1.
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA ELÉCTRICA
CURSO :PROTECCIONES ELÉCTRICAS
DOCENTE:OYANGUREN RAMIREZ FERNANDO JOSÉ
ALUMNOS:
-CORDOVA CHAMBERGO JERSON ELOY
-GALLARDO ALAMA SAMUEL EUGENIO
-JARA RENGIFO AXEL DANIEL
-QUISPE GONZALES JUAN ALBERTO
CALLAO-2022
RELÉ DIFERENCIAL

2.
INTRODUCCIÓN:
Las protecciones diferenciales constituyen sistemas de protección absolutamente selectivos, es decir,
sistemas en los cuales la operación y selectividad dependen únicamente de la comparación de las
intensidades de cada uno de los extremos de la zona protegida.
Las protecciones diferenciales basan su funcionamiento en la comparación de las corrientes que entran y
salen de un equipo.
Su aplicación tiene pocas limitaciones, siendo la principal de ellas, la distancia que separa a los
transformadores de corriente, ya que mientras más separados se encuentren, mayor será la carga que
representan los conductores de interconexión.
Por lo tanto, los relés de protección diferencial son dispositivos que detectan las corrientes de fuga, o
corriente diferencial desde conductores activos de la instalación se emplean en transformadores, motores,
generadores, líneas, barras, ETC.

3.
EVOLUCION HISTORICA DE LA PROTECCION
DIFERENCIAL
1896 relé de báscula con
bobinas en ambos lados
estaba en equilibrio
cuando las tensiones eran
iguales
1900 la corriente de una
fase opera en un lado y
las otras dos fases en el
otro lado, un cambio en
la carga de una simple
fase dispara el relé.
1906 La primera
aplicación se remonta a
1906 en un cable de 20
kV propiedad de la
Compañía de Distribución
de Energía Eléctrica del
Condado de Durham
1920 Waldemar Petersen
reconoció los problemas
de disparos intempestivos
en el caso de
cortocircuitos fuera de la
zona protegida
1930 propuso un relé de
medida de cociente. Este
relé no era disparado por
la magnitud de la
corriente diferencial, sino
que tenía en cuenta el
cociente entre la
intensidad diferencial y la
corriente de falta.

4.
PROTECCION DIFERENCIAL
Constituyen sistemas de protección selectivos, es decir, sistemas en los cuales la operación y
selectividad dependen de la comparación de las intensidades de cada uno de los extremos de la
zona protegida.
• Las protecciones diferenciales basan su funcionamiento
en la comparación de las corrientes que entran y salen de
un equipo.
• El relé diferencial se usa para la protección de máquinas
sincrónicas y asincrónicas, transformadores de poder,
barras de subestaciones y líneas cortas, siempre que su
potencia sea importante
• En el caso de líneas largas, el problema de la lejanía física
de los extremos cuyas magnitudes deben compararse se
ha subsanado de diferentes maneras dando origen a las
protecciones de hilo piloto

5.
PROTECCION DIFERENCIAL DE BARRAS
Una de las aplicaciones de la protección diferencial es la de proteger las barras de una subestación,
donde las fallas normalmente suelen ser bastante severas. Dada su selectividad inherente, pueden
ajustarse de modo que despeje la falla rápidamente a fin de evitar mayores daños y un
compromiso mayor de las instalaciones.

6.
PROTECCION DIFERENCIAL DE PORCENTAJE
El elemento de medida de estos relés compara las corrientes que entran con las que salen
del equipo de tal manera que cuando la diferencia entre éstas alcance un valor igual o
superior a un porcentaje dado de la corriente menor, el torque de operación es mayor que
el de retención, produciendo la operación del relé.

7.
PROTECCION DIFERENCIAL PARA MAQUINAS
ROTATORIAS
La protección diferencial es la mejor forma de proteger el estator de un alternador contra
fallas entre fases y a tierra. Sin embargo, para fallas a tierra, la efectividad de la protección
depende de la impedancia de la puesta a tierra, puesto que según sea el valor de ella, una
parte del enrollado queda sin protección.

