Los relés de distancia son los elementos de protección de distancia más importantes, que dependen de la distancia del punto fuente/alimentador y del punto donde se produce la falla. El principio de estos relés difiere de una forma de protección a otra porque su rendimiento depende de la relación de voltaje y corriente. Se dice que son relés de doble actuador porque una bobina está energizada por voltaje y la otra bobina está energizada por la corriente. Este tipo de relés se usa más ampliamente cuando se necesita protección contra fallas, protección de respaldo en líneas de transmisión y distribución a altas velocidades, y también cuando la retransmisión de sobrecorriente es muy lenta. Este artículo ayuda a conocer en detalle el relé de distancia y sus tipos.

¿Qué es el Relé de Distancia?

El relé de distancia también se conoce como relé de impedancia o elemento de protección de distancia o dispositivo controlado por voltaje. Su funcionamiento depende principalmente de la distancia entre las impedancias de los puntos donde se produce la falla y donde está instalado el relé (punto de alimentación). El relé funciona cuando la relación de voltaje y corriente se establece en un valor predeterminado o menor que el relé. Este tipo de relé se utiliza para protección de respaldo, protección contra fallas, protección de fase y protección principal de líneas de transmisión y distribución. El diagrama de relés de distancia se muestra a continuación.

El diseño del relé de distancia es un relé de sobrecorriente simple. El diagrama de relés de distancia con características de voltaje y corriente se muestra a continuación. La línea discontinua en el diagrama siguiente representa la condición de funcionamiento a una impedancia constante del punto o línea.

Teoría del relé de distancia

El relé de distancia es un elemento de protección de distancia diseñado para medir el punto defectuoso. El funcionamiento de este relé depende del valor de la impedancia. Dispara el disyuntor y cierra los contactos cuando la impedancia del punto defectuoso es menor que la impedancia del relé. El relé monitoriza continuamente el voltaje y la corriente que fluyen a través del PT y el CT y solo comienza a funcionar cuando la relación de voltaje y corriente (valor de impedancia) es menor que el valor de impedancia predeterminado del relé.

Principio de relé de distancia

El principio de funcionamiento del relé de distancia es muy simple y se basa en la relación de voltaje y corriente, es decir, impedancia. Este relé contiene un transformador de potencial para suministrar voltaje y transformador de corriente para el elemento de corriente, que está conectado en serie con todo el circuito. La corriente secundaria de CT produce el par de desviación, mientras que el transformador potencial produce un par de restauración. Como sabemos, su funcionamiento depende de la relación de voltaje y corriente, es decir, la relación de valor de impedancia, que también se conoce como relé de impedancia.

El relé de distancia comienza a funcionar solo cuando la relación de voltaje y corriente, lo que significa que la impedancia es menor que el valor de impedancia predeterminado del relé. Como la impedancia de la línea de transmisión es directamente proporcional a su longitud, el relé comienza a funcionar si ocurre cualquier falla dentro de la longitud de la línea de transmisión o distancia predeterminada.

¿Cómo Funciona el Relé de Distancia?

El funcionamiento del relé de distancia se explica en dos condiciones, como condición normal y condición defectuosa.

Condición Normal: Se dice que es una condición de funcionamiento porque el voltaje de la línea o el par de restauración es más alto que el par de corriente o de desviación.

De la figura anterior, podemos observar que el relé de impedancia o distancia se coloca en la línea de transmisión entre los puntos AB, Considerando que la impedancia de la línea es Z en condiciones de funcionamiento. El relé de distancia comienza a funcionar solo cuando la impedancia de la línea es menor que la impedancia Z del relé

Condición defectuosa: En esta condición, existe la posibilidad de que ocurra una falla en la línea de transmisión cuando la magnitud de la corriente aumenta que el voltaje (menos). Eso significa que la corriente en la línea es inversamente proporcional a la impedancia del relé. Por lo tanto, el relé comienza a funcionar en esta condición porque la impedancia en la línea disminuye y es menor que el valor de impedancia predeterminado.

Si se ha producido una falla F1 en la línea AB, la impedancia de la línea se reduce por debajo del valor predeterminado del relé y comienza a funcionar enviando el comando de disparo al disyuntor. Los contactos del relé no estarían cerrados si la falla se alcanzara más allá del estado positivo.

Tipos de relés de distancia

Como el relé de distancia depende de la relación de valores de voltaje y corriente, se clasifican en 3 tipos. Lo son

Relé de impedancia

Este tipo de relé depende de la impedancia Z adecuado para la protección de fallas de fase de la línea de transmisión a una longitud moderada

Relé de reactancia

Este tipo de relé depende del valor de la reactancia X adecuado para la protección de fallas a tierra de la línea.

Relé de admisión o MHO

Este tipo de relé depende del valor de admisión Y adecuado para la protección de fallas de fase de líneas de transmisión largas, utilizadas donde se producen sobrecargas de energía severas y también de mediciones de distancia.

Si se produce algún fallo, entonces el relé de distancia comienza a funcionar depende de los valores de impedancia o admisión, o reactancia.

Relés de distancia definida

Este tipo de relé comienza a funcionar cuando el valor de reactancia o admisión está por debajo de un valor de impedancia predeterminado del relé. Estos son relés de impedancia, reactancia, admisión o tipo mho.

