La configuración de barra principal y transferencia agrega a la barra sencilla una barra de transferencia y un interruptor de transferencia. Así se puede sacar a mantenimiento el interruptor de cualquier circuito sin cortar ese circuito. Pero sigue habiendo una sola barra principal: una falla en ella saca toda la subestación.
Qué es la configuración de barra principal y transferencia
Es una barra sencilla a la que se agregan una barra de transferencia y un interruptor de transferencia que une ambas barras. En nuestro ejemplo, dos líneas y dos transformadores se conectan a la barra principal, cada uno con su propio interruptor.
Cada bahía tiene seccionador de barra principal, interruptor, transformadores de corriente (CT), seccionador de salida y un seccionador de transferencia que conecta la salida del circuito, aguas afuera de su interruptor, con la barra de transferencia. En las líneas, el transformador de tensión (PT) va del lado de la línea. La bahía de transferencia tiene su interruptor, sus seccionadores a cada barra y sus propios CT.
La posición de los CT del circuito respecto al punto donde se conecta la transferencia es decisiva:
- CT interno (entre el interruptor y la derivación a la barra de transferencia): con el circuito en transferencia, la corriente ya no pasa por él.
- CT externo (más allá de la derivación, del lado de la línea): la corriente del circuito sigue pasando por él durante la transferencia.
Cómo opera en servicio normal
Todos los circuitos están en la barra principal con sus interruptores cerrados. La barra de transferencia permanece sin tensión y los seccionadores de transferencia abiertos. Funciona igual que una barra sencilla.
Para sacar a mantenimiento el interruptor de una línea, la secuencia general es:
- 01Traslado de la protecciónSe traslada la protección de la línea al interruptor de transferencia (o se activa el relé de transferencia con el grupo de ajustes de esa línea).
- 02Energización de la barra de transferenciaSe cierran los seccionadores y el interruptor de transferencia, lo que energiza la barra de transferencia y comprueba que esté sana.
- 03Cierre del seccionador de transferenciaSe cierra el seccionador de transferencia de la línea: ambos lados están al mismo potencial, así que el seccionador no interrumpe ni establece corriente apreciable.
- 04Apertura del interruptor de la líneaSe abre el interruptor de la línea, luego sus seccionadores, y se pone a tierra.
Cada empresa define su propia secuencia; lo esencial es que nunca un seccionador quede encargado de abrir o cerrar carga.
Qué pasa ante fallas y mantenimientos
Falla en la barra principal. La 87B abre todos los interruptores conectados a ella, incluido el de transferencia: se pierde toda la subestación. Frente a fallas en barras, esta configuración es tan confiable como la barra sencilla.
Falla en una línea. Abre el interruptor de esa línea, o el de transferencia si la línea está transferida.
Falla de interruptor (50BF). Como en barra sencilla, la 50BF abre todos los interruptores de la barra principal y envía disparo transferido al extremo remoto cuando hace falta. Si es el interruptor de transferencia el que falla mientras reemplaza a una línea, la respuesta es la misma: se dispara la barra principal y el extremo remoto.
Mantenimiento de un interruptor. Es la razón de ser de esta configuración: el circuito sigue en servicio a través del interruptor de transferencia. Solo un circuito a la vez. El mantenimiento de la barra principal, en cambio, saca toda la subestación.
Comparación con las configuraciones vecinas
- Frente a barra sencilla: agrega una barra, un interruptor y un seccionador por circuito; resuelve el mantenimiento de interruptores, pero no la falla en barras.
- Frente a barra sencilla seccionada: la seccionada limita la pérdida por falla en barras; la de transferencia, la indisponibilidad por mantenimiento. Pueden combinarse.
- Frente a doble barra: en doble barra ambas barras llevan carga y se pueden repartir circuitos; la barra de transferencia solo trabaja durante mantenimientos. La doble barra con transferencia reúne ambas ventajas a cambio de más equipo y área.
