-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
1/33
15
PROTECCIO{
DE
LINEAS
CO..T
ELEVADORES
PILOTO
La
proteccin
piloto
es
el
mejor
tipo para ra proteccin de lneas.Se la utiliza siempre que se
requiere
ia
proteccin
de
alta
velocidad
para
todo
tipo
de
cortocircuitos
y para
ia
locati
zacin
de
cualquier
falla.
Para
las
ineas
de
dos
terminiles,
y
para
lneas
de
terminares
mldples,
todos
los
interruptores
de
stas
se
disparan
prcticamente
en
forma
simrtltnea,
permitiendo
de
este
modo
el
recierre
automtico
de
alta
velocidad.
La
combinacin
del
disparo
y
el
recierre
de
alta
'elocidad
permite
que
el sistema
de transmisin
se
cargue
ro
ms
prxtmo
a
su
lmite
de
estabilidad,
logrndose
as
la
mxima
recu-
peracin
de
la inversin.
La continua tendencia
a
aumentar
el
poder
de
ruptura
de
los
internPtores
est
aumentando
tambin
la
magnitud
admisible
de
la
corriente
de cortocircuito.
Es
factible
que
el
fosible
dao
mes
que
la
estabilidad'
sea
Ia
que
determine
el
empleo
dL
la proteccin
de
alta
velocidad
en
algunos
casos.
La
proteccin
piloto
se
utiliza
en
algunas
lneas
de
terminales
mlples
donde
no
son
esenciales
el
difparo
y
el
recierre
de
alta
velocidad,
Pero
en
las
cuales
la
configur".i.,
del
circuito
hace
im-
poslbe
aun
para
la
proteccin
de staicia, proporcionar a velocidadmoderada que puede
requerirse.
Algunas
lneas
son
demasrado
cortas
para
cualquier
tipo
de
rer+
vadores
de
distancia-
paa
dichas
lneas,
,ro
,"
trata
slo
de
obtener
un relevador
de
distancia
con
un
mnimo
ajuste
hmico;
lo,
.*or",
hmicos
seran
tan
elevados
comparados
.t"
los
ohms
que
van
a
medirse
que
tal proteccin
resultara
imprctica.
.
Las
cargas
crticas
pueden
requerir
un
disparo
de
alta
velocidad
ms
all
de
la
capacidad
de los
relevadores
de
distancia.,
Por
estas
Torg:, en Ia prctica se utiliza la proteccin piloto parala
mayora
de
las
rneas
de transmisin
de
art
tensin
y
prra
mu_
chos
circuitos
de subtransmisin
y
distriu".i*.
p;;i;;"io,
es
nece_
sario
seleccionar
entre
hilo pilot,
piloto
por
corriente
portadora,
y
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
2/33
438
EL
ARTE Y LA
CIENCIA DE
LA PROTECCION
POR
RELEVADORES
piloto
por
onda
centimtrica.'?
Si
est
indicada
cualquiera
de
estas
dos
ltimas,
se
tiene
que
seleccionar
adems
entre comparacin
de
fase y comparacin
direccional,
o
una combinacin
de las
dos.
Agre-
gado a cualquiera de stas, puede ser necesaria alguna forma
de
disparo
remoto.
Las
consideraciones
acerca
de la aplicacin
de estos
diversos
equipos sern
discutidas
ahora.
PROIECCION
POR
HILO
PILOTO
El Cap.
5
explic
por
qu
el hilo
piloto
de c-d haba
cedo el
lugar
ampliamente
a
los
tipos
de c-a.
En este
captulo.
slo
consde-
raremos
la aplicacin
de
los
tipos
de
c-a.
La proteccin por hilo piloto se utiliza en circuitos de baja
ten-
sin,
y
ex
lneas
de
ffansmisin
de dta tensin,
cuando econmica-
mente
no
se
justifica
un
piloto
por
coriente
portadora.
Para la
pro-
teccin
de ciertos
circuitos
de cables
de
potencia,
puede
utilizs.
el
hilo
piloto
debido
a
que
la
atenuacin
del
circuito
del cable
es
muy
elevada
para
la corriente
portadora.
Para
lneas
cortas,
la pro-
teccin
por
hilo
piloto
de
c-a es
la forma ms
econmica de la
protec-
cin de alta velocidad. .
Por lo
general,
se utilizan
hilos
pilotos
de 5 a
10 millas,
pero
hay
algunos en servicio cuya longitud es de 27 millas.' Como se
mencion
en
el Cap. 5,
las limitaciones tcnicas
de la longitud
de un circuito
piloto,
son su
resistencia
y
su
capacitancia
en derivacin. Algunas
veces
se
utilizan reactores
de
compnsacin
cuando la capacitancia
en
derivacin es muy
elevada. Un
circuito
piloto
alquilado de
la
compaa
de
telfonos
puede
ser mucho ms
largo
que
la lnea de
transmisin
para
cuya
proteccin
va
a utilizarse, debido a
que
dichos
circuitos
telefnicos raa vez corren directamente
enffe las
termi-
nales de
la lnea.
Por
lo tanto, en
los
casos mite,
se
debern
obtener
la rsistencia y capacitancia reales antes de decidir utilizar eI
hilo
piloto.
En
el
Cap. 5 se
describen otros
requisitos
sobre
el
circuito
del
hilo
piloto.
En
general,
la
proteccin por
hilo
piloto
no se considera
tan se-
gura
como
la
proteccin por
corriente
portadora,
en
gran
parte
debido
a
que
muchos de los circuitos
por
hilo
piloto
que
se utilizan
no
son
muy
seguros.
El
circuito
piloto ofrece
demasiada exposicin
a
la
posibilidad
de
disturbio,
por
lo
que
deber
tenerse
gran
cuidado
al
optar
por
l
y
seleccionar la
proteccin.
Obtencin de
la sensibilidad adecuada
Aparte
de
asegurarse
de
que
el
equipo asociado
es adecuado
para
la aplicacin,
el
paso
principal
en
el
procedimiento
de la aplicacin
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
3/33
PROTECCION DE,
LINEAS
CON RELEVADORES
PILOTO
439
es detenninar si
los
ajustes
disponibles
del equipo
de
proteccin
son
tales
que
estn
aseguradas
a sensibilidad y
velocidad
necesarias.
Los
instructivos
de los fabricantes describen
cmo
hacer
esto,
cuando
se
conocen
as magnitudes
de la corriente
de
falla
mxima y
mnima
para fallas de fase y Lierra en cualquier extremo
de la
lnea.
Es
aconsejable
no ajustar
el
equipo
para
que
tenga
mucho
ms
sensibilidad
de la
que
se requiere, pues
al hacerlo,
pueden
cargarse
en forma
excesiva
los TC.
Con
carga
excesiva
la sensibilidad
total
puede
ser
deficiente,
como
se muestra
por
el
Prob.
2
del Cap.
T.
Si
las corrientes
de falla
de
fase son
bastante
elevadas
para
admitirse,
se
aconseja
ajustar
la
puesta
en macha
de
falla
de
fase
a
un mnimo
de
25Vo
ms
elevada que la
corriente
de carga mxima.
De este
modo,
eI
equipo
no
disparar
sus interruptores en formaindeseable
en corriente
de caga,
si los hilos piloto
estuvieran
en
circuito
abierto
o en cortocircuito.
Puede
presentarse
an
el
disparo
indeseable
en
una
falla
externa,
a
menos que
se
utilice
eI
equipo
supen'isorio
para
impedirlo.
La
proteccin
de
lineas
de tetuinales
mltiples
Cuando
hay fuentes
de
generacin
detrs de rhs
de dos termi-
nales,
o
si
bay bancc de
transformadores de
potencia
estrella-delta
con neutro Puesto a &ta en ms de dos terminales, antes de
la
apticacin
es
preciso
un estudio cuidadoso
de
las
corrientes de corto-
circuito
disponibles,
en
diversas
condiciones de
generacin,
para
determinar
si
puede
asegurarse
a
sensibilidad
necesaria.
Cuantas
ms fuentes teminales
haya, menos
sensibleser
la
proteccin.4
Cuando slo hay fuentes
de
generacin
detrs
de
dos
terminales
como
en
Ia
Fig.
1, el
problema
se
simplifica
mucho.
Una termnal
que
no
fiene
fuente
de
generacin
se
trata
como la conocida termi-
nal
de
"bloqueo".
