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Enclavamientos en EAT, AT, MT y BT: qué cambia

Cómo cambian los enclavamientos según el nivel de tensión: lógica en BCU y GOOSE en AT y EAT, mecánicos en celdas de MT y por cable o llave en BT.

Por Shadai García, ingeniero electricista, fundador y CEO de Tiza Group. Revisado por el equipo de ingeniería de Tiza Group · .

EATlógicoGOOSEATlógico +3 pos. GISMTmecánicode celdaBTcable /llaveEATcerrar 57 con el 89 cerradoCILO: rechazo lógicoATaterrizar con tensión3 posiciones: no pasaMTabrir puerta con celda vivala leva lo impideBTmaniobrar sin la llavellave atrapadacada nivel tiene su barrera dominanteNivelEATATMTBT© tizagrp.comEATlógicoGOOSEATlógico +3 pos. GISMTmecánicode celdaBTcable /llaveEATcerrar 57 con el 89 cerradoCILO: rechazo lógicoATaterrizar con tensión3 posiciones: no pasaMTabrir puerta con celda vivala leva lo impideBTmaniobrar sin la llavellave atrapadacada nivel tiene su barrera dominanteNivelEATATMTBT© tizagrp.com
Enclavamientos por nivel de tensión: lógico, GIS, mecánico y llave. Ubicación en el sistema, principio de funcionamiento e IEC 61850. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

El propósito de un enclavamiento es el mismo en cualquier nivel de tensión: que ningún seccionador maniobre carga, que ninguna tierra cierre sobre tensión y que no se unan fuentes que no deben unirse. Lo que cambia es dónde se implementa. En alta y extra alta tensión, con aparatos separados y mando motorizado, la lógica vive en los controladores y viaja entre bahías. En media tensión está dentro de la celda y es sobre todo mecánica. En baja tensión se resuelve con cable, varilla o llave entre interruptores.

El mismo propósito en todos los niveles

Un enclavamiento existe para evitar tres errores: que un seccionador interrumpa o establezca carga, que una cuchilla de tierra cierre sobre un tramo con tensión o que un tramo aterrizado se energice, y que se unan dos fuentes que no deben unirse. Esos tres errores son los mismos en una línea de 500 kV y en un tablero de 480 V. IEC 61936-1 pide enclavamientos en las instalaciones de más de 1 kV para impedir maniobras incorrectas, y en baja tensión el mismo criterio se aplica a las fuentes que no deben quedar en paralelo.

Lo que cambia con el nivel de tensión es la forma de los equipos, su separación física y la manera de maniobrarlos. Y eso define dónde se implementa el enclavamiento.

Extra alta y alta tensión

Equipos. En una subestación convencional (AIS), cada aparato de la bahía es un equipo separado: interruptor, seccionadores, cuchillas de tierra y transformadores de medida, a varios metros unos de otros. Los seccionadores llevan mando motorizado y se maniobran desde el gabinete de patio, el controlador de bahía, la sala de control o el centro de control.

Enclavamiento. Es eléctrico o lógico. En instalaciones antiguas, con contactos auxiliares cableados en serie con los mandos. En las actuales, en el controlador de bahía, con un nodo lógico CILO de IEC 61850-7-4 por aparato. Las condiciones de estación, como la tierra de barra o el bloqueo del acople durante una transferencia, viajan entre bahías por GOOSE o por cableado entre gabinetes.

Particularidades:

  • Las configuraciones con más aparatos por circuito (doble barra, interruptor y medio, anillo) multiplican las condiciones de estación.
  • La tierra de línea depende del extremo remoto, que el enclavamiento local no ve.
  • El mando desde varios niveles obliga a definir qué nivel tiene autoridad y si el mando en patio respeta o no el enclavamiento.
  • Se combina con la verificación de sincronismo en el cierre de interruptores.

GIS. En una subestación aislada en gas los aparatos están encapsulados y muchas veces se usa el seccionador de tres posiciones, que resuelve mecánicamente la relación entre seccionador y tierra. El resto de la lógica está en el control local de la GIS o en el controlador de bahía, igual que en AIS.

Media tensión

Equipos. Celdas bajo envolvente metálica (IEC 62271-200), unidades de anillo (RMU) y, en distribución, equipos de poste. El interruptor suele ir en un carro extraíble o ser fijo con un seccionador de tres posiciones.

Enclavamiento. Dentro de cada celda es sobre todo mecánico y viene de fábrica: el carro solo se mueve con el interruptor abierto, la tierra no cierra con el carro en servicio y los compartimentos con acceso enclavado solo se abren sin tensión y aterrizados. IEC 62271-200 exige que, si no es mecánico, el diseño sea seguro aun sin tensión auxiliar.

Entre celdas el enclavamiento lo define el proyecto: dos llegadas y un acople, la celda y el transformador, la celda y el tablero de baja tensión. Se resuelve con llave atrapada, con contactos cableados o con la lógica de los relés. Lo detalla la guía de carro extraíble y enclavamientos de celdas.

