INTRODUCCION (1)INTRODUCCION (1)INTRODUCCION (1)INTRODUCCION (1) El principio más utilizado actualmente es el de distancia; en laEl principio más utilizado actualmente es el de distancia; en la El principio más utilizado actualmente es el de distancia; en la El principio más utilizado actualmente es el de distancia; en la

práctica, los relés de distancia se utilizan en combinación con práctica, los relés de distancia se utilizan en combinación con sistemas de comunicación para mejorar su selectividad en la sistemas de comunicación para mejorar su selectividad en la protección de líneas de transmisión, sin embargo, una de sus protección de líneas de transmisión, sin embargo, una de sus p , g ,p , g ,principales limitaciones es su velocidad de operación.principales limitaciones es su velocidad de operación.

Para preservar la estabilidad del sistema eléctrico de potencia se Para preservar la estabilidad del sistema eléctrico de potencia se p pp prequieren tiempos de liberación de fallas muy reducidos, del orden requieren tiempos de liberación de fallas muy reducidos, del orden de unos pocos ciclos de frecuencia fundamental. Esto es de unos pocos ciclos de frecuencia fundamental. Esto es particularmente importante en sistemas eléctricos débiles, como los particularmente importante en sistemas eléctricos débiles, como los que existen en los países de Latinoaméricaque existen en los países de Latinoaméricaque existen en los países de Latinoamérica. que existen en los países de Latinoamérica.

Una alternativa de solución de estas limitaciones del principio de Una alternativa de solución de estas limitaciones del principio de protección de distancia consiste en utilizar las componentes de altaprotección de distancia consiste en utilizar las componentes de altaprotección de distancia consiste en utilizar las componentes de alta protección de distancia consiste en utilizar las componentes de alta frecuencia de las señales debidas a las ondas viajeras generadas frecuencia de las señales debidas a las ondas viajeras generadas por la falla como información para la función de protección. Esta es por la falla como información para la función de protección. Esta es la llamada protección de onda viajerala llamada protección de onda viajerap jp j

INTRODUCCION (2)INTRODUCCION (2)INTRODUCCION (2)INTRODUCCION (2) Podemos observar que en la estación transformadora de la fotoPodemos observar que en la estación transformadora de la foto Podemos observar que , en la estación transformadora de la foto, Podemos observar que , en la estación transformadora de la foto,

existen dos bobinas de onda portadora conectadas cada una en existen dos bobinas de onda portadora conectadas cada una en serie con la línea de alta tensión, montadas sobre dos fases , que serie con la línea de alta tensión, montadas sobre dos fases , que suspenden desde el pórtico de entrada de línea, con doble cadena suspenden desde el pórtico de entrada de línea, con doble cadena p p ,p p ,de aisladores en V, para quitarle grados de libertad.de aisladores en V, para quitarle grados de libertad.

Estas bobinas son dispositivos que tienen una impedancia Estas bobinas son dispositivos que tienen una impedancia d i bl f i i d t i l d t l f d t bd i bl f i i d t i l d t l f d t bdespreciable a frecuencia industrial, de tal forma de que no perturbe despreciable a frecuencia industrial, de tal forma de que no perturbe la transmisión de energía, pero debe ser relativamente alta para la transmisión de energía, pero debe ser relativamente alta para cualquier banda de frecuencia usada para comunicación por cualquier banda de frecuencia usada para comunicación por portadoraportadoraportadora.portadora.

Esta colocada en dos fases para tener una en funcionamiento y la Esta colocada en dos fases para tener una en funcionamiento y la otra como reserva ante cualquier desperfecto. Este sistema de otra como reserva ante cualquier desperfecto. Este sistema de q pq pcomunicación vincula dos subestaciones (comunicación a comunicación vincula dos subestaciones (comunicación a distancia). Cabe aclarar que la frecuencia portadora , del orden de distancia). Cabe aclarar que la frecuencia portadora , del orden de las 10 kHz, no entra a la barra. las 10 kHz, no entra a la barra.

CARACTERISTICAS DE LA CARACTERISTICAS DE LA BOBINA DE ONDA PORTADORABOBINA DE ONDA PORTADORA

Las líneas de transmisión también son utilizadas para la Las líneas de transmisión también son utilizadas para la transmisión de señales de onda portadora entre 30kHz y transmisión de señales de onda portadora entre 30kHz y 500kHz, para telecontrol, telefonía, tele protección, tele500kHz, para telecontrol, telefonía, tele protección, tele500kHz, para telecontrol, telefonía, tele protección, tele 500kHz, para telecontrol, telefonía, tele protección, tele medición, etc., comúnmente llamado "sistema de onda medición, etc., comúnmente llamado "sistema de onda portadora"(carrier).portadora"(carrier).

La bobina de onda portadora (también llamada bobina de La bobina de onda portadora (también llamada bobina de bloqueo o trampa de onda) tiene la función de impedir que las bloqueo o trampa de onda) tiene la función de impedir que las señales de alta frecuencia sean derivadas en direcciones señales de alta frecuencia sean derivadas en direcciones indeseables sin perjuicio de la transmisión de energía en laindeseables sin perjuicio de la transmisión de energía en laindeseables, sin perjuicio de la transmisión de energía en la indeseables, sin perjuicio de la transmisión de energía en la frecuencia industrial.frecuencia industrial.

La bobina de bloqueo es, por lo tanto, acoplada en serie con las La bobina de bloqueo es, por lo tanto, acoplada en serie con las a bob a de b oqueo es, po o ta to, acop ada e se e co asa bob a de b oqueo es, po o ta to, acop ada e se e co aslíneas de transmisión de alta tensión que deben ser líneas de transmisión de alta tensión que deben ser dimensionadas para soportar la corriente nominal de la línea en dimensionadas para soportar la corriente nominal de la línea en la frecuencia industrial y las corrientes de cortocircuito a las la frecuencia industrial y las corrientes de cortocircuito a las cuales están sujetas las líneas de transmisióncuales están sujetas las líneas de transmisióncuales están sujetas las líneas de transmisión.cuales están sujetas las líneas de transmisión.

