D.II: Sistemas de Proteccion de

Transformadores

Curso: Introduccion a los Sistemas de Proteccionde Sistemas Electricos de PotenciaIIE - Facultad de Ingenierıa - UDELAR

1. Sobrecorriente direccional de fase y tierra

1.1. Consideraciones generales

Cuando utilizamos protecciones de sobrecorriente en transformadores de po-tencia, puede ocurrir que la proteccion necesite un elemento direccional parapoder identificar la direccion de la falta.Las protecciones de sobrecorriente direccionales pueden ser ajustadas massensibles que los sobrecorriente no direccionales. Ademas, la coordinacion sesimplifica porque la direccion restringe la operacion de la proteccion solo auna direccion.Las funciones de sobrecorriente, instantaneas y temporizadas, utilizadas enlas protecciones de sobrecorriente direccionales son las mismas empleadasen las protecciones de sobrecorriente no direccionales.Las protecciones direccionales solo operan para faltas en una sola direccion.Para lograr esto, hay que suministrarle a la proteccion una senal de referen-cia. Esta senal de referencia puede ser una corriente o una tension o puedenser ambas.

La direccionalidad habilita a la proteccion operar solo para faltas dentro dela zona protegida, lo cual le permite ser ajustada mas sensible.

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Figura 1: Proteccion de sobrecorriente

1.2. Polarizacion:

Para obtener la direccion de una falta, se compara el angulo del fasor de unacorriente de operacion, que varıa con la direccion de la falta, y el angulo delfasor de otra senal del sistema que no depende de la ubicacion de la falta.Esta senal se la conoce como senal o magnitud de polarizacion.

Para las funciones de fase: las magnitudes de polarizacion son las ten-siones de fase o una combinacion de ellas en donde esta ubicada laproteccion.

Para las funciones de tierra: las magnitudes de polarizacion pueden sermagnitudes de secuencia negativa o magnitudes de secuencia cero. Ge-neralmente se aplican las magnitudes de secuencia negativa cuando elacoplamiento de secuencia cero no permite distinguir la direccion.

Caracterıstica de operacion de un elemento direccional:

El maximo torque se produce cuando el angulo de la corriente de operacion yla tension de polarizacion es igual al angulo caracterıstico, angulo de maxima

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sensibilidad o maximo torque.

Figura 2: Caracterıstica de la proteccion direccional

1.3. Sobrecorriente direccional de fase:

Polarizacion para funciones de fase

Durante condiciones de carga normal un transformador, los fasores de ten-siones y corrientes estan casi en fase (carga con alto consumo de potenciaactiva).

Figura 3: Caracterıstica de la proteccion direccional

Para poder distinguir la direccion durante una falta se debe tener en cuentaque:

- La tension del sistema colapsa en el lugar de la falta. Por lo tanto paraobtener la suficiente sensibilidad de la proteccion bajo condiciones defalta, la tension de polarizacion no debe incluir las tensiones en falta.

- El factor de potencia de una falta es bajo, la corriente esta atrasada casi90◦ de la tension. De todas las conexiones posibles para obtener una

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correcta discriminacion de la direccion durante una falta, la conexiona 90◦ es la mas usada.

Figura 4: Caracterıstica de la proteccion direccional

Aplicacion:

Se debe aplicar una proteccion direccional temporizada de fase si la maxi-ma corriente de falta hacia atras es mayor que el valor de la corriente desobrecarga normal del transformador, o el valor de la corriente de ajustedeseado.

Ajustes: Se aplican los mismos criterios que se aplican a las proteccionesde sobrecorriente no direccionales.

angulo caracterıstico: desfasaje que se aplica, conociendo la referenciade angulos, a la tension de polarizacion o la corriente de operacion,para obtener la maxima sensibilidad. Depende de cada proteccion yes el resultado de los estudios de cortocircuitos en el transformador aproteger.

Senales de operacion y polarizacion para el elemento direccional de fase.

