La falla a tierra es la falla no intencionada entre el conductor vivo y la tierra. También ocurre debido a la ruptura del aislamiento. Cuando ocurre la falla, las corrientes de cortocircuito fluyen a través del sistema y esta corriente se devuelve a través de la tierra o cualquier equipo eléctrico. Esta corriente de falla dañó los equipos del sistema de potencia y también interrumpió la continuidad del suministro.
La falla a tierra se puede dispersar utilizando el esquema de protección de falla a tierra restringida. El esquema de protección de falla a tierra consiste en el relé de falla a tierra, que da la orden de disparo al interruptor automático y, por lo tanto, restringe la corriente de falla.
El relé de falla a tierra se coloca en la parte residual de los transformadores de corriente que se muestran en la figura a continuación. Este relé protege el devanado delta o estrella desenterrado del transformador de potencia contra la corriente de falla. La conexión del relé de falla a tierra con el devanado en estrella o triángulo del transformador se muestra en la siguiente figura.
Los transformadores de corriente se colocan a ambos lados de la zona de protección. El terminal secundario del transformador de corriente se conecta en paralelo con el relé. La salida del transformador de corriente es igual a los flujos de corriente de secuencia cero en la línea. La corriente de secuencia cero está ausente para la falla externa y para la falla interna se convierte en el doble del valor de la corriente de falla.
Trabajar con el sistema de protección contra fallas a tierra
El lado conectado en estrella está protegido por una protección de falla a tierra restringida que se muestra en la siguiente figura.
Sea F1 la falla externa que ocurre en la red. Esta falla induce la corriente I1 e I2 que fluye en el secundario de los TC. La corriente resultante de I1 e I2 se vuelve cero. Cuando la falla ocurre dentro de la zona de protección, digamos F2, entonces solo existe la corriente I2 y se desprecia I1. La corriente I2 pasa por el relé de falla a tierra. El relé de falla a tierra opera solo para la falla interna de la zona de protección.
El relé de falla a tierra debe ser muy sensible para detectar la falla. El relé está diseñado para detectar la corriente de falla que es un 15 % mayor que la corriente nominal del devanado. Dichos ajustes protegen una parte restringida del devanado. De ahí el nombre de protección de falta a tierra restringida.
La corriente estabilizadora está conectada en serie con el relé para evitar la corriente de irrupción magnetizante.
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