Los relevadores
de
sobrecorriente
nstantneos,
ali-
mentados de los TC en el lado de alta tensin de cada terminal
de
blogueo, estn
conectados,
ya
sea
para
poner
en circuito
abierto
o
en
cortocicuito
los hilos
piloto,
dependiendo
del tipo
de
la proteccin
oo
enerador
D
t.J..-t
Generado
Frc. 1. Explicacin
de la
aplicacin
de una
terminal de bloqueo
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
4/33
4,O EL
ARTE
Y LA
CIENCIA
DE LA PROTECCION
POR
RELEVADORES
ds
islaisfs
por
hilo
piloto
utilizada,
pa.ra
bloquear
el
disparo
en las
terminales
principales,
en
una
falla de baja
tensin
en la
terminal
de bloqueo.
El
tiempo
de
funcionamiento
de
los
relevadores de
disparo en
las
terminales principales, debe coordinarse con el de los
relevadores
de la
terminal
de
bloqueo.
Los contactos
de
los
relevadores
de
sobre-
corriente funcionan
en
el
secundario de
un
transformador de aisla-
miento,
como en la Fig.
2. Es necesario alimentar
los relevadoresde
tlilos
piloto
\tr"' 'rrormadoes
\*"revadores
de
Tipo
de
tensin
de
oposicin
sobrecorriente
*T""i:ft"""
Frc.
2. Tcnica
de
la terminal de bloqueo
blo.ueo a
pa^ftir
de
los
TC de
alta tensin, de
tal manera
que
el
dis-
paro
en
las
terminales de
la fuente
tambin
sea bloqueado
para
Ia
corriente
magnetizante
transitoria de conexin.
Los relevadores de
bloqueo no debern ser
lo bastante
sensibles como
para
funcionar
durante
la corriente de realimentacin
para
fallas en la alta
tensin
por los motores del lado de baja tensin de la terminal de
bloqueo,
o se retardar
el disparo en
las
terminales
principales.
El
equipo
de Ia
terminal
de
bloqueo
no disparar
el
interruptor
local
en las
fallas en
Ia
lnea
de alta
tensin;
dicho
disparo
puede
ser
necesario
si
se
utiliza
el
recierre
automtico
en
las terminales
de la
fuente de
la
lnea
y
si hay
motores
en
la terminal
de
bloqueo
que puedan
daarse
por
dicho recierre.
Si se
utiliza
el
recierre
de
alta
velocidad en
las terminales
de
la fuente, debe
dispararse
el
intemrp-
tor en la terminal de bloqueo, cuando sea necesario, por el
disparo
remoto desde
ambas
terminales de
la
fuente.
Si
el
recierre
autom-
tico
es
muy lento,
podra
dispararse
el
interruptor
por
los releva-
dores
locales
de baja
tensin
o de baja
frecuencia.
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
5/33
PROTECCION
DE
LINEAS
CON
RELEVADORE,S
PILOTO
MI
Si un banco
de
transformadores
de
potencia
de la terminal
de
bloqueo
es
suficientemente
grande
como
para
justificar
el empleo
de la
proteccin
ferencial, se
utilizara el
disparo
remoto
de los
intermptores
de las
terminales
de
la fuente
para
las
fallas
en el
transformador, si no hubiera intermptores de alta tensin en la
ter-
minal
de bloqueo, como
por
lo
general
sucede.'
De
otro
modo,
slo
se
protegera
el
banco mediante
fusibles
en el lado
de alta tensin.
Para que
pueda
realizarse
la
tcnica de
la terminal
de bloqueo,
la corriente
de carga total
de
todas
las
terminales
de
bloqueo
en la
lnea,
debe
ser menor
que
la corr iente requerida
para
hacer funcionar
los relevadores
de hilo
piloto,
en
una
terminal
fuente
de la lnea,
con
el
interruptor
abierto
en
la
ofra
terminal
fuente.
Si los bancos de los transformadores de potencia son
bastante
pequeos
en
las terminales
de carga
detrs de
las cuales no
hay
generacin.
os
relevadores
piloto
en
las
terminales
fuente
se
podran
ajustar
de
modo que
no funcionaran
en
las
fallas
de baja tensin
en las
terminales
de carga.
Esto tambin impedira
posiblemente
el
funcionamiento
durante la
corriente magnetizante
transitoria
de
conexin.
en
parcular
si
la
ptresta
en
trabajo
de la falla
a tierra
tuese
bastante elevada.'
Esto eliminara
la
necesidad
de
la terminal
de
bloqueo
en cualquier
equipo.
Algunas yeoes puede protegere bien una lnea de terminales
mples
contra
fallas
e
tierra,
con
la
proteccin
por
hilo
piloto,
aunque
la
proteccin
adecuada
para
la
falla
de
fase
es imposible.
Esto
se
debe
a
que
las
derivacionesde Ia lnea,
se hacen
por
lo
gene-
ral
a
travs
de bancos de transformadores
de
potencia
delta-estrella,
v
stos
estn
en
circuito
abierto
hasta
donde
nos
conciernen
las co-
rrientes
de
secuencia
cero en el lado
de alta tensin.
Por lo tanto,
si
los
relevadores
de
hilo
piloto
estn arreglados
slo
para
recibir
la
corriente
del
TC del neutro, dicha
lnea
de terminales
mltiples
puede
Eatars como una lnea de dos terminales. A menudo se puede
pro-
pcciooar
bueoa
proteccion
contra las fallas
de fase
en una
lnea
semejante,
mediante relevadores
de distancia,
debido
a
que
la
im-
pedancia
del
transformador
en
cada
derivacin
es
tan elevada que
stos pueden
ajustarse,
generalmente,
para proteger
el 8o%
a
g0%
de
la
lnea
sin
alcanzar
a
travs
de cualquiera
de los transformadores.
Requisitos
de los transformadores
de
corriente
Los relevadores convencionales de hilo piloto de c-a tienen
ca^Tac-
tersticas
diferenciales
de
porcentaje
variable que
permiten
grandes
errores
de relacin
del
TC
a
magnitudes
elevadas
de
corriente
de
falla
externa.
Usualmente
slo
es necesario
asegurrrse
e
que los
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
6/33
442
EL ARTE Y
LA CIENCIA
DE LA
PROTECCION
POR
RELEVADORES
TC
son capaces
de suministrar
la
corriente
requerida
para
hacer
funcionar
los
relevadores
en
alta velocidad
cuando
ocurran
fallas
rinternas.
Este
asunto
abarca
las
cargas
de
los
relevadores para
la
sensibilidad
de
las
tomas utilizadas, la resistencia del hilo piloto,
y las
caractersticas
de los TC.
El equipo
puede
tener
tambin
un ajuste
para
compensar
la
relacin
nominal
del TC
en una terminal que
difiere del
de
la otra
terminal.
En
los
casos
mite,
este ajuste puede
aumentar
la tenden-
cia
al mal funcionamiento
en
las
fallas
externas
debido
a
las
dife-
rencias
transitorias
entre
errores del
TC;
por
lo tanto,
en
general,
se
prefieren
las
mismas
relaciones
nominales
de TC
en todas las
terminales.
Si una lnea finaliza en un banco de transformadoresde
potencia
sin
internrptor
de alta tensin,
deber
alimentarse
el
equipo de
pro-
teccin
de los TC
de
alta tensin
-por
Io
general
TC
del tipo de
boquilla
en
el banco
de transformadores-.
Si
se
utilizan
los
TC
de
baja tensin,
stos tendrn
que
conectarse
a fin
de compensar
el defasamiento
originado
por
el transformador
de
potencia,
y
posi-
blemente,
para
aislar las
componentes
de secuencia
cero.
La obje-
cin opuesta
a
los TC
de
baja
tensin
es
que
el
equipo
de
proteccin
funcionar
para
disparar
en
forma
indeseable
durante
la
corriente
magnetizante transitoria de conexin, ya sea cuando se conecte
el
banco
de
transformadores
o cuando ocurran
disturbios
en el
sistema.
Para evitar
dicho
funcionamiento
inadecuado se
requiere
equipo de
proteccin
adicional.
Tampoco respondean
algunos
tipos
de rele-
vadores
de
hilo
piloto
de c-a,
a
fallas
entre
un
particular
de
fases.
Proteccin
de
respaldo
La
proteccin
por
hilo
piloto
no
proporciona proteccin
de
res-
paldo.