Figura 5: Senales de operacion y polarizacion

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1.4. Sobrecorriente direccional de tierra:

Polarizacion para funciones de tierra

Polarizacion por tsecuencia cero Para las faltas a tierra, la corriente deoperacion es la corriente de neutro (In = 3I0). La tension de neutro(3V0) se puede usar como tension de polarizacion, ya que siempre tienela misma direccion independiente de la ubicacion de la falta. General-mente, se filtran los armonicos, por ej. 3◦.

Durante la operacion normal del sistema de potencia, la tension deneutro es 0.

Figura 6: Conexion de la senal de polarizacion:

Tension de neutro: 3V0 = VA + VB + VC

Se aplican las mismas reglas que se aplican para la proteccion de sobreco-rriente direccional de fase.

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Ajustes: Se aplican los mismos criterios que se aplican a las proteccionesde sobrecorriente no direccionales.

angulo caracterıstico: desfasaje que se aplica a la tension de polarizacionpara obtener la maxima sensibilidad. Depende de cada proteccion yes el resultado de los estudios de cortocircuitos en el transformador aproteger.

2. Proteccion diferencial

2.1. Introduccion:

La proteccion diferencial es 100 % selectiva y opera solo para faltas dentrode su zona protegida. El lımite de la zona protegida esta definida por la ubi-cacion de los transformadores de corriente. Ademas, no precisa coordinarcon otras protecciones, debido a esto, la operacion es instantanea.Por lo cual, la proteccion diferencial es adecuada para proteccion principal.

La proteccion diferencial se basa en la comparacion de corrientes. Para man-tener la estabilidad frente a faltas externas, para lo cual se precisa dimen-sionar en forma adecuada y ajustarse la relacion de los transformadores decorriente. Debido a los costos, la proteccion diferencial debe tolerar la satu-racion de los transformadores de corriente.

2.2. Principio de operacion:

La proteccion diferencial de corriente compara los valores medidos de co-rriente en magnitud y angulo. Esto es posible por comparacion de valoresinstantaneos como por comparacion de fasores.En cada caso la medida se basa en la ley de Kirchoff, la suma vectorial delas corrientes entrando o saliendo de un nodo debe ser cero en todo instante.La convencion es: la corriente entrando a la zona protegida es positiva, y lacorriente saliendo de la zona protegida es negativa.

Es la forma mas simple y comun de aplicacion de la funcion diferencial. Elprincipio de medida se muestra en la Figura 7:

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Figura 7: Principio de medida:

Los transformadores de corrientes usados para la proteccion diferencial estanconectados en serie en el lado secundario, de manera que la corriente circulapor ellos durante una falta externa, y no circula corriente por el rele dife-rencial.En el caso de una falta interna, la corriente circula por el rele diferencial.

Este principio de operacion se utiliza en: lıneas y cables de trasmision, ge-neradores, motores y transformadores. Cuando se utiliza esta funcion paraproteger un transformador de potencia, se necesita corregir los angulos ymodulos de los vectores a comparar.

Figura 8: Aplicacion de la proteccion diferencial

2.2.1. Proteccion diferencial por porcentaje (biased stabilized)

- En la practica, una corriente diferencial siempre existe como resultadode los errores introducidos por los transformadores de corriente.

- Este error es proporcional a la corriente que circula por el transfor-

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mador de corriente. En caso que la corriente que circule por el mismosea una corriente de falta, el transformador de corriente puede saturar,por lo cual la corriente diferencial aumenta.

- Los reguladores bajo carga de los transformadores de potencia, tam-bien pueden causar una corriente diferencial porque la relacion datransformacion cambio.

En la Figura 9 se muestra la corriente diferencial (I∆), en relacion a la co-rriente a traves del equipo protegido (Ithrough), durante la operacion normal(carga) o faltas externas.

Figura 9: Corriente diferencial

Para que opere correctamente, la corriente de operacion debe aumentarcuando la corriente que circula por el equipo protegido aumenta. Esto pro-porciona sensibilidad para corriente de faltas pequenas, y estabilidad paracorrientes de carga grandes o cuando se saturan los transformadores de co-rriente.

