Protección Diferencial en Sistemas Eléctricos: Comparación de Carga y Plano Alpha
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Protección Diferencial en Sistemas Eléctricos: Algoritmos Avanzados
Protección Diferencial de Comparación de Carga
Este algoritmo realiza una comparación de las medidas de corriente del extremo local y el remoto, acumuladas durante un cierto intervalo inferior a medio ciclo. La carga total (A/s) se va acumulando durante ese intervalo y se transmite periódicamente. Este algoritmo admite un mayor error en los tiempos de comunicación. La transmisión de un valor cada vez que se transmite reduce los requerimientos de ancho de banda (cantidad de datos que se pueden enviar) de los canales de comunicación. Este algoritmo permite la operación de la protección diferencial en tiempos inferiores a los que se obtienen con el algoritmo de comparación de fasores de intensidad empleado en la protección diferencial porcentual.
Protección Diferencial de Plano Alpha
El Plano Alpha representa el ratio IR/IL de la corriente del extremo remoto (IR) respecto a la corriente del extremo local (IL).
En condiciones equilibradas (sin cortocircuito), las dos corrientes son iguales en magnitud y opuestas en fase. Es decir, la relación IR/IL es r = 1∠180º.
Durante faltas internas, r se mueve desde su punto de bloqueo teórico, permitiendo al elemento del Plano Alpha operar.
Las zonas de operación y bloqueo se representan en la figura, donde se pueden ver los dos ajustes que caracterizan al Plano Alpha: el radio de bloqueo R y el ángulo de bloqueo α.
Sin considerar las corrientes capacitivas, tanto en condiciones de carga como durante faltas externas, α = IR/IL se situaría idealmente en -1, independientemente del ángulo y módulo de las corrientes. Con faltas internas con alimentación desde ambos extremos, α > 0. Las faltas internas con outfeed en uno de los terminales, α < 0.
El ajuste R determina la región exterior e interior de la zona de frenado. Este ajuste permite variar la sensibilidad sin penalizar la tolerancia frente a la saturación de TIs y errores en la sincronización de las corrientes.
El ajuste α determina la extensión angular de la zona de frenado y permite compensar los errores de medida de los TIs y de sincronización de las medidas sin afectar a la sensibilidad.
Los ángulos de las corrientes locales y remotas dependen de la impedancia de las fuentes de cada extremo y de la impedancia desde dicha fuente hasta el punto de falta. Generalmente, las corrientes en cada extremo no están exactamente en fase durante faltas internas. Cuando un TI satura, la componente fundamental de la corriente en el secundario decrece en módulo y aumenta en ángulo en comparación con el valor de referencia. Si el TI local satura y el TI remoto no, el ratio del Plano Alpha aumenta, creando un cierto error en magnitud y ángulo. Los retrasos en la comunicación también producen un desfase aparente entre la corriente local y remota.