Solución en la red de distribución

En las últimas décadas, la popularidad de un diseño de una red sólidamente aterrizada ha experimentado un descenso general. La causa principal para este descenso es que las fallas a tierra típicamente tienen altas corrientes. A pesar de la reducción de seguridad en este tipo de fallas, la mayor magnitud de falla a tierra implica que los relevadores conectados a esta red detecten un incremento evidente de la corriente de neutro bajo condiciones de falla. Esto hizo que la protección de falla a tierra fuera muy sencilla.

Instalación de Restaurador Serie OSM con Cubículo de Control modelo RC10-ES.

Sin embargo, teniendo en cuenta las implicaciones para la seguridad de la red, la confiabilidad y el riesgo de incendios forestales, a menudo es ventajoso implementar esquemas para limitar la corriente de falla a tierra en un alimentador. Existen múltiples técnicas disponibles para lograr la reducción de fallas a tierra, desde la puesta a tierra de alta impedancia hasta las bobinas Petersen y la compensación activa. Cuando se
implementan técnicas de limitación de fallas a tierra, frecuentemente los niveles de las fallas se conducen por debajo de los niveles de detección para relevadores convencionales y se requieren técnicas adicionales para detectar la presencia de una falla.

Esta reducción en la magnitud de falla a tierra, implica que los Ingenieros de protecciones utilicen nuevos métodos para detectar fallas a tierra con suficiente sensibilidad en redes de alta impedancia. La respuesta a este desafío es la protección de la admitancia.

En términos sencillos, la protección de admitancia es una medición de «lo fácil que es para la corriente escapar de la carga del sistema». Cuanto mayor es la lectura de la admitancia de neutro, más fácil es para la corriente escapar de la carga del circuito deseado. Al establecer un límite de que tan alto este valor puede alcanzar, la protección de admitancia proporciona un algoritmo sobre el cual disparar incluso cuando la corriente de falla a tierra puede ser baja. La impedancia a tierra disminuye en una situación de falla a tierra, lo cual es contradictorio con la mayoría de los otros elementos de protección, mientras que a la inversa aumenta la admitancia a la tierra. La mayoría de los elementos de protección se disparan cuando un métrico en la red se vuelve muy alto (corriente, voltaje, etc.), por lo que la admitancia es más fácil de calcular y comprender desde una perspectiva de protección de red. Simplemente como la falla se vuelve más severa, la admitancia también aumenta. Mediante el establecimiento de un límite en cuanto a lo
alto que este valor de admitancia alcanza, podemos proporcionar protección contra fallas a tierra incluso cuando las desviaciones de voltajes individuales o corrientes son pequeñas. Esta es la razón por la que la protección de admitancia es invaluable para las redes con alta impedancia o la protección de las líneas con baja corriente de falla a tierra.

Ejemplo de Configuración de Zona de Protección de Admitancia

En realidad, la falla a tierra es una combinación de efectos reactivos (carga de línea capacitiva e inductancia de líneas / del sistema de puesta a tierra) y el componente resistivo (flujo de corriente convencional a través del punto de falla y devuelto a través de la puesta a tierra del transformador aguas arriba). Examinando cada uno de estos efectos de forma independiente, es posible inferir la presencia de una falla, incluso cuando al valor nominal de las componentes de falla a tierra individuales parecen pequeños. El beneficio adicional de utilizar esta técnica está asociada con la polaridad de los vectores,
ya que las componentes de admitancia pueden determinarse en una dirección, en base al resultado del signo del valor. Por lo tanto, la protección de falla a tierra direccional también se puede lograr mediante el uso de protección de admitancia. La figura 1 muestra un ejemplo del uso de intervalos de valores de conductancia y de susceptancia aceptables, con protección operando tan pronto como la magnitud en las direcciones hacia adelante o hacia atrás excede los límites calculados de admitancia de neutro.

La protección de admitancia tradicionalmente solo ha estado disponible en voltajes a nivel de transmisión. Con las mejoras en la estabilidad del voltaje de la red y el balance en las redes de distribución, se ha podido empezar a utilizar las características de admitancia como un método más preciso para detectar fallas. La última implementación de la protección de admitancia de EPRECSA – NOJA Power en su Cubículo de Control modelo RC10-ES, proporciona accesibilidad a la protección a nivel de transmisión en un entorno
de red de distribución, proporcionando una mayor sensibilidad y eficacia de la implementación de la protección.

Las redes de distribución a nivel mundial están evolucionando para ofrecer niveles más altos de seguridad, protección y gestión de riesgos. Mientras que las redes tradicionales conectadas a tierra generan corrientes de falla altas, permiten desarrollar esquemas de protección simplificados. El riesgo de estas corrientes de fallas muy altas, es ver a nuestros clientes de servicios de distribución eléctrica (en todo el mundo) implementar sistemas de puesta a tierra de alta impedancia que requieren una protección más compleja debido a las corrientes de falla limitativas, por lo tanto, la protección de admitancia es una de las
soluciones que ahora proporcionamos para estos sistemas.

La protección de admitancia es la solución ideal para la transmisión en redes con alta impedancia, redes de neutro compensado y redes sin puesta a tierra. Mediante el uso de la detección de voltaje y corriente incorporada dentro del Restaurador OSM de EPRECSA – NOJA Power, se ha logrado una protección de admitancia para proporcionar una mayor sensibilidad a fallas a tierra. En una era en la que la eficiencia de la red y la precisión de protección para la mitigación de los incendios forestales son primordial, la protección de la admitancia proporciona una solución rentable para la detección de fallas a tierra donde
se requiere mayor sensibilidad y precisión.

Para obtener más información, póngase en contacto con:  j.sainz@eprecsa.mx y f.sainz@eprecsa.mx.