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Figura 10: Esquema de una proteccion diferencial

La estabilidad se proporciona con la siguiente corriente de restriccion: Ires =|I1|+ |I2|, que corresponde a la suma de las corrientes. La corriente de ope-racion es: IOp = |I1 +I2|, que corresponde a la diferencia entre las corrientes.

En la Figura 11 se muestra la caracterıstica de operacion:

Figura 11: Caracterısticas de operacion

Criterio de operacion: IOp > kIres ⇒ |I1 + I2| > k(|I1|+ |I2|).

En la proteccion diferencial se pueden distinguir dos zonas:

Zona A: Equipo protegido sin falta Idealmente, no hay corriente dife-rencial. En caso de corriente de carga o en el evento de una falta exter-na, solo hay corriente de restriccion. Los errores en los transformadores

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de corriente, como el regulador bajo carga generan una corriente di-ferencial que es proporcional a la corriente que circula por el equipoprotegido. El area A se define como la zona del equipo protegido sinfalta.

Zona B: Equipo protegido con falta Idealmente una falta en el equipoprotegido se representa por la lınea a 45◦. Debido a los errores enlos transformadores de corriente y la corriente de carga, la relacionIOp/Ires es menor que 1, por lo cual las falta internas aparecen pordebajo de la lınea a 45◦.

Figura 12: Diagrama de la proteccion diferencial

2.2.2. Proteccion diferencial de alta impedancia:

Para explicar este principio, se asume un equipo a proteger que tiene 2corrientes.

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Figura 13: Proteccion diferencial de alta impedancia

Principio de operacion: Los secundarios de los transformadores de co-rriente se conectan como en el caso de la proteccion diferencial por corriente.La proteccion diferencial se conecta en paralelo, y se compone de una resis-tencia alta en serie con un rele de sobrecorriente muy sensible.

Idealmente, la tension en la ubicacion del rele es muy pequena, para lascorrientes de carga y para las faltas externas, si la resistencia secundaria deltransformador de corriente RCT y la resistencia del cableado RL son igualesen ambos lados.Todos los transformadores de corriente deben tener la misma re-lacion.

Estabilidad durante faltas externas: En el caso de saturacion de untransformador de corriente, el punto donde la tension es cero se mueve. Asu-miendo el peor caso, donde un transformador de corriente esta completamen-te saturado, mientras que el otro transforma la corriente sin saturacion.

El transformador saturado puede simplemente sustituirse por la resistenciasecundaria interna (RCT ). Ademas, la resistencia en serie con el rele es ma-yor que la resistencia de los cables (RL) y la resistencia secundaria internadel transformador de corriente (RCT ).

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Figura 14: Falta externa

La tension aplicada en la serie del rele y la resistencia es: UR = iF ·(RL+RCT )⇒ se ajusta el rele de manera que la tension de operacion Uop > UR.Para calcular el ajuste se debe utilizar la corriente de falta externa iF mayor.

Sensibilidad para faltas internas: La mınima corriente de falta internadebe ser capaz de suministrar la corriente de magnetizacion del transforma-dor de corriente y la corriente por el rele, para que pueda operar.

⇒ iFmin ≥ (2× imag + iop)

Tension de saturacion del transformador de corriente: Los trans-formadores de corriente pueden saturar durante faltas internas, debido a laresistencia alta. Por lo cual, los transformadores de corrientes deben cumplircon ciertos requerimientos para que el rele pueda operar.

Basado en la teorıa, la tension de saturacion de los transformadores de co-rriente debe ser por lo menos 2 veces la tension de operacion ajustada, parapoder operar con seguridad.

⇒ UKN ≥ 2× Uop

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Respuesta a corrientes altas para faltas internas: Durante una faltainterna, todos los transformadores de corriente alimentan la resistencia y releen serie. Como resultado se genera una sobretension en todos los transfor-madores de corriente, hasta que se saturan. Esta sobretension puede poneren riesgo la aislacion de los circuitos secundarios. Por lo cual, generalmentese requiere utilizar varistores.

