Diseño automatizado de la protección frente a fallas a tierra en sistemas eléctricos aislados

Abstract

Los sistemas eléctricos aislados o con neutro aislado, presentan la ventaja de que, ante la puesta a tierra de una fase, la continuidad del servicio no se ve afectada; su contraparte es que, ante una caída de conductor a tierra, el mismo va a permanecer con tensión en tanto no dispongan de una protección que considere este tipo de fallas. En este tipo de configuración aislado, las corrientes de falla monofásicas a tierra son muy pequeñas, debido a la carencia de un camino de retorno franco de las corrientes de falla y a la alta impedancia de contacto; siendo las únicas rutas que permiten su paso las capacitancias parásitas de los alimentadores. Por consiguiente, se hace indispensable que los sistemas eléctricos con neutro aislado dispongan de una protección contra las fallas a tierra orientada a proteger a las personas de los choques eléctricos al romperse un conductor de una línea aérea. En Ja actualidad existen tecnologías de alta sensibilidad que permiten detectar pequeñas corrientes y/o tensiones homopolares, ya sea directamente, o mediante la creación de un neutro artificial conectando un transformador Zigzag. En el presente informe se hace la evaluación de distintas alternativas tecnológicas, tales como la inserción de transformador zigzag, así como el uso de los relés multifunción de alta sensibilidad. Asimismo, se presenta una aplicación para un sistema eléctrico aislado, conformado por dos alimentadores aéreos, donde luego de evaluar las distintas alternativas se llega a la conclusión de que la opción del uso de relé de sobretensión homopolar, juntamente con la automatización de alimentadores en base a PLC para la discriminación del alimentador fallado, constituye la mejor alternativa técnico-económica para este caso en particular.