Curso: Protección de Líneas de Transmisión

Docente: Luis Felipe Hernandez Zevallos

RELE ABB RED 350RELE ABB RED 350

CIP COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ

PRINCIPIO DE

FUNCIONAMIENTO

ComparaciComparacióón Direccionaln Direccional

ComparaciComparacióón de Fasen de Fase

COMPARACICOMPARACIÓÓN DIRECCIONAL Y N DIRECCIONAL Y COMPARACICOMPARACIÓÓN FASEN FASE

Estos relEstos reléés usan transformadores de corriente y transformadores de s usan transformadores de corriente y transformadores de tensitensióón en ambos terminales de la ln en ambos terminales de la líínea, con la finalidad de calcular nea, con la finalidad de calcular

la impedancia delante o detrla impedancia delante o detráás de la falla s de la falla

COMPARACICOMPARACIÓÓN DIRECCIONALN DIRECCIONAL

COMPARACICOMPARACIÓÓN DIRECCIONALN DIRECCIONAL Esta informaciEsta informacióón se intercambia entre las dos terminales en n se intercambia entre las dos terminales en

forma de una seforma de una seññal de bloqueo, si la falla se encuentra detral de bloqueo, si la falla se encuentra detráás s del reldel reléé, o una se, o una seññal de disparo permisivo, si la falla estal de disparo permisivo, si la falla estáá en en frente del relfrente del reléé..

COMPARACICOMPARACIÓÓN DIRECCIONALN DIRECCIONAL

Los esquemas de comparaciLos esquemas de comparacióón direccional son de varios n direccional son de varios tipos:tipos:

Blocking, Blocking,

Unblocking, Unblocking, Permissive overreaching Permissive overreaching transfer trip,transfer trip,

Permissive under reaching transfer trip.Permissive under reaching transfer trip.

COMPARISON OF RELAYING SCHEMESCOMPARISON OF RELAYING SCHEMES

COMPARACICOMPARACIÓÓN DIRECCIONALN DIRECCIONAL Todos los sistemas se basan en una mediciTodos los sistemas se basan en una medicióón de n de

impedancia, que consiste en obtener informaciimpedancia, que consiste en obtener informacióón de los n de los transformadores de potencial y transformadores de transformadores de potencial y transformadores de corriente en ambas terminales.corriente en ambas terminales.

DESBLOQUEO POR COMPARACIDESBLOQUEO POR COMPARACIÓÓN DIRECCIONAL (DCU)N DIRECCIONAL (DCU)

COMPARACICOMPARACIÓÓN DE FASEN DE FASEUn esquema de comparaciUn esquema de comparacióón de fase es una alternativa atractiva en comparacin de fase es una alternativa atractiva en comparacióón n a los sistemas de comparacia los sistemas de comparacióón direccional. Sn direccional. Sóólo requieren transformadores de lo requieren transformadores de corriente. No utilizan transformadores de tensicorriente. No utilizan transformadores de tensióón. Las Corrientes de fase se n. Las Corrientes de fase se miden en ambas terminales. Una representacimiden en ambas terminales. Una representacióón de esta corriente de fase se n de esta corriente de fase se envenvíía a la terminal remota para la comparacia a la terminal remota para la comparacióón con la corriente local. Los n con la corriente local. Los Transformadores de corriente estTransformadores de corriente estáán conectados de tal forma que las corrientes n conectados de tal forma que las corrientes (remoto y local) est(remoto y local) estáán en fase ante una falla interna, y fuera de fase para una n en fase ante una falla interna, y fuera de fase para una falla externa.

PROTECCIPROTECCIÓÓN DE COMPARACIN DE COMPARACIÓÓN DE FASEN DE FASE

AJUSTES DE LA

PROTECCION DIFERENCIAL

DEFINICIONES DE LOS PARDEFINICIONES DE LOS PARÁÁMETROS METROS DE AJUSTEDE AJUSTE

Generador de ondas cuadradasGenerador de ondas cuadradas

Ajustes de las unidades de fase (LPKY, RPKY)Ajustes de las unidades de fase (LPKY, RPKY)

““Llaves del offsetLlaves del offset””

““Llaves del offsetLlaves del offset””, tanto las llaves locales (LPKY), como las llaves remotas , tanto las llaves locales (LPKY), como las llaves remotas (RPKY) deben tener los mismos ajustes.(RPKY) deben tener los mismos ajustes.

Para corrientes outfeed menores que 2.5 A, los niveles de llave Para corrientes outfeed menores que 2.5 A, los niveles de llave recomendados son:recomendados son: LPKY = 3.0LPKY = 3.0

RPKY = 3.0RPKY = 3.0

AJUSTES DE LAS UNIDADES DE FASEAJUSTES DE LAS UNIDADES DE FASE(LPKY, RPKY)(LPKY, RPKY)

““Skewed Offset KeyingSkewed Offset Keying””

““Skewed Offset KeyingSkewed Offset Keying”” las llaves locales LPKY y las llaves las llaves locales LPKY y las llaves remotas RPKY son diferentes.remotas RPKY son diferentes.