La maxima tension que se aplica a los circuitos secundarios durante unafalta interna es:Upeak = 2

√(2 · UKN · (UF − UKN ))

UF : maxima tension en la serie resistencia y rele, si no ocurre saturacion deltransformador de corriente.

2.3. Proteccion diferencial de transformador

La proteccion diferencial aplicada a los transformadores de potencia sumi-nistran un disparo rapido y selectivo para faltas internas al transformadoro para faltas entre el transformador de potencia y los transformadores decorriente.

La proteccion diferencial se aplica para transformadores de potencia supe-rior a 1MVA y para unidades superiores a 5MVA es un standard.

Figura 15: Proteccion diferencial de transformador

Ademas, esta proteccion consta de varias funciones complementarias:

- estabilidad frente a las corrientes de energizacion

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- estabilidad frente a las corrientes de sobreexcitacion

- adaptacion de la relacion de transformacion y el angulo

2.3.1. Circuito equivalente de un transformador:

Los devanados primario y secundario estan unidos a traves de un nucleomagnetico por medio del flujo principal, φ, como muestra la Figura 16. Paraobtener el flujo, se requiere una corriente de magnetizacion (corriente deenergizacion) Im. En el circuito electrico equivalente, los requerimientos demagnetizacion corresponden con la reactancia Xm.

Figura 16: Circuito equivalente de un transformador

Xm =U

Imcorresponden con la pendiente de la curva de magnetizacion. Du-

rante la operacion normal, el punto de operacion esta por debajo del puntode saturacion de la curva. A tension nominal, la corriente de magnetizacioncorresponde aprox. 0,2 % In.

2.3.2. Energizacion:

Cuando se energiza un transformador, resulta en una sobre-excitacion debidoal flujo remanente, causando una corriente alta de energizacion. Dependien-do del instante de la energizacion en la tension sinusoidal, se puede obtenerun desplazamiento del flujo. Para valores altos de flujo durante la saturacion,se traduce en valores altos de corrientes de energizacion, ver Figura

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Figura 17: Corriente de energizacion

La corriente de magnetizacion de un transformador entra por el primario yno sale por el secundario ni el terciario, por lo que representa para el relediferencial una condicion semejante a una falta interna En regimen normalde operacion esta corriente tiene valores del 2 al 5 % de la corriente nominaldel transformador. En la Figura 18.

Figura 18: Corriente de energizacion: Transformador

estrella-triangulo

Este problema origina la aparicion de armonicos, particularmente de orden2, ya que la corriente magnetizante los contiene en alta proporcion. Por lotanto, mediante un filtro adecuado puede obtenerse una senal de restriccionproporcional.

Consideramos la energizacion de un transformador sin carga, como se mues-

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tra en la siguiente figura. Sea la tension de la fuente: e(t) = Emax ·cos(ωt−ϕ)Si despreciamos las resistencias en el circuito, el flujo en el nucleo del trans-formador esta dado por: φ(t) = φmax · sen(ωt− ϕ) + φmax · senϕ

Figura 19: Energizacion

En la Figura 20 se muestra la forma de onda de la corriente de magnetiza-cion, asumiendo que la curva de saturacion del nucleo del transformador decorriente se puede aproximar por dos rectas.

Figura 20: Corriente de energizacion

En la Figura 21 se muestra la forma de onda tıpica de la corriente de mag-netizacion en cada fase y por el neutro. La corriente de magnetizacion tieneun contenido alto de armonicos.

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Figura 21: Corriente de energizacion

Energizacion luego de despejar una falta cercana: Cuando una faltaexterna, cerca a la ubicacion del transformador, es despejada; para el trans-formador son las mismas condiciones como si fuera una energizacion. Comola tension es aplicada de nuevo al transformador, dependiendo del instantede despeje de la falta, se pueden encontrar componentes de DC como seencuentran en las corrientes de energizacion.

Energizacion simpatetica: Cuando dos transformadores son conectadosen paralelo, se observa que cuando se energiza el segundo opera la protecciondiferencial del que esta en servicio. La razon de esta operacion es la corrientede energizacion simpatetica, que es resultado de la corriente de energizaciondel transformador que se esta energizando.