8.
PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE
TRANSFORMADORES DE PODER
La protección diferencial de transformadores de
potencia. Los relevadores diferenciales para
transformadores deben operar cuando ocurre una
falla y se debe impedir la operación incorrecta en
caso de corriente de magnetización (inrush).
La operación incorrecta de los relevadores es
debido a que al energizar el transformador
aparece esta corriente de magnetización que entra
por primario del transformador y no sale por
secundario en un instante de tiempo.

9.
RELÉ DIFERENCIAL
• El relé cuya operación depende de la diferencia de fase de dos o más magnitudes
eléctricas se conoce como relé de protección diferencial. Funciona según el principio de
comparación entre el ángulo de fase y la magnitud de las mismas cantidades eléctricas.
• Se utiliza para la protección de diferencial selectiva contra sobre corrientes y
cortocircuitos de generadores, transformadores y motores en sistemas de alimentación
eléctrica con conexión a tierra directa o por impedancia. El relé diferencial también
funciona como protección contra sobrecorrientes monofásicas, bifásicas o trifásicas, y/o
como protección contra pérdida a tierra sensible.

10.
Las siguientes son condiciones esenciales que se requieren para el funcionamiento del relé
de protección diferencial:
• La red en la que se utiliza el relé debe tener dos o más cantidades eléctricas similares.
• Las cantidades tienen el desplazamiento de fase de aproximadamente 180º.
• El relé de protección diferencial se utiliza para la protección del generador,
transformador, alimentador, motor grande, barras colectoras, etc.

11.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Los transformadores de corriente, a ambos lados del transformador proporcionan una imagen de la
corriente que entra y sale del transformador. Como la corriente que fluye en la red es demasiado
grande, es imposible alimentar dispositivos electrónicos con ella. La corriente que sale de los
transformadores, denominada corriente secundaria, es por tanto mucho menor que la de la red,
denominada corriente primaria. La imagen presenta el principio básico en el caso de un transformador.
Caso de falla externa, la corriente diferencial es 0

12.
La corriente secundaria de los dos transformadores de corriente se suma y mide con un
amperímetro (87). Suponiendo una relación de transformación de 1: 1 para el
transformador, y en ausencia de falla o cuando la falla es externa, la corriente medida por el
amperímetro, llamada "corriente diferencial”, es cero, la corriente procedente de los dos
lados del transformador de potencia anulándose entre sí. Por otro lado, cuando la falla es
interna al componente, la corriente ingresa por ambos lados del dispositivo, la corriente
diferencial ya no es cero, la protección envía la orden al interruptor o interruptores en serie
con el transformador.
En caso de falla interna, la corriente diferencial no es 0

13.
CLASIFICACIÓN DEL RELÉ DIFERENCIAL
• Relé diferencial de corriente:
Un relé que detecta y opera la diferencia de fase entre la corriente que ingresa al sistema eléctrico y la
corriente que sale del sistema eléctrico se denomina relé diferencial de corriente. En la siguiente figura
se muestra una disposición de relé de sobrecorriente conectado para operar como un relé diferencial.

14.
• Relé diferencial sesgado o porcentual
Esta es la forma más utilizada de relé diferencial. Su disposición es la misma
que la del relé diferencial de corriente. La única diferencia es que este
sistema consiste en una bobina de restricción adicional conectada en los
cables piloto, como se muestra en la siguiente figura. La bobina de
operación se conecta en el centro de la bobina de restricción. La relación de
corriente en el transformador de corriente se desequilibra debido a la
corriente de falla. Este problema se resuelve mediante el uso de la bobina de
restricción.

