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Análisis de fallas eléctricas: del disparo a la causa raíz

Cómo se analiza una falla o un disparo de protección: registros, secuencia de eventos, oscilografía, ajustes, causas probables y qué no hacer.

Por Shadai García, ingeniero electricista, fundador y CEO de Tiza Group.

ABCB1CB221/87LDFR21/87Lcanal 87Lfalla AGGNSSgatewaySCADAGNSSprefalla: carga normalfalla en la fase A al 60 % de la líneadisparo: abren CB1 y CB2registros en una sola base de tiempolo que entrega el análisisVAIAoscilografíaSOEajustesfalladisparoaperturael SOE de otro reloj se corre hasta la base comúncausa de la fallaqué la originóactuación¿actuó como debía?registros + ajustes + SOE → informeIEC 61850PDIS/PDIFPTRCXCBRRDRE·RADR·RBDR© tizagrp.comABCB1CB221/87LDFR21/87Lcanal 87Lfalla AGGNSSgatewaySCADAGNSSprefalla: carga normalfalla en la fase A al 60 % de la líneadisparo: abren CB1 y CB2registros en una sola base de tiempolo que entrega el análisisVAIAoscilografíaSOEajustesfalladisparoaperturael SOE de otro reloj se corre hasta la base comúncausa de la fallaqué la originóactuación¿actuó como debía?registros + ajustes + SOE → informeIEC 61850PDIS/PDIFPTRCXCBRRDRE·RADR·RBDR© tizagrp.com
Análisis de una falla: de los registros de ambos extremos a la causa y la actuación. Ubicación en el sistema, principio de funcionamiento e IEC 61850. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

El análisis de una falla eléctrica reconstruye qué pasó desde el arranque de la primera protección hasta la reposición: qué falló, dónde, cuánto duró, qué protecciones e interruptores actuaron y si lo hicieron bien. Se apoya en la oscilografía (COMTRADE), la secuencia de eventos y los ajustes vigentes, y termina en dos causas raíz: la de la falla en la red y la de cualquier operación incorrecta del sistema de protección.

Qué es el análisis de fallas

El análisis de fallas, también llamado análisis posoperativo, de eventos o diagnóstico de disparos, es la reconstrucción técnica de lo que pasó en el sistema eléctrico desde que apareció una perturbación hasta que quedó estable. Responde dos preguntas que conviene no mezclar:

  1. ¿Qué pasó en la red? Tipo de falla, fases involucradas, ubicación aproximada, duración y causa física: descarga atmosférica, vegetación, falla de aislamiento, maniobra, error humano.
  2. ¿Cómo respondió el sistema de protección? Qué funciones arrancaron, cuáles dispararon, cuánto tardó cada una, qué interruptores abrieron, si hubo recierre y si todo ocurrió como lo pedían los ajustes y el estudio de coordinación.

Una falla en la red es normal: las protecciones existen para despejarla. Lo que no es normal es una protección que dispara sin motivo, una que no dispara o un despeje más lento de lo previsto. Por eso el análisis termina con una o dos causas raíz y con acciones concretas.

Se hace en subestaciones de media, alta y extra alta tensión, en plantas de generación y en la industria, después de cada disparo relevante y siempre que algo no cuadre: una apertura que nadie esperaba, un recierre que no se dio, un transformador que salió por diferencial al energizar. Esta guía es la central de dos series: la de análisis (las herramientas: oscilografía, COMTRADE, eventos) y la de diagnóstico (los síntomas concretos). Las encontrará indexadas al final.

Las fuentes de información

FuenteQué aporta
Oscilografía del relé o del registradorCorrientes, tensiones y señales binarias antes, durante y después de la falla
Archivos COMTRADEEl formato común que permite abrir cualquier registro en cualquier software
Eventos y secuencia de eventos (SOE/SER)Cambios de estado con estampa de tiempo: arranques, disparos, posiciones, alarmas
Resumen de falla del reléTipo de falla, fases, corrientes y, en líneas, distancia estimada
Ajustes vigentesLo que cada función debía hacer, incluido el grupo de ajustes activo
Unifilar, CT y PTRelaciones, polaridades y qué núcleo alimenta cada relé
SCADA y operaciónManiobras previas, alarmas, trabajos en curso, clima

En alta y extra alta tensión suele haber además un registrador de fallas (DFR) que ve varias bahías y se dispara independientemente de las protecciones. Cuando una protección no operó, el DFR suele ser el único registro de lo que vio la red.

