Cálculo de resistencia estabilizadora en protección diferencial de alta impedancia

Antes de entrar en la parte de cálculo de la resistencia estabilizadora, primero explicaré el propósito de la resistencia estabilizadora en la protección diferencial de alta impedancia.

La resistencia estabilizadora en la protección diferencial de alta impedancia se utiliza para evitar la operación del relé en caso de falla directa. La falla pasante es una falla fuera de la zona de protección. Supongamos que la protección diferencial de alta impedancia se usa para proteger una barra colectora como se muestra en la figura.

Cabe señalar aquí que, en la protección diferencial de alta impedancia, todos los TC se conectan en paralelo y luego los cuatro cables, es decir, R, Y, B y N, se conectan con el relé, como se muestra en la figura anterior. Si hay alguna falla en el bus, de acuerdo con la ley de corriente de Kirchhoff, la suma de la corriente no será cero y una corriente neta fluirá a través de la bobina del relé para operarla. En condiciones normales, la suma de la corriente será cero y, por lo tanto, no fluirá corriente a través de la bobina del relé y, por lo tanto, el relé será estable. Matemáticamente en condiciones normales,

I1+ I2 + I3 = 0

Como el relé solo ve la suma de la corriente, por lo tanto, normalmente empleamos un elemento de sobrecorriente en la protección diferencial de alta impedancia. Esta es la principal diferencia entre una protección diferencial de alta impedancia y una de baja impedancia.

Consideremos una falla pasante, es decir, una falla fuera de la zona de protección. Para ser más específicos, deje que una falla ocurra después del TC de cualquier alimentador. Si todos los TC mantienen la misma relación nominal para todas las fallas externas, el esquema asumido es perfectamente válido ya que no puede fluir corriente en la bobina del relé.

Sin embargo, cuando el relé de sobrecorriente instantánea se establece lo suficientemente bajo como para brindar una sensibilidad útil a las fallas internas, el relé puede, en la práctica, operar falsamente en fallas externas debido a una reducción de la relación nominal del TI de falla como resultado de la saturación del núcleo del TI de falla. Esta reducción de la relación nominal del TC de falla da como resultado una corriente de relé diferencial “falsa” que puede operar el relé de sobrecorriente instantáneo. La mejor condición será cuando un CT se sature por completo. Por lo tanto, debemos hacer que el relé sea insensible a la falla. Para hacer esto usamos resistencia estabilizadora.

¿Cómo la resistencia estabilizadora hace que el relé sea insensible a la falla?

Bueno, la causa principal del flujo de corriente a través de la bobina del relé en la protección diferencial de alta impedancia es el voltaje entre los terminales de CT. Consideramos el peor de los casos aquí cuando un TC se satura completamente por una falla. Cuando un TC se satura por completo, ya no será una fuente de corriente, sino que se comportará puramente como una resistencia con un valor igual al devanado secundario del TC. Por lo tanto, la corriente de falla no irá hacia el relé, sino que circulará a través del secundario saturado del TC solo porque la corriente siempre elige una ruta que tenga la menor resistencia. Deje que la corriente de falla sea IF y la resistencia del secundario de CT sea RCT. Por lo tanto, el voltaje desarrollado a través del CT saturado será,

Vs = IFRCT cuando el bucle de los secundarios de CT se realiza solo en la caja de conexiones de CT.

O,

Vs = IF(RCT+ 2RL) cuando el bucle de CT se realiza en el panel o cerca del extremo del relé.

Aquí, el bucle de los secundarios de TC significa la conexión en paralelo de los secundarios de TC. Puede ocurrir que estemos haciendo el paralelismo en la caja de conexiones del TC (JB) o en el panel (extremo del relé). Si el paralelismo se realiza en el extremo del relé, la resistencia del conductor del TI saturado hasta el panel se considerará para el cálculo de la tensión de activación en el punto común de los TI, pero si el paralelismo se realiza en el TI JB solo entonces la resistencia del conductor del TI saturado desde el núcleo del TI hasta el Sólo se considerará CT JB el que sea muy inferior y pueda ignorarse.

Ahora, supongamos que la configuración del relé diferencial de alta impedancia para fallas internas sea Is. Entonces, para hacer que el relé sea insensible a la falla, el voltaje desarrollado no conducirá una corriente Is a través del relé, por lo tanto, colocamos una serie Rstbin de resistencia estabilizadora con la bobina del relé y el valor de Rstbis de resistencia estabilizadora dado como

Rstb= Vs / Es

Entonces, Rstb = IFRCT / Is cuando se realiza el paralelismo en CT JB

O

Rstb= Vs = IF(RCT + 2RL) / Iscuando el bucle de CT se realiza en el panel o cerca del extremo del relé.

Por lo tanto, durante una falla directa, para la peor condición de saturación del TC, la corriente a través de la bobina del relé no será suficiente para cruzar el valor de configuración de Is y, por lo tanto, no funcionará.

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