15.
• Relé diferencial de equilibrio de voltaje
El relé diferencial de corriente no es adecuado para la protección de los alimentadores. Para
la protección de los alimentadores se utilizan los relés diferenciales de balance de tensión. El
El relé diferencial de voltaje utiliza dos lugares de transformador de corriente similares a
través de la zona de protección con la ayuda de un cable piloto.
Los relés están conectados en serie con el secundario del transformador de corriente. Los
relés están conectados de tal manera que no fluye corriente a través de ellos en condiciones
condiciones normales de funcionamiento. El relé diferencial de equilibrio de voltaje utiliza
los TC con núcleo de aire en los que los voltajes se inducen con respecto a la corriente.

16.
RELÉ DIFERENCIAL
Es un relé que se utiliza el principio
diferencial, que permite medir la
diferencia en las corrientes de entrada y
salida del elemento protegido. Para ello
se mide la corriente de cada fase a la
entrada y la salida del elemento
constituyendo una protección
diferencial

17.
PROTECCIÓN DIFERENCIAL PARA TRANSFORMADOR DE
POTENCIA
Como se indicó previamente para que el relé pueda calcular la corriente diferencial correctamente las señales I1 e I2
deben cumplir 2 condiciones
1.- Ser de igual magnitud
Al variar el nivel de tensión cambia la escala de corriente, en un transformador 69/13.8 KV 1A en el lado 69KV son 5A en
el lado de 13.8
Antiguamente se calculaba manualmente el TAP al que se debía ajustar el relé para compensar la magnitud de corriente
2.- Tener el mismo ángulo de fase.
En un transformador de potencia hay un desfase entre la señal primaria y secundaria, expresado como el grupo vectorial.
Antes de la era digital, se jugaba con las conexiones de los CTs y bobinas del relé para lograr la compensación de fase.

18.
CASO DE RELÉ DE PROTECCIÓN 87T PARA DE
TRANSFORMADOR (87T)
Para evitar el disparo por fallas externas debido al
desajuste de corrientes secundarias de los
transformadores de corriente o por cambio de relación
de transformación con tomas se utilizan bobinas de
restricción en el relé diferencial. La cantidad de
restricción se define como el porcentaje de la corriente
requerida por la bobina de operación para vencer el
torque de restricción y se le denomina pendiente o
sensibilidad.

19.
PROTECCIÓN CONTRA FALLA A TIERRA FÍSICA RESTRINGIDA
Para evitar el disparo por fallas externas debido al desajuste de
corrientes secundarias de los transformadores de corriente o por
cambio de relación de transformación con tomas se utilizan
bobinas de restricción en el relé diferencial. La cantidad de
restricción se define como el porcentaje de la corriente
requerida por la bobina de operación para vencer el torque de
restricción y se le denomina pendiente o sensibilidad.
La protección contra falla a tierra restringida se aplica a menudo
en los transformadores que tienen devanados estrella con
impedancia de tierra. Está enfocada a proporcionar la detección
sensitiva de las fallas a tierra para las corrientes de fallas de baja
magnitud que no serían detectadas por el elemento del
diferencial de porcentaje

20.
NORMATIVA ELECTRICA

21.
• NTP-IEC 60038
• NTP 190-200
• NTP 190-210

22.
TIPOS DE FALLAS

23.
Fallas o perturbaciones esperadas
Fallas en el Sistema de Protección
Sobrepasar el valor de la magnitud
Fallas en mecanismo de desconexión
Fallas en los terminales y bobinados

24.
CONCLUSIONES
• La protección diferencial es uno de los métodos más efectivos de
proveer protección contra fallas.
• El relé del diferencial también funciona como protección contra sobre
corrientes monofásicas, bifásicas o trifásicas, y/o como protección
contra pérdida a tierra sensible.
• El relé diferencial de corriente no es adecuado para la protección de
los alimentadores
• El relevador 87T que es una protección diferencial del transformador,
es un dispositivo microprocesador de protección contra cortocircuitos
internos del transformador que se conecta a los circuitos secundarios
de los transformadores de corriente (TC’s) situados en ambos lados
del elemento a transformador y su principio se basa en comparar la
magnitud y ángulo de fase de las corrientes que entran y salen del
transformador de potencia por medios de sus TC’s de alta y baja.