Para este
objeto se
utilizan
relevadores
de sobrecorriente
y
de distancia separados.Cuando la proteccin por hilo piloto se
aplica
a
una
lnea
existente,
la costumbre es
utilizar
el equipo de
proteccin
que
existe
para
la
proteccin
de respaldo.
Los
relevadores
de distancia
pueden
utilizarse
en la
proteccin
de respaldo, aunque
la
lnea
sea muy corta
para
utilizarlos
como
proteccin
primaria.
En dicho
caso,
la
zona
de alta
velocidad
sera
inoperante.
Cuando
se utilizan
relevadores direccionales de
sobrecorriente
para
la
proteccin
de
respaldo,
las
exigencias
sobre la
fuente
de
tensin son las menos severas,y puede utilzarse tensin de baja
ten-
sin no compensada.
Se debe
observar
que
el
equipo de
tipo
con-
vencional
de
proteccin
por
hilo
piloto
de
c-a no utiliza
cualquer
tensin
de
c-a.
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
7/33
PROTECCION
DE LINEAS
CON
RELEVADORES
PILOTO
PROTECCION
PILOTO
POR,
CORR,IEI\IIE
PORTADORA
M3
La
proteccin
piloto
por
corriente portadora
es
la
mejor
clase
de proteccin y la ms comnmente utilizada en lneas de alta
tensin,
Un informe'
acus
que
esta
clase
de
proteccin
se
encuen-
tra
en servicio
en
ineas
cuya
tensin
es
de
33
kv.
se
puede
aplicar
de algn
modo
a cualquier
lnea
area.
Se
prefiere
la proteccin
piloto
por
corriente
portadora
a
la
de
hilo
piloto
debido
a
que
es
ms
segura y
tiene
un
carnpo
ms
amplio
de
aplicacin.
Consiste
enteramente
en
un equipo
terminal,
se
encuentra
en su
totalidad
bajo
control
del
usuario,
en
contraste
con
el hilo
piloto
arrendado.
Adems,
el
piloto
por
corriente
portadora
se
presta
ms
conveniente-
mente para asociar el uso de otros servicios tales como telefona
de
emergencia
y
disparo
remoto.
Supen'isin
automtica
del
canal
de
corriente
portadora
Cuando
se
utiliz
por
primera
vez
la
proteccin
piloto
por
co-
rriente portadora,
la seguridad
ofrecida por
los
bulbos
o
tubos
de
vaco
no
era tan
buena
como
ahora, y
algunos
uguarios
experimen-
taron pronto
la
necesidad
de
equipo automtico para
supervisar
el
canal piloto.
En la actualidad, para algunos usuarios es suficiente
la comprobacin
meiliante
las
pruebas
manuales
diarias
a
diversos
intervalos
regulares
debido
a
que
el
canal
de
la corriente portadora
ha
probado
ser
un elemento
digno
de confi anza
del
equipo
de
pro-
teccin.?
Atenuacin
de
la corriente
portadora
Debe
estudiarse
cada
aplicacin
proyectada
para
estar
seguro
de
que
las prdidas,
o mengua,
o en
el
canal
de
la corriente portadora
se mantendr denffo de lmites permitidos por el equipo.8
Las
publi-
caciones
de
los fabricantes
especifican
estos lmites y
describen
cmo
calcula
la
atenuacin
en cada
elemento
del
canal.e
La
proteccin
de
lneas
de terminales
mltiples
requiere
una
observacin
muy
cuidadosa
de
la atenuacin.
Depenendo
de
la
longitud
de
la lnea derivada
de
la
principal,
las
"reflexiones"
desde
una
derivacin
pueden
originar
una
atenuacin
excesiva
a
menos
que
la
frecuencia
de
la corriente
portadora
se
escoja en
forma
muy
cuidadosa. Si esta longitud es y4, s/E, A,7/s,s/+,etc., de la
longitud
de
onda,
puede
esperarse
atenuacin
excesiva.
Algunas
veces,
slo
una
prueba
con
corrientes portadoras
de frecuencias
diferentes pro-
porcionar
la
informacin
requerida.l'
En casos
extremos,
es
nece-
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
8/33
4M
EL
ARTE Y LA
CIENCIA
DE LA
PROTECCION
POR RELEVADORES
sario
instalar
trampas
de
onda
en las
derivaciones
para
eliminar
las
reflexiones.
Los
cables
de
potencia
originan
una atenuacin
muy elevada
de
la corriente portadora, en paticular donde se utilizan
transforma-
dores
de unin aislada.
Adems,
el conocido
"desequilibrio",
o dis-
continuidad
de la impedancia
caracterstica
del canal
donde
se
conecta
el cable
de
potencia
a la lnea
area,
origina
prdidas
eleva-
das." Por lo
general
es
posible
utilizar la
coniente
portadora,
slo
en longitudes
cortas
de cable,
y
entonces
nicamente
con frecuencias
cercanas
al extremo inferior
de
la
gama.
Debido
a lo
anterior, eI hilo
piloto,
o el
piloto
por
onda
centimtrica,
se
utilizan algunas
veces
all
donde
la
corriente
portadora
podra
de otro
moclo
preferirse.
Uso de la corriente
portadora para
detectar
la
acumulaein
del
hielo
En
eI
empleo
del
canal de corriente
portadora,
se
prev
la deter-
minacin
de
cundo la
acumulacin del
hielo
amerita la
fusin de
ste.
Este mtodo
ha
tenido diversas aceptacionesentre
las compa-
as de
servicio elctrico.lz
Se est de
acuerdo,de
que
por
lo
general,
el
mtodo
indica
la
acumulacin
del
hielo,
pero
se opina
que
en
forma ocasional indicar falsamente durante niebla, bruma o
llua.
Quienes
ulizan
este
mtodo
para la deteccin
del
hielo
piensan
que
el
costo extra
en
que
se
incurre
al
intentar
innecesariamente
a
fu-
sin
de hielo
en
ocasin de indicaciones
falsas,
es
pequeo
y
se
jus-
tifica por
la
seguridad
que
reporta.
El mtodo
de
la deteccin de Ia
acumulacin
del
hielo est
basado
en el
hecho
de
que
la
atenuacin de
una
lnea de transmisin
au--
menta conforme
el
hielo se acumula
sobre
la
lnea.
La Fig.
3 de-
muestra
el
efecto
de la
atenuacin
en
la magnitud de
la
salida
del
receptor de la corriente portadora. El funcionamiento normal
se
representa
por
el
punto
A.
El
factor
de seguridad
en
el equipo,
cuan-
do
se aplica
en
forma adecuada,
es
suficiente
para
que
en las
con-
diciones
atmosfricas
ms adversas,
que incluyen el hielo, la
atenua-
cin
no
exceda
en
forma excesiva
la
representada
por
el
punto
B.
Por
lo
tanto,
la
confiabilidad del
equipo
est asegurada
para
todas
las
condiciones. Ahora, cuando se
desea
detectar
la acumulacin
de
hielo,
el
operador
en
un
extremo de
la
lnea
origina
que
se
transmita
la
corriente
portadora, y
el
operador
en
otro
extremo
presiona
un
botn para introducir la atenuacin dentro del circuito transmisor
o
receptor
a
fin
de
avanzar la
posicin
de
funcionamiento
normal
desde
A
hacia
B. Entonces, disminuye en
forma
rpida la salida
del
receptor
para
cualquier atenuacin
adicional debida
al hielo.
Cuando
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
9/33
PROTECCION
DE
LINEAS
CON RELEVADORES
PILOTO
Frc.
3.
Efecto
de
la
atenuacin
en la intensidad
de
salida
del
receptor
las condiciones atmosfricas parezcan favorecer
la formacin
del
hielo,
una
prueba
semejante
a
intervalos
diferentes
detectar
el
aumento
en la
acumulacin
de
ste.
Dicha
informacin
debe
coor-
dinarse
con
la observacin
visual
y
la
experiencia,
antes
de que
las
lecturas
de la salida
del
receptor
tengan
un
significado
til.