Qué se reconstruye

Un análisis serio recorre siempre los mismos elementos, en este orden lógico:

  • La evidencia completa: registros de todos los equipos que vieron la perturbación, no solo del que disparó, en los dos extremos si es una línea, con los ajustes cargados en ese momento y los archivos originales sin editar.
  • Una sola línea de tiempo. Si los equipos estaban bien sincronizados basta con sus estampas; si no, hay que alinear por un evento común. Un reloj desincronizado produce secuencias imposibles, como un recierre antes del disparo. Vea sincronización de tiempo en subestaciones.
  • La secuencia: inicio de la falla, arranque de cada función, orden de disparo, apertura de cada polo, extinción de la corriente, recierre y reposición, con sus tiempos.
  • La falla: fases, presencia de tierra (3I0 y 3V0), evolución, resistencia de falla, componente continua y, en líneas, ubicación.
  • Cada protección: si la falla estaba en su zona, si disparó y en qué tiempo; si estaba fuera, si se mantuvo estable. Un cálculo de verificación con las magnitudes registradas (impedancia aparente, corriente diferencial, punto en la curva) muestra lo que el relé debió ver.
  • Cada interruptor: el tiempo entre la orden y la extinción de la corriente en cada fase. Un polo lento cambia todo el análisis y puede haber activado la falla de interruptor 50BF.
Orden lógico de la reconstrucción
  1. 01Evidencia completaRegistros de todos los equipos, ajustes vigentes y archivos originales
  2. 02Línea de tiempoEstampas sincronizadas o alineadas por un evento común
  3. 03SecuenciaFalla, arranques, disparos, aperturas, recierre y reposición
  4. 04FallaFases, tierra, evolución, resistencia y ubicación
  5. 05Cada protecciónSi la falla estaba en su zona y cómo actuó
  6. 06Cada interruptorTiempo entre la orden y la extinción en cada fase

Una causa está confirmada cuando explica todos los registros. Si la sospecha está en ajustes o lógica, la reproducción del COMTRADE por inyección secundaria lo demuestra; si está en el equipo de campo, hacen falta pruebas de CT, PT, cableado o interruptor.

Cómo se clasifica la actuación de una protección

La confiabilidad de una protección tiene dos atributos: la obediencia (dependability), operar cuando debe, y la seguridad (security), no operar cuando no debe. Lo explicamos en los fundamentos de protecciones. En el análisis cada actuación se clasifica así:

  • Operación correcta: despeja una falla de su zona en el tiempo esperado.
  • Operación indebida: dispara sin falla o por una falla externa que debía despejar otra protección. Es una falla de seguridad.
  • Falla en operar: no dispara ante una falla de su zona y despeja un respaldo. Es una falla de obediencia.
  • Operación lenta: dispara fuera del tiempo previsto y puede descoordinar con otras protecciones.
Clasificación de la actuación de una protección
  • ¿La falla estaba en la zona de la protección?
    • Sí¿Cómo actuó?
      • Disparó en el tiempo esperadoOperación correcta
      • Disparó fuera del tiempo previstoOperación lenta
      • No disparó y despejó un respaldoFalla en operar, una falla de obediencia
    • No, externa o sin falla¿Disparó?
      • SíOperación indebida, una falla de seguridad
      • NoSe mantuvo estable, como debía

Saber si una falla era interna o externa a la zona de cada relé es la base de esta clasificación; vea zonas de protección, principal y respaldo.

Causas posibles, de la más a la menos probable

GrupoEjemplos típicosPista en los registros
Falla real en la zonaDescarga, vegetación, falla de aislamientoCorriente de falla y caída de tensión coherentes con la zona
Condición normal mal interpretadaCorriente de energización, arranque de motores, carga fría, oscilación de potenciaSin caída de tensión de falla; armónicos; impedancia que entra despacio
AjustesGrupo equivocado, alcance o pendiente inadecuados, curva mal coordinada, cambio de topología no estudiadoEl relé actuó «bien» según sus ajustes, pero los ajustes no reflejan el sistema
Transformadores de medidaPolaridad o relación del CT, saturación, fusible del PT, transitorios del CVTCorrientes que no suman, fase de tensión ausente, onda recortada
Cableado y servicios auxiliaresTierra en corriente continua, entradas binarias inducidas, puentes olvidadosDisparo sin arranque de ninguna función
Lógica y comunicacionesLógica programable, GOOSE en modo de prueba, teleprotecciónDisparo por una señal recibida, no por una medición local
InterruptorBobina dañada, mecanismo lento, polo que no abreCorriente que sigue tras la orden de disparo
Error humanoPruebas con la bahía en servicio, bloqueos no retiradosCoincidencia con trabajos en la subestación

Un disparo sin arranque de ninguna función casi siempre apunta a cableado, entradas binarias o lógica. Y en relés de transformadores de corriente, la saturación en fallas con componente continua explica muchos disparos de diferenciales ante fallas externas.

