La 67N decide la dirección de una falla a tierra comparando la corriente residual con una magnitud de referencia, la polarización: normalmente −3V0, a veces la corriente del neutro de un transformador o las magnitudes de secuencia negativa. Si esa referencia es pequeña, está invertida o es falsa, la 67N dispara ante fallas detrás de ella o no dispara ante fallas delante. Casi siempre el problema está en el PT, en su conexión o en el método de polarización elegido.
Síntoma
La direccional de tierra 67N disparó ante una falla que estaba detrás de ella, en otra línea o en la barra, o no disparó ante una falla a tierra en su propia línea. También aparece como disparos de una línea sana en sistemas con líneas paralelas, o como fallas lejanas que la 67N nunca alcanza a decidir.
Un elemento direccional no mide la corriente sola: la compara con una magnitud de referencia que no cambia de sentido con la ubicación de la falla. Esa referencia es la polarización. La más común es la tensión residual −3V0; también se usa la corriente del neutro de un transformador estrella aterrizada (polarización por corriente) o las magnitudes de secuencia negativa V2 e I2. Si la referencia falla, el ángulo entre corriente y polarización sale del semiplano correcto y la dirección queda mal decidida.
Causas posibles, de la más a la menos probable
| Causa | Por qué ocurre | Qué la delata |
|---|---|---|
| Polaridad invertida del PT o de la delta abierta | Error de cableado en la puesta en servicio o tras un cambio de PT | Las fallas delante se ven atrás y al revés; el problema se repite en cada falla |
| Polaridad o neutro del CT invertidos | La residual llega con 180° de error | Igual que la anterior, pero las tensiones son correctas |
| 3V0 insuficiente | Fuente de secuencia cero muy fuerte detrás del relé o falla lejana y resistiva | 3V0 por debajo del umbral mínimo de polarización; la función no decide |
| Pérdida de potencial | Fusible o miniinterruptor del PT abierto que crea una 3V0 falsa | Alarma de falla de fusible, tensión de una fase en cero sin corriente de falla |
| Acoplamiento mutuo de secuencia cero | Línea paralela con falla a tierra induce secuencia cero en la línea sana | Disparo de la línea sana en una falla de la paralela |
| Ángulo característico inadecuado | El ángulo ajustado no corresponde a la impedancia de secuencia cero de la red | Fallas reales cerca del límite de la zona direccional |
| Polarización por corriente no confiable | Corriente de neutro de un autotransformador o de un transformador cuya corriente puede invertirse según la falla | Errores direccionales solo para fallas en ciertos lados del transformador |
| Método inadecuado para el neutro de la red | En redes compensadas o aisladas se necesita otro criterio direccional | Fallas a tierra que la 67N no detecta o que detecta en todos los alimentadores |
Qué revisar primero
- Oscilografía de la falla con fasores. Calcule 3I0 y −3V0 (o I2 y V2) en el momento de la decisión y ubique el ángulo frente a la característica ajustada. Esa sola comparación dice si el relé decidió de acuerdo con lo que midió. Vea cómo leer una oscilografía y el repaso de secuencia cero.
- Coherencia de las tensiones y corrientes en carga. Con carga normal, revise la secuencia de fases y los ángulos de cada tensión y corriente. Una fase invertida o desplazada 180° aparece de inmediato.
- Magnitud de la polarización. Si 3V0 quedó por debajo del mínimo, la función no decide o decide con error. Compare con el umbral ajustado.
- Alarma de pérdida de potencial antes o durante el evento.
- Topología: líneas paralelas en la misma servidumbre, transformadores aterrizados cercanos y autotransformadores.
- ¿El ángulo entre 3I0 y −3V0 registrado corresponde a la ubicación real de la falla?
- No¿Las tensiones y corrientes en carga tienen la secuencia y los ángulos correctos?
- NoPolaridad invertida del PT, de la delta abierta o del CT
- Sí¿Hay alarma de falla de fusible?
- Sí3V0 falsa por pérdida de potencial
- NoAcoplamiento mutuo con una línea paralela o polarización por corriente no confiable
- Sí¿La 3V0 superó el mínimo de polarización?