Esta
caracterstica
detectora
de hielo
tambin
detecta
la
acumu-
lacin
de
polvo
o sal
en
los aisladores
de
la
lnea,
y
el deterioro
de
los
rubos
de
vaco,
c*
este
objao
se
le
utiliza
por
muchas
compaas
que
no
lo emplean
pera
detecta la acumulacin de hielo.
fipc
de
equipo
de
proteccin
[,os
tres
tipos
de
equipo
de
proteccin
piloto
por
corriente
por-
tadora
en
uso
regular,
son:
de comparacin
de fas,
de
comp"r"ir,
direccional,
y
de comparacin
de
fase y
reccional
combinads.
Cada
uno
de stos
se
tratar
en seguida.
COMPARACION
DE FASE
La
proteccin
por
comparacin
de fase
es
muy
parecida
a la
de
hilo
piloto
de c-a.
Es
el
tipo
de
equipo
convencional
ms
simple
de
proteccin
piloto
por
corriente portadora.
sin
embargo,
,,,
-ejo,
aplicacin
es en
lneas
de
dos
terminales;
las
aplicaciories
de lneas
de terminales
mltiples
requieren
un
examen
muy
cuidadoso,
y
la
sensibilidad
de
la
proteccin
es
completamente
inferior
a la de
dos
terminales'
Aun para
lneas
de dos
terminales,
la
sensibilidad
de
falla
de
fase
de la
comparacin
de fase no es tan buena como la de lacomparacin
direccional.
La
aplicacin
ideal
de la
comparacin
de
fase
es
en
una lnea
de
dos
terminales,
en
la que
se
est
seguro
que
no
derivar
ms
ade-
Iante,
y
donde
las
magnitudes
de
Ia
crriente
de falla
son
bastante
r
(')
k
o)
g
.Fl
tt)
Atenuacin
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
10/33
4&
EL ARTE
Y LA CIENCIA DE
LA PROTECCION POR RELEVADORES
elevadas
como
para
asegurar
el
disparo
de
alta
velocidad
en
todas
las conciones probables
de
funcionamiento del sistema.
El hecho
de
que
la
proteccin
por
comparacin de
fase no utilice
tensin de c-a (excepto para prueba) puede ser o no una
ventaja,
dependiendo
del tipo
de
proteccin
de respaldo
que
se utilice.
Si
se
utilizan
los
relevadores de
distancia
para
el respaldo,
se requiere
la
misma
calidad
de
fuente de
tensin
que
para Ia
proteccin
por
comparacin
direccional.
Slo
cuando
se utiliza
la
proteccin
de
sobrecorriente
(posiblemente
direccional)
Para
la
de
respaldo,
es
cuando la
proteccin
por
comparacin
de fase
goza
de
algpna
ven-
taja
al
no
utilizar
tensiones
de
c-a.
La
proteccin por
comparacin
de
fase no
est afectada
por
la
induccin mutua de circuitos de potencia vecinos.L,staes una
ven-
taja
sobre
Ia
comparacin reccional.
Este
tema
se
trata
con ms
detalle bajo
el
encabezado
"Comparacin
de
Fase
y
Direccional
Combinadas'.
El hecho de
que
cualquier
equipo
de
proteccin
de
respaldo
que
pueda
utilizarse
est
completamente
separado
del
equipo
de
compa-
racin de
fase,
es
una
ventaja
de
sta.
Para
su
mantenimiento,
un
equipo
puede sacarse de
serviio
sin molestar
ai
otro
en
forma
alguna.
En
la Ref. 13
se da
una
excelente
comparacin
de
las
proteccio-
nes por comparacin de fase y direccional.
Obtencin
de
Ia sensibilidad
adecuada
Aparte
de asegurarse
de
que la
atenuacin
de
la corriente
porta-
dora
no
es
muy elevada,
y de
que el equipo asociado
es
apropiado
para la
aplicacin,
el
paso
principal
es determinar
si los ajustes
s-
ponibles
del equipo
de
proteccin son
tales
que estn
aseguradas
la
sensibilidad
y
velocidad
necesarias.
Los
instructivos
de
los
fabrican-
res describen cmo hacer esto
cuando
se
conocen
las magnitudes
de
la coniente
de
falla
mxima
y
mnima
para
las
fallas de fase y tiena
en
cualquier
extremo
de
la lnea.
Se
aconseja
no
ajustar el
equipo
para
que
tenga
mucho
mayor
sensibilidad
de
la
que
se
requiere
o
que
al
hacerlo.
puedan
cargarse
los
TC
en forma
excesiva.
Con
carga excesiva,
la
sensibiiidad
total
se
muestra deficiente,
como
se
inca
por
el
Prob.
2
del
Cap.
7
A
bien,
si
la
sensibilidad
de
falla a
tierra
es muy
elevada,
el
equipo
puede funcionar
mal
durante
"corrientes
residuales
falsas"o
origi-
nadas por los errores del TC debido a corrientes de
f alla
externas,
que
tienen una
gran
c-d
descentrada,
o
debido
a
las
ferencias
en
el
flujo
remanente.
En la
prctica, el
equipo se
ajusta
por
lo
general
para
que Ia
coniente
portadora
no
sea
generada
a
menos
que la corriente
de
falla
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
11/33
PROTECCTON
DE LINEAS
CON RELEVADORES
PILOTO
447
de fase exceda
a
corriente
mxima
de
carga.
El objeto
es
prolongar
la vida
de
los
tubos
de vaco
y
hacer
disponible
el canal
de
la co-
rriente
portadora
para
otros servicios,
cuando
ste
no
se
requiere
para la proteccin. Debido a que la puesta en trabajo de los
detecto-
res
de
disparo
de la falla
debe
ser
ms elevada
que
la
de
los detec-
tores
de
bloqueo
de la falla,
la
puesta
en trabajo
de disparo
se
encontrar
an ms
elevada que
la
carga mxima:
de
hecho,
el valor
de
reposicin
de
los
detectores
de disparo
de la
fatla
debe
tener
un
margen
de
seguridad
por
arriba
cie a
puesta
en
trabajo
de los
detec-
tores
de bloqueo
de
sta.
con
dicho
ajuste,
a
fal la
del
canal
de la
corriente
portadora
no
causar
un
disparo
indeseado
bajo
carga;
sin
embargo, podra
ocurrir
el disparo
indeseado
en
una falla
exrerna.
si el canal fallara.
La
proteccin
de lneas
de
terminales
mltiples.
Cuanto
ms
terminales
haya
con
fuentes
de
generacin
detrs
de stas,
menos
sensible
ser
la
proteccin.
Esto
se
muestra
con
la
al"uda
de
la
Fig.
4
Para
ina
lfnea
de
tres
terminales.
Si
se
alimen-
o
9 r.u"
2I
-
Gcdc
:;:o
Generador
I
I
/\
t )
nerado
e
FIc. 4. Explicacin
de
la
reduccin
de
la sensibilidad
de
la
proteccin
por
comparacin de fase en lneas de terminales mltiples
trran magnitudes
iguales
de la corriente
de falla
en
las
terminales
A y
B
para
una falla
externa
ms
all
de c,
la
puesta
en trabajo
de
los
detectores
de sparo
de la falla
en
C
tendra
que
ser
tan
elevada
como
ms
del
doble
de
la
corriente
de arranque
de
la
corriente por-
tadora,
o
de bloqueo,
de
los
detectores
de la
falla
en A
y
B.
y
si los
detectores
de
bloqueo
de
la
falla, estn
ajustados
para
reponer
a
ms
de
la
comiente
mxima
de
plena
carga,
os
detectores
de disparo dela falla en c tendrn que ajustarse para ponerse
en
marcha
a
casi
3 veces
a
carga
mxima.'o
Reculdese
que
la
proteccin
por
compa-
racin
de
fase
no
es direccional,
y que
una terminal
funcinar para
disparar,
siempre
que
su coniente
sea
bastante
elevada,
a menos
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
12/33
que
sta
reciba
una seal
portadora
de bloqueo desde otra
terminal.
El
caso
peor
es con corrientes
igudes
que
entren
en
A
y
B.
Si se
puede
estar
seguro de
que
estas
corrientes no
sern iguales,
la
puesta
en marcha del detector de disparo de la falla en C puede
bajarse.
En
general,
los ajustes
de
puesta
en marcha de los detectores
de
la
falla
no
tienen
que
ser
los mismos en todas las terminales,
pero
Ia
puesta
en
marcha
del detector de bloqueo de
la falla
que
tiene
la
puesta
en marcha
ms elevada,
debe
ser menor
que
la
reposicin del
detector
de
disparo
de la falla,
que
tiene la
puesta
en
marcha ms
baja.