Para corrientes outfeed mayores que 2.5A los niveles de llave Para corrientes outfeed mayores que 2.5A los niveles de llave recomendados son:recomendados son: LPKY = 7.0LPKY = 7.0

RPKY = 2.0RPKY = 2.0

en el borne de mayor outfeed, yen el borne de mayor outfeed, y LPKY = 2.0LPKY = 2.0

RPKY = 7.0RPKY = 7.0

en la parte inferior del terminal outfeeden la parte inferior del terminal outfeed

CORRIENTE DIFERENCIAL DE FASE (PDIF)CORRIENTE DIFERENCIAL DE FASE (PDIF)

Esta configuraciEsta configuracióón es un margen de seguridad para el cn es un margen de seguridad para el cáálculo de la lculo de la ISWP local un ISWN que depende de la corriente de carga. Los ISWP local un ISWN que depende de la corriente de carga. Los umbrales locales de onda cuadrada deben ser simumbrales locales de onda cuadrada deben ser siméétricos a nivel tricos a nivel RPKY. Las siguientes son las relaciones de umbral:RPKY. Las siguientes son las relaciones de umbral:

IPSWP = RPKY IPSWP = RPKY -- PDIFPDIF

IPSWN = RPKY + PDIFIPSWN = RPKY + PDIF

Los lLos líímites estmites estáán por encima de los umbrales negativos.n por encima de los umbrales negativos.

CORRIENTE DIFERENCIAL DE FASE (PDIF)CORRIENTE DIFERENCIAL DE FASE (PDIF)

Se recomienda los siguientes ajustes para el PDIFF:Se recomienda los siguientes ajustes para el PDIFF:

a) Para las La) Para las Lííneas con corriente de carga del neas con corriente de carga del sistema de 0,75 o menores.sistema de 0,75 o menores.Esta categorEsta categoríía incluye las la incluye las lííneas cortas (aproximadamente menores neas cortas (aproximadamente menores que 50 millas), las lque 50 millas), las lííneas de longitud media (aproximadamente 50 neas de longitud media (aproximadamente 50 millas a 150 millas), y las lmillas a 150 millas), y las lííneas largas (aproximadamente por neas largas (aproximadamente por encima de 150 millas), si la compensaciencima de 150 millas), si la compensacióón de los reactores de n de los reactores de derivaciderivacióón estn estáán dentro de la zona de proteccin dentro de la zona de proteccióón.n.

Para estos casos, PDIFF = 1.0A.Para estos casos, PDIFF = 1.0A.

CORRIENTE DIFERENCIAL DE FASE (PDIF)CORRIENTE DIFERENCIAL DE FASE (PDIF) b) Las lb) Las lííneas con corriente de carga del sistema neas con corriente de carga del sistema

mayores que 0,75mayores que 0,75Esta categorEsta categoríía consiste en la consiste en lííneas largas que requieren un alto neas largas que requieren un alto margen de seguridad para evitar falsos disparos, debido a lamargen de seguridad para evitar falsos disparos, debido a laalta corriente de carga de la lalta corriente de carga de la líínea que aparece en los relnea que aparece en los reléés como s como error de corriente (simulando una falla interna de baja corrienterror de corriente (simulando una falla interna de baja corriente). e). El valor (diferencial PDIFF y GDIFF), que determina el umbral deEl valor (diferencial PDIFF y GDIFF), que determina el umbral deonda cuadrada, debe ser aumentado a fin de proporcionar la onda cuadrada, debe ser aumentado a fin de proporcionar la seguridad necesaria.seguridad necesaria.

Para estos casos, PDIFF = 1.2 x ICH (PDIFF deberia ser > 1.0A).Para estos casos, PDIFF = 1.2 x ICH (PDIFF deberia ser > 1.0A).

AJUSTES DE LAS UNIDADES DE TIERRAAJUSTES DE LAS UNIDADES DE TIERRA(LGKY, RGKY)(LGKY, RGKY)

Para las llaves del offset, tanto los niveles locales LGKY y remPara las llaves del offset, tanto los niveles locales LGKY y remotos otos RGKY deben ser el mismo. El Outfeed en el RGKY deben ser el mismo. El Outfeed en el subsistema tierra es rara vez importante. Por lo tanto, subsistema tierra es rara vez importante. Por lo tanto, ““Las llaves Las llaves del offset" siempre deben ser utilizados.del offset" siempre deben ser utilizados.Los niveles de llaves recomendados para el subsistema tierra soLos niveles de llaves recomendados para el subsistema tierra son:n:

