ends (single--phase system)phase system)

Errores de los Transformador de CorrientesErrores de los Transformador de Corrientes

Para considerar la influencia de los errores de los transformadores de corriente, cada dispositivo calcula su propia cantidad de restricción y Ierror.

Esto se calcula mediante una estimación de los posibles errores de los transformadores locales de los datos de los transformadores de corriente locales y la intensidad de las corrientes a medidas localmente.

RESTRICCION DEL INRUSHRESTRICCION DEL INRUSH Si el área protegida incluye un transformador de potencia, una

corriente alta de inrush se puede esperar cuando se conecta el transformador. Esta corriente del inrush fluye en la zona protegida, pero no regresa de nuevo.

La corriente inrush puede ser equivalente a un múltiplo de la intensidad nominal y se caracteriza por contener el 2 º armónico (doble de frecuencia nominal), que está prácticamente ausente durante un corto circuito.

Si el segundo armónico contenido en la corriente diferencial supera un umbral seleccionable, el disparo es bloqueado.

DIAGRAMA LOGICO DE LA DIAGRAMA LOGICO DE LA RESTRICCION DEL INRUSH PARA UNA RESTRICCION DEL INRUSH PARA UNA

FASEFASE

Diagrama lDiagrama lóógico de la funcion de bloqueo gico de la funcion de bloqueo cruzado para una termimalcruzado para una termimal

EvaluaciEvaluacióón de las Cantidades Medidasn de las Cantidades Medidas

La evaluación de los valores medidos se realiza por separado para cada fase. Además, se evalúa la corriente residual.

Cada dispositivo calcula una corriente diferencial del total de los fasores de corriente que se calculan en cada extremo de la zona protegida y se transmiten a los otros extremos.

El valor de corriente diferencial es igual al valor de la corriente de falla que es "visto" por el sistema de protección diferencial.

El caso ideal, es por lo tanto, igual al valor de corriente de falla.

Durante el normal funcionamiento este valor es pequeño, y en una primera aproximación es igual a la corriente de carga.

EvaluaciEvaluacióón de las Cantidades n de las Cantidades MedidasMedidas

La arranque característico de la protección diferencial se deriva de la característica de restricción

que se corta por debajo del valor de ajuste

Cumple con la fórmula:

CARACTERISTICA DE ARRANQUE DE CARACTERISTICA DE ARRANQUE DE LA PROTECCION DIFERENCIAL LA PROTECCION DIFERENCIAL

Idiff>stageIdiff>stage Si la corriente diferencial calculada supera el límite de arranque y

la mayor medida de error posible, la falla debe ser interna (área sombreada en la figura).

EJEMPLO DEL AJUSTE DEL RELE

ELEGIR EL VALOR DE LA ELEGIR EL VALOR DE LA CORRIENTE DIFERENCIALCORRIENTE DIFERENCIAL

La sensibilidad de la corriente es ajustada en la dirección 1210 I-DIFF>. Esto es determinado por el flujo de corriente total en la zona protegida en caso de una falla. Esto es la corriente de falla total, independientemente de cómo se distribuye entre los extremos del elemento protegido.Este valor elegido se debe ajustar en un valor que es mayor que la corriente shunt total en estado de equilibrio de la proteccióndel elemento. Para las líneas aéreas largas, la corriente de compensación debe ser considerado de manera particular. Esto es calculado de la capacidad operativa:

EJEMPLO DE CALCULOEJEMPLO DE CALCULO Cable de un solo conductor lleno de aceite de110KV.

Sección Transversal = 240mm2

Frecuencia Nominal = 50Hz

Longitud s = 16Km

Capacidad de servicio CB’ = 310 nF/km

Transformador de corriente, relación de transformación 600A/5A.

Calculo de la corriente shunt total en estado de equilibrio:

Se ajusta con valores primarios mayores al doble, es decir:

EJEMPLO DE CALCULOEJEMPLO DE CALCULO Para el ajuste de los valores secundarios,

este valor tiene que ser convertido a la cantidad del secundario:

ELECCION DEL VALOR ELECCION DEL VALOR DURANTE EL ENCENDIDODURANTE EL ENCENDIDO

Cuando se cambia el tiempo, los cables de descarga, líneas aéreas y líneas de arco compensado, se pueden producir las reacciones transitorias de alta frecuencia.

