Protección de falla a tierra restringida del transformador

La protección de falla a tierra restringida (REF) es básicamente una protección diferencial. La única diferencia entre la protección diferencial y la protección REF es que la última protección es más sensible en comparación con el esquema de protección anterior. En publicaciones anteriores ya hemos discutido la Protección Diferencial del Transformador y varias características de la Protección Diferencial. En este post nos centraremos en la protección de falta a tierra restringida.

Lea también,

Protección diferencial del transformador

Protección Diferencial Porcentual – Pendiente en Protección Diferencial

Restricción armónica en protección diferencial

Para entender la protección REF, tomamos un transformador de configuración DYn, es decir, el lado HV del transformador está conectado en triángulo mientras que el lado LV está conectado al arranque y el neutro está sólidamente conectado a tierra.

Como se muestra en la figura anterior, hay un total de cuatro transformadores de corriente (CT), tres CT conectados en cada fase, es decir, R, Y y B, y un CT conectado en neutral. El secundario de estos cuatro TC está conectado en paralelo. El secundario del TC conectado en paralelo se conecta luego a la bobina del relé REF. Básicamente, el elemento de relé de protección REF es un elemento de sobrecorriente.

En condiciones equilibradas, es decir, en funcionamiento normal, la suma de las corrientes a través del secundario de los TC será cero y la corriente en el TC neutro también será cero. Pero tan pronto como se produzca una falla en el devanado secundario del transformador, la corriente en las fases R, Y y B ya no estará equilibrada. También bajo falla a tierra, una corriente fluirá a través del CT neutro. Debido a este desequilibrio, la suma de la corriente no será cero, pero tendrá un valor finito y, por lo tanto, el relé se activará. Cabe señalar que para una falla fuera del Transformador, es decir, para una falla pasante, la Protección de falla a tierra restringida no funcionará, ya que en este caso de falla pasante, la suma vectorial de las corrientes en el secundario del TC será cero. Esta es la razón; este tipo de esquema de protección es para zona restringida y, por lo tanto, se denomina Protección de falla a tierra restringida.

Ahora bien, es normal preguntar que la Protección Diferencial es también una protección de zona y debe operar ante cualquier falla interna en el Transformador, entonces, ¿por qué necesitamos una Protección de Falla a Tierra Restringida adicional?

Esta es realmente una pregunta muy inteligente. Mira, lo que sucede es que la configuración de la protección diferencial normalmente se mantiene en 20%. Por lo tanto, el relé diferencial se activará si la corriente diferencial supera los 0,2 A. Ahora, consideremos un caso en el que se produce una falla a tierra cerca del punto neutro, como se muestra en la figura a continuación.

Dado que la ubicación de la falla está muy cerca del punto neutro, el voltaje que genera la corriente de falla será muy inferior y, por lo tanto, el reflejo de una corriente tan baja en el lado primario del transformador también será bajo. Por lo tanto, en tal caso, es posible que la protección diferencial del transformador no funcione, ya que su configuración es bastante alta, del 20 %. Por lo tanto, para la protección del Transformador de tal falla, necesitamos un esquema de protección más sensible que se implemente mediante el uso de Protección de falla a tierra restringida. La sensibilidad de la protección REF es superior en comparación con la Protección Diferencial. Normalmente, el ajuste de la protección REF se mantiene tan bajo como el 5 %. Básicamente, la sensibilidad de la protección REF aumenta a medida que usamos CT en el neutro del transformador y cada vez que se produce una falla a tierra, es muy seguro que la corriente completará su camino a través del neutro y, por lo tanto, aumentará la sensibilidad de la protección REF.