LGKY = 2.0LGKY = 2.0

RGKY = 2.0RGKY = 2.0

CORRIENTE DIFERENCIAL DE TIERRA (GDIF)CORRIENTE DIFERENCIAL DE TIERRA (GDIF)

Similares a los ajustes de fase, GDIF depende de la Similares a los ajustes de fase, GDIF depende de la corriente de carga de la lcorriente de carga de la líínea. La relacinea. La relacióón de los n de los umbrales de la tierra son los siguientes:umbrales de la tierra son los siguientes: IGSWP = RGKY IGSWP = RGKY –– GDIFGDIF IGSWN = RGKY + GDIFIGSWN = RGKY + GDIF

Los anteriores son los umbrales negativos. La Los anteriores son los umbrales negativos. La configuraciconfiguracióón recomendada es:n recomendada es: GDIF = 1.0 para corrientes netas de cargas <0.75 y;GDIF = 1.0 para corrientes netas de cargas <0.75 y; GDIF = 0.8 x IChGDIF = 0.8 x ICh

INFLUENCIA DE LA IGUALDAD Y DESIGUALDAD DE LA INFLUENCIA DE LA IGUALDAD Y DESIGUALDAD DE LA RELACIRELACIÓÓN DE LOS CT EN EL AJUSTE DEL RELE REL 350N DE LOS CT EN EL AJUSTE DEL RELE REL 350

AplicaciAplicacióónn La lLa líínea estnea estáá protegida con relprotegida con reléés REL350 en ambos extremos, como s REL350 en ambos extremos, como

muestra la figura.muestra la figura.

INFLUENCIA DE LA IGUALDAD Y DESIGUALDAD DE LA INFLUENCIA DE LA IGUALDAD Y DESIGUALDAD DE LA RELACIRELACIÓÓN DE LOS CT EN EL AJUSTE DEL REL 350 RELAYSN DE LOS CT EN EL AJUSTE DEL REL 350 RELAYS

Los datos que se utilizarLos datos que se utilizaráán en el cn en el cáálculo del ajuste son los lculo del ajuste son los siguientes:siguientes:

L: La LL: La Líínea es de longitud 30 millas, la impedancia positiva y nea es de longitud 30 millas, la impedancia positiva y negativa es de 24 Ohm y la impedancia cero es de 82 Ohm.negativa es de 24 Ohm y la impedancia cero es de 82 Ohm.

La corriente de carga de la lLa corriente de carga de la líínea es de 25 A primaria.nea es de 25 A primaria.

S: el sistema tiene una tensiS: el sistema tiene una tensióón nominal de 115kVn nominal de 115kV

INFLUENCIA DE LA IGUALDAD Y DESIGUALDAD DE LA INFLUENCIA DE LA IGUALDAD Y DESIGUALDAD DE LA RELACIRELACIÓÓN DE LOS CT EN EL AJUSTE DEL REL 350 RELAYSN DE LOS CT EN EL AJUSTE DEL REL 350 RELAYS

Para la carga dada de 37 MVA, la corriente nominal de Para la carga dada de 37 MVA, la corriente nominal de carga es:carga es:

El transformador de corriente seleccionado con relaciEl transformador de corriente seleccionado con relacióón n del primario de 200A y relacidel primario de 200A y relacióón del secundario de 5A. n del secundario de 5A.

INFLUENCIA DE LA IGUALDAD Y DESIGUALDAD DE LA INFLUENCIA DE LA IGUALDAD Y DESIGUALDAD DE LA RELACIRELACIÓÓN DE LOS CT EN EL AJUSTE DEL REL 350 RELAYSN DE LOS CT EN EL AJUSTE DEL REL 350 RELAYS

Tenemos 2 casos:Tenemos 2 casos:

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL RELACIRELACIÓÓN DE TCN DE TC

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON DIFERENTE RELACIDIFERENTE RELACIÓÓN DE TCN DE TC

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL RELACIRELACIÓÓN DE TCN DE TC

Para el subsistema de fase (fase A, B, C) y el subsistema de tiePara el subsistema de fase (fase A, B, C) y el subsistema de tierra, rra, The local and remote keying levels The local and remote keying levels debe ser la misma en debe ser la misma en ambos extremos de la lambos extremos de la líínea.nea.

Los niveles remendados de la llave remota son Los niveles remendados de la llave remota son RPKY=LPKY=3.0ARPKY=LPKY=3.0A

Teniendo en cuenta la carga mTeniendo en cuenta la carga mááxima de la lxima de la líínea de 37MVA, el nea de 37MVA, el valor fijado del nivel de llavevalor fijado del nivel de llave debe ser ajustado correctamente.debe ser ajustado correctamente.

