Articulo de Evolucion de Los Reles

 

LA EVOLUCION EN EL TIEMPO DE RELES DE SOBRECORRIENTE

RESUMEN Los relés de protección son usados en los sistemas eléctricos de potencia para detectar condiciones anormales o inseguras han ido evolucionando con el tiempo, conforme avanza la tecnología,  SEL (laboratorio de ingeniería schweitzer ) revolucionó la industria de la protección de los sistemas de potencia al construir los primeros relés basados en microprocesadores. Su primer objetivo del sistema de protección es aislar la parte donde se ha producido la falla buscando perturbar lo menos posible la red y tomar acciones correctivas.  Tipos de relés de protección: relé de sobrecorriente, relé con restricción de voltaje o control de voltaje y relé direccionales

INTRODUCCION El funcionamiento de un relé de sobreintensidad depende de la capacidad de detectar fallas dentro de su área de protección. Sin embargo esta limitado porque la señal de corriente eléctrica es su única variable medida, la cual es sensible a las condiciones operativas del sistema y también a la topología que se presente hacia el punto de la falla, ambas condiciones hacen impredecible la ubicación de la falla ya que la zona de protección es dinámica y además existen las condiciones de cambios de la carga del sistema eléctrico. En otros esquemas de protección tales como el enlace entre extremos y el

diferencial su característica es constante e insensible al estado operativo de la red eléctrica; solo el relé de distancia presente una dinámica limitada debido a la polarización.

METODO EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS RELÉS DE PROTECCION Los relés de protección usados en los sistemas eléctricos para detectar condiciones para evitar la destrucción de equipos o instalaciones por causa de una falla que podría iniciarse de manera simple y después extenderse sin control en forma encadenada. Los sistemas de protección deben aislar la parte donde se ha producido la falla buscando perturbar lo menos posible la red, limitar el daño al equipo fallado, minimizar la posibilidad de un incendio, minimizar mi nimizar el peligro para las personas, minimizar el riesgo de daños de equipos eléctricos adyacentes. Han ido evolucionando con el tiempo, conforme avanza la tecnología, así como se muestra en la FIGURA 01

FIGURA: 01 FUENTE::http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/ FUENTE

4549/1/sacaico_za.pdf  

 

RELÉS ELECTROMECÁ ELECTROMECÁNICOS NICOS El principio de funcionamiento está basado en los fenómenos de atracción e inducción electromagnética. Estos relés de protección se usaban en los sistemas eléctricos a principios del siglo veinte; sin embargo, algunas empresas lo usan hasta la fecha. Mostraremos algunos relés electromecánicos que aparecieron según la evolución histórica.

1901 relé de sobrecorriente 1908 relé diferencial 1910 relé direccional 1921  relé

de

distancia

Las partes del relé electromecánico más simple de manera pictórica se muestran en la Figura 3 y estas son:   El electroimán.   La armadura   Los contactos.

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El principio de funcionamiento es que cuándo se inyecta corriente en el electroimán produce un flujo magnético, el cual genera una fuerza de atracción entre la armadura y el núcleo del electroimán y como la armadura esta acoplado al contacto móvil, este también empieza a moverse de tal manera que choca con el otro contado fijo.

tipo

impedancia

1937 rele de distancia tipo mho Ejemplo de un modelo de relé electromecánico se muestra en la Figura 2; este relé de protección es de la marca General Electric. FIGURA: 03 FUENTE: https://www.inventable.eu/introduccion-a-losreles/   reles/

Este principio de funcionamiento de manera detallada se explica a partir

FIGURA: 02 FUENTE:http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/4549/1/ FUENTE: sacaico_za.pd   sacaico_za.pd

de la Figura 4; se inyecta corriente en las conexiones de la bobina del electroimán, esta produce un flujo magnético, el cual genera una fuerza de atracción entre el inducido hierro dulce y el núcleo del electroimán, como este inducido esta acoplado a uno de los contactos fijos y al contacto móvil a través de un pivote, este pivote empieza a moverse de izquierda a derecha, de tal manera que este contacto móvil choca con el otro contacto fijo.