Qué no hacer

  • No reenergizar sin causa cuando disparó una protección de equipo (diferencial, Buchholz, presión súbita, barras). Una falla interna reenergizada multiplica el daño.
  • No borrar registros ni reponer el relé antes de descargarlo todo. Muchos relés guardan pocas oscilografías y la siguiente perturbación sobrescribe la evidencia.
  • No cambiar ajustes «para que no vuelva a pasar» sin entender el evento: bajar la sensibilidad cura el síntoma y deja la instalación sin protección.
  • No probar en una bahía en servicio sin aislar los disparos.
  • No asumir que el relé falló. Los relés numéricos rara vez se equivocan con sus propios ajustes; casi siempre el error está en lo que se les configuró o se les conectó.

Cómo evitar que el próximo disparo sea un misterio

La mayor parte del tiempo de un análisis se pierde buscando información que debió estar lista. Ayuda mucho tener todos los relés y registradores sincronizados con una fuente común y supervisada; oscilografía con prefalla y posfalla suficientes, disparada por arranque y con las señales binarias clave (interruptor, recierre, teleprotección); descarga automática de registros a un servidor; un archivo de ajustes vigente con versión y fecha de cada relé (y el SCD actualizado en subestaciones IEC 61850); y el registro de cada intervención con su hora.

Qué entrega un buen informe

Un informe útil para el operador de red, el dueño del activo o la aseguradora cabe en pocas páginas: resumen del evento, secuencia alineada con tiempos, caracterización de la falla, evaluación de cada protección e interruptor, causa raíz de la falla y de cualquier operación incorrecta, recomendaciones con responsable y anexos con las oscilografías relevantes. En Colombia, los agentes del Sistema Interconectado Nacional y el Centro Nacional de Despacho elaboran informes de los eventos que afectan la seguridad del sistema, según la regulación de la CREG y los acuerdos del Consejo Nacional de Operación; este análisis técnico es su base.

Guías de análisis: las herramientas

Guías por síntoma

Le ayudamos a encontrar la causa

¿Tuvo un disparo que nadie explica, una protección que no operó o un recierre que falló? Nuestro equipo analiza de forma remota los registros COMTRADE, los eventos y los ajustes de relés de las marcas principales, en subestaciones de media, alta y extra alta tensión y en la industria, y le entrega la causa probable con la corrección propuesta. Puede empezar con el análisis de disparos. Si el problema está en los ajustes, los corregimos con nuestra configuración remota de relés; si está en la coordinación, lo revisamos en el estudio de coordinación de protecciones. Envíenos los registros desde contacto.

Guías relacionadas

Referencias

  • IEC/IEEE 60255-24:2013 (IEEE C37.111-2013): formato COMTRADE.
  • IEEE C37.114-2014: guía para localización de fallas en líneas de transmisión y distribución (inactiva-reservada).
  • IEEE C37.91-2021, Guide for Protecting Power Transformers.
  • IEEE C37.113-2025, Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines.
  • IEEE C37.2: números de dispositivo y funciones.
  • J. L. Blackburn y T. J. Domin, Protective Relaying: Principles and Applications.

Preguntas frecuentes

¿Qué hago primero cuando dispara una protección y no sé por qué?

No reenergice a ciegas, sobre todo si disparó una protección de equipo. Descargue los eventos, la oscilografía y los ajustes de todos los relés que vieron la perturbación antes de que se sobrescriban, anote banderas y alarmas y confirme que los relojes estaban sincronizados. Con esa evidencia se decide si fue una falla real o una operación indebida.

¿Cómo saber si una protección operó bien o mal?

Se compara lo que hizo con lo que debía hacer según su zona y sus ajustes. Una operación correcta despeja una falla de su zona en el tiempo esperado; una operación indebida dispara sin falla o por una falla externa; una falla en operar deja que despeje un respaldo más lento.

¿Sirve la oscilografía del relé para reproducir el disparo?

Sí. Un registro COMTRADE (IEEE C37.111 / IEC 60255-24) puede reproducirse con un equipo de inyección secundaria sobre el mismo relé o uno igual con los mismos ajustes. Si el disparo se repite con la misma señal, la causa está en los ajustes o en la lógica, no en el equipo de campo.

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