Protección diferencial de transformadores
La protección diferencial de transformadores es un esquema de protección esencial para garantizar la seguridad y confiabilidad de los sistemas eléctricos. Aunque el principio básico detrás de la protección diferencial es simple, existen varios desafíos que los ingenieros eléctricos deben tener en cuenta al diseñar y aplicar este tipo de protección.
Algunos de estos desafíos y las soluciones adoptadas por los fabricantes de relés.
Tabla de contenidos
Desajuste de corriente debido a los transformadores de corriente (TC)
El desajuste de corriente causado por las diferencias en los TC puede provocar una operación incorrecta del relé diferencial. Para abordar este problema, los relés electromecánicos requieren la selección adecuada de las relaciones de TC y los ajustes de las tomas. Por otro lado, los relés de microprocesador utilizan cálculos internos para eliminar estos errores y ajustar automáticamente los valores de toma según las relaciones de TC y las condiciones del sistema.
Desplazamiento de fase debido a la configuración del devanado
Los transformadores pueden tener diferentes configuraciones de devanado, como Delta-Y o Y-Delta, que pueden causar un desplazamiento de fase en las corrientes secundarias. Para compensar este desplazamiento de fase, algunos relés de microprocesador utilizan algoritmos de compensación de fase que tienen en cuenta la configuración del devanado y garantizan una operación adecuada del relé diferencial.
Corriente de secuencia cero
La corriente de secuencia cero puede causar desequilibrios en la corriente diferencial y afectar el rendimiento del esquema de protección. Los relés de protección diferencial modernos a menudo cuentan con algoritmos para eliminar o minimizar el efecto de la corriente de secuencia cero en la operación del relé.
Errores debido a cambios en los taps del transformador
Los cambios en los taps del transformador pueden causar desequilibrios en las corrientes y afectar el rendimiento del relé diferencial. Los relés de microprocesador modernos pueden ajustar automáticamente la sensibilidad y los ajustes de la protección diferencial en función de la posición del cambiador de taps, lo que garantiza una protección adecuada en todas las condiciones.
Efectos de la saturación de los transformadores de corriente (TC)
La saturación de los TC puede provocar una distorsión en las señales de corriente secundaria y, en consecuencia, afectar la precisión de la protección diferencial. La tecnología de relés de microprocesador moderna incluye algoritmos avanzados para mitigar los efectos de la saturación de TC y garantizar una operación adecuada del relé diferencial incluso en condiciones adversas.
Armónicos y corrientes de inrush
Durante la energización del transformador, las corrientes de inrush pueden causar la activación no deseada de la protección diferencial. Los relés de microprocesador actuales cuentan con funciones de restricción de armónicos que detectan y discriminan las corrientes de inrush y evitan la operación incorrecta del relé en estas condiciones. Cuando se detecta una corriente de inrush, el relé diferencial bloquea la operación para evitar un disparo no deseado. Una vez que la corriente de inrush ha desaparecido, el relé diferencial vuelve a funcionar normalmente y proporciona protección contra fallas internas en el transformador.
la corriente de inrush es una corriente de magnetización alta que el transformador extrae de la fuente durante su energización. Puede ocurrir en tres condiciones diferentes: al energizar un transformador después de una desenergización completa, al energizar un transformador paralelo o al energizar un transformador después de un cortocircuito.
Mantenimiento y supervisión
El monitoreo y mantenimiento adecuado de los transformadores y sus sistemas de protección es fundamental para garantizar un funcionamiento seguro y confiable. Los relés modernos de microprocesador ofrecen funciones de autodiagnóstico y monitoreo de condiciones que facilitan la identificación de problemas y la programación del mantenimiento preventivo.
Comunicaciones y coordinación con otros dispositivos de protección
La comunicación entre los dispositivos de protección es crucial para garantizar una respuesta rápida y adecuada a las fallas en el sistema eléctrico. Los relés de protección diferencial de última generación están equipados con interfaces de comunicación avanzadas, como IEC 61850, que permiten una integración eficiente y una coordinación en tiempo real con otros dispositivos de protección en el sistema.
La validación y las pruebas del esquema de protección
Para garantizar su correcto funcionamiento. Las pruebas de comisionamiento y aceptación ayudan a detectar problemas y garantizar la compatibilidad con los requisitos de fabricantes y clientes. Como ejemplo la empresa Megger ofrece equipos como SVERKER 900, SMRT46 y SMRT1 para realizar pruebas en relés, incluidos los relés diferenciales, lo que facilita la verificación y validación de los esquemas de protección.
El diseño de un esquema de protección diferencial para transformadores requiere atención y conocimiento de las condiciones anormales del sistema. Los ingenieros de relés deben comprender cómo funcionan los transformadores y cómo se comportan los equipos de protección. Además, la validación y las pruebas del esquema son cruciales para garantizar su eficacia.