 

  FIGURA: 04 FUENTE: https://www.inventable.eu/introduccion-a-losreles/   reles/

RELÉS DE ESTADO SOLIDO Estos dispositivos surgieron como alternativa a los electromecánicos, están diseñados con circuitos electrónicos analógicos, estos circuitos emulan las características

FIGURA: 05 FUENTE: https://www.inventable.eu/introduccion-a-losreles/   reles/

Los relés de estado sólido han ido evolucionando básicamente por generaciones donde el cual le mostraremos en lo siguiente:

Primera

Generación:

de los relé electromecánicos. el ectromecánicos.

electrónicos

Las ventajas frente a los relés electromecánicos son:

1925-Protección

• El tiempo de respuesta son más rápidos. • Mayor tiempo de vida. 

comparación portadora)

Bulbos

piloto direccional

por (onda

1930-40-Distintos tipos de relés 1948-Rele de distancia

• Menor Mantenimiento.  • Mayor sensibilidad. 

Segunda Generación: Transistores

• Reducción de tamaño y una

operación silenciosa. Los relés de protección de estado sólido han quedado fuera de uso progresivamente desde el surgimiento de los relés digitales. Los relés de estado sólido no tienen la misma flexibilidad de los relés digitales, su exactitud y rango dinámico están limitados por sus componentes electrónicos. Los relés de protección de estado sólido se usaron desde 1960 hasta 1980; un ejemplo de estos relés se muestra en la Figura 5 

1949-Esquemas de comparación de fase 1954-Relevador de distancia

1959-Relevador de sobre corriente (versión comercial) 1961-Relevador de dis3era. Generación: Circuitos integrados [2]

Tercera

Generación:

Circuitos

integrados

1960-70-Distintos relevadores comercial)

tipos

distancia

de (versión

 

Cuarta Generación:

RELÉS DIGITALES

Microprocesadores

Los reles digitales fueron planteados por primera vez en el año 1969 como una aplicación de una computadora digital para realizar funciones de proteccion de todos los equipos en una subestacion. La evolucion de los reles digitales se debe al rapido avance de la tecnologia de los microprocesadores y al a aparicion de novedosos algoritnos de proteccion.

1969-Protección de distancia 1970-Protección

diferencial

de

barras

1972-Protección

diferencial de transformadores 1973-Protección diferencial de generadores

1973-Integración de funciones de protección y control 1978-Relevador de frecuencia

1980-Relevador de sobre corriente de tiempo inverso 1980-Mediciones faso ríales para estimación de estado 1981-Protección de motores

1982-Localización de fallas 1983-Protección piloto de fibra óptica 1984-Registro digital de fallas 1987-Protecciones adoptivas

Un relé digital convierte señales analógicas de tensión y corriente en cantidades binarias por medio de un convertidor analógico/digital, luego estas señales son procesadas numéricamente por los algoritmos o programas de cómputo del relé. Los algoritmos se encargan de la detección de fallas y del control de las señales de disparo. Un ejemplo de este tipo de relé se muestra en la Figura 6 

Con lo mostrado anteriormente los relés se pueden subdividir por su base constructiva, los cuales son electromecánicos y estado sólidos. Los relés de estado sólido son aquellos que carecen de partes móviles, en cuya construcción, utilizan dispositivos electrónicos (bulbos electrónicos o elementos semiconductores) o dispositivos magnéticos (amplificadores magnéticos, etc.), sin embargo usan relés electromagnéticos auxiliares en calidad de elementos de salida.

FIGURA: 06 FUENTE: https://www.inventable.eu/introduccion-a-losreles/   reles/

Su mayor objetivo al crearce fue igualar o superar el desempeño de los reles de estado solido y de los reles electromecanicos. Un rele digital convierte señales analogicas de tension e intensidad en

 

cantidades binarias por medio de un conveetidor analogico – digital Luego, estas cantidades son procesadas numéricamente por los algoritmos o programas de cómputo del relé. Los algoritmos se encargan de la detección de faltas y de control de las señales de disparo. En la figura se muestra un relé digital comercial.

FIGURA: 07 FUENTE::http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/70641/fic FUENTE hero/2.+Introducci%C3%B3n.pdf+ 

BIBLIOGRAFIAS https://riverglennapts.com/es/protectionrelay/687-over-current-relay-workingprinciple-types.html   principle-types.html https://www.monografias.com/trabajos10 5/proteccion-lineastransmision/proteccion-lineastransmision.shtml   transmision.shtml https://es.scribd.com/document/3923960 39/La-Evolucion-en-El-Tiempo-de-LosReles-de-Sobre-Corriente   Reles-de-Sobre-Corriente