Este documento describe diferentes tipos de protecciones diferenciales, incluyendo protecciones diferenciales de barras, líneas cortas y transformadores. Explica cómo funcionan y los elementos que las componen, como transformadores de corriente y tensión. También incluye esquemas de conexión de protecciones diferenciales de barras y líneas cortas.

1. 4. Protecciones diferenciales
Protección diferencial de las barras
Protección diferencial de las líneas
Protección diferencial de los transformadores
100

2. Protecciones diferenciales
Protección diferencial de las barras
Cortocircuitos en las barras debidos a:
No actuación de interruptores en caso de falta
Maniobras erróneas debidas a errores humanos
Probabilidad de este tipo de faltas muy baja, pero consecuencias
destructivas
Se instala una protección diferencial en barras importantes que debe
proteger la barra, los interruptores, los seccionadores y todos los
dispositivos conectados al nudo
Para eliminar una falta en una barra se deben abrir todos los
circuitos conectados a ella
La actuación de una protección diferencial de barra abre una parte
considerable del sistema y limita la capacidad de suministro de
energía
No todas las barras están protegidas con una protección diferencial
primaria sino que en la mayoría de los casos se protegen a través de
protecciones de apoyo (protecciones de las líneas que salen del
nudo) 101

3. Protecciones diferenciales
Protección diferencial de las barras
Esquema de una protección diferencial de barra simple con
dos alimentaciones y tres líneas de salida
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4. Protecciones diferenciales
Protección diferencial de las barras
Esquema de una protección diferencial de barra doble
conectada por un interruptor
T
R R
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5. Protecciones diferenciales
Protección diferencial de líneas cortas
Los extremos de las líneas están alejados, por lo que el
circuito auxiliar de la protección diferencial debe tener la
misma longitud
Por tanto, los circuitos auxiliares de circulación de corriente
no son adecuados para distancias largas
En lugar de comparar corrientes, se comparan tensiones,
que son proporcionales a las corrientes
El transformador de tensión está alimentado por los
transformadores de corriente situados al comienzo y al final
de la línea
Los secundarios de los transformadores de tensión están
en vacío; sin embargo, los transformadores de corriente de
la línea están en cortocircuito
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6. Protecciones diferenciales
Protección diferencial de líneas cortas
ΙR1
N1
ΙR2 R
+
ΙR3
N2 VT1
_
N3
105

7. Protecciones diferenciales
Protección diferencial de líneas cortas
Si las tensiones de los secundarios son distintas, por el relé
circula una corriente
Para que la protección sea sensible a todo tipo de falta (no
sólo a la falta monofásica a tierra) los devanados primarios
de los transformadores de tensión deben distinto número
de espiras
N1 = N2, N3 > N1
Las protecciones diferenciales de las líneas se utilizan para
sistemas industriales o para líneas públicas importantes y
de longitud máxima de 15 km
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8. Protecciones diferenciales
Protección diferencial del transformador
El transformador es el elemento más importante de los
centros de transformación y de las subestaciones
Todos los transformadores están protegidos por un
interruptor general y en caso de transformadores
importantes, se utilizan protecciones específicas como la
protección diferencial y la protección a tierra
El diseño de la protección diferencial del transformador es
particularmente complejo porque se tienen que comparar
corrientes de diferente nivel
Además, las corrientes pueden estar desfasadas
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9. Ejemplo 9
Diseñar los transformadores de corriente del primario y del secundario
para la protección diferencial de un transformador de 7.5 MVA, 33 kV /
11 kV, Dyn.
Ι1 Ι2
ΙR1 ΙR2
108

10. Protecciones diferenciales
Protección diferencial del transformador
La corriente primaria de un transformador es siempre
distinta de la corriente secundaria debido a la corriente de
magnetización del núcleo ferromagnético
El relé diferencial debe ser sensible a corrientes mayores
que la corriente de magnetización
En el momento de la conexión del transformador, que se
realiza en vacío, la corriente de magnetización puede ser
grande y el relé diferencial puede identificar una falta ⇒
relés de bloqueo de armónicos
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11. Bibliografía
Capítulos 2 y 6: A. Conejo, J. M. Arroyo, F.
Milano, N. Alguacil, J. L. Polo, R. García Bertrand,
J. Contreras, A. Clamagirand, L. López.
“Instalaciones Eléctricas”. McGraw-Hill, Madrid,
2007. ISBN: 978-84-481-5639-8
110

12. Bibliografía
Capítulos 6, 7, 9 y 11: R. Guirado, R. Asensi, F.
Jurado, J. Carpio. “Tecnología Eléctrica”. McGraw
Hill, Madrid, 2006. ISBN: 84-481-4807-X
111

13. Bibliografía
Capítulos 2 y 6: J. Roger Folch, M. Riera Guasp,
C. Roldán Porta. “Tecnología Eléctrica”. Síntesis,
2ª edición, Madrid, 2002. ISBN: 84-7738-767-2
112