Esta reciente implementación de un código de protección estándar ANSI proporciona capacidades adicionales en la detección de Conductores Rotos.

Dada la simplicidad del esquema de protección ANSI 46BC, las técnicas de protección de secuencia de fase negativa pueden ser ahora aplicadas por cualquier usuario del Cubículo de Control de EPRECSA – NOJA Power modelo RC10 para lograr la protección contra conductor roto.

La protección de Secuencia de Fase Negativa (NPS por sus siglas en inglés) ha sido un elemento fundamental en el conjunto de protecciones integradas en el RC10 durante muchos años, pero la más reciente actualización de esta funcionalidad es la implementación de la Protección ANSI 46BC.

Aplicación

La aplicación de la protección de secuencia de fase negativa es un excelente detector de desbalance de fase, sin embargo, los valores de I₂ pueden ser sensibles a los ajustes de la carga real debido a los límites prácticos para lograr redes balanceadas.

La protección ANSI 46BC compara la relación entre la corriente de secuencia de fase positiva (I₁) y la corriente de secuencia de fase negativa (I₂), en lugar de cada elemento de protección de forma independiente. Esto ayuda a mitigar la variación de los valores Secuencia de Fase Negativa a través del suministro de energía distribuida a los clientes, mientras que adicionalmente determina si existe una falta de continuidad permanente en una fase.

Cuando las líneas eléctricas trifásicas experimentan una falta de continuidad en una fase, el balance de corriente y voltaje a través de las tres fases es delicado. Esta falta de continuidad podría ser un conductor roto, ya sea que cayó en el suelo, o un fusible monofásico operado en una o dos de las fases.

Estas faltas de continuidad no necesariamente darán lugar a altas sobrecorrientes, ya que la fuga a tierra puede ser alta o se aproxima a infinito (por ejemplo, un cable flotante roto aún conectado a un aislador). Al aplicar la Protección de Secuencia de Fase Negativa (NPS) a cualquier alimentador en particular, se debe conocer el principio de impedancia de Secuencia de Fase Negativa y después aplicar los ajustes adecuados en base a los distintos tipos de fallas.

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

La corriente de secuencia positiva está asociada con la carga instalada en un alimentador, y es usualmente una medición de la «buena energía» que se suministra a los clientes. Con demasiada corriente de secuencia positiva fluyendo a través de un cable, implica una sobrecarga generada por un cliente (o normalmente un falla trifásica simétrica) y que la corriente debe interrumpirse para conservar el equipo primario.

¿Que son las corrientes de secuencia negativa?

Las corrientes de secuencia negativa son esencialmente un desbalance en las corrientes a través de las tres fases, que pueden surgir de múltiples problemas que van desde las conexiones monofásicas desbalanceadas, sobrecarga de la línea por los usuarios una línea en particular o el estilo de conexión ocasional, en el cual, las conexiones son hechas a las fases exteriores A y C, por su fácil acceso.

Tabla 1: Variaciones NPS (I₂)

Normalmente, la Protección de Secuencia de Fase Negativa se ajusta alrededor del 30% de la configuración de sobrecorriente, si esto lo aplicamos a los alimentadores en la Tabla 1, podemos suponer que el conductor roto no será detectado. Esto es muy común en condiciones de carga más baja, si verificamos el ejemplo de la Tabla 1, tenemos un caso en el que un conductor roto podría ser detectado con un alto grado de confianza, a pesar tener una corriente de carga tan baja como 10A (resaltada en color café claro).

La importancia de la implementación del ANSI 46BC es que el valor de NPS no se está analizando de forma independiente, sino que se compara con el valor de la corriente de secuencia positiva. Las variaciones normales de las cargas pueden causar cambios en la cantidad de corriente de Secuencia de Fase Negativa detectada por cualquier relevador en particular, como se demuestra en la Tabla 1.

Las variaciones en la carga durante el transcurso de un día normal podría implicar una corriente de secuencia de fase negativa más alta, pero esto no es necesariamente nos indicaría una discontinuidad del conductor. El reto surge cuando hay una ruptura en uno o dos cables, ya que esto no incrementa la corriente de Secuencia Positiva, lo que significa que los relevadores convencionales de sobrecorriente de fases / tierra pueden no detectar la problemática.

Ejemplos de escenarios

I2 / I1 es constante para cualquier variación en la demanda de corriente en tres fases, pero tan pronto como se produce una falta de continuidad, el promedio entre ambas crece rápidamente. La Tabla 2 describe algunos escenarios de las relaciones típicas que se presentan en un sistema de distribución trifásico.

Mientras que la presencia de secuencia de fase negativa en cualquier línea implica desbalance, la realidad es que la mayoría de los alimentadores de distribución presentarán algún nivel de corriente NPS.

La configuración de un elemento de protección que solamente actúa de forma independiente para este tipo corrientes NPS puede ser un reto, ya que la protección debe ser lo suficientemente sensible para detectar desequilibrios por fallas reales, pero también lo suficientemente grandes para que no se produzca un disparo no deseado.

Tabla 2. Relaciones de Conductores Rotos I2 / I1

Sin embargo, a partir de esta tabla es evidente que una línea sana tiene I2 / I1 aproximadamente de cero, pero cuando aparece una falta de continuidad en una o dos líneas, la relación de I2 / I1 se eleva por encima del 20%.

Teniendo en cuenta que para la mayoría de las cargas residenciales la impedancia de secuencia positiva y negativa sería similar, se puede inferir que la relación entre I2 e I1 elimina la necesidad de cálculos de impedancia a medida que las impedancias se anulan.

La implementación de ANSI 46BC en el Cubículo de Control modelo RC10-ES de EPRECSA – NOJA Power, permite a los Ingenieros de protecciones configurar el valor del promedio en el que se registrará un arranque, con un temporizador apropiado para eliminar disparos falsos. Mejor aún, el valor de 20% es un valor considerable para indicar la presencia de un conductor roto.

En los escenarios en los que la impedancia de secuencia de fase negativa difiere de la impedancia de secuencia positiva, este valor de 20% puede ajustarse. Esta aplicación reduce en gran medida la complejidad asociada con la implementación de un esquema de protección NPS.

«La protección de los conductores rotos es una herramienta muy importante para nuestros cliente, ya que les proporciona una protección avanzada usando el Cubículo de Control modelo RC10-ES y Restaurador OSM de EPRECSA – NOJA Power. En particular, los programas de mitigación de incendios forestales se beneficiarán sin duda al implementar esta protección en sus restauradores, pero en última instancia las empresas de servicio eléctrico desarrollarán redes de distribución más seguras con detección de conductores rotos. “, indicó el Director General de EPRECSA – NOJA Power.

Este tipo de funcionalidades de protección demuestra por qué el Cubículo de Control modelo RC10-ES de EPRECSA – NOJA Power es el equipo más avanzado disponible en la actualidad. Al simplificar los esquemas de protección más complejos, EPRECSA – NOJA Power está permitiendo a todos los usuarios, tanto de empresas públicas como privadas, aprovechar las últimas capacidades de protección disponibles.

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