Filtrado Secuencial Cero en Protección Diferencial

El filtrado de secuencia cero es un concepto utilizado para eliminar el componente de corriente de secuencia cero de la corriente secundaria del transformador de corriente utilizado en Protección diferencial de Transformador. Este concepto es útil en transformadores que tienen devanado en estrella conectado a tierra.

Índice de contenidos

¿Cuál es la necesidad del filtrado de secuencia cero?
¿Cómo se logra el filtrado de secuencia cero?

¿Cuál es la necesidad del filtrado de secuencia cero?

Tengamos una discusión detallada sobre este tema. Para una mejor comprensión, consideremos un transformador Delta Star con una relación de voltaje de 1: 1 como se muestra en la figura a continuación. Se ha considerado una relación de tensión de 1:1 en aras de la simplicidad.

Supongamos que un falla de una sola línea a tierra tienen lugar en la fase PN del Transformador. Esta falla a tierra obviamente dará como resultado un flujo de corriente de falla a través de la fase R que se compone de Secuencia cero I0, corriente de secuencia positiva I1 y corriente de secuencia negativa I2. Aunque la corriente de secuencia cero I0 fluirá desde el lado Y conectado a tierra del transformador, este componente de corriente no fluirá en el lado delta como devanado delta sino que circulará en el devanado delta. Por lo tanto, en la corriente de línea del lado delta del transformador, no habrá ninguna corriente de secuencia cero. Esto creará un desequilibrio en la corriente diferencial y puede provocar la activación del relé diferencial incluso en condiciones de falla directa. Tenga en cuenta que la protección diferencial es una protección de la unidad y solo operará si la falla está dentro de la zona de protección especificada. Pero debido a la introducción de corriente de secuencia cero en condiciones de falla, el relé diferencial puede funcionar incluso en condiciones de falla directa, lo que definitivamente no es deseable.

Entendamos la expiación anterior con algunos datos numéricos. Deje que la corriente de falla sea de 100 A. Esta corriente de falla fluirá a través de tierra y el devanado PN para el lado de estrella del transformador.

Como sabemos que durante falla de una sola línea a tierra, la corriente de falla tiene igual componente de corriente positiva, negativa y de secuencia cero. Por lo tanto, la corriente de falla tendrá una corriente de secuencia cero I0 = 1/3 (100+0+0) = 100/3 = x (digamos)

Dado que 100 A de corriente fluyen en el devanado PN del lado de la estrella, por lo tanto, la corriente en el lado delta correspondiente del devanado AB también será de 100 A, ya que se supone que la relación de voltaje es la unidad. Esta corriente en el lado delta ya tiene un componente de corriente de secuencia cero de x A. Esta corriente de magnitud x A circulará alrededor del bucle delta.

Por lo tanto, corriente de línea en AS = (100-x) A.

Pero la corriente en el lado estrella de la fase PN = 100 A

Por lo tanto, el relé detectará una corriente diferencial de x A y hará que el relé funcione aunque la falla no esté en la zona protegida. Por lo tanto, en la protección diferencial del transformador estrella delta o estrella delta, se requiere filtrado de secuencia cero en el lado de la estrella para hacer que el relé diferencial sea estable en condiciones de falla directa. En Star Star transformer podemos o no necesitar este filtrado pero se recomienda habilitarlo.

¿Cómo se logra el filtrado de secuencia cero?

En un diseño anterior, el filtrado de secuencia cero se lograba mediante la selección adecuada de la conexión de los TC de línea. Vamos a discutir este aspecto en detalle. Para una mejor comprensión, considere un transformador DELTA STAR como se muestra en la figura a continuación.

Los CT en el lado delta del transformador están conectados en ESTRELLA mientras que en el lado ESTRELLA, está conectado en delta. ¿Por qué?

Es bastante fácil. Como la corriente de secuencia cero no puede fluir en el lado Delta, por lo tanto, la corriente de línea IA – IB no tendrá ningún componente de corriente de secuencia cero y, por lo tanto, las corrientes secundarias de los CT de línea I1, I2 e I3 tampoco tendrán ningún componente de corriente de secuencia cero.

A continuación, puede preguntar por qué no conectamos estos CT en delta. En realidad, en la protección diferencial del Transformador, necesitamos corregir la fase, ya que hay un cambio de fase de 30 ° en las corrientes de Delta a Estrella, por lo tanto, para igualar la fase, conectamos los TC en forma de ESTRELLA.

De manera similar, en el lado de estrella del transformador, los TC están conectados en DELTA para tener corrección de fase. Esto también tiene una ventaja más. En el caso de una falla de una sola línea a tierra en el lado STAR, la corriente de falla en la línea contendrá un componente de corriente de secuencia cero, pero debido a la conexión DELTA de los TC, esta corriente de secuencia cero circulará alrededor del bucle DELTA. Esto dará como resultado que no haya un componente de corriente de secuencia cero en I’1, I’2 e I’3.

Así es como corriente de secuencia cero se elimina en la protección diferencial del Transformador.

En los Relés Numéricos modernos, esta eliminación de la corriente de secuencia cero no necesita dicha conexión del secundario del TC de línea. Conectamos los TC del lado Delta y Estrella en estrella y alimentamos al relé. Lo que hace el relé numérico es que calcula la corriente de secuencia cero como

I0 = (Ia + Ib + Ic)/3

y resta esta corriente I0 de la corriente de fase corregida de la entrada del TC. Si la entrada del TC al relé es Ia, entonces la entrada del cálculo diferencial del relé será (Ia – I0). La corriente de falla en el ejemplo fue 100 A. La corriente de secuencia cero fue x A. Por lo tanto, si el filtrado está habilitado, la entrada de relé para el cálculo diferencial será (100 – x) A en el lado estrella del transformador y en el lado delta es (100 – x) A. Esto significa que no hay corriente diferencial y, por lo tanto, el relé es estable en caso de falla.

Pero tenga en cuenta que para que el relé filtre la corriente de secuencia cero, debemos habilitar esta función provista en el relé numérico.

Espero que hayas entendido lo que quise decir a lo largo de la publicación. Pero si tiene algo que preguntar, por favor escriba en un comentario. ¡Gracias!