Evaluación del impacto de la saturación de transformadores de corriente en la actuación de protecciones diferenciales de transformador considerando corrientes de INRUSH y fallas externas

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Title: Evaluación del impacto de la saturación de transformadores de corriente en la actuación de protecciones diferenciales de transformador considerando corrientes de INRUSH y fallas externas
Authors: Pérez Moya, Jorge Joshue
Advisor: Santana Jara, Roy Freddy
Abstract: The technical project prior to obtaining the title of electrical engineer, presents a heuristic methodology evaluates the impact of TC saturation on the operation of the 87T differential relay through detailed simulations carried out in ATPDraw or DIgSILENT, following international standards including IEC 61869-2, IEC 61869-1, IEEE C57.13, and IEEE C37.91. Three critical scenarios are studied: internal faults, external faults with TC saturation, and magnetizing inrush. The simulation models incorporate nonlinear TC magnetization curves, a realistic power transformer model, and a differential relay equipped with dual-slope restraint characteristics and harmonic blocking, based on the methodology proposed by Guzmán et al. The results show that conventional differential relays are highly vulnerable to mis-operations under TC saturation and inrush conditions, whereas modern numerical relays employ dual-slope restraint and second-harmonic blocking maintain stable and selective operation. Additionally, TC with higher accuracy classes such as 10P20 and TPY, characterized by a higher knee point voltage, significantly reduce transformation errors during external fault conditions.
Translated abstract: El proyecto técnico previo a la obtención del título de ingeniero eléctrico presenta una metodología de analizar el efecto de la saturación de los CT en el funcionamiento del relé diferencial 87T a través de simulaciones realizadas en un entorno digital (Simulink o Digsilent), siguiendo los criterios establecidos en las normas IEC 61869-2, IEC 61869-1, IEEE C57. 13 e IEEE C37. 91. El estudio considera tres tipos de condiciones que pueden afectar al relé: fallas internas, fallas externas con CT saturado y corrientes de Inrush. Para ello se modelan TC con curvas de magnetización no lineales, un transformador de potencia real, y un relé diferencial con característica de doble pendiente (slope dual) y bloqueo por armónicos, basado en el trabajo propuesto por Guzmán et al. (2004). En los resultados muestran que los relés diferenciales convencionales presentan alta probabilidad de disparo indebido ante saturación de TC y corrientes de Inrush, mientras que los relés modernos con restricción dual (Slope 1 y Slope 2) y bloqueo por armónico que mantienen una operación selectiva y estable; Además se evidencia que los TC de clase 10P20 y TPY, con punto de rodilla superior, reducen significativamente el error de transformación durante fallas externas.
Keywords: TC
RELÉ 87T
RELACIÓN X/R
FALLA EXTERNA
INRUSH MAGNÉTICO
Issue Date: 2026
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32572
Language: spa
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