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Figura 22: Energizacion simpatetica

Bloqueo frente a las energizaciones Por lo tanto, el rele diferencialdebe ser capaz de discriminar entre corriente de falta interna y corriente demagnetizacion. Una de las tecnicas mas usada es la utilizacion de los armoni-cos de la corriente diferencial como base para la retencion o inhibicion delrele.

Este bloqueo se basa en la medida de la componente de 2do armonico conrelacion a la componente fundamental. Se bloquea el disparo si la relacionentre: I100Hz

I50Hzsupera cierto valor de ajuste.

Componente de armonicos en la corriente de energizacion:

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Figura 23: Componente de segundo armonico

2.3.3. Sobreexcitacion:

Cuando un transformador opera con sobretensiones, la corriente de magne-tizacion se incrementa. La forma de onda de esta corriente se distorsiona amedida que el punto de trabajo es mas cercano al codo de la curva de satu-racion del nucleo del transformador. A medida que se distorsiona, aumentael contenido de armonicos en la corriente.

El aumento de la corriente de magnetizacion aparece como una corrientediferencial en la proteccion, provocando la operacion de la proteccion.

Figura 24: Sobreexcitacion: Corriente de energizacion

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Bloqueo por sobreexcitacion Por lo tanto, el rele diferencial debe sercapaz de discriminar entre corriente de falta interna y corriente de magne-tizacion debido a una sobreexcitacion. Una de las tecnicas mas usada es lautilizacion de los armonicos de la corriente diferencial como base para laretencion o inhibicion del rele.Este bloqueo se basa en la medida de la componente de 5to armonico conrelacion a la componente fundamental. Se bloquea el disparo si la relacionentre: I250Hz

I50Hzsupera cierto valor de ajuste.

2.4. Transformador trifasico de dos devanados:

La conexion de los reles diferenciales de porcentaje para transformadores dedos devanados debe ser tal que garantice su operacion para todas las faltasinternas a la zona protegida, y su bloqueo para cualquier otra condicion deoperacion, incluyendo faltas externas. Para ello es necesario que la corrienteque llega a una de las bobinas de restriccion sea igual a la que sale, paracada fase del rele.

Esto sugiere dos pasos para la conexion correcta del rele diferencial:

- compensar el desfasaje entre las corrientes primarias y secundarias(generalmente usando conexion en triangulo): para asegurarse que lascorrientes que llegan al rele estan en fase.

- ajuste de la relacion: seleccionar taps en los reles para minimizar ladiferencia de las corrientes que circula para la bobina de operacion.

En los reles electromecanicos, se realizaba mediante la conexion de transfor-madores de corriente auxiliares.En los reles numericos, se realiza mediante ajustes en el rele.

Desfasaje: Para compensar el desfasaje de corrientes en transformadoresYd, se debe conectar un grupo de transformadores de corriente en trianguloy otro en estrella. Cualquiera de los dos grupos se puede conectar en triangu-lo, pero es recomendable conectar en triangulo el grupo de transformadoresde corriente del devanado en estrella.

La conveniencia de conectar en triangulo el grupo de los transformadoresde corriente del lado en estrella del transformador de potencia y en estrellael lado del triangulo se debe a que esta conexion evita la operacion inco-rrecta de la proteccion para faltas externas a tierra en el lado estrella deltransformador. Para estas faltas circula corriente de secuencia cero por ellado en estrella del transformador, pero los transformadores de corriente co-nectados en triangulo impiden que esa corriente llegue al rele. Por el lado

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del triangulo no circula corriente de secuencia cero. Si se utiliza la conexioncontraria, los transformadores conectados en estrella permiten el paso de lacorriente de secuencia cero al rele, y no llega corriente de secuencia cero dellado conectado en triangulo. Esto puede provocar la operacion incorrectadel rele para faltas externas a tierra.

Ejemplo de conexion :

Figura 25: Transformador de 2 devanados

Conexion de un rele para un transformador de 2 devanados: Seconsidera un transformador de 30MVA, 11.5/69 kV, Yd1.Determinar la relacion de transformacion y la conexion del los transforma-dores de corriente requeridos para ajustar el rele diferencial. Deben utilizarsetransformadores de corriente con relaciones normalizadas. Se utiliza un relediferencial de porcentaje, y los taps de corriente disponibles son: 5.0 /(5.0 -5.5 - 6.0 - 6.6 - 7.3 - 8.0 - 9.0 - 10.0)A.

La Figura 26 muestra el esquema trifasico de conexiones. Se muestran quelas corrientes de restriccion del lado estrella y del triangulo estan en fase.

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Figura 26: Transformador de 2 devanados

Las corrientes nominales de carga de cada devanado son:

Icarga(69kV ) = 30MVA√3·69kV = 251A

Icarga(11,5kV ) = 30MVA√3·11,5kV = 1506A

La relacion de transformacion son: del lado de 11.5kV: 1500/5A; y del ladode 69kV: 250/5A.Finalmente, se eligen los taps correspondiente en el rele. Con las dos rela-ciones elegidas, las corrientes en los devanados del rele, para las condicionesnominales, son:

Irele(69kV ) = 251 5250 = 5,02A

Irele(11,5kV ) = 1506 51500 = 5,02A×

√3 = 8,69

⇒ se selecciona el tap 5/5 A del lado de 69kV y 5/9 A del lado de11kV.

Determinacion de la pendiente: El ajuste de la pendiente de los relesdiferenciales se lleva a cabo con el objetivo de asegurar que no habra unaoperacion incorrecta debido a las diferencias en las corrientes de las bobinasde restriccion causado por las relaciones de los transformadores de corrientey la operacion de los cambios del tap bajo condiciones de carga.

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Se ajusta la pendiente y la corriente de umbral en funcion de la magnitudde la corriente de magnetizacion en condiciones normales, los errores intro-ducidos por los transformadores de corriente y del rango de regulacion bajocarga.

Ejemplo: Rele numericos: En los reles numericos no es necesario la utili-zacion de transformadores auxiliares para compensar la relacion y desfasaje.

La Figura 27 es un ejemplo de como se implementa en los reles numericos:

Figura 27: Reles numericos: Proteccion diferencial

3. Proteccion para faltas a tierra:

Las faltas a tierra pueden ser detectadas por protecciones de sobrecorrientede tierra o por protecciones diferenciales. La aplicacion de cada uno de ellosdepende de las conexiones del transformador, disponibilidad de transforma-dores de corriente, fuente de secuencia cero, caracterısticas del sistema depotencia.

3.1. Transformador conectado en triangulo:

En los devanados de los transformadores conectados en triangulo general-mente no se instala una proteccion para faltas a tierra, debido a que en esesistema no hay fuente de secuencia cero. Si hay posibilidades de tener unafuente externa de secuencia cero, entonces la forma de proteger al transfor-mador frente faltas a tierra en su devanado es mediante la proteccion de la

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Figura 1.Para evitar operaciones incorrectas de esta proteccion se utilizan funcionescon valores de corriente de arranque muy sensibles con una pequena tempo-rizacion.

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32 Copyright © 2008 IEEE. All rights reserved.

Figure 17 —Complete ground-fault protection of a delta-wye transformer

using a residual overcurrent and differentially connected ground relay

Figure 18 —Complete ground-fault protection of a delta-wye transformer

using a residual overcurrent and directional relay

Another approach is to use either a biased, restricted earth-fault system or a high-impedance restricted earth-fault relay. One form of restricted earth-fault relay uses the following combinations of currents for operating and restraining the relay, as expressed in Equation (14) and Equation (15):

[ ]¦ +++= NCBA IkIIIkI 21OP (14)

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Figura 28: Protecciones para faltas a tierra

3.2. Transformador conectado en estrella:

Para detectar con exito faltas a tierra en los devanados del transformadorconectados en estrella, la proteccion debe discriminar entre faltas internas yexternas a la zona protegida. Las protecciones que generalmente se utilizanson protecciones diferenciales, como se muestra en la Figura ??. La protec-cion que se muestra en la Figura ?? es una proteccion diferencial de altaimpedancia, pero tambien se utilizan protecciones diferenciales por porcen-taje, como muestra la Figura 1.