En ocasiones,
para
obtener
la
sensibilidad
de
disparo requerida,
puede considerarse
que
est
justificado
aumentar
la
sensibilidad
de
bloqueo al
punto
en el
que
la
corriente
portadora
se
transmite
en
forma continua cuando est fluyendo la corriente de plena
carga.
En ese caso, se
acortar la vida del
tubo
de
vaco
y
no
podr
utilizarse
el
canal
de
la corriente
portadora
para
otros servicios.
Otra forma de evitar
la
puesta
en
marcha
elevada
de los
detec-
tores de disparo
de
la
falla, en
situaciones
parecidas
a la de
la
Fig.
4,
es
utilizar relevadores
direccionales
pIra
controlar el
disparo en
lu-
gares
como la
terminal
C.
Sin
embargo, esta
clase
de
solucin
no
funcionar
en
la
situacin
mostrada
por
la Fig. 5,
donde existe
el
mismo
problema, pero
en una
terminal donde
est
fluyendo una
gran corriente en la direccin de disparo.
En una
terminal
de
clga,
detrs de
la que no
hay
fuente de
generacin,
y
donde no
hay
neutro
del
transformador
de
potencia,
puesto
a tierra
en el
lado
de alta
tensin,
puede
utilizarse
el equipo
de
bloqueo de
la
terminal,
que
consiste
en
relevadores de
sobteco-
rriente
instantneos
y
de
un
transmisor
de
corriente
portadora
pIra
bloquear el
disparo
en las
terminales
principales,
en
fallas
en
los
circuitos de
carga. Desde
luego, esto
slo es necesario
si el equipo
de la
terminal
principal
es bastante
sensible
como
para
funcionar
en
las
fallas
de baja
tensin
en una
terminal de carga. La red de se-
cuencia de
fases,
comparador,
etc.,
que
se utiliza
en el equipo
en las
terminales
principales
no es
necesaria,
ya
que
no
se
proporciona
funcin de
disparo en
la
terminal de
bloqueo.
Para
bloquear
el
dis-
o
enerado
448
EL ARTE
Y LA CIENCIA
DE
LA
PROTECCION
POR
RELEVADORES
Falla
I
- - - - - p - - J
direccional
no
impedir
na
situacin
en
la
que
la
proteccin
sensibilidad
reducida
la
rc. 5.
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
13/33
PROTECCION
DE
LINEAS
CON
RELEVADORES
PILOTO
449
paro en
las
terminales
principales,
los
relevadores
de
sobrecorriente
onectan
simplemente
la
corriente
portadora
que se transmite
en
forma
continua,
y
no
cada
medio
ciclo.
Los
relevadores
de
bloqueo
debern alimentarse de los TC en el lado de alta tensin del
banco
de
transformadores
de
potencia
de
la
terminal
de
carga,
de
tal
ma-
nera
que
se
bloquear
el
disparo
durante
la
corriente
magnetizante
transiioria
de
conexin.
Si el
transformador
de
potencia
es
estrella-
delta
y
puesto
a
tierra en
el
lado
de la
estrella,
se
requerir
un
rele-
vador
de
sobrecorriente
de
tierra,
para
interrumpir
la corriente
por-
tadora
para
fallas
a
tierra
en
el
lado de
alta
tensin.
Si
se
requiere
el
disparo
en
una
terrninal
de
bloqueo,
para evitar
el dao
a
los
motores
grandes cuando
se utiliza
eI
recierre
autom-
tico en las terminales principales, dicho disparo tendr que
plopor-
cionarse
probablemente
por
relevadores de
baja
frecuencia
locales.
El
disparo
remoto
por
corriente
portadora,
sobre
la
lnea
protegida
desde
as
terminales
principales,
a una
terminal
de
carga
semejante,
no
podra asegurarse
a
menos
que el disparo
de las
primeras extin-
priera
un arco de
falla
de
fase
a
tierra
que
pudiese
estar
en la
fase
en
la
que est
acoplado
el
equipo
de la
corriente
portadora.
Los
mo-
tores sncronos.
que
actan
como
generadores.
ueden ser
capaces
de
generar
tensin
suficiente
como
para mantener
un
arco
a travs
de la capacitancia a tierra de los conductores no
defectuosos.Algu-
nos
usuarios
han instalado
un
equipo
que confa en
la
transmisin
de corriente
portadora
suficiente
para
el
disparo
remoto,
despus
de
un
arco
de
falla
a
tierra
en
la
fase
de acoplamiento,
pero
dicho
funcionamiento
no
puede
asegurarse
en
general.
Una
solucin
es
utilizar
el
acoplamiento
de
fase a
fase
para
la
seal
de
disparo
re-
moto,
o
para
transmitir
esta
seal sobre
otra
seccin de
lnea,
si
las
lneas estn en
paralelo. En
la Fig.
6
se
tnuestra otra
solucin
que
ha
sido utilizada;
no importa
dnde
se encuentre
la
falla,
una
ter-
minal o la otra pueden originar el disparo remoto.
l-T-l
I
Disparo
remoto
I
DisParo remoto
d e s d e A
I
d e s d e B
Frc.
6.
Mtodo
para
evitar
Ia interferencia
por
una
falla
con disparo
remoto
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
14/33
450
EL
ARTE
Y LA
CIENCIA
DE
LA
PROTECCION
POR
RELEVADORES
El disparo
remoto
desde
los
relevadores
diferenciales
de
los
transformadores
de
potencia
en
una
terminal
de carga,
a
los
inte-
rruptores
en
las
terminales
principales,
puede
hacerse
obre
el
canal
de la corriente portadora.' Siempre que se intente el disparo
remoto
en
las
fallas
en
transformadores,
deber
insertarse
una
trampa
de
onda
en
la fase
de
acoplamiento
entre
el
condensador
de
acopla-
miento
y
el
transformador
de
potencia,
para
que
ias
fallas
a tierra
del
transformador
de
potencia,
D
la fase
de acoplamiento,
no
puedan
poner
en
cortocircuito
la
salida
del
transmisor
de
la
corrien-
te
portadora.
Algunas
veces
puede
protegerse
bien
una
lnea
de
terminales
mltiples
contra
fallas
a tierra,
aun
cuando
es imposible
la protec-
cin adecuada e las fal las de fase.Esto se debea que las
derivacio-
nes
de la
lnea
se hacen
por
lo
general
a
travs
de
bancos
de trans-
formadores
de
potencia
deltaestrella,
que
estn
en
circuito
abierto,
hasta
donde
se
encuentran
las
corrientes
de secuencia
cero
en
el
lado
de
alta
tensin.
Por
lo
tanto,
si
slo
se
utiliza
equipo
de
protec-
cin
de
tierra
y
se
arregla para
slo
recibir
la
corrint
del
TC
del
neutro,
dicha
lnea
de terminales
mltiples
puede
tratarse
como
una
lnea
de dos
terrninales.
'
Proteccin de respaldo
La proteccin
por
comparacin
de fase no
proporciona
proteccin
de
respaldo.
Esta
deber
proporcionarse
mediante
relevadores
de
distancia
de fase,
ya
sean
relevadores
de
sobrecorriente
o
de
distan-
cia
de tierra.
Cuando
se aplica
la proteccin
por
comparacin
de
fase
a una
lnea
existente,
a
prctica
usual es
utilizar
el
equipo
de pro-
teccin
existente
para
la
proteccin
de respaldo.
La
proteccin
de respaldo
convencional
esulta
nadecuada
cuando
fuentes
de
corriente
intermedias
suministran tanta corriente a lafalla que sta
se
pone
fuera
del alcance
de
los relevadores
de respaldo.
Dicho
problema
y
su solucin
se
describen
en
el
Cap.
14
bajo
Ll
"rr-
abezado
"El
efecto
de
Fuentes
de
Corriente
Intermedias
en
el
Funcionalniento
de los
Relevadores
e Distancia".
En
clicha situacin
queda
a
discrecin
del
usuario,
si
en adicin
al
equipo
especial
de
respaldo,
se
aplica
tambin
el
equipo
de respaldo
convencional
para
proporcionar
proteccin
primaria,
mientras
el
equipo
de comparacin
de
fase
est
en
mantenimiento
o
se
repara.
