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3. PRINCIPIOS DE OPERACION
3.1 DESCRIPCIÓN DEL PRINCIPIO GENERAL DE OPERACIÓN
El principio de la protección diferencial, el más selectivo que puede aplicarse a cualquier elemento de una
red, nace de la conexión del relé de protección según el esquema unifilar de la figura 7.
Para intensidades iguales que circulen en los sentidos indicados en la figura 7, a uno y otro lado del elemento
protegido (caso de faltas externas), ninguna intensidad atraviesa el relé.
En el caso de intensidades desiguales, el relé se verá recorrido por la diferencia I1-I2. Cuando ocurre una
falta interna se produce desequilibrio entre las intensidades I1 e I2, e incluso una inversión en su sentido de
circulación. En estos casos cualquier relé de sobreintensidad de características adecuadas, podría emplearse
con la conexión indicada, que lo convertiría en un relé diferencial, recorrido por la diferencia entre las
intensidades I1 e I2.
La imposibilidad de obtener un circuito totalmente equilibrado en el caso de faltas externas, debido a las
diferencias de comportamiento de los transformadores de intensidad al circular las fuertes intensidades de
cortocircuito, así como la necesidad de diferenciar la avalancha de intensidad magnetizante en la conexión de
la de cortocircuito, hace necesarias las especiales características de que están provistos los relés
diferenciales del tipo DTP.
Para absorber tales desequilibrios, el relé diferencial incorpora unas unidades de frenado porcentual según se
muestra en el esquema de principio de la figura 7.
La intensidad diferencial que se requiere para operar este relé es una cantidad variable, debido al efecto de
las intensidades de frenado. En consecuencia, en el caso de producirse faltas externas, con circulación de
grandes intensidades, el relé requiere mayor intensidad diferencial para actuar. La intensidad menor de las
dos recibe el nombre de "intensidad de paso" ya que es la parte de la intensidad total que atraviesa el circuito
de un extremo a otro. Más adelante se define con mayor rigor esta intensidad de paso.
En la figura 8 se representa el diagrama de bloques de la protección.
El relé diferencial DTP se rige básicamente por la ecuación:
Para un transformador trifásico de dos devanados, el relé lleva dos transformadores de intensidad por fase,
uno a cada lado del transformador, con los cuales se calcula la intensidad de paso y la intensidad diferencial.
Además, igualmente por fase, posee un sistema de filtrado, que se detallará más adelante, que se encarga de
seleccionar los armónicos de la forma de onda de la intensidad, discriminando entre la producida en faltas
internas y la avalancha de intensidad magnetizante en la conexión del transformador.
El primer término de la ecuación corresponde a la intensidad de actuación. Esta se corresponde con la
componente fundamental de la intensidad diferencial, multiplicada por un coeficiente de ganancia Gd. En el
diagrama de bloques se supone, por simplificar, multiplicada por la unidad. El último término S representa la
sensibilidad del relé. Esta es la intensidad diferencial a la que dispara el relé en ausencia de intensidad de
paso y de armónicos.
El tercer término representa la magnitud de frenado por componentes armónicas de segundo y quinto orden.
Esta magnitud es proporcional a la intensidad diferencial y a la ganancia de frenado por armónicos Ga. En el
diagrama de bloques se representa mediante las ganancias G
La componente de continua que se presenta en el caso de faltas externas y en la avalancha de intensidad
magnetizante de conexión, queda bloqueada por los transformadores de entrada, así como por los filtros
digitales implementados en el relé. Por lo tanto, éstas no producen ningún efecto significativo.
La forma de onda de esta avalancha de intensidad de magnetización de conexión, típica de un transformador
de potencia, suele presentar la siguiente composición:
GEK-106217E
3. PRINCIPIOS DE OPERACION
G
(I
- I
)
- G
(I
+ I
)
d
1
2
f
f
1
2
f+h
DTP-B Protección Digital de Transformador
- G
(I
- I
)
- S > 0
a
1
2
h
y G
.
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