Tres planos, tres preguntas distintas
La IEC 61082-1 separa los documentos de una instalación eléctrica por la pregunta que contestan, y conviene no mezclarlos. El unifilar es un esquema de conjunto: la potencia, una línea por circuito. El trifilar baja a cada fase: qué transformador de corriente entra a qué borne del relé. El funcional —en la jerga de obra, el esquema desarrollado— dibuja los circuitos auxiliares: la continua que alimenta las bobinas, los contactos que las mandan y las señales que salen hacia el control.
| Plano | Qué contesta | Qué dibuja |
|---|---|---|
| Unifilar | ¿Qué hay y cómo se conecta? | Aparatos de potencia, una línea por circuito y las funciones de cada relé |
| Trifilar | ¿Qué mide cada relé y de dónde? | Las tres fases, los transformadores de medida y sus bornes |
| Funcional | ¿Qué pasa cuando algo falla? | Circuitos de continua: contactos, bobinas, bloqueos y señales |
| Bornes y cableado | ¿Por dónde va cada cable? | Borneras, número y formación de cada cable: sale del fabricante |
Cómo se lee un esquema desarrollado
Arriba corre la barra positiva de una tensión auxiliar y abajo la negativa, cada una con su código: PP01 + y NP01 −, 110 Vcc de protección en el ejemplo. Entre las dos, una columna por circuito. Se lee de arriba hacia abajo: si los contactos de la columna cierran, la bobina de abajo se energiza. Los contactos en paralelo son órdenes alternativas —alcanza con cualquiera—; los contactos en serie son condiciones que tienen que cumplirse juntas.
Tres convenciones hacen legible un plano de treinta hojas. La cabecera de cada columna escribe el origen de la orden —Buchholz, imagen térmica, orden remota—, así que nadie tiene que seguir un cable para saber qué dispara. Debajo de cada bobina, un espejo de contactos dice dónde se usa cada uno, en qué columna o en qué hoja: es lo que permite seguir el 86 desde el disparo hasta el bloqueo del cierre, varias hojas más adelante. Y las columnas de reserva se dibujan vacías y numeradas: cuando en obra aparece una orden nueva, entra en su lugar sin renumerar el plano.
La carátula dice más de lo que parece
Un funcional emitido abre con una tabla de tensiones auxiliares, cada una con su función: protección (PP/NP), comando (PC), exploración de alarmas (PEXP), mando a motor (PMM), calefacción. Están separadas a propósito. Un cortocircuito en el cableado de la alarma de una puerta no puede dejar sin continua al relé de protección, y cada tensión tiene su propia supervisión: «falta tensión PP01» es, a su vez, una señal más que viaja al SCADA.
Las notas de la carátula nombran además los planos de fabricante de los que salen los bornes —celdas, relé, tablero de continua, inversores— y lo que hay que adecuar en cada uno, y registran los pedidos del cliente con su consecuencia escrita. Un enclavamiento pedido por el cliente puede dejar un borne con tensión aunque se abra la llave del tablero; si esa consecuencia no está escrita en el plano, la descubre alguien con la mano adentro del tablero.
La matriz de disparos de un centro de transformación solar
El corazón del funcional es una tabla: una fila por protección, con su origen escrito, y una columna por acción. Un centro de transformación de un parque solar tiene menos acciones que una estación, pero tiene dos que una subestación de distribución no conoce: abrir el lado de baja tensión y parar los inversores. El transformador tiene fuentes de los dos lados. Si sólo abre la media tensión, los inversores detectan la pérdida de red por su cuenta, con su retardo y su criterio de antiisla; el disparo transferido lo hace explícito.
| Protección | Origen | Acción | Abre BT y para inversores |
|---|---|---|---|
| 50/51 · sobrecorriente de fase | Relé de la celda, con sus TI | Abre MT y bloquea (86) | Sí |
| 50N/51N · falla a tierra | Relé de la celda, con sus TI | Abre MT y bloquea (86) | Sí |
| 63 · Buchholz, disparo | Transformador | Abre MT y bloquea (86) | Sí |
| 63PR · válvula de sobrepresión | Transformador | Abre MT y bloquea (86) | Sí |
| 26 · temperatura de aceite | Transformador | Alarma; en el segundo umbral abre MT sin bloqueo | En el segundo umbral |
| 49T · imagen térmica | Transformador | Alarma; en el segundo umbral abre MT sin bloqueo | En el segundo umbral |
| 63 · Buchholz, alarma; 71 · nivel de aceite | Transformador | Sólo señaliza | No |
| 50BF · falla de interruptor | Relé de la celda | Re-dispara su interruptor y abre el de aguas arriba | Sí |
El criterio detrás de las columnas es uno solo: lo que indica daño bloquea. Un cortocircuito, gas en el Buchholz o una sobrepresión dicen que algo se rompió adentro, y volver a energizar sin inspeccionar puede convertir la falla en un incendio: el 86 queda enclavado y bloquea el cierre hasta que alguien lo repone a mano. Una sobretemperatura, en cambio, se va sola cuando el trafo enfría: dispara sin bloqueo. Las alarmas sólo señalizan.
