Proteccion de sistemas eléctricos por relevadores

Electrónica. Primaria, de respaldo, contra otras condiciones anormales. Características. Sensibilidad. Selectividad. Velocidad. Confiabilidad. Probabilidad de falla

  • Enviado por: Maldini
  • Idioma: castellano
  • País: México México
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LA FILOSOFIA DE LA PROTECCION POR RELEVADORES

¿QUE ES LA PROTECCION POR RELEVADORES?

Nosotros pensamos generalmente en un sistema eléctrico de potencia en función de sus partes más impresionantes: las grandes estaciones generadoras, los transformadores, las líneas de transmi­sión, etc. Mientras que éstos son algunos de los elementos básicos, hay muchos otros componentes necesarios y fascinantes. La protec­ción por relevadores es uno de éstos.

El papel de la protección por relevadores en el diseño y funcio­namiento de un sistema eléctrico de potencia es explicado por un breve examen de todo el fondo. Hay tres aspectos de un sistema de poten­cia que servirán a los propósitos de este examen. Estos aspectos son

Los siguientes:

  • funcionamiento normal

  • previsión de una falla eléctrica

  • reducción de los efectos de una falla eléctrica

  • El término "funcionamiento normal" supone que no hay fallas del equipo, errores del personal ni hechos fortuitos. Incluye los requisitos mínimos para la alimentación de la carga existente y una cierta can­tidad de carga futura anticipada. Algunas de las consideraciones son:

    A. Selección entre hidroeléctrica, térmica, o bien otras fuentes de potencia.

    B. Localización de las estaciones generadoras

    C. Transmisión de la potencia a la carga

    D. Estudio de las características de las cargas y la planeacion para su crecimiento

    Futuro.

    E. Localización de las estaciones generadoras.

    F. Regulación de la tensión y de la frecuencia

    G. Funcionamiento del sistema.

    H. Mantenimiento normal.

    Las provisiones para un funcionamiento normal comprenden el costo mayor para el equipo y el funcionamiento, pero un sistema diseñado de acuerdo con éste solo aspecto no podría satisfacer los requisitos hoy en día. Las fallas del equipo eléctrico originarían salidas intolerables. Debe haber provisiones adicionales para disminuir el daño al equipo y las interrupciones del servicio cuando ocurren las fallas.

    Dos recursos se presentan: (1) incorporar características de diseño con el fin de impedir las fallas, y (2) incluir provisiones para reducir los efectos de la falla cuando ésta ocurre.

    El diseño moderno de sistemas de potencia emplea ambos recursos en diversos grados, como los dictados por la economía de cualquier situación particular. Notorios avances continúan haciéndose para lograr mayor seguridad. Pero también se pone cada vez más confianza en la potencia eléc­trica. Por lo tanto, aun cuando se disminuye la probabilidad de falla, también se disminuye la posibilidad de daños al servicio.

    Pero es en vano (al menos no se justifica económicamente) tratar de impedir todas las fallas. Tarde o temprano la ley de los réditos decre­cientes se hace sentir. Donde esto ocurra podrá variar entre sistemas y entre partes de un sistema, pero cuando pasa esto es necesario hacer un gasto adicional para la prevención de la falla. Es mucho más provechoso, entonces, dejar que ocurran algunas de ellas y prever para reducir sus efectos.

    El tipo de falla eléctrica que origina los máximos efectos es el cortocircuito o falla, como se la conoce generalmente; pero hay otras condiciones de funcionamiento anormales, propias de ciertos ele­mentos del sistema que también requieren atención. Algunas de las características de diseño y funcionamiento con el fin de prevenir la falla eléctrica son:

    A. Provisión del aislamiento adecuado.

    E. Coordinación de la resistencia de aislamiento con las capacidades de

    los pararrayos.

    C. Uso de hilos de guarda y baja resistencia de tierra de las torres.

    D. Resistencia mecánica de diseño para reducir la exposición y para disminuir la probabilidad de fallas originadas por animales, pájaros, insectos, polvo, granizo, etc.