Estos picos son considerablemente amortiguados por medio de un filtro digital colocado en la protección diferencial.

TemporizadorTemporizador Puede ser útil para retrasar el disparo de la protección diferencial con un

contador de tiempo adicional, por ejemplo, en caso de bloqueo inverso.

Si la protección diferencial se aplica a una zona aislada o de resonancia conectados a tierra de la red, se deberá garantizar que se evite tropiezos debido a la oscilación transitoria de una falla a tierra única.

Este parámetro sólo puede ser modificado en DIGSI en Configuración adicional.

Inrush RestraintInrush Restraint

Inrush Restraint se puede activar o desactivar en la dirección 2301 INRUSH REST .

Se basa en la evaluación de la segunda armónica que existe en la corriente de arranque. Una relacion de fabrica del 15% del 2 º ARMÓNICO I2fN/IfN estáajustado debajo de la dirección 2302, que normalmente puede ser asumido.

PARAMETROS DE

AJUSTES

Ajustes del circuito lAjustes del circuito lóógicogico

ESQUEMAS DE CONEXIONADO

DEL RELE

ConexiConexióón de los TCn de los TC

ConexiConexióón de los TC para 2 n de los TC para 2 llííneas conectadas en paralelo neas conectadas en paralelo

ConexiConexióón de los n de los Transformadores de TensiTransformadores de Tensióónn

ProtecciProteccióón de Distancian de Distancia La protección de distancia es la segunda función

principal del dispositivo. Puede funcionar como una segunda verdadera función de protección redundante (Main2) en paralelo a la protección diferencial, o ser configurado como la única función de la protección principal del dispositivo (principal).

La protección de distancia se distingue por la alta medición de exactitud y la capacidad de adaptarse a las condiciones del sistema dado. Se complementa con una serie de funciones adicionales.

DetecciDeteccióón de Fallas a Tierran de Fallas a Tierra Funcionamiento: El reconocimiento de una falla de tierra es un

elemento importante en la identificación del tipo de falla, como la determinación de los enlaces válidos para la medición de la falla a distancia y la forma de las características de la zona de distancia dependen en gran parte si la falla en cuestión es una falla a tierra o no. El 7SD5 tiene una medida de la corriente a tierra estabilizada, una corriente de secuencia cero / comparación de las corrientes de secuencias negativas, asícomo una medición de la tensión de desplazamiento.

Corriente a Tierra 3IoCorriente a Tierra 3Io Para la medición de la corriente a tierra, la suma fundamental de las

corrientes de fase numéricamente filtrada es supervisado para detectar si excede el valor establecido (parámetro 3Io> Umbral).

Corriente de Secuencia Corriente de Secuencia Negativa 3INegativa 3I22>>

A lo largo de líneas muy cargadas, las corrientes grandes pueden causar retención excesiva de la medición de la corriente a tierra. Para garantizar la detección segura de fallas a tierra en este caso, una etapa de comparación de las secuencias negativas es adicionalmente previsto. En el caso de una falla monofásica, la corriente de secuencia negativa I2 tiene aproximadamente la misma magnitud que la corriente de secuencia cero I0. Cuando la relación de corriente de secuencia cero / corriente de secuencia negativa supera una proporción preestablecida, esta etapa se va acelerando. Para esta etapa una característica parabólica proporciona un alojamiento en el caso de las grandes corrientes de secuencia negativa.

LLóógica de la Deteccigica de la Deteccióón de la Falla a n de la Falla a TierraTierra

La detecciLa deteccióón de fallas a tierra durante la n de fallas a tierra durante la condicicondicióón apertura unipolarn apertura unipolar

DetecciDeteccióón Simn Siméétrica para las trica para las tensiones fasestensiones fases--fasesfases

La detecciLa deteccióón de fallas a tierra en sistemas aislados n de fallas a tierra en sistemas aislados o resonanciao resonancia--tierratierra

Ejemplo de cEjemplo de cáálculo 1: (1)lculo 1: (1) Línea aérea de 110 kV de 150 mm2, 3-polos de

disparo, con los siguientes datos:

Pmax = 100 MVA corresponde a Imax = 525 A Voltaje de Funcionamiento Mínimo Umin = 0,9 de la ONU Transformador de corriente 600 A / 5 A Transformadores de tensión de 110 kV / 0,1 kV

Ejemplo de cEjemplo de cáálculo 1: (2)lculo 1: (2) La impedancia resultante de carga mínima es por lo tanto:

Este valor puede ser introducido como un valor primario cuando es parametrizado con un PC y DIGSI.