- NoPolarización insuficiente: evalúe la secuencia negativa o la polarización dual
- SíÁngulo característico o arranque inadecuados para esa falla
Cómo se confirma
- Reproducción de la falla en el relé con la oscilografía registrada, por inyección secundaria: si el relé repite la decisión, el problema está en los ajustes o en la polarización elegida; si no la repite, está en el cableado de campo.
- Prueba de polaridad de los PT y CT desde el primario, y verificación de la delta abierta cuando la 3V0 se mide y no se calcula. Vea las pruebas a transformadores de corriente y tensión y la guía del transformador de tensión inductivo.
- Cálculo de cortocircuito de la falla con el modelo de secuencia cero de la red, incluida la impedancia mutua entre líneas paralelas, para comparar las magnitudes y ángulos esperados con los registrados.
Cómo evitar que se repita
- Prueba direccional con carga en la puesta en servicio: verificar que el relé ve la carga en el sentido correcto antes de dar por terminada la bahía.
- Elegir la polarización según la red: secuencia cero, secuencia negativa o dual, con la lógica de selección que ofrezca el fabricante, según el estudio de cortocircuito.
- Supervisión de pérdida de potencial activa, con una acción definida para la 67N cuando se pierde la tensión.
- Revisar la protección de líneas paralelas con el acoplamiento mutuo modelado en el estudio de coordinación.
- Revisar los esquemas de teleprotección que usan la 67N, como el POTT o el DCB, porque una decisión errada se transmite al otro extremo.
Qué no hacer
- No invertir la dirección en el ajuste para «corregir» un cableado invertido: el error queda escondido y la próxima persona que pruebe la bahía no lo sabrá.
- No bajar el umbral de polarización sin revisar la precisión de los PT y la tensión residual normal de la red.
- No dejar la 67N sin acción definida ante pérdida de potencial.
- No suponer que la polarización por corriente es siempre mejor: depende del transformador que la entrega.
Cuándo llamarnos
Si su 67N disparó con una falla externa o no disparó con una falla en su línea, envíenos la oscilografía y los ajustes: le cotizamos el análisis del disparo y le decimos si el problema es de cableado, de polarización o de ajustes. Si hay que cambiar la polarización, el ángulo o la lógica, nuestro equipo lo hace con la configuración remota de relés en las principales marcas; si hay que verificar polaridades en sitio, lo hacemos con pruebas de protecciones. Escríbanos.
Guías relacionadas
- Unidades direccionales homopolares (67N)
- Corriente de secuencia cero
- Esquema POTT
- Esquema DCB
- Transformador de tensión inductivo
- Análisis de fallas eléctricas
Referencias
- IEEE C37.113-2025, Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines.
- IEEE C37.230-2020, Guide for Protective Relay Applications to Distribution Lines.
- Blackburn y Domin, Protective Relaying: Principles and Applications.
Preguntas frecuentes
¿Por qué la 67N disparó con una falla en otra línea?
Porque decidió que la falla estaba delante cuando estaba detrás. Las causas habituales son una polaridad invertida del PT o de la delta abierta, una 3V0 falsa por un fusible abierto o un acoplamiento mutuo de secuencia cero con una línea paralela que invierte la corriente residual vista por el relé.
¿Cuándo conviene polarizar por secuencia negativa en lugar de secuencia cero?
Cuando la 3V0 en el punto del relé es muy baja, por ejemplo con una fuente de secuencia cero muy fuerte detrás, o cuando hay líneas paralelas con acoplamiento mutuo de secuencia cero. La secuencia negativa no se acopla de forma apreciable entre circuitos y suele dar una decisión más segura en esos casos.
¿Qué hace la 67N si se abre un fusible del PT?
Depende del relé y de su configuración. Si la 3V0 se calcula desde las tres tensiones de fase, un fusible abierto crea una 3V0 falsa. La supervisión de pérdida de potencial debe bloquear la función direccional o pasarla a un modo no direccional definido en los ajustes.