PRINCIPALES COMPONENTES PRINCIPALES COMPONENTES DE LA BOBINA DE BLOQUEO (1)DE LA BOBINA DE BLOQUEO (1)

Bobina PrincipalBobina Principal Bobina PrincipalBobina Principal

Dispositivos de sintoníaDispositivos de sintonía

Dispositivo de protecciónDispositivo de protección

Algunos accesoriosAlgunos accesorios Algunos accesoriosAlgunos accesorios

PRINCIPALES COMPONENTES PRINCIPALES COMPONENTES DE LA BOBINA DE BLOQUEO (2)DE LA BOBINA DE BLOQUEO (2)

BOBINA PRINCIPAL (1)BOBINA PRINCIPAL (1)BOBINA PRINCIPAL (1)BOBINA PRINCIPAL (1) La bobina principal conduce la corriente nominal de la línea de transmisiónLa bobina principal conduce la corriente nominal de la línea de transmisión La bobina principal conduce la corriente nominal de la línea de transmisión La bobina principal conduce la corriente nominal de la línea de transmisión

y es proyectado para soportar la corriente máxima de cortocircuito. El y es proyectado para soportar la corriente máxima de cortocircuito. El arrollamiento consiste en perfiles de aluminio de sección rectangular de alta arrollamiento consiste en perfiles de aluminio de sección rectangular de alta resistencia mecánica. Dependiendo de la corriente, uno o más perfiles son resistencia mecánica. Dependiendo de la corriente, uno o más perfiles son conectados en paralelo Cada espira es separada por tro os de fibra deconectados en paralelo Cada espira es separada por tro os de fibra deconectados en paralelo. Cada espira es separada por trozos de fibra de conectados en paralelo. Cada espira es separada por trozos de fibra de vidrio. El arrollamiento es rígidamente inmovilizado por medio de crucetas vidrio. El arrollamiento es rígidamente inmovilizado por medio de crucetas de aluminio montadas en las extremidades del arrollamiento de la bobina de aluminio montadas en las extremidades del arrollamiento de la bobina principal y por uno o más tirantes aislados de fibra de vidrio.principal y por uno o más tirantes aislados de fibra de vidrio.

La bobina principal es de construcción robusta y liviana. Se trata de una La bobina principal es de construcción robusta y liviana. Se trata de una estructura abierta, con aislamiento en aire, que resulta en excelentes estructura abierta, con aislamiento en aire, que resulta en excelentes propiedades de enfriamiento. Debido a esta construcción, no ocurrirán propiedades de enfriamiento. Debido a esta construcción, no ocurrirán p p ,p p ,grietas en la superficie de la bobina. Su baja capacidad propia implica una grietas en la superficie de la bobina. Su baja capacidad propia implica una elevada frecuencia de auto resonancia, volviendo este proyecto elevada frecuencia de auto resonancia, volviendo este proyecto particularmente adecuado para aplicaciones en alta frecuencia, tal como en particularmente adecuado para aplicaciones en alta frecuencia, tal como en sistemas de onda portadora. Estas importantes características aseguran unsistemas de onda portadora. Estas importantes características aseguran unsistemas de onda portadora. Estas importantes características aseguran un sistemas de onda portadora. Estas importantes características aseguran un excelente desempeño, principalmente en la ocurrencia de un cortocircuito. excelente desempeño, principalmente en la ocurrencia de un cortocircuito. Esto permite que se alcance una larga vida útil.Esto permite que se alcance una larga vida útil.

BOBINA PRINCIPAL (2)BOBINA PRINCIPAL (2)BOBINA PRINCIPAL (2)BOBINA PRINCIPAL (2)

DISPOSITIVO DE SINTONIA (1)DISPOSITIVO DE SINTONIA (1)DISPOSITIVO DE SINTONIA (1)DISPOSITIVO DE SINTONIA (1) El dispositivo de sintonía es montado en el tirante central localizadoEl dispositivo de sintonía es montado en el tirante central localizado El dispositivo de sintonía es montado en el tirante central localizado El dispositivo de sintonía es montado en el tirante central localizado

en el interior de la bobina principal. Es de fácil acceso y puede en el interior de la bobina principal. Es de fácil acceso y puede también ser fácilmente reemplazado en el caso de una eventual también ser fácilmente reemplazado en el caso de una eventual alteración de la faja de operación, sin que sea necesario remover la alteración de la faja de operación, sin que sea necesario remover la j p , qj p , qbobina de bloqueo. Todos los componentes del dispositivo de bobina de bloqueo. Todos los componentes del dispositivo de sintonía son escogidos para garantizar una excepcional sintonía son escogidos para garantizar una excepcional confiabilidad operacional y una vida útil prolongada. El dispositivo confiabilidad operacional y una vida útil prolongada. El dispositivo de sintonía puede ser fijo o ajustable para sintonía simple de doblede sintonía puede ser fijo o ajustable para sintonía simple de doblede sintonía puede ser fijo o ajustable para sintonía simple, de doble de sintonía puede ser fijo o ajustable para sintonía simple, de doble frecuencia o de banda ancha.frecuencia o de banda ancha.

Todos los componentes son encapsulados con una triple capaTodos los componentes son encapsulados con una triple capa Todos los componentes son encapsulados con una triple capa Todos los componentes son encapsulados con una triple capa resistente a la intemperie, protegiendo el dispositivo de sintonía de resistente a la intemperie, protegiendo el dispositivo de sintonía de los constantes cambios climáticos y eventuales choques los constantes cambios climáticos y eventuales choques mecánicos. Los coeficientes de temperatura de los elementos del mecánicos. Los coeficientes de temperatura de los elementos del di iti d i t í id d f btdi iti d i t í id d f btdispositivo de sintonía son escogidos de forma que se obtenga un dispositivo de sintonía son escogidos de forma que se obtenga un alto grado de estabilidad en la sintonía.alto grado de estabilidad en la sintonía.