    E. Funcionamiento y prácticas de mantenimiento apropiados.

    Algunas de las características de diseño y funcionamiento para reducir los efectos de la falla son:

    A. Características que reducen los efectos inmediatos de una falla eléctrica:

    1. Diseño para limitar la magnitud de la corriente de cortocircuito

    a. Evitando concentraciones muy grandes de capacidad de generación.

    b. Utilizando impedancia Iimitadora de corriente.

    2. Diseño para soportar los esfuerzos mecánicos y los calentamientos

    debidos a corrientes de cortocircuito.

    De otra manera con el funcionamiento eficaz del resto del sistema. El equipo de protección está ayudado, en esta tarea, por interrupto­res que son capaces de desconectar el elemento defectuoso cuando el equipo de protección se los manda.

    Los interruptores están localizados de tal manera que cada gene­rador, transformador, barra colectora, línea de transmisión, etc., pueda desconectarse por completo del resto del sistema. que puede fluir a través de ellos, e interrumpir entonces esta corriente; deben soportar t

    Estos inte­rruptores deben tener la capacidad suficiente para que puedan con­ducir momentáneamente la corriente máxima de cortocircuito también el cierre de un cortocircuito semejante e interrumpirlo de acuerdo con ciertas normas prescritas.

    Los fusibles se emplean donde los relevadores de protección y los interruptores no son justificables económicamente.

    Aunque la función principal de la protección por relevadores es reducir los efectos de los cortocircuitos, surgen otras condiciones anormales de funcionamiento que también necesitan esta protección. Esto es más cierto cuando se trata de generadores y de motores.

    Una función secundaria de la protección por relevadores es indi­car el sitio y el tipo de la falla. Dichos datos no sólo ayudan en la reparación oportuna sino que también, por comparación con las observaciones humanas y con los registros de oscilógrafos automá­ticos, proporcionan medios para el análisis de la eficacia de la pre­vención de la falla y las características de disminución que incluye la protección por relevadores.

    PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA PROTECCION POR RELEVADORES

    Consideremos sólo por el momento el equipo de protección contra cortocircuitos. Hay dos grupos de dichos equipo: uno que llamaremos de protección primaria, y otro de protección de respaldo. La protec­ción primaria es la primera línea de defensa, mientras que las fun­ciones de la protección de respaldo sólo se dan cuando falla la pro­tección primaria.

    Protección primaria

    La Fig. 1 muestra la protección primaria. La primera observación es que los interruptores están localizados en las conexiones de cada elemento del sistema de potencia. Esta provisión hace posible desco­nectar sólo el elemento defectuoso. A veces puede omitirse un interrup­tor entre dos elementos adyacentes, en cuyo caso ambos elementos deben desconectarse si hay una falla en cualquiera de los dos.

    La segunda observación es que sin saber en este momento cómo se realiza, se establece una zona de protección separada alrededor de cada elemento del sistema. El significado de esto es que cualquier falla que ocurra dentro de una zona dada originará el disparo (esto es, la abertura) de todos los interruptores dentro de esa zona, y de sólo esos interruptores.

    Es evidente que en caso de fallas en la región donde se superpo­nen dos zonas adyacentes de protección, se dispararán más interrup­tores que el mínimo necesario para desconectar el elemento defec­tuoso. Pero si no hubiera superposición, una falla en una región entre zonas no estaría situada en ninguna de las dos zonas y, por lo tanto, no se dispararían los interruptores. La superposición es el menor de los dos males. La extensión de ésta es pequeña relativa­mente, y la probabilidad de falla en dicha región es baja; por lo mis­mo, el disparo de dos o más interruptores será casi nulo.

