En la configuración de doble barra cada circuito tiene un interruptor y dos seccionadores de barra, y puede conectarse a cualquiera de las dos barras; un interruptor de acople las une. Una falla en barras saca solo los circuitos de esa barra y se puede hacer mantenimiento a una barra sin cortar el servicio. A cambio, la protección de barras debe seguir la posición de los seccionadores.
Qué es la configuración de doble barra
Es el arreglo de dos barras (1 y 2) con un interruptor por circuito. Cada bahía tiene dos seccionadores de barra, uno hacia cada barra, que funcionan como selectores; el circuito se conecta a la barra cuyo seccionador esté cerrado. Un interruptor de acople, con un seccionador a cada barra y sus propios transformadores de corriente (CT), une las dos barras.
En nuestro ejemplo, la línea 1 y el transformador 1 van a la barra 1, y la línea 2 y el transformador 2 a la barra 2. Cada bahía de línea tiene además transformadores de corriente, seccionador de línea con cuchilla de puesta a tierra y transformador de tensión (PT) del lado de la línea. Cada barra tiene su propio PT.
Los CT de cada circuito van entre el interruptor y la salida, de modo que la zona de barras abarca el interruptor. El acople puede tener CT a ambos lados, para traslapar las dos zonas, o un solo CT, que deja una zona ciega entre el interruptor y el CT.
Cómo opera en servicio normal
Los circuitos se reparten entre las dos barras, idealmente con fuentes y cargas en ambas, y el acople cerrado comparte la carga. Abrirlo separa la subestación en dos nodos, por ejemplo para limitar el cortocircuito.
Transferencia de un circuito entre barras. Con el acople cerrado, las dos barras están al mismo potencial. Se cierra el seccionador hacia la barra nueva, con lo que las barras quedan en paralelo a través del circuito, y después se abre el de la barra anterior. Los seccionadores nunca abren ni cierran carga. Por eso el enclavamiento habitual solo permite operar un seccionador de barra con el interruptor del circuito abierto, o con el acople y sus seccionadores cerrados.
- 01Acople cerradoLas dos barras quedan al mismo potencial
- 02Cierre del seccionador de la barra nuevaLas barras quedan en paralelo a través del circuito
- 03Apertura del seccionador de la barra anteriorEl circuito queda en la barra nueva sin que ningún seccionador abra ni cierre carga
Mantenimiento de una barra. Se pasan todos los circuitos a la otra barra, se abre el acople, se aíslan sus seccionadores y se pone a tierra la barra libre. No hay corte de servicio.
Qué pasa ante fallas y mantenimientos
Falla en una barra. La 87B de esa barra abre los interruptores conectados a ella y el acople. La otra barra sigue en servicio. Los circuitos perdidos pueden volver a energizarse desde la barra sana, cambiando su seccionador con el interruptor abierto, una vez aislada la falla.
Falla en una línea. Solo abre el interruptor de la línea.
Falla de interruptor (50BF). La 50BF debe abrir todos los interruptores de la barra a la que el interruptor fallado esté conectado en ese momento, más el acople, y enviar disparo transferido al extremo remoto si hace falta. Como la conexión cambia, el destino del disparo lo calcula el sistema de protección de barras con la réplica de seccionadores. Si falla el acople, se disparan las dos barras.
Mantenimiento de un interruptor. El circuito sale de servicio, igual que en barra sencilla. Esa es la limitación que resuelve la doble barra con transferencia.
Comparación con las configuraciones vecinas
- Frente a barra sencilla seccionada: ambas pierden una barra ante una falla, pero la doble barra permite elegir en qué barra va cada circuito y mantener una barra sin corte. Requiere un seccionador más por circuito y más área.
- Frente a barra principal y transferencia: la doble barra tiene dos barras activas; la de transferencia solo resuelve el mantenimiento de interruptores.
- Frente a doble barra con doble interruptor: allí una falla en barras no saca ningún circuito y no hay seccionadores selectores, pero cada circuito lleva dos interruptores.
Implicaciones para protección y control
- 87B con zonas dinámicas. El relé asigna cada corriente a la zona de la barra según los contactos auxiliares de los seccionadores. Esto es natural en un relé numérico de baja impedancia; con alta impedancia habría que conmutar físicamente los secundarios de CT, con riesgo de abrir un circuito de CT.
- Unión de zonas. Mientras un circuito tiene ambos seccionadores cerrados, el relé no sabe cómo se reparte la corriente entre barras: las dos zonas se unen en una sola y el CT del acople sale del cálculo.
- Zona de chequeo. Una zona que suma todos los circuitos sin depender de los seccionadores supervisa el disparo y protege contra un contacto auxiliar dañado. Algunos esquemas agregan supervisión por subtensión.
- Contactos auxiliares. La corriente debe asignarse a la zona antes de que el seccionador empiece a conducir y retirarse solo cuando ya no conduce. Por eso se usan contactos 89a y 89b con lógica de discrepancia, como se explica en el artículo del seccionador de subestación.
- Sincronismo y tensión. Las funciones que usan tensión de barra deben tomar el PT de la barra a la que el circuito está conectado.
Dónde se usa
Se usa sobre todo en alta tensión, cuando se busca flexibilidad de operación con un solo interruptor por circuito. En Colombia, la CREG la incluye con el código DB entre las configuraciones de su metodología de unidades constructivas. El Código de Conexión exige que una subestación nueva del STN permita el mantenimiento de un interruptor sin perder el servicio del campo; una doble barra sin transferencia ni by-pass no cumple ese requisito por sí sola.
Pruebas en la puesta en servicio
- Réplica de seccionadores: cambiando la posición de cada seccionador, cada corriente debe pasar a la zona correcta, incluida la unión de zonas.
- Estabilidad de la 87B y de la zona de chequeo con carga en distintas topologías.
- Destinos de 50BF con cada interruptor en cada barra.
- Enclavamientos de la transferencia en caliente, desde el patio y desde el controlador de bahía.
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Guías relacionadas
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.
- L. Steenkamp, C. Labuschagne y E. Stokes-Waller, Tutorial: Complex Busbar Protection Application, Western Protective Relay Conference, 2007.
- 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.
- CREG, Resolución 025 de 1995, Código de Conexión, recogido en la resolución única de regulación del sector eléctrico.
- CIGRE, Technical Brochure 585, Circuit Configuration Optimization.
Preguntas frecuentes
¿Por qué la diferencial de barras de una doble barra necesita réplica de seccionadores?
Porque cada circuito puede estar en cualquiera de las dos barras. El relé lee los contactos auxiliares de los seccionadores de barra para saber a qué zona asignar cada corriente; sin esa réplica no puede saber qué barra está fallada.
¿Cómo se pasa un circuito de una barra a otra sin cortarlo?
Con el acople cerrado, ambas barras quedan al mismo potencial; se cierra el seccionador hacia la barra nueva y luego se abre el de la barra anterior. Mientras los dos están cerrados, la 87B une las dos zonas en una sola.
¿La doble barra permite hacer mantenimiento a un interruptor sin sacar el circuito?
No por sí sola. Para eso se agrega una barra o un seccionador de transferencia o de by-pass, de modo que el acople reemplace al interruptor del circuito durante el mantenimiento.