DISPOSITIVO DE SINTONIA (2)DISPOSITIVO DE SINTONIA (2)DISPOSITIVO DE SINTONIA (2)DISPOSITIVO DE SINTONIA (2)

DISPOSITIVOS DE PROTECCIONDISPOSITIVOS DE PROTECCIONDISPOSITIVOS DE PROTECCIONDISPOSITIVOS DE PROTECCION El dispositivo de protección es conectado en paraleloEl dispositivo de protección es conectado en paralelo El dispositivo de protección es conectado en paralelo El dispositivo de protección es conectado en paralelo

con la bobina principal y el dispositivo de sintonía, para con la bobina principal y el dispositivo de sintonía, para evitar que la bobina de bloqueo sufra algún daño debido evitar que la bobina de bloqueo sufra algún daño debido

b t ió t it i L t í ti d lb t ió t it i L t í ti d la una sobretensión transitoria. Las características del a una sobretensión transitoria. Las características del dispositivo de protección son escogidas para soportar dispositivo de protección son escogidas para soportar elevadas sobretensiones transitorias, siendo que éste no elevadas sobretensiones transitorias, siendo que éste no d b t d bid l t iód b t d bid l t iódebe empezar a actuar debido a la tensión que surge debe empezar a actuar debido a la tensión que surge entre los terminales de la bobina de bloqueo en el caso entre los terminales de la bobina de bloqueo en el caso de un cortocircuito, y tampoco debe permanecer en de un cortocircuito, y tampoco debe permanecer en

ió d é d l b ióió d é d l b ióoperación después de la respuesta a una sobretensión operación después de la respuesta a una sobretensión momentánea entre los terminales de la bobina de momentánea entre los terminales de la bobina de bloqueo, causada por la corriente de cortocircuito. En las bloqueo, causada por la corriente de cortocircuito. En las q pq pbobinas de bloqueo, son utilizados dispositivos de bobinas de bloqueo, son utilizados dispositivos de protección de óxido de zinc (ZnO), sin centelleador.protección de óxido de zinc (ZnO), sin centelleador.

ACCESORIOS (1)ACCESORIOS (1)ACCESORIOS (1)ACCESORIOS (1) Rejilla de Protección anti Pájaros:Rejilla de Protección anti Pájaros: Rejilla de Protección anti Pájaros: Rejilla de Protección anti Pájaros:

Las rejillas de protección contra pájaros evitan la entrada de aves al Las rejillas de protección contra pájaros evitan la entrada de aves al i t i d l b bi i i l L jill h h d fib d id ii t i d l b bi i i l L jill h h d fib d id iinterior de la bobina principal. La rejilla es hecha de fibra de vidrio interior de la bobina principal. La rejilla es hecha de fibra de vidrio con protección contra UV y resistente al calor . La presencia de la con protección contra UV y resistente al calor . La presencia de la rejilla de protección contra pájaros no perjudica el enfriamiento de la rejilla de protección contra pájaros no perjudica el enfriamiento de la bobina de bloqueobobina de bloqueobobina de bloqueo.bobina de bloqueo.

ACCESORIOS (2)ACCESORIOS (2)ACCESORIOS (2)ACCESORIOS (2)C t d líC t d lí Conectores de líneaConectores de línea(aluminio o bimetal) para conexión directa del conductor de alta (aluminio o bimetal) para conexión directa del conductor de alta tensióntensión

Anillos anticoronaAnillos anticoronaE d h i ú i it i l l ió lE d h i ú i it i l l ió lEn caso de que no haya ningún requisito especial con relación al En caso de que no haya ningún requisito especial con relación al nivel de descarga de corona, su instalación no es necesaria para nivel de descarga de corona, su instalación no es necesaria para tensiones nominales de hasta 245 kV. Si es necesario, los anillos tensiones nominales de hasta 245 kV. Si es necesario, los anillos

ti t id d t b d l i i E t lti t id d t b d l i i E t lanticorona son construidos de tubos de aluminio . En este caso, el anticorona son construidos de tubos de aluminio . En este caso, el diámetro total de la bobina de bloqueo es aumentado en 40 mm y la diámetro total de la bobina de bloqueo es aumentado en 40 mm y la altura total de la bobina, en 2x100 mm. En el caso de montaje sobre altura total de la bobina, en 2x100 mm. En el caso de montaje sobre pedestal la altura total es solamente aumentada en 100 mm puespedestal la altura total es solamente aumentada en 100 mm puespedestal, la altura total es solamente aumentada en 100 mm, pues pedestal, la altura total es solamente aumentada en 100 mm, pues el anillo anticorona inferior se proyecta sobre el pedestal.el anillo anticorona inferior se proyecta sobre el pedestal.

ANILLOS ANTICORONAANILLOS ANTICORONAANILLOS ANTICORONAANILLOS ANTICORONA

FUNCIONAMIENTO DE LA ONDA FUNCIONAMIENTO DE LA ONDA PORTADORA DE CORRIENTE (1)PORTADORA DE CORRIENTE (1)

E i d l d ll d l i ió ió dE i d l d ll d l i ió ió d Es necesario entender los detalles de la transmisión o recepción de Es necesario entender los detalles de la transmisión o recepción de la onda portadora de la corriente para entender los principios la onda portadora de la corriente para entender los principios básicos de funcionamiento de los relés. básicos de funcionamiento de los relés.