    Finalmente, se observará que las zonas adyacentes de protección de la Fig. 1 se superponen alrededor de un interruptor. Esta es la práctica preferida, porque en caso de fallas en todas las partes, excepto en la región de superposición, es necesario que se disparen el número mínimo de interruptores. Cuando se desea, por raza '.es económicas o de espacio, superponer sobre el lado de un interruptor, como sucede con frecuencia en aparatos blindados, el equipo de protección de la zona que superpone el interruptor debe arreglarse para que dispare no sólo los interruptores de esta zona, sino también uno o más interruptores de la adyacente, para desconectar comple­tamente ciertas fallas. Esto se muestra en la Fig. 2, donde puede verse que para un cortocircuito en X, los interruptores de la zona B, que incluyen al interruptor C, se dispararán; pero dado que el corto­circuito está fuera de la zona A, el equipo de protección de la zona B debe disparar también ciertos interruptores en la zona A si esto fuera necesario para interrumpir el flujo de la corriente de cortocircuito de la zona A a la falla. Esta es una desventaja si hay una falla en X, pero los mismos interruptores se dispararán innecesariamen­te en la zona A para otras fallas en la zona B a la derecha del in­terruptor C. Si este disparo innecesario es objetable dependerá de la aplicación particular.

    Protección de respaldo

    La protección de respaldo se emplea sólo para protección de cortocircuitos. Debido a que éstos son el tipo preponderante de falla del sistema de potencia, hay más posibilidades de que falle la protección primaria en caso de cortocircuitos. La experiencia ha mostrado que la protección de respaldo no es justificable económicamente para casos distintos de los cortacircuitos.

    Es necesaria una clara comprensión de las causas posibles de fa­llas de la protección primaria, para una mejor apreciación de las prácticas comprendidas en la protección de respaldo. Cuando decimos que la protección primaria puede faltar, entendemos cualquiera de las diversas cosas que pueden suceder para impedir a la protección primaria que origine la desconexión de una falla del sistema de po­tencia. La protección primaria puede fallar debido a una falla en cualquiera de los siguientes puntos:

    'Proteccion de sistemas eléctricos por relevadores'

    A. Corriente O tensión de alimentación a los relevadores. E. Disparo de la tensión de alimentación de c-d.

    B. Disparo de la tensión de alimentación de c-d

    C. Relevadores de protección.

    D. Circuito de disparo o mecanismo del interruptor.

    E. Interruptor.

    'Proteccion de sistemas eléctricos por relevadores'

    Es muy deseable que la protección de respaldo esté dispuesta de tal manera que cualquier cosa que pueda originar la falla de la pro­tección primaria no origine también la falla de la protección de res­paldo. Es evidente que este requisito se satisface completamente si los relevadores de respaldo están localizados de tal manera que no empleen o controlen cualquier cosa en común con los relevadores primarios que vayan a ser respaldados. En la medida de lo posible, la práctica es localizar los relevadores de respaldo en una estación diferente. Considérese, por ejemplo, la protección de respaldo para la sección EF de la línea de transmisión de la Fig. 3.

    'Proteccion de sistemas eléctricos por relevadores'

    Los relevadores de respaldo de esta sección de línea están normalmente dispuestos para disparar los interruptores A, E, I y] .Si el interruptor E fallara al disparar, para una falla en la sección de línea EF, se dispararían los interruptores A y E; los interruptores A y E y su equipo asociado de protección de respaldo, que están físicamente aparte del equipo que ha fallado, no son los idóneos para ser afectados al mismo tiem­po, como podría suceder si se escogieran los interruptores C y D en su lugar .

    Los relevadores de respaldo en las localidades A, E y F propor­cionan protección si ocurren fallas en las barras colectoras en la estación K. Los relevadores de respaldo en A y F proporcionan tam­bién protección para fallas en la línea DE. En otras palabras, la zona de la protección de respaldo se extiende en una dirección desde la localidad de cualquier relevador de respaldo y al menos superpone cada elemento de sistema adyacente. Donde las secciones adyacentes de líneas son de diferente longitud, los relevadores de respaldo deben sobrealcanzar algunas secciones de línea más que otras para pro­porcionar protección a la línea más larga.

    Un conjunto dado de relevadores de respaldo proporcionará pro­tección incidental de clases para fallas en el circuito cuyo interrup­tor controla los relevadores de respaldo. Por ejemplo, los relevadores de respaldo que disparan el interruptor A de la Fig. 3 pueden actuar también como respaldo para fallas en la sección de línea AC.

    Sin embargo, esta duplicación de protección es sólo un beneficio acciden­tal y no va a estar ligada ala de un arreglo convencional de respaldo cuando es posible dicho arreglo; para diferenciar a ambos, este tipo podría llamarse relevadores primarios duplicados.

