Qué es un relé de distancia (21)
Un relé de distancia protege una línea, no un punto. No mira corriente: mide V/I y obtiene una impedancia, que es proporcional a la distancia hasta la falla. Por eso se dibuja en un plano R-X y no en una curva tiempo-corriente, y por eso no convive con un 50/51 en la misma pantalla.
| Zona | Ajuste típico | Tiempo | Para qué |
|---|---|---|---|
| Z1 | 80 % de la línea | Instantáneo | Dispara ya. Se queda corto a propósito: nunca debe ver más allá de la barra remota. |
| Z2 | 120 % | ~0,3 s | Cubre el 20 % que Z1 no ve, y entra en la línea siguiente. Espera para dar lugar al relé de allá. |
| Z3 | 180 % | ~1 s | Respaldo remoto: si el relé de la línea siguiente no despeja, éste lo hace. |
Tus protecciones y las de la red: tres preguntas distintas
Adentro del parque la selectividad se consigue por tiempo. Fusible, inversor, caja de strings, feeder, incomer: cada par en serie tiene que separarse por el CTI, del orden de 0,2 a 0,3 segundos. El de abajo despeja primero y el de arriba espera. Ése es todo el contenido de una tabla de coordinación.
Hacia afuera la pregunta cambia: una falla en tu media tensión tiene que abrirla tu incomer antes de que el relé de la transportista en el punto de conexión decida que el problema es suyo. Si tu escalón es más lento que el de ellos, te sacan la línea entera y tu falla se convierte en la salida de servicio de toda la línea.
Y desde afuera está la que más se olvida: una falla en la red hunde la tensión en tu punto de conexión, y tus protecciones de interfaz —27 de mínima tensión, 59 de máxima— van a ver ese hueco. Si disparás, desconectaste el parque por un problema ajeno, y el código de red te obliga a aguantarlo. Ésa es la envolvente de ride-through, y es la razón por la que los ajustes 27/59 no se eligen mirando solamente el parque.
Lo que la transportista te pregunta a vos: el infeed
Tu parque inyecta corriente en el punto de conexión. Para una falla línea abajo, esa inyección cambia lo que mide el relé de distancia de la red: el aporte que entra entre el relé y la falla le hace medir más impedancia de la real, y su zona se acorta. Es el efecto under-reach, y significa que su zona 2 deja de cubrir lo que cubría antes de que existieras. El estudio de acceso pide exactamente ese número: cuánto se movió cada zona con el parque conectado y sin él.
Qué es arc flash, y por qué a veces se niega a calcular
Si se ceba un arco en una celda mientras alguien trabaja ahí, la pregunta no es cuánta corriente circula: es cuánta energía recibe la persona, en cal/cm². Eso define el equipo de protección personal y la frontera de aproximación. El cálculo come la corriente de falla franca, el tiempo de despeje —o sea, tus propios ajustes de protección—, la separación entre conductores, la configuración de electrodos y el tamaño del gabinete. Por eso el arc flash se corre después de coordinar y nunca antes: si cambiás la coordinación, cambia la energía incidente.
Hay dos motivos legítimos por los que una barra puede quedar declarada sin calcular:
- Está fuera del rango de la norma. El modelo de la IEEE 1584-2018 es empírico, ajustado con ensayos entre 208 V y 15 kV. Una barra de 33 kV queda afuera, y lo correcto es negarse en vez de extrapolar: una regresión evaluada fuera de su rango, impresa en una memoria, es un número inventado. Para tensiones mayores se usa el método de Lee o la práctica del transportista.
- Falta un dato que nadie puede suponer por vos. La configuración de electrodos —VCB, VCBB, HCB, VOA, HOA— y la clase de equipo cambian el resultado de forma sustancial. Sin esa elección explícita el resultado no está ratificado, y no debería imprimirse.
Las funciones: el vocabulario ANSI
Las funciones las nombra la norma ANSI/IEEE C37.2 con un número, y ese número es el vocabulario con el que se conversa con la transportista. La función vive en el relé; el que corta es el interruptor. Un 87T impecable no sirve de nada si el interruptor no abre, y por eso existen el 50BF y el 74TCS.