FUNCIONAMIENTO DE LA ONDA FUNCIONAMIENTO DE LA ONDA PORTADORA DE CORRIENTE (2)PORTADORA DE CORRIENTE (2)

L ió il d d l d blL ió il d d l d bl La protección piloto por onda portadora usa el esquema de bloqueo La protección piloto por onda portadora usa el esquema de bloqueo ya que no se puede garantizar que la señal de disparo llegue a la ya que no se puede garantizar que la señal de disparo llegue a la otra subestación (pues existirá corto en la línea).otra subestación (pues existirá corto en la línea).

METODOS DE METODOS DE FUNCIONAMIENTOFUNCIONAMIENTO

1.1. Comparación direccionalComparación direccional

2.2. Comparación de fases Comparación de fases

3.3. Disparo transferido de subalcance Disparo transferido de subalcance

4.4. Disparo transferido permisivo de subalcance Disparo transferido permisivo de subalcance

55 Disparo trasferido permisivo de sobrealcanceDisparo trasferido permisivo de sobrealcance5.5. Disparo trasferido permisivo de sobrealcanceDisparo trasferido permisivo de sobrealcance

1 Comparación direccional1 Comparación direccional1.Comparación direccional1.Comparación direccional

2 Comparación de fases2 Comparación de fases2.Comparación de fases 2.Comparación de fases

3. Disparo transferido de 3. Disparo transferido de subalcancesubalcance

4.Disparo transferido permisivo 4.Disparo transferido permisivo de subalcance de subalcance

5.Disparo transferido permisivo 5.Disparo transferido permisivo de de sobrealcancesobrealcance

EQUIPO DE ONDA PORTADORAEQUIPO DE ONDA PORTADORAEQUIPO DE ONDA PORTADORAEQUIPO DE ONDA PORTADORA COMPONENTESCOMPONENTES

Los elementos constitutivos: el transmisor, la línea de Los elementos constitutivos: el transmisor, la línea de transmisión, el circuito de acoplamiento y el receptor.transmisión, el circuito de acoplamiento y el receptor.p y pp y p

CARACTERISTICAS DE LA LINEA DECARACTERISTICAS DE LA LINEA DE CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE TRANSMISIONTRANSMISION

( )da. a. Impedancia característica de la líneaImpedancia característica de la líneab. Atenuación de La Línea b. Atenuación de La Línea

( )dZ= 120 Ln [ ]r

W

2 *R

z=

DondeDonde:: d, d, distanciadistancia entre dos entre dos hiloshilosr, radio del conductorr, radio del conductor

2 z

R, R, resistenciaresistencia del cable coaxialdel cable coaxial

TEORÍA SOBRE LAS ONDAS TEORÍA SOBRE LAS ONDAS VIAJERAS (1)VIAJERAS (1)

L lí d t i t l t d l ti t ifá i iL lí d t i t l t d l ti t ifá i i Las líneas de potencia son por supuesto normalmente del tipo trifásica, sin Las líneas de potencia son por supuesto normalmente del tipo trifásica, sin embargo, es mucho más simple entender los conceptos de onda viajera y embargo, es mucho más simple entender los conceptos de onda viajera y métodos asociados considerando primero la propagación de la onda en métodos asociados considerando primero la propagación de la onda en líneas monofásicaslíneas monofásicaslíneas monofásicas.líneas monofásicas.

En una línea de transmisión monofásica con parámetros distribuidos se En una línea de transmisión monofásica con parámetros distribuidos se pueden expresar ecuaciones de onda de voltaje y de corriente de la pueden expresar ecuaciones de onda de voltaje y de corriente de la i i t fi i t fsiguiente forma:siguiente forma:

Donde “x” es la posición a lo largo de la línea y;Donde “x” es la posición a lo largo de la línea y; es conocida como la velocidad de propagaciónes conocida como la velocidad de propagación es conocida como la velocidad de propagaciónes conocida como la velocidad de propagación

TEORÍA SOBRE LAS ONDAS TEORÍA SOBRE LAS ONDAS VIAJERAS (2)VIAJERAS (2)es conocida como la impedancia es conocida como la impedancia característica.característica.

Las funcionesLas funciones

representan las ondas viajeras en las direcciones hacia adelante y representan las ondas viajeras en las direcciones hacia adelante y hacia atrás de x (lugar de la falla), respectivamente, y las ecuaciones 1 hacia atrás de x (lugar de la falla), respectivamente, y las ecuaciones 1 y 2 pueden por lo tanto ser escrita en los términos simples:y 2 pueden por lo tanto ser escrita en los términos simples:

TEORÍA SOBRE LAS ONDAS TEORÍA SOBRE LAS ONDAS VIAJERAS (3)VIAJERAS (3)

Donde Donde

Son las componentes de voltaje hacia delante y hacia atrás, Son las componentes de voltaje hacia delante y hacia atrás, respectivamente. Los valores de respectivamente. Los valores de ii+ y + y ii-- son similarmente las son similarmente las componentes de corriente hacia adelante y hacia atrás.componentes de corriente hacia adelante y hacia atrás.

Las componentes hacia adelante y hacia atrás son relacionadas Las componentes hacia adelante y hacia atrás son relacionadas mutuamente, como vista de las ecuaciones 1 hasta la 3, por la mutuamente, como vista de las ecuaciones 1 hasta la 3, por la impedancia característica de la línea como sig eimpedancia característica de la línea como sig eimpedancia característica de la línea como sigue:impedancia característica de la línea como sigue:

TEORÍA SOBRE LAS ONDAS TEORÍA SOBRE LAS ONDAS VIAJERAS (4)VIAJERAS (4)

D l áli i t i l i d iD l áli i t i l i d i Del análisis anterior se ve que la impedancia Del análisis anterior se ve que la impedancia característica ( Z ocaracterística ( Z o ) es un numero real para una ) es un numero real para una línea considerada sin perdidas y es evidente delínea considerada sin perdidas y es evidente delínea considerada sin perdidas y es evidente de línea considerada sin perdidas y es evidente de las ecuaciones 4 que las componentes de las ecuaciones 4 que las componentes de corriente son simplemente una replica de suscorriente son simplemente una replica de suscorriente son simplemente una replica de sus corriente son simplemente una replica de sus voltajes correspondientes. Ellos también voltajes correspondientes. Ellos también muestran que, mientras la forma de onda de muestran que, mientras la forma de onda de q ,q ,voltaje y corriente hacia delante son del mismo voltaje y corriente hacia delante son del mismo signo, las formas de 3 onda de voltaje y signo, las formas de 3 onda de voltaje y corriente hacia atrás son de signo opuesto como corriente hacia atrás son de signo opuesto como lo ilustrado en la siguiente figura.lo ilustrado en la siguiente figura.

