Relé de protección de bus

R-3

La función principal de un relé de protección de bus es detectar rápidamente corrientes de falla que ocurren dentro del sistema de bus. Estos incluyen cortocircuitos, fallas a tierra, sobrecorrientes y otras condiciones eléctricas anormales. Cuando el relé detecta una falla, activa rápidamente dispositivos de protección, como disyuntores, para aislar la sección defectuosa del resto del sistema. Esta respuesta inmediata ayuda a evitar que la falla se propague y cause más daños, garantizando la seguridad y confiabilidad de toda la red de distribución de energía.

La actual ley de protección de autobuses de Kirchhoff

Los relés de protección de bus se basan esencialmente en la ley actual de Kirchhoff, que establece que la ayuda de corriente suministrada a cualquier nodo debe ser igual a la ayuda de corrientes que fluyen a través de él.
Relé de proteção de barramento
La figura anterior muestra la dirección actual de dos dispositivos conectados a un bus similar en estado normal (sin fallas). En esta ilustración, uno de los dispositivos actúa como alimentación del bus y el otro actúa como carga. Tienen la misma intensidad de corriente y dirección opuesta. En este caso, la diferencia de corriente a través del relé diferencial es cero (es decir, cero) y el relé es estable y no funciona.

Principio y funcionalidad Relé diferencial

El principio de protección diferencial se basa en el concepto de que la suma de las corrientes que entran en una zona protegida debe ser igual a la suma de las corrientes que salen de esta zona. Este principio se deriva de la ley de corrientes de Kirchhoff, que establece que la suma algebraica de las corrientes en un nodo de un circuito es cero.

Fallos externos en el relé de protección del bus.

Cómo funcionan los relés de protección del bus durante fallas externas: Los relés de protección del bus utilizan varias técnicas para detectar y responder eficazmente a fallas externas. Su principio fundamental es la medición de señales de corriente y tensión dentro de la zona protegida. Cuando ocurre una falla externa, las corrientes y voltajes dentro del bus se ven afectados, proporcionando señales que pueden activar las funciones de protección del relé.

Medición actual

Los relés de protección del bus monitorean continuamente las corrientes que entran y salen del bus. En caso de fallo externo se detecta un desequilibrio en estas corrientes. El relé compara la fuerza y ​​dirección de los vientos e inicia medidas de protección si el desequilibrio supera un umbral predefinido.

Medición de voltaje

Las mediciones de tensión también son cruciales para detectar fallas externas. Los relés de protección del bus monitorean los niveles de voltaje en los terminales del bus. Un cambio brusco o caída de voltaje indica la aparición de una cicatriz superficial. El relé analiza la magnitud y duración de la perturbación de voltaje para confirmar la falla y activar el esquema de protección apropiado.

Localización y aislamiento de fallos.

Una vez que se detecta una falla externa, los relés de protección del bus utilizan algoritmos de ubicación de fallas para determinar la ubicación de la falla en el sistema de energía. Esta información ayuda a aislar la sección defectuosa del resto de la red abriendo los disyuntores apropiados. Al aislar rápidamente el área con falla, el relé ayuda a minimizar el impacto de la falla y facilita la restauración de las partes no afectadas del sistema.

Relé de proteção de barramento
Este caso es comparable al del punto sano permeable. Aquí las dos corrientes pueden alcanzar valores muy altos, pero siguen teniendo la misma fuerza y ​​dirección opuesta. Por lo tanto, el relé no funciona debido a la corriente cero en la bobina del relé diferencial como se muestra arriba.

Error interno en el relé de protección del bus.

Los relés de protección de barras son componentes importantes de los sistemas de energía eléctrica que detectan y corrigen fallas internas de las barras. Este artículo examina la naturaleza de los defectos internos del bus y cómo los relés de protección los detectan y responden eficazmente.

Comprensión de las fallas internas: Las fallas internas del bus se refieren a defectos que ocurren dentro de la zona protegida del propio bus. Estos errores pueden ocurrir por diversas razones, como por ejemplo: debido a una falla del aislamiento, cortocircuitos entre conductores o fallas de dispositivos en el sistema de bus. Los defectos internos suponen un riesgo importante para el autobús y todo el sistema eléctrico. Su detección y aislamiento oportunos son cruciales para evitar daños y garantizar la estabilidad del sistema.

Relé de proteção de barramento
En el caso de error interno que se muestra en la figura, se esperan dos situaciones:
El sistema no radial, es decir, I2P, tiene un valor distinto de cero. En este caso, la corriente diferencial es suficiente (I1S+I2S), suficiente para operar el relé y conectar todos los dispositivos.
El sistema de rellamada, entonces I2P = 0
En este caso, la corriente diferencial I1S es suficiente y este valor también es suficiente para operar el relé y disparar todos los dispositivos conectados al bus.

Teoría de la automatización de estaciones.

Nota:- Todos los transformadores de corriente de los equipos deben tener una relación de tamaño de transformador constante. Si existen condiciones completamente diferentes, se deben utilizar transformadores de corriente adecuados para compensar estas diferencias. Estos ajustes se pueden realizar internamente en el relé (tapa) o externamente a través de transformadores de corriente similares.
Existen diferentes tipos de relés de protección diferencial de bus. También se consideran relés de baja impedancia y alta resistencia eléctrica. Hay algunas diferencias entre ellos. Sin embargo, esto no se tiene en cuenta en este estudio.

Componentes de automatización de estaciones

Los IED son dispositivos inteligentes que realizan diversas funciones en una subestación. Estos dispositivos incluyen relés de protección, dispositivos de medición y controladores lógicos programables (PLC). Los IED están equipados con sensores y funciones de comunicación para recopilar y transmitir datos al sistema de automatización de la subestación.

Redes de comunicación:

Las redes de comunicación son cruciales para la automatización de las subestaciones, ya que facilitan el intercambio de datos entre diferentes IED y el sistema de control central. Estas redes pueden estar basadas en protocolos como Ethernet, IEC 61850, DNP3 o Modbus. Permiten monitorear, controlar y coordinar en tiempo real los dispositivos dentro de la subestación.

Sistema de control centralizado

El sistema de control central sirve como cerebro de la automatización de la estación y es responsable de monitorear, analizar y controlar las operaciones de la estación. Recopila datos de IED, realiza procesamiento y análisis de datos e inicia acciones apropiadas basadas en lógica y algoritmos predefinidos. El sistema de control proporciona a los operadores una interfaz de usuario para ver e interactuar con los componentes y datos de la estación.

Conclusión

Además, los relés de protección del bus brindan información de diagnóstico valiosa que ayuda a identificar y corregir fallas. Al monitorear y analizar los parámetros eléctricos, los operadores pueden determinar rápidamente la ubicación y la naturaleza de las fallas, lo que permite trabajos de mantenimiento y reparación eficientes. Este enfoque proactivo no sólo mejora la confiabilidad del sistema, sino que también reduce los costos de mantenimiento y mejora el rendimiento general del sistema de autobuses.

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