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Diseñar un esquema de protección de redes de HVdc confiable
y efectivo depende de las características del sistema y
de la estrategia que se utilice para la compensación de fallas.

redes de HVdc son, en gran parte, los mismos que para sus
homólogos de CA. Los requisitos se pueden establecer para
parámetros tales como velocidad, confiabilidad o sensibilidad. El principal desafío es lograr la confiabilidad deseada,
en términos de seguridad y solvencia, en un intervalo muy
corto. En particular, los algoritmos de protección deben
tomar las decisiones correctas sobre si se debe disparar el
equipo de compensación de fallas dentro de los primeros
milisegundos luego de la detección de la falla. Estas decisiones se basan en las tensiones y corrientes medidas. El
aumento del tiempo de funcionamiento del algoritmo de
protección puede llevar a una decisión más confiable, pero
también a un mayor tiempo total de compensación de fallas,
algo no deseado debido al rápido aumento de la corriente CC
de falla. Es importante tener en cuenta la topología de la red
de HVdc, la tecnología del convertidor, la conexión a tierra
del sistema, las mediciones y los puntos de funcionamiento
al elegir y ajustar los algoritmos de protección.
Esta sección se centra en los algoritmos para la protección de la línea primaria en las redes de HVdc. La detección
de fallas para las estrategias de compensación selectiva de
fallas es más desafiante que para las estrategias no selectivas, por lo que el enfoque está en los algoritmos para la
detección selectiva de fallas. Sin embargo, esto no impide
la utilización de los mismos algoritmos para estrategias de
compensación de fallas no selectivas. Los algoritmos de protección pueden implementarse utilizando principios que se
basan solo en mediciones locales o en la comunicación de
mediciones desde distintas ubicaciones en la red.
Los algoritmos de protección sin comunicación dependen solo de las tensiones y corrientes medidas localmente,
como se muestra en el gráfico 6(a). Estos algoritmos se pueden clasificar como aquellos que detectan una falla durante
un periodo transitorio y aquellos que monitorean una señal
durante un periodo determinado.
Muchos de los algoritmos sin comunicación propuestos
detectan fallas durante el periodo transitorio posterior al
evento de falla. Entre estos, se encuentran la derivada de
tensión, la derivada de corriente, las combinaciones de derivadas de tensión y corriente y los algoritmos de onda progresiva. Los algoritmos determinan si la falla se encuentra
dentro de la zona de protección utilizando la forma del frente
de onda después de una falla. La diferenciación de formas
de onda para fallas internas y externas requiere conocer la
distancia eléctrica, la cual es generalmente impulsada por
los inductores en serie necesarios para los disyuntores de
mayo/junio 2019

HVdc, que actúan como filtros de paso bajo en los frentes
de onda generados por fallas externas. Las fallas remotas en
cables largos son más difíciles de detectar que las fallas más
cercanas debido a la distorsión y la atenuación del frente de
onda durante una propagación en la línea de transmisión.
Los métodos básicos de detección de fallas que se basan en
tensiones y corrientes transitorias se pueden continuar refinando gracias a métodos de procesamiento de señales para
mejorar su función en un ambiente ruidoso. Los algoritmos
de protección sin comunicación, que se basan en subtensión
y sobrecarga de corriente, son más adecuados para complementar una protección principal o de respaldo. Los criterios
de subtensión o sobrecarga de corriente respectivos poseen
un requisito de tiempo fijo. A diferencia de los algoritmos
más rápidos, estos dos criterios no dependen de la figura de
las formas de onda durante la falla transitoria.
Los algoritmos de protección basados en la comunicación
combinan información de ambos extremos de la línea para
tomar una decisión sobre el disparo y, por lo tanto, requieren
un canal de comunicación para intercambiar señales lógicas
o cantidades medidas de ambos extremos de la línea, como
se muestra en el gráfico 6 (b). El canal de comunicación debe
permitir una comunicación a alta velocidad y lo más probable es que dependa de cables de fibra óptica. Los algoritmos se pueden categorizar como aquellos que comunican un
estado (comparación direccional) y datos reales de medición
(diferencial). Las zonas de protección son específicas para
algoritmos de protección basados en la comunicación y no
necesitan inductores de la línea de CC para separar las zonas
de protección.
Una comparación direccional se puede implementar
como un esquema de disparo o de bloqueo. En ambos casos,
se detecta una falla en la dirección de avance en el extremo
de la línea local, que debe confirmarse con información del
extremo de la línea remota. En un esquema de disparo, una
señal de disparo desde el extremo de la línea remota confirma la presencia de la falla. Desde este extremo, se emite
una señal de disparo si sus mediciones indican una falla en
la dirección de avance, es decir, en la dirección de la zona de
protección. En un esquema de bloqueo, la ausencia de una
señal de bloqueo desde el extremo de la línea remota confirma la presencia de una falla. Una señal de bloqueo indicaría la detección de una falla en la dirección contraria del
extremo remoto de la zona de protección. El esquema de disparo introduce el mayor número de retrasos en un esquema
de comparación direccional; estos retrasos ocurren en el
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