IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2021 - 33

ilustra en la figura 7(a), que es equivalente a un esquema de
enclavamiento selectivo de zona.
En la figura 7(a), los relés ubicados en el extremo de la
línea y los extremos de recepción proporcionan la protección
principal de los alimentadores, por ejemplo, el relé que controla
CB15 y CB17 para la línea que conecta los nodos 3 y
4. Los relés direccionales de sobrecorriente o sobrecorriente
simple también se pueden instalar en FED y puntos de conexión
de carga, respectivamente, como protección contra
cortocircuitos, por ejemplo, controlando CB14 y CB16 para
turbinas eólicas y desconexión de carga. La principal protección
contra fallas a lo largo de la línea se logra mediante
la comunicación entre los relés en sus extremos. Se pueden
emplear relés direccionales de sobrecorriente en cada interruptor
de circuito en un alimentador, transmitiendo una
señal de estado al relé en el otro extremo de la línea cuando
se detecta una falla directa en la zona (o una señal de bloqueo
para fallas fuera de la zona). Sin embargo, se emite
una señal de disparo de interruptor asociado del relé solo
si detecta una falla directa, por ejemplo, el relé en CB15,
y al mismo tiempo recibe una señal de un relé de extremo
remoto, por ejemplo, el relé en CB17.
Por ejemplo, si ocurre una falla entre los nodos 3 y 4, los
relés en CB15 y CB17 detectarán una falla directa. Ambos se
enviarán un comando entre sí que permitirá a los relés disparar
sus interruptores y desconectar el alimentador defectuoso
[figura 7(b)]. Por el contrario, los relés que controlan CB10 y
CB12 también detectarán una falla directa. Sin embargo, no
reciben una señal de disparo de los relés en el otro extremo
de sus respectivas líneas (relés en CB13 y CB18) porque esos
relés detectan una falla inversa. Por lo tanto, CB12 y CB10
no se dispararán y solo se aislará el alimentador con falla.
La comunicación entre los dispositivos también puede
ayudar en la implementación de esquemas de protección
de respaldo que aborden fallas de interruptores o cambios
de topología. En el ejemplo anterior, si CB15 o CB17 no se
abren, los respectivos relés transmitirán un comando de disparo
a los relés ascendentes que controlan CB13 y CB18 y a
los relés que controlan la generación que permanecerá en la
región defectuosa, por ejemplo, el relé que controla CB14. La
operación se presenta en la figura 7(c).
Si ocurre una falla en la zona de los relés que protegen
generadores distribuidos o cargas, por ejemplo, los relés
que controlan CB14 y CB16, respectivamente, y su respectivo
interruptor no funciona, esos relés pueden enviar una
señal a los relés ascendentes, por ejemplo, los relés que controlan
CB13 y CB15, para disparar y eliminar la falla. Los
cambios topológicos también pueden afectar el esquema de
protección diferencial general. Por ejemplo, si CB10 y CB18
están abiertos, los relés que controlan CB9 y CB17 no experimentarán
corrientes de falla y mantendrán el bloqueo de
sus pares incluso si ocurren fallas dentro de su zona protegida
(líneas). La protección diferencial de una línea se
puede habilitar o deshabilitar en función del estado de sus
respectivos interruptores automáticos. En el caso anterior,
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los relés de CB10 y CB18 pueden enviar su estado a los relés
de CB9 y CB17, respectivamente, para detener o iniciar el
procedimiento de bloqueo de su par. Por lo tanto, si el relé
que controla CB10 informa al relé que controla CB9 que deje
de bloquear el relé que controla CB7, la línea entre los nodos
5 y 6 está protegida únicamente por el elemento de sobrecorriente
del relé que controla CB7.
Los esquemas diferenciales aumentan la confiabilidad de
la protección si se utiliza la infraestructura de comunicación
adecuada. Además, requieren dispositivos digitales que puedan
ejecutar funciones de protección básicas, admitir protocolos
de comunicación y ofrecer la flexibilidad para diseñar
las ecuaciones lógicas en las que operan.
Los protocolos de comunicación de subestaciones industriales,
principalmente CEI 61850 y especialmente su función
genérica de su evento de subestación orientado a objetos
genéricos (GOOSE, por sus siglas en inglés), se pueden
implementar para tales esquemas. La mensajería del GOOSE
se puede implementar para la comunicación de igual a igual
requerida para la protección diferencial, ya que facilita el
intercambio directo de información entre dispositivos de
protección. El protocolo acepta cualquier tipo de datos
(señales binarias o analógicas) y garantiza que se transmitan
a una velocidad en la escala de unos pocos milisegundos.
Se requieren redes de comunicación de gran ancho de
banda para facilitar una interacción tan rápida utilizando
el tipo de medio apropiado, como las fibras ópticas. Por lo
tanto, una de las principales desventajas de los esquemas de
protección diferencial son los altos costos esperados asociados
con dicha infraestructura de comunicación. Especialmente
en una microrred con un número considerable de
nodos y líneas, la infraestructura de comunicación requerida
puede ser bastante compleja.
Por último, pero no menos importante, el esquema de
protección no puede basarse completamente en la protección
diferencial ya que las redes de comunicación pueden fallar
o sufrir ciberataques. Por lo tanto, incluso cuando se utiliza
protección diferencial, es necesario instalar esquemas de
protección redundantes basados en funcionalidades de relé
típicas que responden a medidas locales.
Protección adaptativa de microrredes
Uno de los enfoques más prometedores para la protección
de microrredes es la protección adaptativa. Requiere relés
numéricos, principalmente relés de sobrecorriente direccionales
con varios grupos de ajustes que se pueden parametrizar
de forma local o remota mediante señales de control
según la topología de la microrred actual. La infraestructura
de comunicación también debe implementar un sistema de
protección adaptativo, pero la interacción de comunicación
no es necesaria durante fallas. Por tanto, la protección se
basa en las funciones locales de los relés. La comunicación
solo es necesaria para actualizar el grupo de configuración
de los relés cuando cambia la configuración de la microrred.
Dado que se pueden usar tecnologías de comunicación de
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