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL RELACIRELACIÓÓN DE TCN DE TC

La corriente capacitiva de la lLa corriente capacitiva de la líínea es:nea es:

Con el fin de evitar la mala operaciCon el fin de evitar la mala operacióón del sistema de proteccin del sistema de proteccióón n durante las fallas externas, los umbrales locales de onda cuadradurante las fallas externas, los umbrales locales de onda cuadrada da (ISWP, ISWN) est(ISWP, ISWN) estáán ligeramente separados por la cantidad n ligeramente separados por la cantidad (PDIF) en funci(PDIF) en funcióón de la corriente de carga de la ln de la corriente de carga de la líínea.nea.

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL RELACIRELACIÓÓN DE TCN DE TC

Tomamos PDIF = 1A. Este valor tambiTomamos PDIF = 1A. Este valor tambiéén debe ser correctamente n debe ser correctamente ajustado de acuerdo como:ajustado de acuerdo como:

El ajuste de baja sobrecorriente, IPL, debe fijarse en 1,5 ICH oEl ajuste de baja sobrecorriente, IPL, debe fijarse en 1,5 ICH o0,5 A, que siempre es m0,5 A, que siempre es mááxima.xima.

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL RELACIRELACIÓÓN DE TCN DE TC

Para el subsistema de tierra, tanto para los terminales, los nivPara el subsistema de tierra, tanto para los terminales, los niveles eles de llavede llave son:son:

El nuevo ajuste GDIF en la corriente de carga de la lEl nuevo ajuste GDIF en la corriente de carga de la líínea:nea:

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON IGUAL RELACIRELACIÓÓN DE TCN DE TC

El ajuste de la baja sobre intensidad IGL debe fijarse por encimEl ajuste de la baja sobre intensidad IGL debe fijarse por encima a del mdel mááximo desequilibrio esperado en el sistema. Supongamos que ximo desequilibrio esperado en el sistema. Supongamos que el mel mááximo desequilibrio esperado en el sistema es 20A, ximo desequilibrio esperado en el sistema es 20A, convirtiendo a la parte secundaria 20/40 = 0,5.convirtiendo a la parte secundaria 20/40 = 0,5.

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON DIFERENTE RELACIDIFERENTE RELACIÓÓN DE TCN DE TC

Supongamos que se ha modificado la relaciSupongamos que se ha modificado la relacióón 200/ 5 del TC en la terminal A, pero el TC del n 200/ 5 del TC en la terminal A, pero el TC del terminal B tiene relaciterminal B tiene relacióón 400 / 5. Con la finalidad de no tener disparo sin selectividadn 400 / 5. Con la finalidad de no tener disparo sin selectividad, se deben , se deben hacer algunas modificaciones en los ajustes en ambos extremos dehacer algunas modificaciones en los ajustes en ambos extremos de la lla líínea. El Coeficiente para nea. El Coeficiente para ajustar la configuraciajustar la configuracióón en ambos extremos de la ln en ambos extremos de la líínea es:nea es:

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CON DIFERENTE RELACIDIFERENTE RELACIÓÓN DE TCN DE TC

Si la diferencia de relaciSi la diferencia de relacióón del TC es inferior al 67% en los n del TC es inferior al 67% en los extremos, tanto en la lextremos, tanto en la líínea (ex.1000 / 5 y 1500 / 5 donde la nea (ex.1000 / 5 y 1500 / 5 donde la diferencia es del 50%), no es posible ver el funcionamiento de ldiferencia es del 50%), no es posible ver el funcionamiento de los os enlaces durante la corriente a plena carga. "Mala operacienlaces durante la corriente a plena carga. "Mala operacióón",n",causada por diferentes relaciones del TC puede manifestarse causada por diferentes relaciones del TC puede manifestarse durante las fallas externas. Por lo tanto, se recomienda comprobdurante las fallas externas. Por lo tanto, se recomienda comprobar ar los valores de corriente medidos en ambos extremos de llos valores de corriente medidos en ambos extremos de líínea nea durante la corriente a plena carga. durante la corriente a plena carga.

Deben ser el mismo valor!Deben ser el mismo valor!

CONEXIÓN DE LA

PROTECCION DIFERENCIAL

CONEXICONEXIÓÓN DE LA PROTECCIN DE LA PROTECCIÓÓN N DIFERENCIAL DE LDIFERENCIAL DE LÍÍNEANEA

Antes de empezar la instalaciAntes de empezar la instalacióón del reln del reléé es importante tener es importante tener una convenciuna convencióón en la polaridad de los TCn en la polaridad de los TC

CONEXICONEXIÓÓN DE LA PROTECCIN DE LA PROTECCIÓÓN N DIFERENCIAL DE LDIFERENCIAL DE LÍÍNEANEA

¡¡Gracias por su atenciGracias por su atencióón!n!