    Una segunda función de la protección 'de respaldo es a menudo proporcionar protección primaria cuando el equipo que debería ocu­parse de esto se encuentra fuera de servicio por mantenimiento o reparación.

    Es evidente, quizá, que cuando funciona la protección de res­paldo, se desconecta una parte mayor del sistema que cuando fun­ciona correctamente la protección primaria. Esto es inevitable si la protección de respaldo va a hacerse independientemente de aque­llos factores que pueden originar que falle la protección primaria. Sin embargo, esto enfatiza la importancia del segundo requisito de la protección de respaldo, que ésta debe funcionar con suficiente acción retardada como para que se le dé a la protección primaria tiempo suficiente para funcionar si es capaz de hacerlo. En otras palabras, cuando ocurre un cortocircuito, ambas protecciones. pri­maria y de respaldo, inician normalmente su funcionamiento; pero se espera que la protección primaria dispare los interruptores necesa­rios para- retirar el elemento en cortocircuito del sistema, y la pro­tección de respaldo se repondrá sin haber tenido tiempo de completar su función. Cuando un conjunto de relevadores proporciona pro­tección de respaldo a diversos elementos adyacentes del sistema, la protección primaria más lenta de cualquiera de aquellos elementos adyacentes determinará la acción retardada necesaria para los rele­vadores de respaldo dados.

    En muchas ocasiones, es imposible atenerse al principio de la segregación completa de los relevadores de respaldo. Entonces se trata de alimentar los relevadores de respaldo de otras fuentes dis­tintas de las que alimentan los relevadores primarios del elemento de sistema en cuestión, y también se intenta disparar otros interrupto­res; sin embargo, puede emplearse la misma batería de disparo en común, para ahorrar dinero y porque se le considera un riesgo menor.

    En casos extremos puede ser imposible aun proporcionar cual­quier protección de respaldo; en tales casos, se da mayor énfasis a la necesidad de un mejor mantenimiento. De hecho, aun con pro­tección de respaldo completa, hay más que ganar por el manteni­miento apropiado. Cuando falla la protección primaria, aunque fun­cione adecuadamente la protección de respaldo, el servicio sufrirá más o menos pérdidas. Por lo tanto, la protección de respaldo no es un sustituto apropiado para un buen mantenimiento.

    Protección contra otras condiciones anormales

    La protección por relevadores para casos distintos de los corto­circuitos se incluye en la categoría de protección primaria. Sin em­bargo, ya que las condiciones anormales que requieren protección son diferentes en cada elemento del sistema, se utiliza la disposición no universal de superposición de protección como en la protección de cortocircuito.

    En lugar de eso, cada elemento del sistema está provisto, independientemente, de la protección requerida sea cual fuere y ésta se encuentra preparada para disparar los interruptores necesarios, que pueden ser diferentes en algunos casos de los disparados por la protección de cortocircuito. Como se mencionó antes, la protección de respaldo no se emplea porque la experiencia no ha mostrado que sea económicamente justificable. Con frecuencia, sin embargo, la protección de respaldo para cortocircuitos funcionará cuando ocurran otras condiciones anormales que produzcan corrientes o tensiones anormales, y se proporciona con eso la protección de respaldo de clases.

    Características funcionales de la protección por relevadores

    Sensibilidad, selectividad y velocidad

    "Sensibilidad", "selectividad" y "velocidad" son términos común­mente utilizados para describir las características funcionales de cualquier equipo de protección por relevadores. Todos éstos están incluidos en las consideraciones anteriores de protección primaria y de respaldo. Cualquier equipo de protección debe ser suficiente­mente sensible para que funcione en forma segura cuando sea necesario, con la condición real de que produzca la tendencia de fun­cionamiento mínimo. Debe ser capaz de seleccionar entre aquellas condiciones en las que se requiere un funcionamiento rápido y aque­llas en las que no debe funcionar, o se requiere funcionamiento de acción retardada. Y debe funcionar a la velocidad requerida. Debe conocerse qué tanto llena cualquier equipo de protección por releva­dores cada uno de estos requisitos en cada aplicación.

