El guardián invisible: Cómo la protección a distancia asegura las líneas de transmisión

En esencia, la protección a distancia es una protección de impedancia. La palabra «distancia» se utiliza para describir la aplicación de un cálculo de impedancia y no una función de la distancia en sí. La protección de distancia se utiliza habitualmente en las líneas de transmisión, por lo que cuando alguien habla de una función de protección que busca un fallo en una línea de transmisión, es fácil entender por qué se utilizó el término «distancia». Dado que la mayoría de las líneas de transmisión tienen una impedancia constante a lo largo de ellas, si tuviéramos una línea de transmisión de 16 km de longitud con una impedancia de 1 ohmio, sería fácil decir que un ajuste de 0,5 ohmios «buscaría» a 8 km o el 50% de la línea.

¿Cómo «mira» el elemento de distancia una línea de transmisión?

Empieza leyendo los ángulos y las magnitudes de las tensiones y las corrientes. En este artículo sólo hablaré de la protección de distancia de fase, pero la protección de distancia de tierra, que se utiliza para detectar una falta a tierra, funciona de forma similar, aunque implica más matemáticas y complicaciones. Cuando los relés de distancia de fase reciben la magnitud y los ángulos de las tensiones y corrientes de fase, aplican la ley de Ohm a los valores para calcular la impedancia, Z = V / I. Un concepto importante que hay que recordar aquí es que tanto la tensión, V, como la corriente, I, son valores complejos con un ángulo de fase y no sólo una magnitud que se lee en un multímetro. La magnitud de la impedancia Z está determinada por la magnitud de V dividida por la magnitud de I, pero el ángulo de la impedancia será el ángulo de tensión – ángulo de corriente. Z = (|V|/|I|) < (Ángulo de tensión – Ángulo de corriente). Esto es sólo matemática fasorial.

La diferencia angular entre la tensión y la corriente puede considerarse como una descripción del grado de resistividad o reactividad de la corriente que fluye hacia la avería. La impedancia puede dividirse en dos componentes: resistiva y reactiva. La resistiva, R, es la componente que interviene en la creación de calor y la realización de trabajo, y la reactiva, X, sólo interviene en la creación de campos magnéticos que se expanden y colapsan. Cuando estos componentes se calculan a partir de tensiones y corrientes, el punto de funcionamiento de la impedancia reflejará tanto la magnitud como el ángulo, lo que describe cómo de resistiva y reactiva es la corriente de fallo.

¿Cómo se utiliza esto en las líneas de transmisión?

En un gráfico X-R, que no es más que un gráfico de impedancia en el que el valor X es la reactancia y el valor R es la resistencia, se crean zonas de disparo. Las zonas suelen ser círculos mho inclinados cerca de 90 grados, pero pueden utilizarse otras formas, como rombos, para proporcionar una mayor cobertura a las averías de alta impedancia, y puede aplicarse la invasión de carga para evitar que una carga elevada desplace el punto de funcionamiento de la impedancia a una zona de disparo.

En última instancia, la protección a distancia puede proporcionar a menudo zonas seguras y sensibles sin esquemas de comunicación.

Artículo realizado por Doug Millner P.E. a quien agradecemos por compartir esta información. Recomendamos seguirlo por Linkedin.