| ANSI | Qué hace |
|---|---|
| 50 | Instantáneo de fase. Arriba del umbral, dispara sin esperar. Para la falla franca cerca del relé. |
| 51 | Temporizado de fase, curva inversa IEC 60255: más corriente, menos tiempo. Es la que se gradúa con el CTI. |
| 50N / 51N | Lo mismo, pero sobre la corriente residual: la suma de las tres fases distinta de cero indica falla a tierra. Umbral mucho más bajo, porque una falla a tierra puede ser de pocos amperes y aun así matar. |
| 49 | Imagen térmica. No mira el pico, mira el calor acumulado. Para trafos y cables, que aguantan sobrecarga un rato y no un rato más. |
| 67 / 67N | Sobrecorriente con sentido. Imprescindible cuando la corriente puede venir de los dos lados: un anillo de media tensión, o un parque que inyecta. Sin 67, en un anillo se abre el interruptor equivocado y se pierde también la mitad sana. |
| ANSI | Qué hace |
|---|---|
| 87T | Trafo: compara lo que entra con lo que sale. Si no cierra, la falla está adentro. Instantáneo y sin coordinar con nadie, porque su zona son sus propios transformadores de corriente. |
| 87B | Lo mismo sobre una barra. |
| 87L | Lo mismo sobre una línea, con canal de comunicación entre las dos puntas. |
| 64 REF | Falla restringida a tierra: caza las fallas a tierra cerca del neutro del trafo, justo donde el 87T pierde sensibilidad. |
| 21 | Distancia: mide impedancia, que es distancia. Para líneas largas, donde el 51 ya no discrimina entre acá y allá. |
| ANSI | Qué hace |
|---|---|
| 27 / 59 | Mínima y máxima tensión. |
| 81U / 81O | Mínima y máxima frecuencia. |
| 81R | Velocidad de variación de frecuencia (df/dt): detecta que el parque quedó en isla. |
| Anti-islanding | La función combinada: no seguir alimentando un tramo que la red ya soltó. |
| ANSI | Qué hace |
|---|---|
| 24 | Sobreexcitación (V/Hz): tensión alta o frecuencia baja saturan el núcleo. |
| 63 | Buchholz: relé mecánico de gas y presión. Un arco interno genera gas antes de ser corriente medible. Es la que salva el trafo. |
| 25 | Verificación de sincronismo antes de cerrar: que las dos puntas estén en fase. |
| 79 | Recierre automático. La mayoría de las fallas de línea aérea son fugaces. |
| 50BF | Falla de interruptor: se mandó disparo y la corriente sigue, entonces se dispara a los de aguas arriba. |
| 60FL | Supervisión del transformador de tensión. Si se pierde la señal de tensión, un 21 o un 67 empiezan a mentir: hay que bloquearlos, no dejarlos opinar. |
| 60CTS | Lo mismo sobre el transformador de corriente. |
| 74TCS | Supervisión del circuito de disparo: verifica que el cable hasta la bobina esté sano. Un disparo que no llega es no tener protección, y sin esta función nadie se entera hasta el día de la falla. |
Los aparatos: lo que efectivamente corta
| Nivel | Aparatos |
|---|---|
| Continua | Fusible de string · seccionador bajo carga · descargador de sobretensiones · monitor de aislación |
| Baja tensión | Interruptor en caja moldeada · interruptor de bastidor abierto · fusible · descargador · diferencial |
| Media tensión | Interruptor · seccionador bajo carga · seccionador · seccionador de puesta a tierra · fusible · descargador · reconectador · celda compacta · resistencia de puesta a tierra del neutro · trafo de puesta a tierra zig-zag |
| Alta tensión | Interruptor · seccionador · seccionador de puesta a tierra · descargador |
| Medición | Relé de protección · transformador de corriente · transformador de tensión · medidor de facturación · medidor de calidad |
Los dos últimos de media tensión no cortan nada: la resistencia de neutro y el zig-zag definen cómo está aterrado el sistema, que es lo que decide cuánta corriente de falla a tierra existe — y por lo tanto si el 51N puede verla. Es una decisión de proyecto que se toma antes de elegir un solo relé.
Y el tercer concepto, el que se cuenta cuando se habla de cobertura: los elementos protegibles.
- String de continua · caja de combinación · salida de alterna del inversor · barra de baja tensión.
- Trafo de bloque de media tensión · feeder de media tensión · barra colectora de media tensión.
- Transformador elevador · barra de alta tensión · línea de alta tensión al punto de conexión.
El esquema típico, nivel por nivel
| Dónde | Qué lleva |
|---|---|
| String | Fusible, sólo si hay tres o más strings en paralelo (IEC 62548) |
| Lado de continua | Monitor de aislación y detección de arco |
| Salida de alterna del inversor | Interruptor en caja moldeada o de bastidor abierto |
| Trafo de bloque de media tensión | 50/51 + 50N/51N · 63 · 87T si es grande |
| Feeder de media tensión | 50/51 + 50N/51N · 67 si es anillo |
| Barra colectora de media tensión | 87B · 50BF |
| Transformador elevador | 87T · 64REF · 63 · 49 · 24 |
| Barra y línea de alta tensión | 21 · 87L · 79 · 25 · 50BF · 60FL |
| Punto de conexión | 27/59 · 81U/81O/81R · anti-islanding |
La última fila es la única que se negocia con la transportista: son los ajustes que entran al acta de coordinación de protecciones. Todo lo de arriba es del proyecto y lo define su ingeniería.