Cálculo de alcance resistivo del relé de distancia

El alcance resistivo de las características del relé de distancia se define por la resistencia de falla para la cual se definen las características del relé de distancia. En el relé de distancia de tipo MHO, el principal inconveniente es que el alcance resistivo se define por el alcance de la impedancia y el ángulo de línea y, por lo tanto, no se puede configurar de forma independiente en el relé. Sin embargo, se puede configurar de forma independiente en los relés numéricos modernos que tienen características de cuadrilátero. En este artículo, discutiremos el método para calcular el ajuste de alcance resistivo.

Se pueden configurar dos tipos de alcance resistivo en las características cuadriláteras del relé de distancia:

Alcance resistivo fase a fase (fase a fase), y
Alcance resistivo Ph-G (fase a tierra)

Índice de contenidos

Cálculo del Alcance Resistivo Ph-Ph:
- Consideración de la invasión de carga:
Cálculo del alcance resistivo de fase a tierra:

Cálculo del Alcance Resistivo Ph-Ph:

El alcance resistivo Ph-Ph, es decir, Rph, se define por la cantidad máxima de resistencia de falla además de la impedancia de línea para la cual la zona de distancia se disparará independientemente de la ubicación de la falla. La definición en sí significa que el alcance resistivo fase-fase debe definirse Zona-1 (R1ph), Zona-2 (R2ph), Zona-3 (R3ph-R4ph) y Zona-4 (R3ph-R4ph). Cabe señalar que Zone-3 y Zone-4 comparten el mismo alcance resistivo (R3ph-R4ph).

Como el alcance resistivo de fase a fase tiene que cubrir la máxima resistencia de falla, por lo tanto, Rph debe establecerse mayor que la máxima resistencia de falla para una falla de fase a fase. Generalmente, Rph se establece mayor que la máxima resistencia de arco de falla para una falla de fase a fase. La resistencia del arco viene dada por la siguiente fórmula:

Donde, Si = Corriente de falla mínima durante una falla de fase a fase en amperios

L = Separación máxima entre los conductores en metros

Por lo tanto, el alcance resistivo de fase a fase debe establecerse mayor que la resistencia de arco calculada anteriormente.

Por lo tanto, Rph ≥ Resistencia de Arco

Aparte de lo anterior, también debemos considerar la invasión de carga. Esto simplemente significa que nuestro alcance resistivo no debe invadir la carga, de lo contrario, el relé puede dispararse durante la carga alta de la línea. Discutamos este aspecto para calcular el alcance resistivo.

Consideración de la invasión de carga:

La siguiente figura muestra las características del cuadrilátero de un relé de distancia y el punto de carga Z (Z es la impedancia de carga mínima).

También se puede observar a partir de las características que el alcance resistivo de la Zona 3 se debe configurar con cuidado para que no invada el lugar geométrico de la impedancia de carga. Esto es importante para la confiabilidad del sistema y para evitar disparos falsos de la línea durante una carga pesada de la línea.

Generalmente, el alcance resistivo de la zona 3 se establece en menos del 80 % de la impedancia de carga mínima. Para considerar la oscilación de potencia, se da un margen de DR. Por lo tanto, es esencial que la carga no invada este DR. En vista de esto, R3ph – R4ph se establece en el 60 % de la impedancia de carga mínima. R2ph y R1ph se establecen al 80% de R3ph-R4ph respectivamente.

Cálculo de la impedancia de carga mínima:

Ahora, debemos calcular la impedancia de carga mínima. Para calcular nos referimos Recomendaciones del Comité Ramkrishna. Según la recomendación del Comité Ramkrishna, en ausencia de datos creíbles sobre el voltaje mínimo y la carga máxima esperada para una línea durante la condición del sistema de emergencia, se pueden considerar los siguientes criterios para decidir la invasión del punto de carga:

La corriente de carga máxima (Imax) se puede considerar como 1,5 veces la clasificación térmica de la línea o 1,5 veces la clasificación de corriente del equipo de bahía asociado (el mínimo de la clasificación individual del equipo de bahía), lo que sea menor.
Tensión mínima (Vmin) a considerar como 0,85pu (85%).

Intentemos ahora calcular el ajuste de alcance resistivo de una línea de 400 kV. Se supone que la relación de CT de línea es de 1000/1 A y la relación de CVT es de 400 kV/110 V. Ahora calculemos primero la impedancia de carga mínima.

Con referencia a la recomendación del comité de Ramkrishna,

Voltaje de línea asumido = 0,85 pu

Corriente de línea supuesta = 1,5 pu

Por lo tanto, la impedancia de carga mínima para una línea de 400 kV,

Cabe señalar que el cálculo anterior para la impedancia de carga mínima es en términos de primario. Para convertirlo en secundario debemos multiplicarlo por la relación CT/PT.

Relación CT/TP = (1000×110) / (400×1000)

= 0,275

Impedancia de carga mínima en términos de secundario

= 130,87 × 0,275

= 36 ohmios

Consideremos un margen adicional del 20 % en la impedancia de carga mínima para establecer el alcance resistivo de la Zona-3.

Por lo tanto, la impedancia de carga mínima en términos de secundaria

= 36×0.8

= 28,8 ohmios

Teniendo en cuenta la oscilación de potencia y la invasión de carga, el ajuste de alcance resistivo para la Zona 3 debe ser del 60 %.

R3PP = 60% de 28,8

= 17,27 ohmios

Como el alcance resistivo de fase a fase de la Zona 2 es del 80% de R3PP, por lo tanto

R2PP = 80% de R3PP

= 13,81 Ω

De manera similar, el alcance resistivo de fase a fase de la Zona-1 es del 80% de R2PP, por lo tanto

R1PP = 80% de R2PP

= 11,05 Ω

Cálculo del alcance resistivo de fase a tierra:

El alcance resistivo de fase a tierra se define por la máxima resistencia de arco de falla de fase a tierra y la resistencia de la base de la torre para las que debe operar el relé. Nuevamente, no debe ser invadido por la carga. Generalmente, este alcance se establece en el 80% de la impedancia de carga mínima.

R1PG-G = R2PG-G = R3PG-G

= 80% de 28,8

= 23.032 Ω

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Referencias: