Protecciones direccionales (ANSI 67 y ANSI 67 N) (Parte 1ª)

El principio de funcionamiento de todas las protecciones direccionales es, como su nombre indica, la detección de unos valores de corriente (valor en módulo), en un sentido determinado, por tanto a diferencia de las protecciones amperimétricas, estas siempre llevarán intrínsecamente asociada la dirección de la misma.

El concepto de la direccionalidad obliga a introducir un nuevo concepto, que es respecto a que tomamos la dirección de las magnitudes.

Así pues para el caso de las protecciones direccionales de fase, tomaremos siempre de referencia una tensión entre fases, como vector de "posición cero" o vector de comparación, y para el caso de las direccionales de tierra, tomaremos la tensión homopolar resultante del vector desplazamiento del punto neutro como consecuencia del defecto a tierra, como referencia.

Por lo tanto vemos que cuando hablemos de protecciones direccionales, ineludiblemente debemos pensar no solo en TI's o toroidales de detección de la magnitud, sino también en los TT's para la referencia de ángulo respecto a lo que compararemos y consideraremos como sentido "normal" o sentido "inverso".

Conceptualmente, por convenio siempre decimos que la corriente circula desde la fuente hacia la carga, así pues:

·       está en fase con la tensión si la carga es resistiva pura,

·       esta en retardo de fase π/2 si la carga es inductiva pura,

·       está en avance de fase π/2 si la carga es capacitiva pura.

Vemos gráficamente (figura 1) cómo se asocia por convenio, el sentido de circulación de la corriente, y cómo se "polariza" una protección direccional.

Figura 1

Protección direccional de fase (ANSI 67)

Esta protección es bifásica, y conlleva una protección de máxima intensidad convencional (50/51) asociada a una detección de dirección. Se activa si una de las protecciones Max de I fase (L1 o L3), llega al umbral regulado (a tiempo independiente, DT, o dependiente, SIT, VIT, EIT) en el sentido de detección determinado (normal o inverso).

La protección es operativa a partir de una tensión de polarización superior al 1,5% de Un, y se regula el ángulo de actuación en función del cos φ de la carga aguas abajo de la protección.

El principio de funcionamiento de dicha protección es el indicado en la figura 2.

Figura 2

Ejemplo realizado para la fase 1. Para la fase 3 sería idéntico, sólo que referido a la tensión U21, pero el reglaje de la protección es único para ambas fases.

·     Iso/T: umbral de detección en A regulable a tiempo dependiente o independiente (ídem. 50/51),

·         θ :   ángulo característico:

30º para redes muy inductivas,

45º para la mayoría de casos (90%),
60º para redes muy resistivas.

Esta protección se utiliza en redes con fuentes en paralelo, para asegurar una actuación selectiva de las protecciones, o en bucles de distribución industrial cerrados, asociada a un sistema de selectividad lógica.

·       Figura 3, para el caso de 2 fuentes en paralelo.

·      Figura 4, para el caso de 2 líneas en paralelo.

Figura 3: Ejemplo para el caso de 2 fuentes en paralelo.

Figura 4: Ejemplo para el caso de 2 líneas en paralelo.

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