Baja tensión

Equipos. Interruptores automáticos abiertos y en caja moldeada (IEC 60947-2) dentro de tableros (IEC 61439-2). La serie IEC 62271 no aplica.

Enclavamiento. Su función principal es impedir el paralelo de fuentes: dos llegadas y un enlace, o la red y la planta de emergencia. Se hace con un enclavamiento mecánico por cable o varilla entre interruptores, con llave atrapada cuando están separados, y con un enclavamiento eléctrico por contactos auxiliares y bobina de mínima tensión como complemento. El mecánico es el principal, porque el pulsador de cierre del frente del interruptor no pasa por el circuito de control.

Industria y plantas solares: varios niveles en una instalación

Una subestación industrial o una planta solar reúne casi siempre varios niveles. Una llegada en alta o media tensión, uno o más transformadores, celdas de media tensión y tableros de baja tensión, a veces con generación propia o una planta de emergencia. Cada equipo trae sus enclavamientos internos, pero la seguridad del conjunto depende de los que cruzan de un nivel a otro: que el acceso a un transformador exija abiertas la celda que lo alimenta y el interruptor de baja tensión, o que un generador no pueda cerrar sobre una barra que recibe tensión de la red. Esos enclavamientos entre niveles son los que más se omiten, porque cada proveedor entrega su equipo y nadie diseña la secuencia completa.

Comparación por nivel y tecnología

Nivel y tecnologíaDónde vive el enclavamientoTipo dominanteCondiciones entre equipos
EAT y AT, AISControlador de bahía y de estaciónLógico, cableado o por GOOSEMuchas, de estación
EAT y AT, GISControl local de la GIS y controlador de bahíaMecánico en el seccionador de tres posiciones y lógico en el restoMuchas, de estación
MT, celda con carroDentro de la celdaMecánico de fábricaEntre celdas, por proyecto
MT, RMUDentro de la unidadMecánico, seccionador de tres posicionesCon el transformador, por llave
BT, tableroEntre interruptoresMecánico por cable, varilla o llave, y eléctricoEntre fuentes

Lo que se mantiene en todos los niveles

  • Fallo seguro. Cuando falta una señal o la alimentación, el enclavamiento debe bloquear, no permitir.
  • Posición válida. Un aparato en posición intermedia o dudosa no da permisos.
  • Liberación controlada. Cualquier bypass, lógico o mecánico, debe estar restringido, alarmado y registrado.
  • Ampliaciones. Al agregar una fuente o una bahía, la lógica existente debe revisarse completa.
  • Prueba. Cada condición se prueba en positivo y en negativo, intentando la maniobra prohibida.

Para los servicios auxiliares que alimentan los mandos y la lógica en cada nivel, vea servicios auxiliares por nivel de tensión.

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En Tiza Group configuramos y probamos enclavamientos en subestaciones de media, alta y extra alta tensión, en celdas y tableros de la industria y en plantas solares. Conozca el servicio de configuración de control, protecciones y comunicaciones o escríbanos con el nivel de tensión y la tecnología de su instalación.

Guías relacionadas

Referencias

  • IEC 61936-1:2021, Power installations exceeding 1 kV AC, 6.2.16 (enclavamientos).
  • IEC 62271-102:2018, Alternating current disconnectors and earthing switches.
  • IEC 62271-200, AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV.
  • IEC 60947-2, Low-voltage switchgear and controlgear – Part 2: Circuit-breakers.
  • IEC 61439-2, Low-voltage switchgear and controlgear assemblies – Part 2.
  • IEC 61850-7-4, nodos lógicos CILO, CSWI, XCBR y XSWI.

Preguntas frecuentes

¿Por qué en alta tensión el enclavamiento es lógico y en media tensión mecánico?

Porque en alta tensión los aparatos de una bahía son equipos separados, a decenas de metros, con mando motorizado, y la única forma práctica de relacionarlos es con señales. En media tensión el interruptor, el seccionador y la tierra comparten una envolvente y el fabricante puede unirlos mecánicamente dentro del equipo.

¿Una subestación GIS de alta tensión usa enclavamientos mecánicos?

En parte. Muchas GIS usan seccionadores de tres posiciones, que impiden mecánicamente pasar de cerrado a tierra sin pasar por abierto. Las demás condiciones, como las del interruptor o las de otras bahías, siguen en la lógica eléctrica del control local de la GIS o del controlador de bahía.

¿Qué tipo de enclavamiento es más confiable?

Depende de lo que se quiere impedir. El mecánico no depende de la alimentación de control, pero no ve tensión ni posiciones de equipos lejanos. El lógico ve toda la subestación y se supervisa, pero depende de señales y comunicaciones. Por eso en los niveles altos se combinan, y la confiabilidad viene de la supervisión y de las pruebas.

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