Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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Definición de relé de protección
Un relé es un dispositivo automático que detecta una condición anormal del circuito eléctrico y cierra sus contactos. Estos contactos se cierran por turnos y completan el circuito de la bobina de disparo del disyuntor , por lo que hacen que el disyuntor se dispare para desconectar la parte defectuosa del circuito eléctrico del resto del circuito sano.
Ahora, analicemos algunos términos relacionados con el relé de protección.
Nivel de captación de la señal de activación:
El valor de la cantidad de actuación ( voltaje o corriente) que se encuentra en el umbral por encima del cual el relé comienza a funcionar.
Si el valor de la cantidad de actuación aumenta, el efecto electromagnético de la bobina del relé aumenta y, por encima de cierto nivel de la cantidad de actuación, el mecanismo de movimiento del relé comienza a moverse.
Nivel de reinicio:
el valor de corriente o voltaje por debajo del cual un relé abre sus contactos y vuelve a su posición original.
Tiempo de funcionamiento del relé:
Justo después de exceder el nivel de activación de la cantidad de actuación, el mecanismo de movimiento (por ejemplo, el disco giratorio) del relé comienza a moverse y finalmente cierra los contactos del relé al final de su recorrido. El tiempo que transcurre entre el instante en que se acciona la cantidad excede el valor de arranque hasta el instante en que se cierran los contactos del relé.
Tiempo de reinicio del relé:
El tiempo que transcurre entre el instante en que la cantidad de actuación es menor que el valor de reinicio hasta el instante en que los contactos del relé vuelven a su posición normal.
Alcance del relé:
un relé de distancia funciona siempre que la distancia vista por el relé es menor que la impedancia preespecificada. La impedancia de actuación en el relé es la función de la distancia en un relé de protección de distancia. Esta impedancia o distancia correspondiente se llama alcance de relé.
Los relés de protección del sistema de potencia se pueden clasificar en diferentes tipos de relés.
Tipos de relés
Los tipos de relés de protección se basan principalmente en su característica, lógica, parámetro de actuación y mecanismo de funcionamiento.
Según el mecanismo de operación, el relé de protección se puede clasificar como relé electromagnético , relé estático y relé mecánico. En realidad, un relé no es más que una combinación de uno o más contactos abiertos o cerrados. Estos todos o algunos contactos específicos del relé cambian de estado cuando se aplican parámetros de actuación al relé. Eso significa que los contactos abiertos se cierran y los contactos cerrados se abren. En un relé electromagnético, este cierre y apertura de los contactos del relé se realiza mediante la acción electromagnética de un solenoide.
En el relé mecánico, estos cierres y aperturas de los contactos del relé se realizan mediante el desplazamiento mecánico de diferentes sistemas de nivel de marcha.
En relé estático se realiza principalmente mediante interruptores semiconductores como el tiristor . En el estado de encendido y apagado del relé digital se puede hacer referencia a los estados 1 y 0.
Según la característica, el relé de protección se puede clasificar como:
- Relés de tiempo definido
- Relés de tiempo inverso con tiempo mínimo definido (IDMT)
- Relés instantáneos.
- IDMT con inst.
- Característica escalonada.
- Interruptores programados.
- Restricción de voltaje sobre relé de corriente.
Según la lógica, el relé de protección se puede clasificar como:
- Diferencial.
- Desequilibrar.
- Desplazamiento neutral.
- Direccional.
- Falla a tierra restringida.
- Sobre fluxing.
- Esquemas de distancia.
- Protección de barra colectora.
- Relés de potencia inversa.
- Pérdida de excitación.
- Relés de secuencia de fase negativa, etc.
Según el parámetro de actuación, el relé de protección se puede clasificar como-
- Relés de corriente.
- Relés de voltaje.
- Relés de frecuencia.
- Relés de potencia, etc.
Según la aplicación, el relé de protección se puede clasificar como:
- Relé primario.
- Relé de respaldo.
El relé primario o el relé de protección primario es la primera línea de protección del sistema de energía, mientras que el relé de respaldo se opera solo cuando el relé primario no funciona durante una falla. Por lo tanto, el relé de respaldo es más lento en acción que el relé primario. Cualquier relé puede dejar de funcionar debido a cualquiera de las siguientes razones:
- El relé de protección en sí está defectuoso.
- El suministro de voltaje de disparo de CC al relé no está disponible.
- El cable de disparo del panel de relés al disyuntor está desconectado.
- La bobina de disparo del disyuntor está desconectada o defectuosa.
- Las señales de corriente o voltaje de transformadores de corriente (CT) o transformadores de potencial (PT), respectivamente, no están disponibles.
Dado que el relé de respaldo funciona solo cuando falla el relé primario, el relé de protección de respaldo no debe tener nada en común con el relé de protección primario.
Algunos ejemplos de relés mecánicos son:
- Térmico
- Viaje OT (viaje por temperatura del aceite)
- Disparo WT (Disparo por temperatura de bobinado)
- Disparo de temperatura del cojinete, etc.
- Tipo de flotador
- Buchholz
- OSR
- PRV
- Controles de nivel de agua, etc.
- Interruptores de presión.
- Enclavamientos mecánicos.
- Relé de discrepancia de polos.
Enumere los diferentes relés de protección que se utilizan para la protección de equipos de diferentes sistemas de potencia
Ahora echemos un vistazo a qué diferentes relés de protección se utilizan en diferentes esquemas de protección de equipos del sistema de energía.