    El objeto principal de la protección por relevadores es desconectar un elemento defectuoso de un sistema lo más rápido posible. La sensibilidad y la selectividad son esenciales para asegurar que sean disparados los interruptores apropiados, pero la velocidad es lo que cuenta. Los beneficios que van a ganarse con la velocidad se consi­derarán más adelante.

    Confiabilidad

    Un requisito básico es que el equipo de protección por relevadores debe ser digno de confianza. Cuando la protección por relevado­res no funciona adecuadamente, las características de reducción implicadas son muy inefectivas. Por lo tanto, es esencial que el equi­po de protección por relevadores sea de suyo confiable y que su aplicación, instalación y mantenimiento aseguren que se aprovecha­rán al máximo.

    La confiabilidad inherente es una cuestión de diseño basada en la larga experiencia. y es un tema mucho muy extenso y detallado como para tratarlo a fondo aquí. Otras cosas que son iguales, sim­plicidad y robustez contribuyen ala confiabilidad, pero no son ellas mismas la solución completa. La mano de obra debe tomarse en cuenta también.

    La presión de contacto es una importante medida de la confiabilidad, pero los materiales de contacto y la provisión para impedir la contaminación de éste son tan completos como importantes. Estas son sólo unas cuantas de las muchas considera­ciones de diseño que podrían mencionarse.

    La aplicación adecuada del equipo de protección por relevado­res involucra una selección adecuada no sólo del equipo de re1evadores sino también de los aparatos asociados. Por ejemplo, la carencia de fuentes apropiadas de corriente y tensión para alimentar los releva­dores puede comprometer, si no exponer, la protección.

    En contraste con la mayoría de los otros elementos de un sistema eléctrico de potencia, la protección por relevadores se mantiene inac­tiva la mayor parte del tiempo. Algunos tipos de equipos de protec­ción pueden tener que funcionar sólo una vez en varios años. Los relevadores de líneas de transmisión tienen que funcionar más fre­cuentemente, pero aun así éstos pueden funcionar sólo varias veces por año. Esta falta de uso frecuente de los relevadores y su equipo asociado debe compensarse en otras formas para estar seguro de que el equipo de protección trabajará cuando venga su turno.

    Muchas empresas generadoras de energía eléctrica proporcionan su prueba y mantenimiento personal con un manual que la gente experimentada en la organización ha preparado y que es puesto al día a medida que se adquieren los nuevos tipos de relevadores.

    Un manual semejante específica el procedimiento mínimo de prueba y mantenimiento que la experiencia ha mostrado ser el deseado. El manual está preparado en parte por las publicaciones de los fabri­cantes y en parte por la experiencia de las empresas. Como una con­secuencia de las técnicas normalizadas, pueden compararse los resul­tados de las pruebas periódicas para detectar cambios o deterioro en los relevadores y sus dispositivos asociados. Los probadores son alentados para hacer otras pruebas a medida que ellos se adaptan

    al hacer las pruebas requeridas por el manual. Si se proyecta una mejor técnica de prueba, ésta se incorpora al manual. Algunas orga­nizaciones incluyen información sobre el propósito de los relevado­res, para dar a su gente mejor apreciación de la importancia de su trabajo. Pueden darse cursos, también. Una actividad semejante es muy recomendable. A menos que ui1a persona esté completamente familiarizada con la prueba y mantenimiento del relevador puede hacer más mal que bien, y haría mejor si dejara al equipo solo.

    En algunos casos las pruebas reales de campo se hacen después de la instalación y de una cuidadosa prueba preliminar de los rele­vadores individuales. Estas pruebas de campo proporcionan un medio excelente para comprobar el funcionamiento de todo el equipo in­volucrado.

    El mantenimiento cuidadoso y el registro de datos, no sólo de las pruebas durante el mantenimiento sino también del funcionamiento del relevador durante el servicio real, son la mejor seguridad de que el equipo de protección está en condiciones apropiadas.

