Principios De Funcionamiento - ZIV IDV-A Serie Manual De Instrucciones

Capítulo 3. Funciones y Principios de Operación
3.11.1

Principios de funcionamiento

Los relés térmicos, que emplean la medida directa de las temperaturas de la máquina a
proteger, tienen muy serios problemas para poder realizar su función en las zonas más
sensibles (devanados), necesitando realizar sus mediciones en las zonas próximas (aceite,
aislantes, etc.). Esta medición supone inconvenientes debido a que los puntos en los que se
realiza la medición directa de temperatura pertenecen a elementos con gran inercia térmica.
Por esta razón, en vez de emplearse relés térmicos se suelen utilizar protecciones de imagen
térmica, que por medio de algoritmos matemáticos basados en la física de los materiales,
estiman la temperatura de la máquina a proteger a partir de las intensidades circulantes.
Se da por hecho que cuando se producen sobrecargas en las máquinas, la principal causa de
deterioro es el fenómeno térmico, no considerándose los posibles efectos dinámicos.
Los terminales de protección del tipo IDV disponen de una unidad de protección por imagen
térmica por cada devanado (es decir, 2 para el modelo IDV-A/G y 3 para los modelos IDV-
B/D/F/G/H/K/L) que, por medio de la medida de la intensidad circulante y de la resolución de la
ecuación diferencial térmica, estima el estado térmico para producir un disparo cuando se han
alcanzado niveles de temperatura elevados.
El equipo IDV-D incluye dos unidades de Imagen Térmica que permiten comprobar si se
sobrepasa la característica térmica de las Impedancias de puesta a tierra. Se dispone de una
unidad de imagen térmica por cada canal de tierra, estando asociadas al igual que su
correspondiente unidad, al devanado ajustado en Grupos de conexión.
Los algoritmos se basan en modelizar el calentamiento de un elemento resistivo ante el paso
de una corriente eléctrica. No se considera el efecto de la radiación (ya que para las
temperaturas que alcanzan los elementos a proteger, inferiores a 400 ºC, su repercusión se
considera despreciable) ni otras fuentes de disipación de calor diferentes de la derivada del
efecto Joule.
Si, tras un periodo de sobrecarga relativamente corto, el valor de la intensidad vuelve a valores
nominales, se simula también el enfriamiento del equipo.
La unidad de imagen térmica no tiene un umbral a partir del cual arrancar: siempre está
"arrancada". El tiempo de disparo depende de la intensidad que circule desde un instante dado
hasta que se alcance la temperatura límite y del valor de la temperatura en un instante
concreto. La temperatura previa depende de lo ocurrido con anterioridad, de la intensidad que
se haya medido y del tiempo que haya sido aplicada.
La ecuación diferencial que controla cualquier fenómeno térmico es la siguiente:
Donde:
I: Es el valor eficaz de la componente fundamental de la intensidad medida. I
al cuadrado de la intensidad de la fase A para cada devanado.
:
Es la constante de tiempo. Parámetro ajustable.
:
Imagen térmica. Se refiere a ITERM_1D en el devanado 1, ITERM_2D en el
devanado2 e ITERM_3D en el devanado 3, ITERM_G1 en el canal de tierra 1 y
ITERM_G2 en el canal de tierra 2.
d/dt: Variación diferencial de la imagen térmica respecto del tiempo.

d
 
  
2
I
dt
3.11-2
2
se refiere
IDV: Protección Diferencial, Control y Medida
 ZIV GRID AUTOMATION, S. L. Zamudio, 2011
LIDV1112A