Efecto de la invasión de carga en la protección de distancia

<p style=”text-align: justify;”>Para discutir el efecto de la invasión de carga en la protección de distancia, hacemos un modelo de estado estable de la línea de transmisión como se muestra en la figura a continuación.

En la figura, Vi es el voltaje final de envío y Vj es el voltaje final de recepción. Power Pij+jQijis fluye en la dirección que se muestra en la figura. Lo sabemos,

Pij – jQij= VixI
= VixVi/Z
Entonces,

Z = Vi2/( Pij – jQij)

= Vi2 (Pij + jQij)/( Pij2 + Qij2)

Por eso,

De la fórmula anterior, podemos sacar las siguientes conclusiones:

• La impedancia aparente vista por el relé es proporcional al cuadrado de la magnitud del voltaje del bus. Si el voltaje del bus cae, digamos, a 0,9 pu desde 1 pu, entonces Z se reduce al 81 % de su valor en 1 pu. Nuevamente, si el voltaje del bus cae a 0.8 pu, entonces la impedancia aparente vista por el relé caerá al 64% de su valor a 1 pu.
• La impedancia aparente vista por el relé es inversamente proporcional a la potencia aparente que fluye en la línea. Si la potencia aparente se duplica, la impedancia vista por el relé se reducirá en un 50%.

Durante las condiciones de carga máxima, es muy probable que el efecto combinado de los dos puntos mencionados anteriormente pueda reducir la impedancia aparente vista por el relé a un valor lo suficientemente pequeño como para caer en la característica de Zona-2 o Zona-3. Esto es bastante probable en el caso de que un relé retroceda en una línea muy larga. En tal caso, el ajuste de impedancia de la Zona 3 puede ser bastante grande. Si la impedancia vista por el Relé debido a grandes cargas cae dentro de la Zona, entonces activará y disparará el circuito después de su retardo de tiempo establecido. En tal caso, se dice que el relé se dispara en Invasión de carga. El disparo por invasión de carga compromete la seguridad e incluso puede iniciar un disparo en cascada que, a su vez, puede provocar apagones.

Por lo tanto, es muy importante proporcionar alguna función en el relé para que pueda distinguir entre la falla real y la invasión de carga. ¿Cómo se hace esto?

Como sabemos, la característica distintiva de la carga de las fallas es que las cargas tienen un gran factor de potencia y esto conduce a una Impedancia Z con una gran relación R/X. Mientras que las fallas son de naturaleza más o menos reactiva y la relación X/R es bastante alta.

Por lo tanto, para evitar disparos en Load Encroachment, las características del Relé se modifican excluyendo un área en el plano RX, que corresponde a un factor de potencia alto. En la siguiente figura se muestra una característica modificada típica para tener en cuenta la delimitación de la carga.

Observe que la parte sombreada está excluida de las características del relé para evitar disparos en la invasión de carga. Además, de la figura queda claro que para la parte sombreada, el valor de la reactancia X es bajo mientras que el valor de la resistencia es alto, lo que da como resultado una relación R/X alta.

Las condiciones de bajo valor de Z también pueden presentarse debido a inestabilidades de tensión o transitorios asociados a oscilaciones electromecánicas de rotores de máquinas síncronas luego de una perturbación mayor como las fallas. Esto también puede introducir disparos molestos. Tal disparo se conoce como disparo en Oscilaciones de poder.

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