Enclavamiento del seccionador de barra: condiciones

Qué hace el seccionador de barra y por qué se enclava

El seccionador de barra, designado 89B en la nomenclatura de IEEE C37.2, conecta una bahía a la barra de la subestación. En las configuraciones con dos barras funciona además como selector: el circuito queda en la barra cuyo seccionador está cerrado. Su función es dar una distancia de aislamiento visible, no maniobrar carga.

El Vocabulario Electrotécnico Internacional (IEV 441-14-05) define el seccionador como un aparato que abre o cierra un circuito cuando la corriente es despreciable o cuando no aparece un cambio significativo de tensión entre sus bornes. Esa definición es la base de todo su enclavamiento: cada condición que se le pone busca garantizar una de esas dos situaciones antes de mover las cuchillas.

Si el seccionador abre con corriente de carga, se forma un arco entre las cuchillas que no se extingue solo. En el seccionador de barra el riesgo es mayor que en el de línea, porque un arco que se propaga a tierra o entre fases se convierte en una falla de barra y la protección diferencial de barras 87B saca todos los circuitos conectados a ella.

Condiciones habituales del enclavamiento

En una bahía convencional con un solo interruptor, el permiso de cierre y el de apertura del 89B se construyen con estas condiciones:

1. Interruptor de la bahía (52) abierto. Es la condición principal: sin interruptor cerrado, no hay corriente que interrumpir.
2. Cuchilla de tierra de la barra abierta. Cerrar un seccionador sobre una barra puesta a tierra equivale a llevar la tierra al circuito, o a poner en cortocircuito la barra si el circuito tiene tensión.
3. Cuchillas de tierra de la bahía abiertas en el tramo entre el seccionador y el interruptor, cuando existen. Por la misma razón: el seccionador no debe unir un tramo aterrizado con uno que pueda estar energizado.
4. Posición válida de todos los aparatos que intervienen. Si alguno reporta posición intermedia o inválida, el permiso se retira.

Estas condiciones aplican a la maniobra de apertura y a la de cierre. Algunos diseños añaden que el seccionador de línea esté abierto antes de cerrar el de barra en la energización de una bahía, pero eso es una regla de orden de maniobra más que de seguridad del aparato, y corresponde a la lógica del seccionador de línea.

La excepción: transferencia en caliente entre barras

En una configuración de doble barra un circuito puede pasar de una barra a otra sin cortarse. La secuencia es conocida: con el acople cerrado, se cierra el seccionador hacia la barra nueva y luego se abre el de la barra anterior. Durante esa operación el interruptor de la bahía sigue cerrado, de modo que la condición 1 no se cumple y el enclavamiento necesita una vía alternativa.

Esa vía es la transferencia de barras. Si el acople está cerrado y sus dos seccionadores también, las barras están al mismo potencial y el seccionador de la bahía solo conmuta la parte de la corriente que se reparte entre dos caminos en paralelo. IEC 62271-102:2018 reconoce ese servicio y asigna al seccionador una corriente y una tensión de transferencia de barras (cláusula 5.108 y anexo B). La capacidad depende de la corriente transferida y del tamaño del lazo entre el acople y el seccionador.

Por eso la condición alternativa suele ser: acople cerrado, sus dos seccionadores cerrados y el otro seccionador de barra de la misma bahía cerrado. La especificación de enclavamientos de National Grid (TS 3.01.01) cita entre los propósitos del enclavamiento asegurar la secuencia correcta de la transferencia de barras con carga. Mientras dure la transferencia, el acople debe quedar bloqueado contra apertura, porque si abre con los dos seccionadores de la bahía cerrados, toda la corriente de intercambio entre barras pasa por esos seccionadores.

Variantes por configuración

• Barra sencilla y barra sencilla seccionada. Solo existe la condición del interruptor abierto y las tierras. No hay transferencia en caliente.
• Barra principal y transferencia. El seccionador de barra principal se comporta como en barra sencilla. El seccionador hacia la barra de transferencia tiene su propia lógica, que depende del interruptor de transferencia y de que no haya otro circuito ya transferido.
• Doble barra y doble barra con transferencia. Se suma la condición de transferencia de barras descrita arriba.
• Interruptor y medio y anillo. Cada interruptor tiene sus seccionadores, y el permiso depende del interruptor al que pertenece el seccionador, no de la línea. El seccionador de barra queda condicionado por el interruptor del lado de la barra y por la tierra de esa barra.
• GIS. Muchas celdas usan un seccionador de tres posiciones (cerrado, abierto y tierra) en el que el propio mecanismo impide pasar de cerrado a tierra sin pasar por abierto. El enclavamiento eléctrico se mantiene para las condiciones con otros aparatos.

Dónde se implementa

En subestaciones antiguas el enclavamiento se cablea con contactos auxiliares de los aparatos en serie con la bobina o con el motor del mando motorizado del seccionador. En las actuales se resuelve en el controlador de bahía. En IEC 61850-7-4 cada aparato tiene una instancia del nodo lógico CILO con dos salidas, EnaOpn y EnaCls, que habilitan la apertura y el cierre; el algoritmo lo define quien implementa. Las posiciones de otras bahías, como la del acople, llegan por mensajes GOOSE cuando la condición es de estación.

Un punto que suele olvidarse: la réplica de seccionadores que usa la 87B toma los mismos contactos auxiliares. Un contacto mal ajustado afecta a la vez al enclavamiento y a la protección de barras, como se explica en disparo de la 87B al maniobrar seccionadores.

Cómo se verifica

En la puesta en servicio cada condición se prueba en positivo (con la condición cumplida el aparato maniobra) y en negativo (al negar una sola condición, el permiso cae). También se comprueba el comportamiento con posición inválida, la pérdida de la señal que viene de otra bahía y el mando desde cada nivel: patio, bahía, estación y centro de control. Puede practicar la secuencia de transferencia y ver qué regla se viola en cada error en el simulador de maniobras de doble barra.

Lo resolvemos con usted

En Tiza Group diseñamos, configuramos y probamos la lógica de enclavamientos de bahía y de estación en controladores de las principales marcas, para subestaciones de media, alta y extra alta tensión y para la industria. Conozca nuestro servicio de configuración de control, protecciones y comunicaciones o escríbanos con la configuración de su subestación.

Guías relacionadas

• Seccionador de subestación
• Cuchilla de puesta a tierra: clases E0, E1, E2 y enclavamientos
• Configuración doble barra con transferencia
• Configuración interruptor y medio
• Enclavamiento del seccionador de línea: condiciones
• Puesta a tierra de línea y de barra: enclavamiento
• Enclavamiento del acople de barras: cuándo no debe abrir
• Enclavamientos en doble barra: acople y transferencia
• Réplica de seccionadores para la diferencial de barras

Referencias

• IEC 60050-441, Vocabulario Electrotécnico Internacional, 441-14-05 (seccionador).
• IEC 62271-102:2018, High-voltage switchgear and controlgear – Part 102: Alternating current disconnectors and earthing switches, cláusula 5.108 y anexo B (transferencia de barras).
• IEC 61850-7-4, nodos lógicos CILO, CSWI y XSWI.
• IEC 61936-1:2021, Power installations exceeding 1 kV AC, 6.2.16 (enclavamientos).
• National Grid, TS 3.01.01 (RES), Substation Interlocking Schemes, edición 1, 2018.
• IEEE C37.2, Standard for Electrical Power System Device Function Numbers.

Preguntas frecuentes