Enclavamientos: lo que el plano prohíbe hacer
La matriz dice qué hace sola la instalación; los enclavamientos dicen qué no puede hacer el operador. Los primeros vienen dados: la IEC 62271-200 exige que la celda de media tensión enclave sus aparatos entre sí, de modo que el seccionador de puesta a tierra no cierre con el interruptor o el seccionador de la celda cerrados, y que un compartimiento con acceso controlado por enclavamiento sólo se abra con su interior sin tensión y puesto a tierra. El resto son decisiones de proyecto, y cada una tiene que llevar su porqué escrito.
- El 86 enclavado bloquea el cierre del interruptor de MT: después de una falla con daño, nadie re-energiza desde el SCADA sin pasar por el sitio.
- El interruptor de BT cierra después del de MT: el trafo se energiza desde la red, no desde los inversores.
- Llave retenida entre el interruptor de BT abierto y el seccionador de puesta a tierra de la celda del trafo: es la segunda de las cinco reglas de EN 50110-1 —impedir la reconexión— resuelta con un objeto físico y no con un procedimiento.
- La puerta del recinto del trafo sólo se abre con la celda puesta a tierra.
- Las dos alimentaciones de los servicios auxiliares no se ponen nunca en paralelo.
50BF: el día que el interruptor no abre
La protección puede dar la orden perfecta y el interruptor no obedecer: bobina cortada, mecanismo trabado, contactos soldados. La función de falla de interruptor (50BF, guía IEEE C37.119) vigila la corriente después de la orden y, si no se extingue dentro de un tiempo ajustado, re-dispara el interruptor propio y dispara el de aguas arriba. En una estación, aguas arriba es la celda vecina. En un parque solar puede ser el interruptor del punto de conexión, a varios kilómetros por la línea colectora.
Eso convierte al 50BF en una decisión de proyecto que el funcional tiene que mostrar: por qué canal viaja la orden —fibra, hilo piloto, teleprotección—, a qué interruptor llega y en qué hoja del funcional de la otra estación se recibe. Los planos emitidos lo resuelven con una remisión en círculo numerado al esquema del otro extremo. Si el canal no está definido, el plano lo tiene que decir: un 50BF dibujado hasta el borde de la hoja y sin remisión es una protección que no existe.
Supervisión: lo que ve el SCADA va en su propia parte
La parte de maniobra y protección dice qué actúa. La supervisión dice qué se sabe: cada alarma, cada posición de aparato, cada medida que viaja a la RTU o al gateway. En los planos emitidos va en un documento aparte —el tablero de entradas y salidas remotas— con una hoja índice que dice qué grupo de señales entra a qué módulo, y cada señal escrita con su nombre y el código de la tensión que vigila. Es la lista contra la que el integrador arma la base de datos del SCADA: si una señal no está en el funcional, no existe en el centro de control.
Qué sale del modelo y qué es del fabricante
Un funcional tiene dos mitades de naturaleza distinta. La lógica —qué dispara qué, qué bloquea qué, qué se señaliza— se deduce del unifilar, de las funciones del relé y de la ficha del transformador. Los bornes, los módulos y el cableado interno salen de los planos de los equipos comprados, y no hay modelo que los adivine.
| Parte | De dónde sale | Cuándo se puede cerrar |
|---|---|---|
| Matriz de disparos | Funciones del relé y ficha del trafo: refrigeración y protecciones propias | Con el unifilar |
| Enclavamientos | IEC 62271-200, criterios de operación y pedidos del cliente | Con el unifilar |
| Tensiones auxiliares | Tablero de continua y estudio de servicios auxiliares | Con el estudio de servicios auxiliares |
| Lista de señales al SCADA | Equipos del CT y las señales que declara cada uno | Con el unifilar |
| 50BF aguas arriba | Topología de la red colectora | El destino, con el unifilar; el canal, con el proyecto de comunicaciones |
| Bornes, borneras y cables internos | Planos de fabricante | Con los equipos comprados |
| Segunda bobina, supervisión del circuito de disparo (74TCS) y antibombeo | El mando del interruptor comprado | Con los equipos comprados |
La regla que ordena todo es no dibujar de memoria lo que depende del equipo. Un contacto de supervisión del circuito de disparo dibujado «porque siempre va» es peor que un «a definir»: el primero pasa la revisión y falla en la puesta en marcha; el segundo obliga a preguntar.
Lo que el funcional no reemplaza
Un funcional armado desde el modelo es un borrador verificable, no un plano firmado. Los ajustes del relé salen del estudio de coordinación, no del funcional; el cableado real sale de los esquemas de bornes del fabricante; y los criterios de la matriz —qué bloquea, qué se transfiere— son propuestas que ratifica y firma el ingeniero de protecciones. Lo que sí resuelve temprano es la parte que más tarde llega a obra: que la lógica esté escrita, completa y con el origen de cada orden antes de que el tablerista empiece a cablear.