    La prueba de campo es la forma mejor conocida de comprobar el equipo antes de ponerlo en servicio, pero pueden surgir condiciones en el servicio real que no fueron anticipadas en las pruebas. La mejor seguridad de que los relevadores están aplicados y ajustados de un modo ade­cuado es un registro del funcionamiento correcto a través de un periodo suficientemente largo, para incluir las diversas condiciones de funcionamiento que pueden existir. Esto es, asegurando no sólo cuando un equipo de protección particular dispara los interruptores apropiados cuando debería hacerlo para una falla dada, sino tam­bién cuando otros equipos de protección se abstienen del disparo.

    ¿Están basadas las prácticas de protección en la probabilidad de falla?

    Las prácticas de protección están basadas en la probabilidad de la falla en el sentido de que las prácticas actuales son el resultado de años de experiencia, en los que la frecuencia de la falla ha jugado sin lugar a duda un papel. Sin embargo, la probabilidad de la falla rara vez, si acaso, entra directamente en la selección de un tipo par­ticular de equipo de protección, excepto cuando por una u otra razón uno encuentra que la más difícil es aplicar el tipo que debería utili­zarse. En cualquier caso, la probabilidad de falla sólo debería con­siderarse junto con las posibilidades de que ocurriera la falla. Se ha dicho que la justificación para una práctica dada iguala la probabili­dad de veces el costo del disturbio. Haciendo caso omiso de la pro­babilidad de falla, ninguna parte del sistema debería estar comple­tamente sin protección, aun cuando ésta sólo sea protección de respaldo.

    Protección por relevadores contra un operador de estación

    La protección por relevadores "e encuentra algunas veces en competencia con los operadores de estación o asistentes. Se da este caso en la protección contra condiciones anormales que SE: desarro­llan tan lentas como para que un operador tenga tiempo de corregir la situación, antes de que se desarrollen cualesquiera circunstancias particulares. Algunas veces, un operador alerta y hábil puede evitar el retiro de servicio de una importante pieza del equipo cuando la ausencia de ésta puede ser molesta; si se utiliza en dicha estación la protección por relevadores, es lo mismo que sonar una alarma. En cierto modo, la preferencia a depender de un operador tiene como respaldo alguna experiencia desafortunada con la protección por relevadores, cuando el funcionamiento inapropiado de éstos oca­siono dificultades; una actitud semejante es comprensible, pero no puede soportarse lógicamente. Cuando se requiere acción rápida v precisa para la protección de un elemento importante, es impru­dente confiarse de un operador. Además, cuando ocurre un distur­bio, el operador tiene otras cosas que hacer para las que en general está mejor capacitado.

    Disparo innecesario contra falla de disparo cuando se desea

    A pesar de las reglas de la buena práctica de protección, uno tendrá que escoger ocasionalmente cuál regla puede romperse con la mínima molestia. Cuando uno debe escoger entre la posibilidad del disparo no deseado o innecesario y la falla de disparo cuando éste se desea, la mejor práctica es escoger la primera. La experiencia ha mostrado que donde la mayoría de los paros de sistemas han resultado de uno o de otro, la falla de disparo o bien retardo exce­sivo del disparo ha sido en alto grado la peor falta.

    La evaluación de la protección por relevadores

    Aunque un sistema de potencia moderno no podría funcionar sin la protección por relevadores, esto no la hace apreciable. Como en toda buena ingeniería, la economía juega un papel muy importante. Aunque el ingeniero de protección puede justificar por la común desembolsos para la protección por relevadores sobre la base de una práctica normalizada, las circunstancias pueden alterar dichos con­ceptos, ya menudo viene a ser necesario evaluar los beneficios que van a lograrse. Esta no es una cuestión de si la protección por relevadores puede justificarse, sino hasta dónde podría uno invertir con la mejor protección disponible.

    Como todas las otras partes de un sistema de potencia, la pro­tección por relevadores se evaluaría sobre la base de su contribución al mejor servicio económicamente posible a los consumidores. La contribución de la protección por relevadores es ayudar al resto del sistema de potencia a funcionar con la mayor eficiencia y efectivi­dad posible frente a la falla." Como realiza esto la protección por relevadores es como sigue. Disminuyendo el daño cuando ocurren las fallas, la protección por relevadores reduce:

    A. El costo de la reparación del daño.

    B. La probabilidad de que la falla pueda extenderse e involucrar otro equipo.

    C. El tiempo que el equipo está fuera de servicio.

    D. La pérdida en ingreso y la tirantez de las relaciones públicas mientras el equipo está fuera de servicio.

    Con el regreso oportuno del equipo al servicio, la protección por relevadores ayuda a reducir la cantidad del equipo de reserva re­querido, ya que hay menor probabilidad de otra falla antes de que la primera pueda repararse.

