El mecanismo de la influencia armónica en las características de funcionamiento de los dispositivos de protección diferencial es muy complejo. En diferentes circunstancias, los factores que determinan el funcionamiento fiable de las corrientes armónicas en estos dispositivos también varían. Este artículo aborda principalmente la influencia de las formas de onda armónicas en la fiabilidad de estos dispositivos. No consideramos los efectos de la saturación magnética ni la histéresis, asumiendo que la forma de onda de la corriente de fuga en el primario puede transmitirse con precisión al secundario. Analizamos el impacto de los armónicos de orden bajo y alto en los dispositivos de protección diferencial.
El impacto de los armónicos en los dispositivos de protección contra fugas a tierra
Tanto los armónicos de orden bajo como los de orden alto afectan el funcionamiento fiable de los dispositivos de protección diferencial, pero los principales factores que los afectan son diferentes. La influencia de los armónicos de orden bajo incluye dos aspectos: la amplitud y la fase de los armónicos. Los cambios en la fase y la amplitud de los armónicos causan una distorsión evidente de la forma de onda de la corriente de fuga, modifican su factor de amplitud y provocan errores o fluctuaciones en la protección. Si bien los armónicos de orden alto cambian rápidamente, la forma de onda cambia periódicamente 49 veces dentro de un ciclo de frecuencia industrial, y el factor de fase tiene un impacto mínimo en el valor de acción del dispositivo de protección diferencial. Sin embargo, al igual que los armónicos de orden bajo, su amplitud también afecta la protección.
La influencia de los armónicos en los distintos tipos de dispositivos de protección diferencial (electrónicos y electromagnéticos) también varía. Los dispositivos electrónicos de protección diferencial pueden reducir eficazmente el impacto de los armónicos en la sensibilidad de los dispositivos de protección contra corrientes de fuga, gracias a los elementos de filtro de los componentes electrónicos, que filtran los armónicos en el lado secundario del transformador de corriente de fuga y luego aplican la señal de corriente de fuga procesada al relé. Por lo tanto, son más fiables que los dispositivos electromagnéticos.
Contramedidas para el impacto de los armónicos en los dispositivos de protección contra fugas a tierra
Este artículo propone algunas medidas prácticas para reducir el impacto de las corrientes armónicas en la red eléctrica sobre la confiabilidad de operación de los dispositivos de protección contra fugas a tierra y mejorar su confiabilidad.
La interferencia armónica generada por los motores monofásicos durante el arranque y la operación, incluyendo su amplitud y duración, está relacionada con el ángulo de fase inicial de la tensión terminal de los motores monofásicos, la distancia entre los motores monofásicos y las cajas de distribución de baja tensión, y el número de motores monofásicos conectados a una fase determinada. Para eliminar o reducir el mal funcionamiento de los protectores debido a la interferencia armónica, se pueden adoptar los siguientes métodos:
Distribuya la carga del motor monofásico lo más uniformemente posible entre las tres fases y evite el exceso de armónicos en cualquier circuito de fase. Aumente adecuadamente la corriente residual nominal de operación del protector, lo que puede reducir considerablemente su mal funcionamiento causado por interferencias armónicas durante el arranque del motor monofásico.
Para el impacto de los armónicos generados por equipos de frecuencia variable utilizados en redes eléctricas rurales de baja tensión en los dispositivos de protección contra fugas a tierra, se puede aumentar el valor de ajuste de la corriente de acción y el tiempo de acción del dispositivo de protección contra fugas a tierra total para suprimir la interferencia causada por armónicos generados por equipos de frecuencia variable. Ajustando el tiempo de acción y el valor de ajuste de la corriente del dispositivo de protección contra fugas a tierra total pulsado y utilizando la protección coordinada de la protección total y la protección final, se puede evitar eficazmente la activación del dispositivo de protección por saltos.
• Además de los métodos anteriores, la reducción del contenido armónico en la corriente de línea mediante la gobernanza armónica también puede reducir el impacto de los armónicos en la red eléctrica en los dispositivos de protección contra fugas a tierra.
En los dispositivos de protección diferencial electromagnética instalados en redes rurales, al no contar con filtros electrónicos, el impacto de los armónicos en la fiabilidad de la protección es considerable. Por lo tanto, se recomienda instalar filtros a la salida de la protección para reducir la corriente armónica que fluye hacia el dispositivo.
En las zonas donde se vayan a instalar dispositivos de protección diferencial en redes rurales, se recomienda incrementar el uso de dispositivos electrónicos de protección diferencial y aprovechar sus elementos filtrantes internos para reducir el impacto de los armónicos en la protección.
Hora de publicación: 06-05-2025