Relés para protección de líneas de transmisión y distribución
| SL | Líneas a proteger | Relés que se utilizarán |
| 1 | Línea de transmisión de 400 KV | Main-I: Esquema de distancia numérico o no conmutado Main-II: Esquema de distancia numérico o no conmutado |
| 2 | Línea de transmisión 220 KV | Main-I: Esquema de distancia no conmutada (Fed desde Bus PTs) Main-II: Esquema de distancia conmutada (Fed from line CVTs) Con una facilidad de cambio de Bus PT a Line CVT y viceversa. |
| 3 | Línea de transmisión de 132 KV | Protección principal: esquema de distancia conmutada (alimentado desde bus PT). Protección de respaldo: 3 relés direccionales IDMT O / L y 1 relé direccional IDMT E / L. |
| 4 | 33 líneas KV | Relés no direccionales IDMT 3 O / L y 1 E / L. |
| 5 | 11 líneas KV | Relés IDMT 2 O / L y 1 E / L no direccionales. |
Relés para protección de transformadores
| SL | Relación de voltaje y capacidad del transformador |
Relés en el lado de alta tensión | Relés en el lado LV | Relés comunes |
| 1 | Transformador generador 11/132 KV | 3 nos Relé O / L no direccional 1 no Relé E / L no direccional y / o relé E / F + REF en espera |
– – | Relé diferencial o relé diferencial general Relé de sobreflujo Relé Buchholz Relé OLTC Relé Buchholz Relé PRV Relé de disparo OT Relé de disparo WT |
| 2 | Transformador de generador de 13,8 / 220 KV 15,75 / 220 KV 18/400 KV 21/400 KV |
3 nos Relé O / L no direccional 1 no Relé E / L no direccional y / o relé E / F + REF en espera |
– – | Relé diferencial o relé diferencial general Relé de sobreflujo Relé Buchholz Relé OLTC Relé Buchholz Relé PRV Relé de disparo OT Relé de disparo WT |
| 3 | Transformador de estación 220 /6.6KV | 3 nos Relé O / L no direccional 1 no Relé E / L no direccional y / o relé E / F + REF en espera |
Relé O / L no direccional de 3 nos | Relé diferencial Relé de sobreflujo Relé Buchholz Relé OLTC Relé Buchholz Relé PRV Relé de disparo OT Relé de disparo WT |
| 4 | Generador de voltios / 6.6KV UAT | Relé O / L no direccional de 3 nos | Relé O / L no direccional de 3 nos | Relé diferencial Relé de sobreflujo Relé Buchholz Relé OLTC Relé Buchholz Relé PRV Relé de disparo OT Relé de disparo WT |
| 5 | 132/33 / 11KV hasta 8 MVA | 3 nos Relé O / L 1 no Relé E / L |
2 relés O / L 1 no relé E / L |
Relé Buchholz OLTC Relé Buchholz Relé PRV Relé de disparo OT Relé de disparo WT |
| 6 | 132/33 / 11KV por encima de 8 MVA y por debajo de 31,5 MVA |
3 nos Relé O / L 1 no Relé E / L direccional |
3 nos Relé O / L 1 no Relé E / L |
Relé diferencial Relé Buchholz Relé OLTC Relé Buchholz Relé PRV Relé de disparo OT Relé de disparo WT |
| 7 | 132 / 33KV, 31,5 MVA y superior | 3 nos Relé O / L 1 no Relé E / L direccional |
3 nos Relé O / L 1 no Relé E / L |
Relé diferencial Relé de sobreflujo Relé Buchholz Relé OLTC Relé Buchholz Relé PRV Relé de disparo OT Relé de disparo WT |
| 8 | 220/33 KV, 31.5MVA y 50MVA 220 / 132KV, 100 MVA |
3 nos Relé O / L 1 no Relé E / L direccional |
3 nos Relé O / L 1 no Relé E / L direccional |
Relé diferencial Relé de sobreflujo Relé Buchholz Relé OLTC Relé Buchholz Relé PRV Relé de disparo OT Relé de disparo WT |
| 9 | 400 / 220KV 315MVA | 3 relé direccional O / L (con ajuste alto direccional) 1 no relé direccional E / L. Relé E / F restringido 3 nos Relé O / L direccional para acción |
3 relé direccional O / L (con ajuste alto direccional) 1 no relé direccional E / L. Relé E / F restringido |
Relé diferencial Relé de sobreflujo Relé Buchholz Relé OLTC Relé Buchholz Relé PRV Relé de disparo OT Relé de disparo WT Relé de sobrecarga (alarma) |
Puntos a recordar con respecto a la protección de transformadores
- Sin relé Buchholz para transformadores por debajo de 500 KVA de capacidad.
- Los transformadores de hasta 1500 KVA solo tendrán protección de bocina.
- Los transformadores por encima de 1500 KVA y hasta 8000 KVA de relación 33 / 11KV deben tener un interruptor de control de grupo en el lado de AT e interruptores de BT individuales si hay más de un transformador.
- Los transformadores por encima de 8000 KVA deben tener interruptores automáticos de AT y BT individuales.
- Los relés indicados anteriormente se proporcionarán en AT y BT.
- Los LA se deben proporcionar en AT y BT para transformadores de todas las capacidades y clases de voltaje.
- Se debe proporcionar protección de desfase de OLTC donde esté en funcionamiento el esquema maestro seguidor.
- Alarmas de avería de ventiladores y avería de bombas a conectar.
- Deben conectarse alarmas para OT, WT, Buchholz (tanque principal y OLTC).