COMPARACION
DIRECCIONAL
La
proteccin
por
comparacin
direccional
es el
tipo
de mayor
campo
de aplicacin;
y
por
lo
tanto
se
presta
mejor
a los programas
(t
n
o
o
o
g
F
o
r-l
4
o
a n '
o
C'I
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
15/33
PROTECCION
DE LINEAS
CON
RELEVADORES
PILOTO
de norm
alizacin
La
nica
circunstancia
en
la que
la
comparacin
direccional
no
es aplicable
es
cuando
hay
suficiente
induccin
mutua
con
otra
lnea
y
cuando
se
utilizan
relevadores
direccionales
de
tierra
en lugar de los relevadores de distancia de tierra; esto se
rrata con
mavor
extenson
lns
adelante
bajo
el
t i tulo
. .Comparacin
de
Fase
y
I)ireccional
Combinadas".
En
general,
aparte
de las
consideraciones
acerca
de la
ate.uacin
dr:
la
corriente
portadora,
la
aplicacin
de
la proteccin
por
compa-
racin
direccionai
cs
en gran
nledida
asunto
de
apl icar
relevadores
de
distancia
de
fase
y
direccionales
de
t ierra
o
distancia
de
t ierra.
Esto
se
debe
a que
como
se
mencion
en
el
cap.
6,
el
equip'
c,n-
vencional
utiliza
ciertas
unidades
en
comn
para
la
proteccin
pri-
maria piloto por corriente portadora y para l e respaldo. En
rea-
lidad,
si
una
lnea
est
ahora
protegida-por
relevadores
de
distancia
de
fase
y
dc
sobt'ecorriente
o de
distancia
de tierra,
slo
puede
ser
necesr ia
a adicin
de
algunos
reievadores
suplementar ios
ms
el
equipo
de
corriente
portadora
para
aplicar
Ia
proteccin
piloto
de
ctrriente
portadora
por
comparacin
direccional;
l
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
16/33
452
EL
ARTE
Y
LA
CIENCIA
DE
LA
PROTECCION
POR
RELEVADORES
las fallas
externas
ms
all
de
cualquier
extremo
de
la
lnea,
las
unidades
de bloqueo
deben
llegar
ms
lejos
que
las
unidades
de
dis-
paro,
para
estar
seguros
de que
i
hay
cualquier
tendencia
al
disparo,
-ste er bloqueado con seguridad. La ,oi^ de disparo para las
fa_
llas
de
fase
ser
la
zona
de funcionamiento
de
las
unid"",
de
dis-
tancia
de segunda
o tercera
zonas,
dependiendo
esto
del
tipo
del
equipo.
La
nica
vez
en que
hay problemas
de
ajuste
de
las
unidades
de
bloqueo
es
cuando
su
zona
tiene
que
ser
tan grande
que
stas
puedan
funcionar
en corriente
de
carga,
o que
habiendo
funcionado
para
una
falla
no
puedan
reponerse
en
corriente
de
carga.
En
chas
situaciones,
es
necesario
utilizar
unidades
adicionales
conocidas
por
"protectores".Estas unidades son unidades de distancia de
anguto
de impedancia,
una
de
las
cuales
se
utilizara
con
cada
relevador
de
bloqueo.
Los
contactos
de los
dos relevadores
de cada
grupo
estaran
conectados
en
paralelo
de tal
manera
que
ambos
tuvieran
que
abrir
para
arrancar
la
corriente
portadora.
La
Fig.
8
muestra
las
caracte-
rsticas
de
funcionamiento
de
ambos
relevaores
y
el
punto
que
re-
presenta
la
condicin
de
carga
que
hace
necesarios
a
ls
protectores.
La regin
de
bloqueo
resurtante
est
marcad
"or,
,"y"r.
se
mues-
tran
los
protectores
con
relevadores
de distancia
del
tipo
de impe-
dancia debido a que este tipo de relevador es el qr-,"*.
probable-
mente
requiera
los
protectores
para
este
propsito.
Incidcntalmente,
e
han
uti l izado
dichos
protectores
ambin
para
inrpcdir
eI disparo
en
corriente
de
carga
donde
se
han
aplicado
los
relevadores
de
distancia
a
lneas
desacostumbradamente
argas.
Regin de
bloqueo
Relevador
de bloqueo
Carga
+ R
Frc. 8.
un
protector
para
impedir
el bloqueo
en corriente
de carga
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
17/33
PROTECCION
DE
LINEAS
CON RELEVADORES
PILOTO
Cuando
se utiliza
la
tensin
de baja
tensin, no
es
tan
necesaria
la compensacin
de
la cada
del
transformador
como
cuando slo
se
utilizan
relevadores de
distancia.
La
nica
vez
que puede
ser
ben-
fica la compensacin de la cada del transformador es cuando
el equipo
de
corriente
portadora
est
fuera
de
servicio y
la seguridad
completa
de la
proteccin
corre a cargo de los
relevadores
de dis-
tancia.
La
presentacin
de
dichas circunstancias ocupa tan
poco
tiempo
del
total
que
no se
justifican
las complicaciones
adicionales
de la compensacinde la cada
del
transformador.
El
problema
de
obtener
as relaciones
orrectas
ntre
as unidades
de disparo y
las
de bloqueo
para
aplicaciones
en
lneas de
terrnina-
les
mltiples, se trata
en
seguida
junto
con
otros
problemas.
La
proteccin
de
lneas
de
terminales
mltiples
La
proteccin
por comparacin direccional es aplicable a cual-
quier
lnea de
terminales mltiples. Sin
embargo,
en
algunas cir-
cunstancias
no se
obtendr
el
funcionamiento
adecuadosin
una
muy
cuidadosa
seleccin
del
tipo
del
equipo
y de
los ajustes
de los
rele-
vadores
de
bloqueo
y
de
dispars.r'
i
Y dgunas
vecepno
se
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
18/33
EL ARTE
Y
LA CIENCIA
DE
LA
PROTECCION
POR
RELEVADORES
interruptor,
despus
del
cual
puede
ocurrir
el
disparo
de
alta
velo-
cidad
en
las otras
dos
terminales.
Para fallas
de fase,
los
relevadores
de
distancia
en
B
funcionarn
en
alta
velocidad,
y puede
seguir
el
disparo en secuenciade alta velocidad de todas las otras
terminales
si
hay
corriente
de falla
suficiente,
y
si
otras
caractersticas
del
equi-
po
no
estn ajustadas
en
accin
retardada.
Para
las
fallas
a
tierra,
se
retardar
ligeramente
el
disparo
del
interruptor
en
B
a
menos
que
se
utilicen
relevadores
de distancia
de
tierra
o
de sobrecorriente
de tierra
instantneos.
El
disparo
remoto
desde
el
interruptor
B
a
las
otras
terminales
por
medio
de
la corriente
portadora
sobre
la
lnea
protegida
no es
una fcrma
segurade evitar el disparo en secuencia.a rlenos que
slo
se
presente
esta
dif icultad
en
f'al las
lue
no
incluyan
tierra.
O
bien.
si
esto slo
ocurre
en
fallas
a t ierra, podra
utilizarse
el acopla-
miento
de fase
a fase.
Aunque
algunos
usuarios
confan
en la
obten-
cin
de suficiente
seal
de disparo
remoto,
despus
de una falla
monofsica
a
tierra
en la fase
de
acoplamiento,
en
general,
no
pue-
den
asegurarse
resultados
satisfactorios.
En
ocasiones, puede
utili-
zarse
otra seccin
de
lnea para
conducir
la seal
del
disparo
remoto.
Es
obvio
que
el
disparo remoto
sera
prctico
si
se
utilizara
onda
centimtrica en lugar de corriente portadora.
Corriemte nsuficiente pere
el dispurct.
Aparte
de
ser
muy
pe-
quea
una f 'uente
de cortocircuito
detrs
de
una terminal,
otras
circunstancias
pueden
hacer
tan
baja
la
corriente
-o
la
impedancia
aparente
de
la
falla tan
elevada-
como
para
impedir
o
al menos
retardar
el
disparo.
Para el
caso
de
la Fig.
9,
si
la
fal la
es cercana
a la
unin.
la
corriente
en
A ser:
(
I
)
en la direccin
de
bloqueo,
pero
muy
baja
para hacer funcionar un relevadorde bloqueo,(2) cero, o (3) en
la
direccin
de disparo
pero
muy
baja
para
hacer
funcionar
el
relevador
de
disparo.