TEORÍA SOBRE LAS ONDAS TEORÍA SOBRE LAS ONDAS VIAJERAS (5)VIAJERAS (5)

Propagación de ondas viajeras en líneas monofásicas considerada Propagación de ondas viajeras en líneas monofásicas considerada p g jp g jsin perdidas. a) Formas de onda de voltaje y corriente transmitidas. sin perdidas. a) Formas de onda de voltaje y corriente transmitidas. b) Formas de onda de voltaje y corrientes reflejadas.b) Formas de onda de voltaje y corrientes reflejadas.

COEFICIENTE DE REFLEXION (1)COEFICIENTE DE REFLEXION (1)COEFICIENTE DE REFLEXION (1)COEFICIENTE DE REFLEXION (1)

Las ondas viajeras sobre líneas de transmisión de Las ondas viajeras sobre líneas de transmisión de longitudes sin perdidas consideradas homogéneas longitudes sin perdidas consideradas homogéneas

ti ú á d l id d ifti ú á d l id d ifcontinúan propagándose a una velocidad uniforme c y continúan propagándose a una velocidad uniforme c y no cambian en forma. Sin embargo, en puntos de no cambian en forma. Sin embargo, en puntos de discontinuidad tal como circuitos abiertos u otra discontinuidad tal como circuitos abiertos u otra terminación de la línea, parte de la onda incidente es terminación de la línea, parte de la onda incidente es reflejada hacia atrás a lo largo de la línea y parte es reflejada hacia atrás a lo largo de la línea y parte es transmitida hacia adentro y mas allá de la transmitida hacia adentro y mas allá de la yydiscontinuidad. La onda cuando choca en la discontinuidad. La onda cuando choca en la discontinuidad es a menudo llamada una onda incidente discontinuidad es a menudo llamada una onda incidente y las dos ondas a las cuales estas dará aumento son y las dos ondas a las cuales estas dará aumento son yynormalmente referidas como ondas reflejadas y normalmente referidas como ondas reflejadas y transmitidas.transmitidas.

COMPORTAMIENTO DE ONDA VIAJERA AL COMPORTAMIENTO DE ONDA VIAJERA AL ALCANZAR UNA DISCONTINUIDAD EN UNA REDALCANZAR UNA DISCONTINUIDAD EN UNA REDALCANZAR UNA DISCONTINUIDAD EN UNA RED ALCANZAR UNA DISCONTINUIDAD EN UNA RED

ELECTRICAELECTRICA

COEFICIENTE DE REFLEXION (2)COEFICIENTE DE REFLEXION (2)COEFICIENTE DE REFLEXION (2)COEFICIENTE DE REFLEXION (2)

L d i j t l i ió d di t bi lL d i j t l i ió d di t bi l Las ondas viajeras que se generan ante la aparición de un disturbio en la Las ondas viajeras que se generan ante la aparición de un disturbio en la línea de transmisión se propagan por las líneas hasta que llegan a una línea de transmisión se propagan por las líneas hasta que llegan a una discontinuidad (elementos en una subestación, unión de varias líneas etc.); discontinuidad (elementos en una subestación, unión de varias líneas etc.); en ese p nto las ondas se di iden en na onda reflejada na ondaen ese p nto las ondas se di iden en na onda reflejada na ondaen ese punto las ondas se dividen en una onda reflejada y una onda en ese punto las ondas se dividen en una onda reflejada y una onda transmitida, donde la magnitud de cada una de esas ondas está dada por transmitida, donde la magnitud de cada una de esas ondas está dada por los coeficientes de reflexión (los coeficientes de reflexión (kRkR) y refracción () y refracción (kTkT) los cuales son de la ) los cuales son de la forma:forma:forma:forma:

Si dSi d ZZ ZbZb l i d i t í ti d d d ll i d i t í ti d d d l Siendo Siendo ZaZa y y ZbZb las impedancias características de cada una de las las impedancias características de cada una de las líneas respectivamente.líneas respectivamente.

PRINCIPIO DE PROTECCION DE PRINCIPIO DE PROTECCION DE ONDA VIAJERA (1)ONDA VIAJERA (1)

Los frentes de ondas viajeras propagándose por Los frentes de ondas viajeras propagándose por una línea de transmisión experimentan unauna línea de transmisión experimentan unauna línea de transmisión experimentan una una línea de transmisión experimentan una modificación en su contorno al atravesar una modificación en su contorno al atravesar una discontinuidad provocada por un cambio de discontinuidad provocada por un cambio de i d i E l fi i i t di d i E l fi i i t dimpedancia. En la figura siguiente una onda impedancia. En la figura siguiente una onda incidente propagándose por la línea 1 con incidente propagándose por la línea 1 con impedancia característicaimpedancia característica ZaZa alcanza laalcanza laimpedancia característica impedancia característica ZaZa alcanza la alcanza la discontinuidad y continúa a través de la línea 2 discontinuidad y continúa a través de la línea 2 con una impedancia con una impedancia ZbZb como una onda como una onda

f t d i t d difi ióf t d i t d difi iórefractada experimentando una modificación en refractada experimentando una modificación en el contorno de la onda incidente (Vi) a el contorno de la onda incidente (Vi) a kTkT*Vi.*Vi.

