En el ejemplo ilustrado abajo, se observa una falla al inicio del alimentador aguas abajo del reconectador R4. Esto tiene como resultado una corriente generada por acoplamiento capacitivo en los alimentadores adyacentes en sentido opuesto a la falla a través del bus de conexión de la subestación. Si R1, R2 y R3 no detectaran la dirección del flujo de potencia, entonces podrían operar erróneamente, lo que significaría que se perdería el suministro eléctrico de clientes innecesariamente (ver figura 1).

Figura 1.

La mejor solución podría ser solamente la operación del reconectador R4, mientras los otros reco-nectadores permanecen cerrados. Esto solo se logra utilizando reconec-tadores con protección direccional. Cuando la falla ocurre, R1, R2 y R3 detectan que el flujo de potencia está en la dirección opuesta y no operan. R4 detecta la dirección del flujo aguas abajo y opera normalmente, de acuerdo a la protección de falla a tierra programada.

La protección direccional incorporada a un reconectador requiere necesariamente calcular las componentes de secuencia cero y secuencia negativa de voltaje y corriente para determinar el ángulo de fase y la dirección del flujo. Para ello, el reconectador debe tener incorporados sensores de corriente y voltaje en las tres fases. El cálculo de la corriente de secuencia positiva es usado para la protección de sobre-corriente mientras que la secuencia cero es usada para la falla a tierra.

Uso de la protección direccional

Para el uso de la protección direccional, el usuario debe programar un ángulo de torque en el controlador, el cual determina cuando el flujo de potencia es hacia delante o hacia atrás (ver figura 2).

Figura 2.

Donde:

• Upol Voltaje de Polarización
• Iop Corriente de Operación
• Aop Angulo de fase entre Upol y Iop
• At Angulo de torque seteado

Cuando una falla ocurre, se calcula el ángulo de fase entre el voltaje y la corriente de secuencia positiva. Si este ángulo está dentro de +/- 90 grados del ángulo de torque, entonces el flujo de potencia está hacia adelante y se aplicará la configuración de la protección de secuencia positiva. Si el ángulo de fase está fuera de esta área, entonces el flujo de potencia está en sentido inverso y se aplicará la configuración de protección de secuencia negativa.

El uso de reconectadores que incorporen protección direccional en redes de neutro aislado tiene múltiples ventajas. Este método puede eliminar la necesidad del uso de interruptores de poder en subestaciones para despejar una falla. De esta manera, además de seccionar la línea fallada, los reconectadores tienen la capacitad de restaurar automática-mente el suministro en los casos que la falla sea transitoria.