PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
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
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 dará la orden de dispar disparoo a los interruptores interruptores en ambos ambos extremos extremos para proteger proteger a la línea de transmisión
FUNCIONAMIENTO CON MULTIPLES TERMINALES Idiferencial = I1 + I2 + I3 + I4
PRINCIPIO DE COMUNICACIÓN PARA UNA LÍNEA CON 2 TERMINALES
Los reles se comunican de la siguiente manera: ◦
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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 COMUNICACIÓN PARA UNA LÍNEA CON 2 TERMINALES
PRINCIPIO DE COMUNICACIÓN PARA UNA LÍNEA CON 3 TERMINALES
Los relés se comunican de la siguiente manera: ◦
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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 COMUNICACIÓN PARA UNA LÍNEA CON 3 TERMINALES
Charging 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 with two ends (single-phase system)
Errores 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 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 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 caracteriza por contener el 2 º armónico (doble (doble de frecuencia frecuencia nominal), nominal), que está prácticame prácticamente nte ausente 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 RESTRICCION DEL INRUSH PARA UNA FASE
Diagrama lógico de la funcion de bloqueo cruzado para una termimal
Evaluación de las Cantidades Medidas
La evaluación de los valores medidos se realiza por separado para cada fase. Además, se evalúa eva lúa la corriente residual. Cada dispositivo calcula una corriente diferencial del total de los fasores de corriente que 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.
Evaluación de las Cantidades Medidas
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 LA PROTECCION DIFERENCIAL Idiff>stage
Si la corriente corriente diferencial 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 CORRIENTE DIFERENCIAL
La sensibilidad de la corriente es ajustada en la dirección dirección 1210 I-DIFF>. Esto es determinado determinado por el flujo flujo de corriente corriente total en la zona protegida 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 protección del 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 CALCULO
Cable de un solo conductor lleno de aceite de110KV. Sección Transversal = 240mm2 Frecuencia Nominal = 50Hz Longitud s = 16Km Capacidad de servicio CB’ = 31 3100 nF/ nF/km 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 CALCULO
Para el ajuste de los valores secundarios, este valor tiene que ser convertido a la cantidad del secundario:
ELECCION DEL VALOR DURANTE 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.
Temporizador
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 conectados a tierra de la red, red, se deberá garantizar garantizar que se evite tropiezos tropiezos debido a la oscilación transitoria de una falla a tierra única. Este parámetro sólo puede ser modificado en DIGSI en Configuración adicional.
Inrush 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 fabrica del 15% 15% del 2 º ARMÓNICO ARMÓNICO I2fN/I I2fN/IfN fN está está ajustado debajo de la dirección 2302, que normalmente puede ser asumido.
PARAMETROS DE AJUSTES
Ajustes del circuito lógico
ESQUEMAS DE CONEXIONADO DEL RELE
Conexión de los TC
Conexión de los TC para 2 lí neas neas conectadas en paralelo
Conexión de los Transformadores de Tensión
Protección 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 ún ica 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.
Detección 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, así como una medición de la tensión de desplazamiento.
Corriente 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 Negativa 3I2>
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.
Lógica de la Detección de la Falla a Tierra
La detección de fallas a tierra durante la condición apertura unipolar
Detección Simétrica para las tensiones fases-fases
La detección de fallas a tierra en sistemas aislados o resonancia-tierra
Ejemplo de cálculo 1: (1)
Línea aérea de 110 kV de 150 mm2, 3-polos de disparo, con los siguientes datos: ◦
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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 cálculo 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 cálculo 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 = 0,63 φmax = 51 ° Establecimiento del valor de carga φ (fase-fase) = φmax + 5 ° = 56 ° .
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 a Imax = 1732 A Voltaje de Funcionamiento Mínimo Umin = 0,9 de la U N Transformador de corriente de 2000 A / 5 A Transformadores de tensión de 400 kV / 0,1 kV Ajuste de parámetros RE / RL = 1,54 La resultante de impedancia de carga mínima es por lo tanto:
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 en la línea sana aumentará 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)
Esta relación relación depende depende de la longit longitud ud de la línea, línea, así como en 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)
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 secundaria R carga(fase-tierra) = 53,5 Ω = 5,35 Ω primaria secundaria El 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 Sobrecorriente 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 están marcados por puntos