PRINCIPIO DE PROTECCION DE PRINCIPIO DE PROTECCION DE ONDA VIAJERA (2)ONDA VIAJERA (2)

PRINCIPIO DE PROTECCION DE PRINCIPIO DE PROTECCION DE ONDA VIAJERA (3)ONDA VIAJERA (3)

E l d b lí idé ti (E l d b lí idé ti (ZZ ZbZb) l t d l) l t d l En el caso de que ambas líneas sean idénticas (En el caso de que ambas líneas sean idénticas (ZaZa = = ZbZb), el contorno de la ), el contorno de la onda viajera no se ve afectado, y no existe onda reflejada. Esta situación, onda viajera no se ve afectado, y no existe onda reflejada. Esta situación, ZaZa = = ZbZb es difícil que se presente en sistemas eléctricos de potencia reales. es difícil que se presente en sistemas eléctricos de potencia reales. Así mismo las ondas iajeras q e se propagan a tra és de na línea deAsí mismo las ondas iajeras q e se propagan a tra és de na línea deAsí mismo las ondas viajeras que se propagan a través de una línea de Así mismo las ondas viajeras que se propagan a través de una línea de transmisión homogénea se ven mínimamente afectadas en su contorno aún transmisión homogénea se ven mínimamente afectadas en su contorno aún considerando pérdidas por atenuación.considerando pérdidas por atenuación.

Por tanto, un frente de onda originado por una falla externa experimenta Por tanto, un frente de onda originado por una falla externa experimenta una modificación en su contorno al pasar por la discontinuidad que una modificación en su contorno al pasar por la discontinuidad que

l bi d l i d i í i l lí dl bi d l i d i í i l lí drepresenta el cambio de la impedancia característica entre las líneas de representa el cambio de la impedancia característica entre las líneas de transmisión (transmisión (ZbZb a a ZaZa))

A diferencia de esto, un frente de onda originado por una falla interna sólo A diferencia de esto, un frente de onda originado por una falla interna sólo es afectado por la atenuación propia de la línea.es afectado por la atenuación propia de la línea.

PRINCIPIO DE PROTECCION DE PRINCIPIO DE PROTECCION DE ONDA VIAJERA (4)ONDA VIAJERA (4)

C d f ll i ió d l lí Df kiló tC d f ll i ió d l lí Df kiló t Cuando una falla ocurre en una posición de la línea a Df kilómetros Cuando una falla ocurre en una posición de la línea a Df kilómetros de distancia del relevador, se generan ondas viajeras y se propagan de distancia del relevador, se generan ondas viajeras y se propagan a lo largo de a línea. Cuando la onda V1 es reflejada hacia atrás a a lo largo de a línea. Cuando la onda V1 es reflejada hacia atrás a la fuente G1 a través del relevador y ocurre una reflexión La ondala fuente G1 a través del relevador y ocurre una reflexión La ondala fuente G1 a través del relevador y ocurre una reflexión. La onda la fuente G1 a través del relevador y ocurre una reflexión. La onda reflejada Vr1 regresara a lo largo de la línea hasta el punto de falla. reflejada Vr1 regresara a lo largo de la línea hasta el punto de falla. Ahí en el punto de falla parte de esta es reflejada y otra parte es Ahí en el punto de falla parte de esta es reflejada y otra parte es transmitida si la resistencia de falla no es cero La onda reflejadatransmitida si la resistencia de falla no es cero La onda reflejadatransmitida si la resistencia de falla no es cero. La onda reflejada transmitida si la resistencia de falla no es cero. La onda reflejada Vr2 regresara a la barra 1 después de algún tiempo.Vr2 regresara a la barra 1 después de algún tiempo.

Si d bt l i t l d ti t0 t l ll d d lSi d bt l i t l d ti t0 t l ll d d l Si podemos obtener el intervalo de tiempo t0, entre la llegada de la Si podemos obtener el intervalo de tiempo t0, entre la llegada de la onda Vr1 y la onda hacia atrás Vr2, entonces la distancia puede ser onda Vr1 y la onda hacia atrás Vr2, entonces la distancia puede ser

adquirida del tiempo t0 de la siguiente manera:adquirida del tiempo t0 de la siguiente manera:adquirida del tiempo t0 de la siguiente manera:adquirida del tiempo t0 de la siguiente manera:

PRINCIPIO DE PROTECCION DE PRINCIPIO DE PROTECCION DE ONDA VIAJERA (5)ONDA VIAJERA (5)

Con esta distancia Con esta distancia DfDf, es posible determinar si , es posible determinar si f ll d t d l lí t id if ll d t d l lí t id ies una falla dentro de la línea protegida o si es es una falla dentro de la línea protegida o si es

una falla externa.una falla externa.

Si es una falla interna el relevador debe mandar Si es una falla interna el relevador debe mandar una señal de disparo del interruptor, y en caso una señal de disparo del interruptor, y en caso que la falla sea externa el relevador no mandara que la falla sea externa el relevador no mandara qqdicha señal.dicha señal.

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (1)TRANSMISOR (1)

L l ió ñ lL l ió ñ l id (SNR) d i l i d l iid (SNR) d i l i d l i La relación señalLa relación señal--ruido (SNR) determina la potencia del equipo ruido (SNR) determina la potencia del equipo transmisor y es la diferencia entre el nivel de la señal recibida y el transmisor y es la diferencia entre el nivel de la señal recibida y el nivel de ruido o interferencia de la línea.nivel de ruido o interferencia de la línea.NivelesNiveles dede señalseñal portadoraportadora..

