Rel√© df/dt ‚Äď Rel√© de tasa de cambio de frecuencia (ROCOF)

<p style=”text-align: justify;”>El rel√© de tasa de cambio de frecuencia (ROCOF o df/dt) se utiliza para la desconexi√≥n de carga r√°pida, para acelerar el tiempo de operaci√≥n en situaciones de sobrefrecuencia y subfrecuencia y para detectar la p√©rdida de la red. Para una mejor comprensi√≥n de la funci√≥n y el funcionamiento del rel√© df/dt, primero estudiemos la variaci√≥n de frecuencia con carga para una red. La relaci√≥n gr√°fica entre la potencia y la frecuencia de una red se muestra en la figura a continuaci√≥n.

Podemos tener dos cosas a tener en cuenta en el gr√°fico anterior:

a) Si la potencia disponible en la red aumenta, es decir, la generación es mayor que la carga, la frecuencia aumentará.

b) Si la generación es inferior a la carga, es decir, la potencia es deficiente en la red, la frecuencia disminuirá.

Las grandes redes el√©ctricas (aqu√≠, una gran red el√©ctrica significa tener una gran capacidad instalada en MW) se caracterizan por una constante de rigidez muy alta, lo que significa que se requiere una gran perturbaci√≥n (desajuste de generaci√≥n de carga) para que la frecuencia de la red cambie en 1 Hz. Por lo tanto, podemos decir que, para la misma magnitud de perturbaci√≥n, la tasa de cambio de frecuencia (df/dt) ser√° mucho menor para una red el√©ctrica muy grande en comparaci√≥n con una red de tama√Īo mediano. Por lo tanto, las redes de gran tama√Īo son inherentemente resistentes a las r√°pidas fluctuaciones de frecuencia.

Si sucede que, debido al aumento de la carga, la frecuencia cae por debajo de un cierto umbral, los generadores conectados a la red se dispararán, lo que dará como resultado una mayor caída de la frecuencia y dicha caída acumulada de la frecuencia provocará una falla total de la red. Por lo tanto, existe la necesidad de un relé de tasa de cambio de frecuencia o df/dt que pueda detectar antes la caída de frecuencia e iniciar la desconexión de carga para reanudar la frecuencia normal de la red.

Los rel√©s ROCOF o df/dt son particularmente efectivos para detener el colapso de frecuencia de una red en caso de p√©rdida repentina de una generaci√≥n importante. Esto se debe a que, al medir la tasa de ca√≠da de frecuencia, la acci√≥n correctiva se puede iniciar mucho antes del momento en que la frecuencia de la interconexi√≥n s√≠ncrona habr√≠a descendido hasta un punto en el que los rel√©s de baja frecuencia del generador o los auxiliares de la unidad se disparar√≠an/operar√≠an, lo que provocar√≠a un apagado completo del sistema. El df/dt se usa para deslastre de carga en situaciones donde la p√©rdida repentina de capacidad de generaci√≥n en un sistema estar√° acompa√Īada por una disminuci√≥n en la frecuencia del sistema. En tal situaci√≥n de desajuste de generaci√≥n de carga, la frecuencia del sistema tiende a caer. El rel√© df/dt puede controlar los interruptores autom√°ticos y permitir desconectar los alimentadores de la red, uno por uno. La siguiente figura muestra un rel√© df/dt t√≠pico.

Imagen tomada de L&T Products & Services

Principio de funcionamiento y ajuste del relé df/dt:

El funcionamiento del relé de tasa de cambio de frecuencia (ROCOF) se basa en la medición de dos frecuencias sucesivas y la diferencia de tiempo entre las mediciones de frecuencia. La configuración del relé df/dt está en Frecuencia/Tiempo, por ejemplo, 0,3 Hz/segundo o 0,4 Hz/0,5 segundos. El ajuste de relé mínimo df/dt disponible es 0,1 Hz/seg. Sin embargo, algunos relés df/dt tienen un ajuste mínimo de solo 0,2 Hz/seg.

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