Para cualquiera
de estas circunstancias.
el disparo en
las
otras
terminales no
se bloqueara,
pero
el disparo en
A
tendra
que
esperar hasta que hubiesen
disparado
los
interruptores en B,
suponiendo
que
entonces
habra
una
redistribucin
de corriente
de
la
falla
en A suficiente
para
originar
all el disparo.
Otra circunstancia
en
la
que
la corriente
de
falla
puede
ser muy
baja
se
muestra
en
la
Fig. 10. Aqu,
la
corriente ntermedia,
o
"efec-
to de la impedancia mutua", como se le llama algunas
veces,puede
impedir
el
disparo
en
B
y
C.
Adems, el disparo de los interruptores
en A puede
aliviar
la incapacidad
para
disparar
los
interruptores
en
B y
C, para
que
aun
el
disparo
en secuencia
pueda
no
ser
posible.
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
19/33
PROTECCION DE
LINEAS CON RELEVADORES PILOTO
Como
se
estableci antes, el disparo remoto
no
es la
solucin
completa
al
problema.
Los relevadores
nstantneos
de
baja tension
de arranque
de la corriente
portadora
o
de disparo
son
una solucin
si pueden coordinarse sus ajustes con los de los otros
relevadores.,
/ \
-\ ,
Generador
(
--
Generador
Frc. 10.
Cor:riente
nsuficiente
para
el disparo
Defectos de los releuad,ores de bloqueo
no direccionales.
Algunos
equipos
de
comparacin
direccional utilizan relevadores
de
sobre-
corriente
no
direccionales
o de
distancia
para
el arranque de
la
co-
rriente
portadora.
En
ocasiones,
dichos equipos bloquean
el
disparo
para
una falla
interna
debido
a
que
la corriente
o
la
impedancia
aparente cae entre la puesta en nabajo de los relevadores de
bloqueo
y los
de disparo en
la mi.sma terminal. Bsicamente,
el
ajuste de
puesta
en
frabajo
de
los
relevadores
de bloqueo
en
una
terminal
dada
tiene
que
coordinarse
con los
ajustes
de
puesta
en trabajo
de los rele-
vadores
de
disparo
en
las otras
terminales.
Sin
embargo,
cuando
se
utilizan
relevadores
de
bloqueo no direccionales,
debe
obtenerse
tambin la
coordinacin
entre
los
ajustes
de
puesta
en trabajo
de Ios
relevadores
de
bloqueo y los
de
disparo en Ia mism
erminal.
Puede
cr ist ir
una circunstancia
semejante
cuando
hay corr iente
insuf i-
c iente o una impedancia aparente muy elevada para or iginar el
dis-
paro
en
una
terminal
dada,
hasta
desprrs de que
otra terminal
ha
disparado,
como
en
uno
de los
casos
precedentes.
Sin embargo,
si
funcionara
un
relevador
de bloqueo
en
la
terminal
dada,
ste
blo-
queara
eI
disparo
en
las
otras
terminales;
esta
situacin pcrsistir
hasta
que
un
relevador
de respaldo
haya
funcionado para
originar
el disparo
en otra terminal
lo
que permitira
funcionar
al
relevador
de
disparo
dado.
La mejor
solucin
a
este problema
son los
releva-
dores de bloqueo direccionales.
Problemas
miscelneos
de
Ia coordinacin
de
sensilyili.dad"es
de
bloqueo
y
de
sparo.
Es
necesario
que
la coordinacin
entre
las
sensibilidades
de
bloqueo y
de disparo
se
analice
en
forma
cuidadosa
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
20/33
456
EL ARTE
Y
LA CIENCIA DE
LA PROTECCION
POR
RELEVADORES
no slo
para
el
funcionamiento
de terminales
mltiples
sino
tambin
cuando
una
lnea
funciona
con
una o ms
terminales
abiertas.
De-
bido
a
la
eliminacin de fuentes
de corriente
intermedias,
dicho
fun-
cionamiento puede aumentar el alcance de los relevadores de
disparo
en
una
terminal;
se debe estar
seguro
de
que
estos relevadores
no
pasen
del alcance
de
los
de
bloqueo
en
otra
terminal.
Las
Figs.
11
y
12
muestran
dos
condiciones
extremas
de
funcio-
namiento para
una
lnea
de
tres
terminales,
hasta
donde
respecta
o
enerador
Frc.
11.
Los
relevadores
de bloqueo
de
la comlaracin direccional toman
como
mximo el doble de
corriente
que
los de disparo
a
las
sensibilidades
elativas
de
bloqueo
y
de disparo. En
la
Fig. 1.1,
los relevadores de
bloqueo en la
terminal
B toman
como
mximo
el
doble
de
corriente
que los
de
disparo
en A o C; en
la
Fig.
12, los
rele-
vadores
de
bloqueo en B
y
C
slo toman como mximo la mitad
de
la
corriente
que
los
de
disparo
en
A. An
mayores
extremos
pueden
darse
para
una
lnea
con
ms
de
tres terminales.
o
- - - l
I
I
I
I
I
I
I
-+
I
+
Generador
Frc. 72.
Los
relevadores
de
disparo de la comparacin direccional
toman
como
mximo el doble
de corriente
que
los
de bloqueo
Necesidad de un'protector en un releuadar d.e bloqueo de
prilida
de sincronismo. Si los
relevadores
de
fase de
disparo
en
la terminal
A de
la
Fig.
13
no
pueden
funcionar
para
disparar
hasta
despus
de
que la
terminal
B ha disparado
para
la localizacin
P de
la
falla,
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
21/33
457
o
enerador
Frc.
13.
Situacin
en
Ia
que
el
relevador
de bloqueo
de
prdida
de
sincro-
nismo
bloquear el
disparo
para
una
falla interna
debe
utilizarse
un
relevador
de
ngulo
de impedancia
suplementario
para
proporcionar
un
"protector"
para
el bloqueo
de la
prda
de
sincronismo.
La
necesidad
de
este
protector
se
muestra
en la Fig. 14.
El
punto
P,
representa
la forma
en
la que
primero
aparece
la
falla
en los
relevadores
de disparo
y
de
bloqueo
en
A, y
el
punto
P.
repre-
senta
la apariencia
de
la
falla despus
de
que
B
ha
disparado. Se
nota
que
esta
consecuencia establece
el bloqueo local
en
A
por
el
relevador
de
prdida
de sincronismo,
y
en consecuencia, que
slo
puede ocurrir el disparo en el tiempo de la tercera zona.
PBOTECCION
DE LINEAS CON RELEVADORES
PILOTO
Area efectiva
de bloqueo
Protector
\ -
Relevador
de disparo
-x
Frc. 14.
Diagrama
R-X de
las
condiciones
de Ia
Fig. 13
La Fig. L4 muestra cmo la caracterstica del protector
modifica
la
caracterstica
de
funcionamiento
del
relevador
de
bloqueo,
de
tal
manera,
que
cuando
ocuna primero
Ia falla
no llenar
los
requisitos
para
el segundo
paso
en
la secuencia de
funcionamiento
necesaria
pa-
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
22/33
EL ARTE
Y LA CIENCIA DE LA PROTECCION POR
RELEVADORES
ra
establecer
el bloqueo de
prdida
de sincronismo.
El rea
efec-
tiva
de bloqueo
se
representa
por
medio
de rayas.
Equipo
terminal
de bloqueo
en
las terminales
de carqa.
En
las
terminales detrs de las cuales no hay fuente de generacin,
se
requiere
solamente equipo
de
bloqueo. Dicho equipo es necesario si
los
relevadores
de alta
velocidad
en cualquiera de
las
terminales
principales son
bastante
sensiblescomo
para funcionar
en una
falla
de baja
tensin
en dicha
terminal
de carga. El equipo de bloqueo
de
la terminal consiste
en
relevadores
de sobrecorriente instantneos,
alimentados de
los
TC en el
lado
de
alta
tensin
del banco de
trans-
formadores
de
potencia y
del
equipo de
transmisin
y
recepcin
de
la
corriente
portadora.
Los relevadoresde
sobrecorriente
nician la
transmisin de la corriente portadclraprrabioqucar el disparo
en
las terminales
principales
para
fal las
de
baja tensin
en la
tenninal
de carga
o
para
corriente
magnetizante transitoria de
conexin en la
terminal
de
carga
del banco
de
transformadores de
potencia.