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (2)TRANSMISOR (2)

Niveles de ruido de la transmisión para onda portadora:Niveles de ruido de la transmisión para onda portadora:

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (3)TRANSMISOR (3)

ElEl procedimientoprocedimiento aa seguirseguir parapara determinardeterminar lalapotenciapotencia deldel equipoequipo transmisortransmisor eses dede lalasiguientesiguiente maneramanera::

•• SeSe calculacalcula elel ruidoruido producidoproducido enen lala línealíneaSeSe calculacalcula lala atenuaciónatenuación•• SeSe calculacalcula lala atenuaciónatenuación

•• SeSe obtieneobtiene elel nivelnivel dede transmisióntransmisión•• SeSe calculacalcula lala potenciapotencia deldel transmisortransmisor

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (4)TRANSMISOR (4)

ElEl i li l dd idid ll dd d ld l d id i ll i li l í ií iElEl nivelnivel dede ruidoruido aa lala entradaentrada deldel receptor,receptor, determinadetermina elel nivelnivel mínimomínimodede lala señalseñal recibidarecibida queque aseguraasegura elel funcionamientofuncionamiento adecuadoadecuado deldelsistemasistema dede comunicacionescomunicaciones..

Nivel de ruido por los conductores en mal tiempo:Nivel de ruido por los conductores en mal tiempo:

DondeDondeDonde,Donde,

es el ruido producido por los conductores en mal tiempo (en dbm) es el ruido producido por los conductores en mal tiempo (en dbm)

es el gradiente ficticio de potencial, kV/cm.es el gradiente ficticio de potencial, kV/cm.

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (5)TRANSMISOR (5)

GradienteGradiente efectivoefectivo::

DondeDonde::

; densidad relativa del aire.; densidad relativa del aire.

==11 parapara temperaturatemperatura ambienteambiente dede 2525ºCºC yy 760760 mmmm dede==11,, parapara temperaturatemperatura ambienteambiente dede 2525ºCºC yy 760760 mmmm dedeHgHg dede presiónpresión..GradienteGradiente dede potencialpotencial superficialsuperficial deldel conductor,conductor,GradienteGradiente dede potencialpotencial superficialsuperficial deldel conductor,conductor,

perpendicularperpendicular aa lala superficiesuperficie deldel conductorconductor..

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (6)TRANSMISOR (6)

GradienteGradiente dede potencialpotencial superficialsuperficial deldel conductorconductor::RadioRadio deldel conductorconductor enen cmcmCargaCarga superficialsuperficial

C dC d titi hh dd d td t ff é té t ddCuandoCuando sese tienetiene unun hazhaz dede conductoresconductores porpor fase,fase, ésteéste puedepuederemplazarseremplazarse porpor unun solosolo conductorconductor equivalenteequivalente::

RadioRadio deldel conductorconductor equivalenteequivalente..Radio del subconductor.Radio del subconductor.Distancia entre subconductores más cercanosDistancia entre subconductores más cercanosDistancia entre subconductores más cercanos.Distancia entre subconductores más cercanos.Numero de subconductores.Numero de subconductores.

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (7)TRANSMISOR (7)

LaLa atenuaciónatenuación totaltotal parapara elel circuitocircuito completocompleto eses lala sumasumadede::

•• PerdidasPerdidas enen elel cobrecobre coaxialcoaxial entreentre elel equipoequipo dedeportadoraportadora yy lala unidadunidad dede acopleacopleportadoraportadora yy lala unidadunidad dede acopleacople..

•• PerdidasPerdidas enen elel quipoquipo dede acopleacople yy sincronizaciónsincronización..•• PerdidasPerdidas enen laslas conexionesconexiones enen puentepuente..PerdidasPerdidas enen laslas conexionesconexiones enen puentepuente..•• PerdidasPerdidas enen loslos circuitoscircuitos ramalesramales..•• PerdidasPerdidas debidadebida aa lala bajabaja impedanciaimpedancia presentadapresentada porporjj pp pp pp

unauna línealínea sinsin trampatrampa..•• PerdidasPerdidas debidasdebidas aa lala propagaciónpropagación simultáneasimultánea sobresobre

ii ltltcaminoscaminos alternosalternos..

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (8)TRANSMISOR (8)

ElEl i li l dd i iói ió d bd b ll ll dd d ld lElEl nivelnivel dede transmisióntransmisión debedebe serser taltal queque asegureasegure aa lala entradaentrada deldelreceptorreceptor unauna relaciónrelación señalseñal--ruidoruido queque esteeste porpor encimaencima deldel ruidoruidoproducidoproducido porpor lala línealínea enen elel valorvalor igualigual dede nivelnivel mínimomínimo dede umbral,umbral,aproxaprox.. 2020 dB,dB, masmas elel margenmargen dede operaciónoperación..

ParaPara tensionestensiones menoresmenores oo igualesiguales aa 220220 kVkV::ParaPara tensionestensiones menoresmenores oo igualesiguales aa 220220 kVkV::

ParaPara tensionestensiones mayoresmayores dede 220220 kVkV::yy

DondeDonde::SeñalSeñal--ruidoruido parapara unun buenbuen tiempotiempoRelaciónRelación señalseñal--ruidoruido deseadodeseado parapara malmal tiempotiempo..

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (9)TRANSMISOR (9)

ElEl nivelnivel dede transmisióntransmisión debedebe calcularse,calcularse, entoncesentonces::

,,,,

Donde:Donde:Numero de canales vocalesNumero de canales vocalesNumero de canales vocales.Numero de canales vocales.Numero de canales de señalización. Numero de canales de señalización. Cuando se transmite la señal simultáneamente con la vozCuando se transmite la señal simultáneamente con la vozNumero de tonos de telemetría.Numero de tonos de telemetría.Nivel de canal de voz.Nivel de canal de voz.Nivel de tono de señalización.Nivel de tono de señalización.Nivel de tonos de telemetría.Nivel de tonos de telemetría.Nivel de señal de volts.Nivel de señal de volts.Potencia del transmisor en WattsPotencia del transmisor en WattsResistencia del cable coaxial.Resistencia del cable coaxial.

