En la doble barra con doble interruptor cada circuito tiene dos interruptores, uno hacia cada barra. Una falla en cualquiera de las barras y el mantenimiento de cualquier interruptor se resuelven sin sacar ningún circuito. Es la configuración de mayor disponibilidad entre las de dos barras y también la más costosa, porque usa dos interruptores por circuito.
Qué es la configuración de doble barra doble interruptor
Hay dos barras y cada circuito se conecta a ambas mediante dos interruptores: uno hacia la barra 1 y otro hacia la barra 2. El circuito sale del punto entre los dos interruptores. En nuestro ejemplo, las dos líneas y los dos transformadores tienen cada uno su par de interruptores.
Cada interruptor tiene seccionadores a ambos lados para aislarlo y sus propios transformadores de corriente (CT). La salida del circuito lleva seccionador de línea con cuchilla de puesta a tierra y, en las líneas, transformador de tensión (PT). Cada barra tiene su PT. No hacen falta seccionadores selectores de barra ni interruptor de acople: las barras se unen a través de los circuitos.
Los CT de cada interruptor se ubican de modo que la zona de la barra y la del circuito se traslapen sobre él. La protección del circuito usa los CT de sus dos interruptores.
Cómo opera en servicio normal
Todos los interruptores están cerrados. Cada circuito recibe potencia de las dos barras, y parte de la corriente puede pasar de una barra a otra a través de los dos interruptores de un mismo circuito. No hay maniobras de transferencia: para cualquier mantenimiento basta con abrir interruptores y seccionadores.
Qué pasa ante fallas y mantenimientos
Falla en una barra. La 87B de esa barra abre todos los interruptores conectados a ella. Cada circuito sigue alimentado por su interruptor hacia la otra barra: no se pierde ningún circuito.
Falla en una línea. Abren los dos interruptores de la línea y los del extremo remoto. El resto sigue igual.
Falla de interruptor (50BF). Cada interruptor tiene su propia 50BF. Si el interruptor de una línea hacia la barra 1 no abre ante una falla en la línea, hay que despejar la barra 1: se abren sus interruptores, pero los circuitos siguen por la barra 2. Si no abre ante una falla en la barra 1, la falla sigue alimentada desde la línea: se abren el otro interruptor de esa línea y, con disparo transferido, el extremo remoto. En ese caso sí se pierde el circuito.
Mantenimiento de un interruptor. Se abre y se aísla; su circuito sigue por el otro interruptor. El mantenimiento de una barra tampoco saca circuitos.
Circuito fuera con barras unidas. Si se abre el seccionador de una línea para trabajar en ella y sus dos interruptores siguen cerrados para mantener unidas las barras, queda una barra stub entre los interruptores y el seccionador, que necesita protección propia.
Comparación con las configuraciones vecinas
- Frente a doble barra: desaparecen los seccionadores selectores, la réplica de seccionadores y la pérdida de circuitos por falla en barras. A cambio, dos interruptores por circuito.
- Frente a doble barra con transferencia: el mantenimiento de interruptores no requiere maniobras de reemplazo ni traslado de protecciones.
- Frente a interruptor y medio: ofrece una disponibilidad parecida con un interruptor por circuito más; el interruptor y medio usa tres interruptores por cada dos circuitos. El anillo es otra alternativa con un interruptor por circuito.
- Costo y área: es la de más interruptores por circuito y una de las que más terreno ocupa.
Implicaciones para protección y control
- 87B con zonas fijas. Cada interruptor pertenece siempre a la misma barra, así que la diferencial de barras no necesita réplica de seccionadores y admite esquemas de alta o de baja impedancia con CT adecuados.
- Corriente de línea. La protección de línea necesita la suma de los dos CT del circuito. Si se suman en paralelo, una corriente grande que pasa de una barra a otra por los dos interruptores puede saturar un CT de forma desigual y producir una corriente de línea falsa, incluso en sentido equivocado. El error aparece tanto con CT en paralelo como con un relé de dos entradas; la ventaja del relé de dos entradas es que ve la corriente de cada interruptor y puede aplicar lógicas de seguridad ante fallas externas, además de la 50BF por interruptor.
- Barra stub. Con el seccionador de línea abierto se habilita una sobrecorriente o una diferencial con los dos CT, que dispara solo los dos interruptores; las funciones de línea se ajustan a esa condición (por ejemplo, la 87L deja de enviar su corriente al extremo remoto).
- Recierre líder y seguidor. El recierre 79 cierra primero un interruptor (líder) y, si tiene éxito, el otro (seguidor) tras un retardo. Cada interruptor necesita su propia verificación de sincronismo 25.
- Enclavamientos 89. Más simples: cada seccionador solo opera con su interruptor abierto, y la cuchilla de puesta a tierra de línea solo con el seccionador de línea abierto y sin tensión.
Dónde se usa
Se usa en subestaciones de alta y extra alta tensión donde la disponibilidad pesa más que el costo. En Colombia no figura entre las configuraciones codificadas por la CREG en su metodología de unidades constructivas, que sí incluye interruptor y medio y anillo.
Pruebas en la puesta en servicio
- Suma de corrientes de línea: con carga, comprobar magnitud y polaridad de cada CT y de la suma, incluida la corriente que pasa de barra a barra.
- Estabilidad de las dos zonas 87B.
- Matriz de 50BF por interruptor, con sus disparos transferidos.
- Barra stub, recierre líder y seguidor y sincronismo por interruptor.
- Pruebas extremo a extremo de cada línea. Ver pruebas end-to-end.
Le ayudamos con su subestación
En Tiza Group hacemos estudios de coordinación de protecciones y configuración remota de relés para bahías de doble interruptor, incluidos la lógica de barra stub, la 50BF por interruptor y el recierre líder y seguidor, en alta y extra alta tensión y en industria.
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, RREC, RSYN).
- C. Martin y otros, Bus Protection Considerations for Various Bus Types, Western Protective Relay Conference, 2013.
- M. Lampe, G. Corpuz, S. Das y A. Hargrave, Line Current Measurement at Dual-Breaker Terminals: Challenges and Solutions, Conference for Protective Relay Engineers, 2021.
- 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.
- CIGRE, Technical Brochure 585, Circuit Configuration Optimization.
Preguntas frecuentes
¿Qué pasa en una doble barra con doble interruptor cuando falla una barra?
La diferencial de esa barra abre todos los interruptores conectados a ella, y cada circuito sigue en servicio por su otro interruptor hacia la barra sana. No se pierde ningún circuito.
¿Cómo mide la corriente de línea la protección en un esquema de doble interruptor?
Suma las corrientes de los CT de los dos interruptores, ya sea conectándolos en paralelo o con un relé de dos entradas de corriente. Con dos entradas el relé ve cada interruptor por separado y puede aplicar lógicas de seguridad si un CT se satura con una falla externa.
¿Qué es la protección de barra stub en doble interruptor?
Cuando se abre el seccionador de línea y los dos interruptores siguen cerrados para mantener unidas las barras, queda un tramo entre los interruptores y el seccionador. Se protege con una sobrecorriente o una diferencial con los dos CT, habilitada solo en esa condición.