Relés de distancia de tiempo

El funcionamiento de este tipo de relé depende del valor de impedancia. Esto significa que su funcionamiento depende de la distancia entre la falla y el punto de relé. Funciona más eficientemente y antes cuando la falla está más cerca del punto de relé. Estos vienen bajo relés de impedancia, reactancia o tipo mho.

Prueba de relé de distancia y Su Procedimiento

Se requiere la prueba de relé de distancia para verificar la configuración del relé de protección, la configuración del relé, la instalación, la prueba y la puesta en marcha de todo el dispositivo para protección

Como los relés de distancia se utilizan para la protección universal contra cortocircuitos, su condición de funcionamiento depende de la medición de cantidades eléctricas como voltaje y corriente, evaluación del valor de impedancia para fallas, que es proporcional a la distancia entre el relé y el punto de falla.

Asegúrese de que las 3 zonas del relé de protección estén configuradas correctamente.

La zona 1 está configurada para el modo de disparo instantáneo en la dirección de reenvío

La zona 2 está configurada para sobrepasar con un retardo de tiempo (single)en la dirección de avance

La zona 3 está configurada para sobrepasar con retardo de tiempo en el modo doble para la dirección inversa.

Asegúrese de que el tipo de sistema de alimentación utilizado para la línea de transmisión de 400 kV del modelo trifásico y dos cargas ( 3 cargas resistivas con dos 9 kV) funcionen a 400 V

Asegúrese de que todos los modos de operación de protección restantes estén apagados mientras prueba cualquier modo de protección.

Comprobación de que todas las conexiones de PT, CT y enlaces de línea de transmisión están conectadas correctamente

Características del relé de distancia

Las características del relé de distancia en las condiciones de funcionamiento se muestran a continuación. La corriente que fluye a través de CT se toma en el eje X y la tensión suministrada por el PT se toma en el eje Y.

Si la impedancia de la línea de transmisión es mayor que la impedancia del relé en una condición de falla, entonces el par positivo se produce por encima de la línea característica de funcionamiento. De la misma manera, si la impedancia de la línea es menor que la impedancia del relé en la condición de falla, se produce el par negativo.

Además, las características de funcionamiento del relé de distancia se pueden explicar utilizando el plano R-X. Que el radio del círculo sea la impedancia de la línea.

X es el ángulo de fase y R es la posición del vector.

En la región positiva, la impedancia de la línea será menor que el radio del círculo. En la región negativa, la impedancia de la línea será mayor que el radio del círculo. A partir de estas características de funcionamiento, podemos concluir que estos tipos de relés son adecuados para líneas de transmisión de alta velocidad y se dice que son relés de alta velocidad.

Ejemplo

SIPROTEC 7SA522 es un ejemplo de relé de distancia, que es un tipo moderno de relé. Se utiliza para lograr una protección de distancia de esquema completo y realiza todas las funciones necesarias para proteger la línea eléctrica. El diagrama de una sola línea de este tipo de relé se muestra a continuación.

De la figura anterior,

21/21N es la protección de distancia

FL es localizador de fallas

50N/51N, 67N es protección direccional contra fallas a tierra

50/51/67 es para protección de respaldo de sobrecorriente

50 STUB es etapa de sobrecorriente de bus de talón

68/68T representa oscilación de potencia (detección o disparo)

85/21 es para protección a distancia de teleprotección 27wi es para protección de entrada débil
85/67N es para teletransportación para protección contra fallos a tierra

50HS es para protección de interruptor

50BF es falla de freno

59/27 es para protección de sobretensión

810/U está por encima/debajo de la protección

25 es verificación sincrónica

79 es reconexión automática

74TC es el circuito de disparo

86 denota comando de bloqueo

Ventajas

Las ventajas del relé de distancia sobre relé de sobrecorriente se dan a continuación

• Reemplaza la protección de las líneas de transmisión de sobrecorriente
• Proporciona protección muy rápida
• La coordinación y la aplicación es muy simple
• Disponible con ajustes permanentes y no hay necesidad de reajustar los ajustes
• Efecto de una generación de niveles de falla, la magnitud de la corriente de falla es menor
• Permite un revestimiento de alta carga

Desventajas

Las desventajas del relé de distancia o de impedancia se muestran a continuación

• Ya que funciona en ambos lados fallas de una línea, entonces se dice que es no direccional.
• No reconoce entre fallas internas y externas de una línea
• La resistencia del arco de una línea de falla afecta la función del relé de distancia. Dado que existe un arco cuando la falla ocurre en cualquier punto.
• Las oscilaciones de potencia afectan el rendimiento del relé de distancia porque el área cubierta por el círculo a los lados del plano R-X es grande
• La capacidad de medición de resistencia a fallas es limitada.

Aplicaciones

Las aplicaciones de relé de distancia son

• Estas son las más utilizadas para proteger líneas de transmisión y líneas de distribución sobre altas tensiones de CA
• Proporcionan protección de respaldo de tensiones de CA contra varias fallas en 3 fases, fase a fase y fase a tierra de líneas de distribución y transmisión.
• Los relés estáticos de distancia se utilizan ampliamente porque proporcionan protección de distancia para todo tipo de fallas de línea en líneas de transmisión (cortas, medias, largas y principales).

Por lo tanto, se trata del relé de distancia: definición, teoría, diagrama, principio, trabajo, ventajas, desventajas, aplicaciones, pruebas y procedimiento de prueba. Aquí hay una pregunta para usted, » ¿Qué es un relé de sobrecorriente? «