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (10)TRANSMISOR (10)

CuandoCuando lala línealínea eses dede unauna tensióntensión muymuy elevadaelevada resultaresulta muymuyCuandoCuando lala línealínea eses dede unauna tensióntensión muymuy elevada,elevada, resultaresulta muymuycostosocostoso elel sistemasistema dede acoplamiento,acoplamiento, porpor lolo tantotanto sese empleaemplea lala línealíneadede guardaguarda comocomo mediomedio dede transmisióntransmisión dede ondaonda portadoraportadora yy puedepuedeutilizarseutilizarse enen líneaslíneas largaslargas yy cortascortas..gg yy

NormalmenteNormalmente loslos cablescables dede guardaguarda sese conectanconectan aa tierra,tierra, peropero alalconectarloconectarlo sese puedepuede utilizarutilizar enen comunicacionescomunicaciones multicanalesmulticanales dedeppanchoancho dede bandabanda concon lala cualcual sese logralogra unun bajobajo costocosto porpor canalcanal..

Algunas ventajas de este sistema son:Algunas ventajas de este sistema son:g jg j•• LosLos cambioscambios debidodebido alal accionamientoaccionamiento dede interruptoresinterruptores yy lala

adiciónadición dede líneaslíneas queque nono afectaafecta lala comunicacióncomunicación..•• SeSe facilitafacilita elel usouso dede estacionesestaciones repetidorasrepetidoras enen líneaslíneas largaslargas..•• SeSe reducenreducen laslas perdidasperdidas dede potenciapotencia ocasionadasocasionadas porpor

induccióninducción..

SELECCIÓN DEL EQUIPO SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR (11)TRANSMISOR (11)

Finalmente el nivel de potencia del transmisor esta dado Finalmente el nivel de potencia del transmisor esta dado por:por:

DondeDonde::Numero de canales vocales.Numero de canales vocales.Numero de canales de señalizaciónNumero de canales de señalizaciónNumero de canales de señalización. Numero de canales de señalización. Cuando se transmite la señal simultáneamente con la vozCuando se transmite la señal simultáneamente con la vozNumero de tonos de telemetría.Numero de tonos de telemetría.Ni l d l dNi l d l dNivel de canal de voz.Nivel de canal de voz.Nivel de tono de señalización.Nivel de tono de señalización.Nivel de tonos de telemetría.Nivel de tonos de telemetría.Nivel de señal de volts.Nivel de señal de volts.Potencia del transmisor en WattsPotencia del transmisor en WattsResistencia del cable coaxial.Resistencia del cable coaxial.

ONDA PORTADORA VS HILO ONDA PORTADORA VS HILO PILOTOPILOTO

Es la mejor y las más utilizadas líneas de AT.Es la mejor y las más utilizadas líneas de AT.

Es más confiables y más fáciles de aplicar.Es más confiables y más fáciles de aplicar.

Completamente controlado por el usuario prácticamente sobre la Completamente controlado por el usuario prácticamente sobre la base del equipo terminal.base del equipo terminal.

Económicamente más confiable, siendo utilizado por otros servicios Económicamente más confiable, siendo utilizado por otros servicios al mismo tiempo, como teléfonos de emergencia y relés de control al mismo tiempo, como teléfonos de emergencia y relés de control

remoto operado.remoto operado.

DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DEL EQUIPO TRANSMISOR (1)DEL EQUIPO TRANSMISOR (1)

Obtención del lugar geométrico de la impedancia en condición deObtención del lugar geométrico de la impedancia en condición de Obtención del lugar geométrico de la impedancia en condición de Obtención del lugar geométrico de la impedancia en condición de salida de sincronismo de la maquina.salida de sincronismo de la maquina.

Demostración que el lugar geométrico de la impedancia vista por elDemostración que el lugar geométrico de la impedancia vista por el Demostración que el lugar geométrico de la impedancia vista por el Demostración que el lugar geométrico de la impedancia vista por el relé de distancia es un círculo que tiene radio:relé de distancia es un círculo que tiene radio:

P bt t lt d ti d l i i t i itP bt t lt d ti d l i i t i it Para obtener este resultado partimos del siguiente circuito:Para obtener este resultado partimos del siguiente circuito:

DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DEL EQUIPO TRANSMISOR (2)DEL EQUIPO TRANSMISOR (2)

(1)(1) (2)(2)

(3)(3)

(4)(4)( )( )

DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DEL EQUIPO TRANSMISOR (3)DEL EQUIPO TRANSMISOR (3)

DiagramaDiagrama circularcircular dede impedanciaimpedancia..

DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DEL EQUIPO TRANSMISOR (4)DEL EQUIPO TRANSMISOR (4)

La ecuación (3) representa un círculo que tiene el La ecuación (3) representa un círculo que tiene el centro en el sitio determinado por la resultante decentro en el sitio determinado por la resultante decentro en el sitio determinado por la resultante de centro en el sitio determinado por la resultante de los vectores.los vectores.

El radio tiene la magnitud del vector el cual El radio tiene la magnitud del vector el cual d ib l Ci l d i d 0 2*d ib l Ci l d i d 0 2*describe el Circulo cuando varia de 0 a 2*describe el Circulo cuando varia de 0 a 2*ππ . . esta determinado por la ecuación (4).esta determinado por la ecuación (4).

DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS DEL EQUIPO TRANSMISOR (5)DEL EQUIPO TRANSMISOR (5)

Del diagrama circular obtenemos que:Del diagrama circular obtenemos que:

Teniendo en cuenta:Teniendo en cuenta:

¡Gracias por su atención!¡Gracias por su atención!¡Gracias por su atención!¡Gracias por su atención!