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4. Protecciones diferencialesProtección diferencial de las barrasProtección diferencial de las líneasProtección diferencial de los transformadores

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Protecciones diferencialesProtección diferencial de las barras

Cortocircuitos en las barras debidos a:No actuación de interruptores en caso de faltaManiobras erróneas debidas a errores humanos

Probabilidad de este tipo de faltas muy baja, pero consecuenciasdestructivasSe instala una protección diferencial en barras importantes que debe proteger la barra, los interruptores, los seccionadores y todos los dispositivos conectados al nudoPara eliminar una falta en una barra se deben abrir todos los circuitos conectados a ellaLa actuación de una protección diferencial de barra abre una parte considerable del sistema y limita la capacidad de suministro de energíaNo todas las barras están protegidas con una protección diferencial primaria sino que en la mayoría de los casos se protegen a través de protecciones de apoyo (protecciones de las líneas que salen del nudo)

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Protecciones diferencialesProtección diferencial de las barras

Esquema de una protección diferencial de barra simple con dos alimentaciones y tres líneas de salida

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Protecciones diferencialesProtección diferencial de las barras

Esquema de una protección diferencial de barra doble conectada por un interruptor

RR

T

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Protecciones diferencialesProtección diferencial de líneas cortas

Los extremos de las líneas están alejados, por lo que el circuito auxiliar de la protección diferencial debe tener la misma longitudPor tanto, los circuitos auxiliares de circulación de corriente no son adecuados para distancias largasEn lugar de comparar corrientes, se comparan tensiones, que son proporcionales a las corrientesEl transformador de tensión está alimentado por los transformadores de corriente situados al comienzo y al final de la líneaLos secundarios de los transformadores de tensión están en vacío; sin embargo, los transformadores de corriente de la línea están en cortocircuito

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Protecciones diferencialesProtección diferencial de líneas cortas

2N

1N

3N

R+

_

T1V

R3Ι

R2Ι

R1Ι

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Protecciones diferencialesProtección diferencial de líneas cortas

Si las tensiones de los secundarios son distintas, por el relécircula una corrientePara que la protección sea sensible a todo tipo de falta (no sólo a la falta monofásica a tierra) los devanados primarios de los transformadores de tensión deben distinto número de espiras

N1 = N2, N3 > N1

Las protecciones diferenciales de las líneas se utilizan para sistemas industriales o para líneas públicas importantes y de longitud máxima de 15 km

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Protecciones diferencialesProtección diferencial del transformador

El transformador es el elemento más importante de los centros de transformación y de las subestacionesTodos los transformadores están protegidos por un interruptor general y en caso de transformadores importantes, se utilizan protecciones específicas como la protección diferencial y la protección a tierraEl diseño de la protección diferencial del transformador es particularmente complejo porque se tienen que comparar corrientes de diferente nivelAdemás, las corrientes pueden estar desfasadas

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Ejemplo 9Diseñar los transformadores de corriente del primario y del secundario para la protección diferencial de un transformador de 7.5 MVA, 33 kV / 11 kV, Dyn.

R2ΙR1Ι

1Ι 2Ι

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Protecciones diferencialesProtección diferencial del transformador

La corriente primaria de un transformador es siempre distinta de la corriente secundaria debido a la corriente de magnetización del núcleo ferromagnéticoEl relé diferencial debe ser sensible a corrientes mayores que la corriente de magnetizaciónEn el momento de la conexión del transformador, que se realiza en vacío, la corriente de magnetización puede ser grande y el relé diferencial puede identificar una falta ⇒relés de bloqueo de armónicos

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BibliografíaCapítulos 2 y 6: A. Conejo, J. M. Arroyo, F. Milano, N. Alguacil, J. L. Polo, R. García Bertrand, J. Contreras, A. Clamagirand, L. López. “Instalaciones Eléctricas”. McGraw-Hill, Madrid, 2007. ISBN: 978-84-481-5639-8

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BibliografíaCapítulos 6, 7, 9 y 11: R. Guirado, R. Asensi, F. Jurado, J. Carpio. “Tecnología Eléctrica”. McGraw Hill, Madrid, 2006. ISBN: 84-481-4807-X

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BibliografíaCapítulos 2 y 6: J. Roger Folch, M. Riera Guasp, C. Roldán Porta. “Tecnología Eléctrica”. Síntesis, 2ª edición, Madrid, 2002. ISBN: 84-7738-767-2