Protecci贸n de falta a tierra direccional

Generalmente, las fallas a tierra son fallas de l铆nea 煤nica a tierra (SLG) y l铆nea a l铆nea a tierra (LLG). Las fallas a tierra se caracterizan por la presencia de Corriente de Secuencia Cero I0. Dado que, a excepci贸n del desequilibrio, la operaci贸n normal del sistema no tiene corriente de secuencia cero I0, es posible un arranque mucho m谩s sensible para falla a tierra usando el componente de corriente de secuencia cero I0 = (Ia + Ib + Ic) / 3 y declarando una falla si I0 supera un umbral.

Sabemos que I0 = (Ia + Ib + Ic) / 3

Sin embargo, en un sistema con m煤ltiples fuentes o caminos paralelos, requerimos que los rel茅s de falla a tierra sean direccionales como se discuti贸 en la publicaci贸n anterior C贸mo incorporar la caracter铆stica direccional en un rel茅.

Como discutimos en una publicaci贸n anterior C贸mo incorporar una funci贸n direccional en un rel茅, para hacer un rel茅 direccional necesitamos un fasor de referencia. El fasor de referencia se llama como Cantidad de polarizaci贸n. Para el rel茅 de falla a tierra, se puede usar tanto la polarizaci贸n de voltaje como la de corriente.

Consideraremos cada voltaje y polarizaci贸n de corriente por separado para la protecci贸n de falla a tierra.

Polarizaci贸n de voltaje:

Deje que el sistema se descargue inicialmente y ocurra una falla a tierra en la fase A.

Por lo tanto Ib = Ic = 0 y Ia = 3I0.

Para una falla de l铆nea 煤nica a tierra, hay una ca铆da en el voltaje de la fase A, mientras que los voltajes de las fases B y C permanecen sin cambios. El diagrama fasorial para voltaje y corriente para falla SLG se puede dibujar como se muestra a continuaci贸n.

Fasor de voltaje y corriente bajo falla de l铆nea 煤nica a tierra:

En el diagrama de fasores, solo 3I0 se muestra como Ib = Ic = 0 e Ia = 3I0 para una falla de l铆nea 煤nica a tierra.

Ahora encontraremos el voltaje de secuencia cero debajo de la falla.

Como V0 = (Vag+Vbg+Vcg)/3, se debe tomar la suma fasorial de Va,Vb y Vc.

3V0 = Vag+Vbg+Vcg, suma fasorial

A partir del diagrama fasorial, est谩 claro que el voltaje de secuencia cero 3V0 est谩 en oposici贸n de fase con Vag (voltaje de fase de A). Por lo tanto, es apropiado tomar -3V0 como fasor de referencia.

En un sistema de potencia normal, V0 no est谩 presente sino que est谩 disponible solo durante la falla. Deje que el par m谩ximo se dibuje con un retraso de 60 grados con respecto al fasor -3V0 como se muestra en la figura a continuaci贸n.

Como sabemos que la l铆nea de par cero es perpendicular a la l铆nea de par m谩ximo, dibujamos la l铆nea de par cero como se muestra en la figura anterior.

Entonces est谩 claro que la l铆nea de par cero que separa el avi贸n en la zona Operar y No operar lleva -3V0 por 30 grados. Por lo tanto, para una falla en la regi贸n correcta, 3I0 se retrasa -3V0, por lo tanto, cae en la regi贸n de operaci贸n. Si la falla est谩 detr谩s del rel茅, 3I0 se adelantar谩 a -3V0 en aproximadamente 45 a 60 grados y, por lo tanto, estar谩 en la regi贸n de no operaci贸n. Por lo tanto, la unidad direccional de falla a tierra no se activar谩.

Polarizaci贸n actual:

Para proporcionar la funci贸n de direcci贸n en el rel茅 de falla a tierra, tambi茅n podemos usar la corriente como fasor de referencia, lo que se denomina polarizaci贸n de corriente. Es una alternativa para la polarizaci贸n de voltaje. No requiere un Transformador de Potencial (PT) adicional.

Para un sistema equilibrado,

Ia+Ib+Ic = 0, aqu铆 se toma la suma fasorial.

Por lo tanto, I0 = (Ia+Ib+Ic)/3 = 0 lo que significa ausencia de corriente de secuencia cero en un sistema balanceado.

Durante una falla a tierra, digamos en la fase A, 3I0 fluye de tierra a neutro de una conexi贸n en estrella del transformador. Si por simplicidad suponemos que Ib = Ic = 0, entonces 3I0 e Ia est谩n en fase. Esto indica que la unidad direccional para el rel茅 de tierra debe arrancar ya que Ia est谩 en fase con 3I0. As铆 colocamos la l铆nea de par m谩ximo en cero grados con respecto al fasor I0. Las zonas Operar y No operar correspondientes est谩n marcadas en la figura a continuaci贸n.

Si la falla est谩 detr谩s del rel茅, entonces Ia caer谩 en la regi贸n No operar y, por lo tanto, el rel茅 no se activar谩 como corriente de secuencia cero a trav茅s del neutro de la conexi贸n Wye y el rel茅 estar谩 en oposici贸n de fase.

隆Gracias! Ser谩 genial contar con tu sugerencia.

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