Como
se describi
para
la
proteccin
por
comparacin
de fase,
puede
llevarse a
cabo
el
disparo
remoto desde un
relevador
diferen-
cial
del
transformador
de
potencia
de
la terminal de
bloqueo
hasta
los interruptores
en
las
terminales
principa'les
sobre
el
canal de
la
corriente
portadora.s
Efecto de
los transitorios
La
proteccin por
comparacin
direccional
que
utiliza
relevadores
de
tierra
de
alta
velocidad
alimentados
de
cantidades de
secuencia
cero
est
expuesta a
mayores
posibilidades
de
mal funcionamiento
que
la
proteccin
pol
comparacin
de
fase. La
Ref. 6 describe una
multitud
de
casos
que tienden a
desvirtuar
el funcionamiento
de
dichos relevadores
de
erra. Sin
embargo, los equipos
convencionales
para la proteccin por comparacin direccional tienen ciertas
carac-
tersticas, desarrolladas
como
resultado
de
la
experiencia,
que
dis-
minuyen la
tendencia al
mal funcionamiento.
Dichas
caracters-
ticas soI:
(1)
sensibilidad
imitada,
(2)
ligera accin
retardada
en
relevadores
auxiliares,
y
(3)
"bloqueo
transitorio" o
bloqueo
de
Ia
prolongacin de
la
seal
de la
corriente
portadora
por
varios
ciclos
despus
de
que funciona un
relevador
para
tratar
de interrumpirla.
Adems,
las unidades
direccionales
del
tipo de
induccin en
las
fun-
ciones
de
aranque
y
disparo
de la
corriente
portadora,
hacen
que
las unidades no respondan a los transitorios en slo una de
las
cantidades
de
funcionamiento.
Los relevadores
de
distancia
de
tierra
que
responden
a
la
impe-
dancia de secuencia
positiva,
para
el
control
de
la
transmisin
de
la
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
23/33
PRoTECCTON
DE LTNEAS CON
RELEVADORES PTLOTO
459
corriente
portadora
y del
disparo, eliminan
el
problema
del
mal f'un-
cionamiento durante transitorios.
COMPARACION DE FASE Y DIRECCIONAL
COMBII{ADAS
La
proteccin
por
comparacin
direccional
en la
que
utilizan
relevadores
direccionales
de
tierra
puede
funcionar
en forma
inde-
seada
si
hay suficiente
nduccin mutua
con
un
circuito
de
potencia
vecino.
Los relevadores
ireccionales
e
tierra
funcionan
mal
porque
su
polarizacin
se
afecta
en
forma
adversa, como se describir ms
adelante.
Esto
parecera
ndicar
que
es
de
desearse
a
proteccin
por
comparacin de fase, la cual no se ve afectada por la induccin
mu-
tua.
Si la
comparacin
de
fase
fuera
aplicable
en
forma
completa,
sera
urra buena
solucin.
Sin embargo,
en
ocasiones
sta no tiene
la
sensibiiidadsuficiente en las
fallas
de
fase.
aunque
sera
completa-
mente
satisfactoria
para
fallas a
tierra.
En
estas circunstancias
se
escoge
a
proteccin
por
comparacin de
fase
v direccional
cornbina-
das. El
principio
de
la
comparacindireccional
se
utiliza
en las f allas
de
fase,
y el de
la
comparacin de fase
para
fallas
a tierra.
Debido
a
que
el transmisor
y
el receptor
de
la corriente
portadora
se
emplean
en comn, el equipo es slo un poco ms caro que el de
puramente
la
comparacin reccional.
En forma incidental,
el equipo
por
comparacin
de
fase
de
falla
a tierra se
ve
menos afectado
por
la
mayora
de
las
condiciones
transitorias
que
afectan a
los relevadores
direccionales
de
tierra.
Si se
utilizaran
relevadores
de
distancia de tierra
en
el
equipo
de
comparacin
direccional en
lugar
de
relevadores
direccionales de
tierra.
no
sera
necesario
recurrir al equipo
de
comparacin de
fase
y
direccional
combinadas.
Sin embargo,
sera
algo ms caro, aunque
proporcionara
mejor
proteccin
de
respaldo.
Frc.
1.5.
Explicacin
de
la causa
del
funcionamiento indeseado
del
relevador
direccional
de
tierra
que
resulta de la
induccin
mutua
IF
T
I
I
- - -_> - - -J
I
L
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
24/33
EL
ARTE
Y LA CIENCIA DE LA PROTECCION
POR RELEVADORES
El efecto
de
la
induccin
mutua
en
relevadores
direccionales
de ierra
La Fig. 15
muestra el
principio fundamental incluido
en el fun-
cionamiento indeseado de los relevadores direccionales de
tierra.
Como
se muestra en la Fig. 15, la corriente de
falla I
que
fluye
en
una
lnea cercana origina
el
flujo
de la corriente
I' por induccin
mutua,
en
la
lnea
en
consideracin.
Como
se
muestra; la
corriente
inducida circula a travs del neutro
puesto
a tierra, de
los
bancos
de
transformadores
de
potencia
en
los extremos de la lnea
y
la
tierra.
La
dificultad es
que
los relevadores direccionales de
tierra en
ambos extremos
de
la
lnea
tienden
a
funcionar en tales circunstan-
cias. En la localidad B,
la
corriente
de
polarizacin
fluye
de
la tierra
hacia el neutro del transformador de potencia puesto a tierra y
de la
barra
colectora hacia
la
lnea;
esto
es
lo
mismo
que
para
una
falla
a
tierra en la
lnea
a
la
que
estn
destinados a
funcionar los
rele-
vadores
direccionales
de tiena. El hecho
de
que,
en el extremo
A,
ambas
corrientes
estn
invertidas
respecto a
las
direcciones
en B tam-
bin
produce
una
tendencia de
disparo.
Las
mismas
tendencias de
funcionamiento existian si
los
relevadores estuvieran
polarizados
r--1 )
\
Genr' rador
Gerrerad
-
7/26/2019 Capitulo 15 Completo
27/33
PRoTECCTON
DE LTNEAS
CON
RELEVADORES
prLoTO
46g
son
por
lo
general
tan
bajas
en las
condiciones
de
dicho
flujo
como
lo
son
mientras
existe
una
falla
a tierra
en
la
lnea
misma.
Se
mencion
en
el
Cap.
13
que
un relevador
direccional
de tierra
de
secuencia
negativa
no
se
ueia
afectado por la induccin mutua.sin embargo, tal rerevador
tiene
otras
desventajas,
como
se
ha
men-
cionado
tambin,
que
hacen
deseable
buscar
otra
alternativa.
EQUIPO
DE
COMPARACIOI{
DIRECCIONAL
TOTALMENTE
F.r
ECTRONICO
El equipo
de
compaacin
dieccional
totalmente
electrnico,
que
incluye
relevadores
electrnicos
de
distancia
de fase
y
direccional
de tierra, ha estado en sercio desde 1g53.1uEl tiempo a"
funciona-
miento
promedio
de
este
equipo
es
%
de
ciclo
con
un
mximo
de
1.0
ciclo.
comparado
con
1.0
a
3.0
ciclos
para
el
equipo
de
releva-
dores
electromecnico
onvencional.
Dichas
velocidades
e
funcionamiento
son
necesarias,
o
slo
pa-
ra
mantener
la
estabilidad
cuando
ocurren
las
fallas,
sino
tambin
para
disminuir
el dao
de
las
concentraciones
siernpre
crecientes
de
la
corriente
de
cortocircuito.
Los procedimientos de aplicacin y los problemas son los
mismos
que
los
descritos
para
el
equipo
eleciro*"f,.ri"o.
ONDA
CENrIMETRICA
Se
utiliza
un
piloto
por
onda
centimtrica
slo
cuando
el
equipo
de
proteccin
puede
compartir
el canal
con
otros
servicios;
no
se
justifica
econmicamente
u soro
empleo
para
ra
proteccin
si
se
pue_
de
;rpl icar
a
corrienre
portador"
o hiro pi loto."La onda centimtrica
es
completament;
adecuada
aunque
no
es
tan
segura
como
la
corriente
portadora
para
los propsitos
de
pro_
teccin
por
relevadores;
esto
se
debe
en parte
a ros
complejos
cir-
cuitos
y
al gran
nmero
de