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IEEE Std C37.91-2008 IEEE Guide for Protecting Power Transformers

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[ ]¦ ++= 1RES CBA IIIkI (15)

The relays that use this approach could operate due to unequal CT saturation. A variation of this approach

is implemented in numerical relays; they use the operating current defined by Equation (14) and the

restraining current defined by Equation (16):

( )[ ]NCBA IkIIIkI21RES

,,max

2

1 += (16)

One of the differential characteristics used in such designs is shown in Figure 19.

Figure 19 —Operating characteristic of a restricted earth-fault relay

High-impedance restricted earth-fault protection can be used for protecting transformer windings just like it

is used for bus-bar protection. The arrangement is shown in Figure 20.

Figure 20 —Restricted earth-fault protection using a high-impedance relay

Authorized licensed use limited to: ANII. Downloaded on August 04,2011 at 15:53:28 UTC from IEEE Xplore. Restrictions apply.

Figura 29: Protecciones para faltas a tierra utilizando

diferencial de alta impedancia

3.2.1. Proteccion diferencial de alta impedancia:

Las protecciones diferenciales de alta impedancia discrimina entre faltasinternas y externas por la deteccion de tension en el circuito diferencial.Solo puede operar para faltas dentro de la zona de proteccion. La Figura 30muestra la conexion de este tipo de rele para devanado en estrella. El relees sensible y confiable y se obtiene una alta velocidad de operacion.

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Figura 30: Proteccion diferencial de alta impedancial

La corriente, que proviene de los transformadores de corriente de fase, estabalanceada con la corriente que proviene del transformador de corrienteconectado en el neutro.

falta interna: las corrientes de los transformadores de corriente tienen di-recciones opuestas, y se produce una tension elevada en los extremosdel rele de alta impedancia. La tension de saturacion de los trans-formadores de corriente debe ser al menos el doble de la tension deoperacion del rele.

falta externa: la corriente circula entre los transformadores de corriente.El rele es luego estable para todas las faltas externas, aun cuando unode los transformadores de corriente saturara.

Todos los transformadores deben tener la misma relacion de transforma-cion y los criterios para ajustarla son:

- La tension de operacion en la proteccion 87G debe se mayor que latension que aparece en la proteccion para una falta externa.

- La tension de operacion en la proteccion 87G debe ser menor que latension de saturacion de los transformadores de corriente, tanto los defase como los instalados en el neutro.

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3.2.2. Transformador conectado a tierra mediante una impedan-

cia

3.2.3. Proteccion sobrecorriente de neutro:

Las protecciones diferenciales pueden no ser lo suficientemente sensible comopara detectar faltas a tierra en el transformador, si este esta conectado a tie-rra a traves de una impedancia. En estos casos pueden ser necesario instalaruna proteccion de sobrecorriente de tierra en la impedancia de neutro deltransformador. Estas protecciones deben coordinarse con las protecciones delos salidas radiales.La principal ventaja que tienen las protecciones de tierra frente a las protec-ciones de fase son la sensibilidad. En los sistemas de potencia en los cuales lacorriente de falta a tierra esta limitada, su uso se vuelve imprescindible. Losvalores de la corriente de arranque de estas protecciones se pueden ajustaren un 10 % o menos de la corriente de maxima carga.

4. Bibliografıa

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- Protective Relaying: Principles and Applications, J. Lewis Blackburn,Marcel Dekker Inc. 2nd ed. 1997

- Power System Relaying, S. Horowitz, A. Phadke 3rd ed. 2008

- Curso Medidas y Proteccion en Sistemas Electricos de Potencia (IIE-FING-UdelaR). Jorge L. Alonso, 1988

- High-Impedance Differential Relaying, GER3184

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