¿Alguien me puede explicar cuán robustos son los sistemas de red de alta tensión y de red ferroviaria contra los cortocircuitos? Por ejemplo, si un cable o cable pelado más delgado cae sobre dos cables del cable de alta tensión, ¿causará que la rejilla se tropiece o se dañe? O si los dos cables de alta tensión de la red que llevan dos fases diferentes entran en contacto momentáneamente, ¿se dañará la red?
Generalmente no. Este es el tipo de riesgo esperado en el que la red está diseñada para encogerse de hombros. Recuerde que tampoco necesita una pieza de cable para cortocircuitar a los conductores, un arco es efectivamente un cortocircuito, y puede obtener uno de los provocados por un rayo o un seguimiento a través de una rama caída.
Deriva su resiliencia de una combinación de limitación de corriente y sobre desconexión de corriente. Los generadores y transformadores que alimentan cualquier sección de la línea tendrán una impedancia diseñada, de modo que la corriente resultante de una falla de fase a fase o de fase a tierra será ...
a) lo suficientemente pequeño como para que los efectos térmicos y las fuerzas de Lorentz no se dañen en el tiempo antes de la desconexión, y
b) lo suficientemente grande para operar fusibles de sobrecorriente u otro tipo de interruptor de circuito lo suficientemente rápido para protegerlo
Teniendo en cuenta que una falla de alto voltaje a menudo será un arco, y si se quita la energía de un arco se apaga, el primer método de "eliminación de fallas" que intenta el interruptor automático es interrumpir la corriente por un corto período, luego volver a cerrar automáticamente. Cuando experimenta un "apagón" en su hogar, es el resultado de que un enlace adyacente experimenta un corto y arrastra su voltaje hacia abajo durante todo el episodio de eliminación de fallas.
Esperamos que las líneas aéreas tengan fallas de cortocircuito (¡y circuito abierto!).
Instalamos sistemas de protección que minimizan el daño.
Por ejemplo, si un cable o cable desnudo más delgado cae sobre dos cables del cable HT, causará que la rejilla se tropiece o se dañe.
Supongamos que alguien lanza una cadena de metal sobre la línea de transmisión. (Los ladrones hacen esto para cortar los conductores y robarlos para chatarra.)
La cadena de metal creará una falla de fase a fase.
Si la corriente de falla es lo suficientemente grande y fluye durante el tiempo suficiente, funcionará un relé de protección. El relé de protección dispara un interruptor de circuito, interrumpiendo la falla.
La cantidad de daño causado depende de la rapidez con la que opera la protección. Una protección más rápida tiende a ser más cara. (Consulte "Esquemas de protección" a continuación.)
O si los dos cables de alta tensión de la red que llevan dos fases diferentes entran en contacto momentáneamente entre sí, se dañará la red.
Cuando dos fases de una línea aérea entran en contacto entre sí, se denomina conflicto . Las fases parpadearán (arco) y fluirá una corriente de falla.
Un relé de protección detecta la corriente de falla. El relé de protección abre un disyuntor, eliminando la falla. Esto es lo mismo que arriba.
Si la falla se debió a algo temporal: choque de conductores, una rama de un árbol o vida silvestre, entonces el circuito se puede volver a encender. Por lo tanto, algunos relés de protección incluyen una función auto-reclosing . Esto espera un corto período de tiempo después de abrir el interruptor, luego lo cierra nuevamente, restaurando la energía.
Los reconectadores automáticos generalmente se configuran para permitir un cierto número de intentos de re-cierre, es decir, "tres disparos en 60 segundos". Si la falla no se ha resuelto después de tres intentos, se debe a algo permanente. El reenganchador automático se bloquea y le indica a un equipo que salga y busque la falla.
Todas las líneas aéreas están equipadas con sistemas de protección.
La red nacional de transmisión, es decir, 132 kV, 220 kV, generalmente está equipada con una protección muy rápida y muy sensible. Esto es necesario porque una falla en la red de transmisión puede desestabilizar los generadores, causando un apagón, a menos que la falla se elimine rápidamente. El "tiempo crítico de despeje de fallas" suele ser inferior a 500 ms. es decir, si una falla persiste por más de 500 ms, habrá un apagón.
Las redes de distribución, es decir, 33kV, 11kV, no tienen una protección tan buena.
En orden de costo: de más barato a más caro:
Fusibles.
No es muy sensible.
Relé de sobrecorriente.
Busca cierta cantidad de corriente que fluye durante un período de tiempo. Cuanto más grave es la falla, más rápido funciona.
Relé de falla a tierra.
Como un relé de sobrecorriente, pero buscando grandes corrientes que fluyen a la tierra. Puede distinguir entre corriente de carga y corriente de falla. Desventaja: comparte los mismos sensores (CT) que el relé de sobrecorriente, lo que limita la sensibilidad. Es decir. no se puede detectar la pequeña corriente de un conductor caído tirado en la carretera.
Relé de falla a tierra sensible.
Utiliza un CT dedicado de "equilibrio del núcleo" para detectar corrientes de falla a tierra pequeñas.
Relé diferencial
Utiliza un par de relés, uno en cada extremo de la línea. Detecta fallas en la zona entre los relés . Muy sensible. Muy rapido. Desventaja: es necesario instalar y mantener una línea de comunicaciones (cable piloto, telecomunicaciones o fibra óptica) entre los relés.
Relé de distancia
Mide la impedancia (corriente ÷ tensión) del flujo de energía en la línea. Funciona cuando la impedancia cae por debajo del valor normal. Rápido, sensible, y no necesita un canal de comunicaciones. Algo difícil de aplicar, y no se puede aplicar a líneas cortas.
A menudo se aplica como una copia de seguridad a un esquema diferencial, en caso de que falle el canal de comunicaciones diferencial.
Alguien puede informarme de cuán robustos son los sistemas de red de alta tensión y los sistemas de red ferroviaria contra cortocircuitos.
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