Implicaciones para protección y control
- 87B de la barra principal. La zona está limitada por los CT de los circuitos y por el CT del interruptor de transferencia. Con CT internos sigue balanceada cuando una línea pasa a transferencia, porque la corriente sale por el CT de transferencia. Con CT externos, la corriente del circuito pasa por dos CT y la asignación debe cambiar: la barra de transferencia puede formar su propia zona con el CT del circuito y el del interruptor de transferencia.
- Traslado de la protección del circuito. Con CT internos, el relé de la línea debe recibir la corriente del CT del interruptor de transferencia y disparar ese interruptor; esto se hace con relés auxiliares o bloques de conmutación, con el riesgo de abrir un secundario de CT si se maniobra mal. Con CT externos basta con trasladar el disparo. La alternativa es un relé propio en la bahía de transferencia con un grupo de ajustes por circuito.
- Teleprotección y 87L. Si la línea usa diferencial de línea o teleprotección, el canal debe trasladarse también; si no, la línea queda solo con protección de distancia escalonada durante la transferencia.
- Recierre y sincronismo. El recierre y la verificación de sincronismo 25 deben actuar sobre el interruptor de transferencia mientras reemplaza al de la línea.
- Enclavamientos 89. Solo un seccionador de transferencia cerrado a la vez; el seccionador de transferencia de un circuito solo cierra con el interruptor de transferencia cerrado y la protección ya trasladada.
Dónde se usa
Se encuentra en subestaciones de distribución y subtransmisión donde el mantenimiento de interruptores no debe interrumpir clientes, pero el costo de una doble barra no se justifica. En Colombia figura entre las configuraciones de subestación que la CREG reconoce en su metodología de unidades constructivas, con el código BPT.
Pruebas en la puesta en servicio
- Secuencia de transferencia completa, circuito por circuito, verificando enclavamientos, señales al centro de control y el traslado de disparos, corrientes, recierre y canales.
- Estabilidad de la 87B en servicio normal y con un circuito transferido, con inyección primaria o con carga.
- Pruebas extremo a extremo de cada línea también en modo transferencia. Ver pruebas end-to-end.
- Conmutación de CT: comprobar que ningún secundario quede abierto durante el traslado.
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Referencias
- IEEE C37.234: guía de aplicación de relés de protección a barras de sistemas de potencia.
- IEC 61850-7-4: nodos lógicos compatibles (XCBR, XSWI, CILO).
- C. Martin y otros, Bus Protection Considerations for Various Bus Types, Western Protective Relay Conference, 2013.
- C. Labuschagne, N. Fischer y B. Kasztenny, Simplifying and Improving Protection of Temporary and Unusual Bus Configurations With Microprocessor-Based Relays, Western Protective Relay Conference, 2012.
- J. Gastón Ortega y E. Nelson, Preserve High-Speed Protection During Bypass Operations, Western Protective Relay Conference, 2006.
- J. D. McDonald (ed.), Electric Power Substations Engineering, CRC Press, capítulo sobre configuraciones de barras en subestaciones AIS.
- CIGRE, Technical Brochure 585, Circuit Configuration Optimization.
Preguntas frecuentes
¿Para qué sirve la barra de transferencia?
Para reemplazar temporalmente el interruptor de un circuito durante su mantenimiento. El circuito se conecta a la barra de transferencia y queda protegido y maniobrado por el interruptor de transferencia, sin interrumpir el servicio.
¿Cuántos circuitos pueden estar en transferencia al mismo tiempo?
Uno. Solo hay un interruptor de transferencia y la protección de un solo circuito puede trasladarse a él, por lo que los enclavamientos deben impedir conectar dos circuitos a la barra de transferencia.
¿Qué protección tiene el circuito mientras está en transferencia?
Depende del diseño: se trasladan los disparos y, si hace falta, las corrientes del relé del circuito al interruptor de transferencia, o se usa un relé propio de transferencia con un grupo de ajustes para cada circuito. La ubicación de los CT decide qué hay que trasladar.