    La habilidad de la protección por relevadores para permitir el uso más completo de la capacidad del sistema está mostrada enérgica­mente por la estabilidad del sistema.

    La Fig. 4 muestra cómo influye la velocidad de la protección por relevadores en la cantidad de poten­cia que puede transmitirse sin pérdida de sincronismo cuando ocurren cortocircuitos.-l Más carga puede conducirse por un sistema existente, aumentando la velocidad de la protección por relevadores.

    Se ha mostrado que esta forma va a ser casi sin costo para incrementar el límite de estabilidad transitoria. Donde la estabilidad es un pro­blema, la protección por relevadores puede evaluarse con frecuencia contra el costo de la construcción adicional de líneas de transmisión o estaciones de distribución.

    Se mostrarán más adelante otras circunstancias en las que cier­tos tipos de equipos de protección por relevadores pueden permitir ahorros en interruptores y líneas de transmisión.

    'Proteccion de sistemas eléctricos por relevadores'

    La calidad del equipo de protección por relevadores puede afectar los gastos de ingeniería al aplicar el equipo de protección mismo. El equipo que puede funcionar adecuadamente, aun cuando se hagan cambios futuros en el sistema o en su funcionamiento ahorrara más ingeniería futura y otros gastos relacionados.

    Uno no debe concluir que el gasto justificable para un equipo dado de protección por relevadores es necesariamente proporcional al valor o importancia del elemento de sistema que va a ser protegido de un modo directo. Una falla en ese elemento de sistema puede afectar la capacidad para dar servicio del sistema completo y, por lo tanto, ese equipo de protección está protegiendo realmente el ser­vicio del sistema completo. Algunos de los paros más serios han sido ocasionados por los efectos que provienen de una falla original en equipo de relativa importancia que no se protegió como se debía.

    ¿Como funcionan los relevadores de protección?

    Hasta aquí hemos tratado los relevadores mismos en una manera muy impersonal, diciendo lo que hacen sin tomar en cuenta cómo lo hacen. Esta parte fascinante de la historia de la protección por relevadores se expondrá con mucho más detalle más adelante. Pero, para redondear esta consideración general de la protección y preparar lo que va a venir, aquí está alguna explicación.

    Todos loS relevadores utilizados para protección de cortocircuitos y muchos otros tipos, también funcionan en virtud de la corriente y/o tensión proporcionada a éstos por los transformadores de co­rriente y tensión conectados en diversas combinaciones al elemento del sistema que va a protegerse. Por cambios individuales o relativos en estas dos magnitudes las fallas señalan su presencia tipo, y loca­lización a los relevadores de protección. Para cada tipo y localización de falla, hay alguna diferencia característica en estas magnitudes así como varios tipos de equipos de protección por relevadores dis­ponibles, cada uno de los cuales está diseñado para reconocer una diferencia particular y funcionan en respuesta a ésta.

    Existen más diferencias posibles en estas magnitudes de las que uno pueda sospechar. Las diferencias en cada magnitud son posibles en una o más de las que siguen:

    A. Magnitud

    B. Frecuencia.

    C. Angulo de fase.

    D. Duración.

    E. Razón de cambio

    F. Dirección u orden de cambio

    G. Armónicas o forma de onda

    Entonces, cuando tensión y corriente se consideran en combinación. o relativas a magnitudes similares en diferentes localidades, uno puede empezar a darse cuenta de los medios disponibles para propósitos de discriminación. Esta es una circunstancia afortunada que, aunque la Naturaleza ha impuesto en su forma contraria la precisión de la falla de un sistema eléctrico de potencia, nos ha provisto al mismo tiempo con un medio para combatirla.