Introducción PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LOS RELÉS DE PROTECCIÓN Considerando solo relés de protección contra cortocircuitos. Hay dos grupos de protecciones que son:
Protección principal
Protección de respaldo
Fig.1
El término impedancia se puede aplicar solo a resistencia, solo a reactancia, o la combinación de las dos.
Un relé de impedancia esta en el límite del funcionamiento a un valor constante dado por la relación de V y I, que puede expresarse como una impedancia.
Relé de impedancia
Función del relé de impedancia Cumple con la función de proteger contra fallas entre fases en líneas de transmisión .
Función El relé de impedancia está conectado a la línea a través de los transformadores de medida.
Cuando una falla ocurre los relevadores de distancia en ambos extremos miden la impedancia.
Fig 2
Si la impedancia es menor al 80% ó 90% de la impedancia total de la línea entonces abrirán la línea lo más pronto posible porque es seguro que la falla es interna
Pero si la impedancia es mayor los relevadores actuarán con un retardo para dar la oportunidad a otro relevador que se encuentre más cerca de la falla para despejarla antes.
PRINCIPAL CARACTERÍSTICA Un relé de distancia calcula la impedancia como el cociente entre la tensión y corriente, en el sistema de potencia, para determinar si existe una falla dentro o fuera de su zona de operación.
Es el que funciona cuando la admitancia, impedancia o reactancia del circuito disminuyen o aumentan a unos límites preestablecidos.
Característica
Dado que en las L/T la impedancia de la línea es proporcional a su longitud; es apropiado utilizar relés de distancia para medir la impedancia de la misma desde la ubicación del relé hasta un punto determinado (lugar de la falla).
Estabilidad de sistemas eléctricos de potencia, FING
De allí que a los relés de impedancia se los llama relés de distancia.
Funcionamiento En los circuitos de trasmisión de alta tensión, los niveles de corriente de falla son altos, por lo cual si una falla no es despejada rápidamente, puede causar inestabilidad al sistema de potencia así como daños al personal o al equipamiento. Por esta razón, los relés de impedancia son empleados en vez de los relés de sobrecorriente.
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Ventajas Los relés de impedancia, comparación con los relés sobrecorriente tienen:
1. Mayor zona
de operación instantánea
Mayor sensibilidad 2.
3. Más fáciles
de ajustar y coordinar
en de
4. No son afectados
por los cambios en la configuración del sistema eléctrico de potencia
Desventajas 1. No es direccional verá fallas hacia delante y detrás de su localización y por lo tanto requiere un elemento direccional con el objeto de obtener una correcta discriminación.
2. La medición, y la estimación de la ubicación de la falla, es afectada por el arco de la misma.
Es necesario que la unidad direccional y la unidad de impedancia operen simultáneamente para que se produzca un disparo .
3. Es altamente sensible a las oscilaciones en el sistema eléctrico de potencia, debido a la gran extensión cubierta por su característica circular.
Conexión de un relé de distancia
Fig 3
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Clasificación de los relés Los relés de distancia se pueden clasificar según la forma de sus zonas de operación. a. Característica de impedancia b. Característica de admitancia c. Característica de reactancia d. Característica poligonal o cuadrilateral
Característica de impedancia
Un relé de distancia opera si la impedancia medida por el relé está dentro de su característica de operación.
Característica del relé de impedancia en el plano complejo.
Fig 4 http://eie.ucv.cl/wp-content/uploads/2012/08/Medicion-del-factor-de-Tierra-K0-en-L%C3%ADneas-de-Transmisi%C3%B3n.....pdf
MEDIDA DE LA IMPEDANCIA DE FALLA En un sistema de potencia trifásico, hay diferentes tipos de fallas: Trifásica: abc Bifásicas: ab – bc – ac Bifásicas a tierra: abg – bcg – acg Una fase a tierra: ag – bg – cg Es fundamental en los relés de distancia, independientemente del tipo de falla, que siempre se mida la impedancia de secuencia positiva. Por lo tanto, los ajustes de las zonas de operación se realizan en base al valor de impedancia de secuencia positiva.
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ZONAS DE PROTECCIÓN El esquema básico de los relés de distancia comprende una zona 1 instantánea y al menos dos zonas con disparo temporizado. Los relés digitales pueden tener hasta 5 zonas y algunas de ellas se las puede ajustar para operar hacia atrás. Los ajustes típicos de cada zona son: Zona 1: Alcance = 80% impedancia de la línea; Tiempo: instantáneo Zona 2: Alcance = 120% impedancia de la línea: Tiempo: 0.3 a 0.6 s Zona 3: Alcance = respaldo de líneas adyacentes: Tiempo: >1 s
Estabilidad de sistemas eléctricos de potencia, FING
Fig 5
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RELÉS DE DISTANCIA CON COMUNICACIÓN
Para lograr disparos instantáneos en ambos extremos de la línea se utilizan relés de distancia donde se habilitan esquemas de teleprotección. Los esquemas de teleprotección interconectan los relés de distancia de ambos extremos de la línea mediante canales de comunicación, para poder identificar si la falla es dentro del equipo protegido y operar en forma instantánea para fallas en toda la longitud de la línea. El objetivo del canal de comunicación es trasmitir información sobre las condiciones del sistema desde un extremo hacia el otro, incluyendo transferencia de disparo.
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CONCLUSIONES.
El relé de impedancia es conocido como relé de distancia. Funciona cuando la admitancia, impedancia o reactancia del circuito disminuyen o aumentan. Si una falla no es despejada rápidamente, puede causar inestabilidad al sistema de potencia así como daños al personal o al equipamiento. Los relés de distancia son empleados en vez de los relés de sobrecorriente.
RECOMENDACION
Para mayor seguridad de las líneas y los equipos eléctricos, es necesario la instalación el relé de impedancia. Realizar la comunicación entre varios relés de impedancia para mayor protección en las L/T.