La conversión a valores secundarios es:

Cuando se aplica un margen de seguridad de 10% se establece lo siguiente:R de carga (Fase-Fase) = 97,98 Ω primaria = 10,69 Ω secundaria.R de carga (Fase-Tierra) = 97,98 Ω primaria = 10,69 Ω secundaria.

Ejemplo de cEjemplo de cáálculo 1: (3)lculo 1: (3) El ángulo de propagación de la carga trapezoidal φ carga

(Fase-Tierra) (dirección 1542) y φ carga (Fase-Fase) (dirección 1544) debe ser mayor (aproximadamente 5 °) que el máximo ángulo derivado de carga (correspondiente al mínimo factor de potencia cosφ).

Factor de potencia mínima (ejemplo)cos φmin = 0,63φmax = 51 °Establecimiento del valor de carga φ (fase-fase) = φmax + 5 ° = 56 °.

Ejemplo de calculo 2: (1)Ejemplo de calculo 2: (1) Para aplicaciones en líneas paralelas (acoplamiento mutuo de

secuencia cero) y disparo unipolar: Línea aérea de 400 kV (220 km) en la torre doble con los

siguientes datos:Flujo de potencia máxima por circuito cuando ambas líneas estén en servicio:

Pmax = 1200 MVA corresponde aImax = 1732 AVoltaje de Funcionamiento MínimoUmin = 0,9 de la UN

Transformador de corriente de 2000 A / 5 ATransformadores de tensión de 400 kV / 0,1 kVAjuste de parámetros RE / RL = 1,54La resultante de impedancia de carga mínima es por lo tanto:

Ejemplo de calculo 2: (2)Ejemplo de calculo 2: (2) Este valor se aplica para la medición de fase fase. La configuración

de los enlaces a tierra también debe considerar la condición cuando la línea paralela tiene una condición abierta unipolar. En este estado la corriente de carga en la línea sana aumentará en la fase con una condición abierta unipolar. Para el cálculo se da como una proporción en relación con el Imax calculado anteriormente.

Relación entre la IE en la línea sana y la Imax cuando la línea paralela tiene una condición abierta unipolar:

Ejemplo de calculo 2: (3)Ejemplo de calculo 2: (3) Esta relación depende de la longitud de la línea, así como en la

fuente y la impedancia de línea. Si no es posible determinar este valor a partir de simulaciones del sistema eléctrico, un valor entre 0,4 para las líneas largas dobles (200 km) y 0,6 para las líneas cortas (25 km) puede ser asumido.

La resultante de impedancia de carga mínima para la eliminación de enlaces a tierra es por lo tanto:

Ejemplo de calculo 2: (4)Ejemplo de calculo 2: (4) La conversión a valores de secundaria es:

Cuando se aplica un margen de seguridad de 10% se establece lo siguiente:R carga(fase-fase) = 108 Ω = 10,8 Ω primaria secundariaR carga(fase-tierra) = 53,5 Ω = 5,35 Ω primaria secundariaEl ángulo de propagación de carga de trapezoidal se calcula basándose en el factor de potencia mínima en la misma forma que para una sola línea (Ejemplo de cálculo 1).

Ejemplo de Calculo de la Ejemplo de Calculo de la Sobrecorriente de ArranqueSobrecorriente de Arranque

La máxima corriente de operación (incluyendo la sobrecarga) es 680 A, para los transformadores de corriente 600 A / 5 A, corriente de corto circuito mínimo es de 1200 A. Los siguientes ajustes serán:

La conversión a valores secundarios es:

La condición para la corriente mínima de corto-circuito también se aplica a fallas a tierra (en la red de tierra) o a las fallas dobles a tierra tales largos como la sobrecorriente se utiliza exclusivamente.

PARAMETROS DE AJUSTES

DE LA PROTECCION DE DISTANCIA

Los valores del ajuste estLos valores del ajuste estáán n marcados por puntosmarcados por puntos