En el esquema DCB (Directional Comparison Blocking) cada extremo dispara cuando su elemento de sobrealcance ve una falla hacia adelante y no recibe una señal de bloqueo dentro de un tiempo de coordinación. El extremo que ve la falla hacia atrás envía el bloqueo. Para fallas internas no se necesita el canal, por eso el DCB sigue disparando aunque la señal se pierda.
Qué es el esquema DCB
El esquema DCB (Directional Comparison Blocking, comparación direccional por bloqueo) invierte la lógica de los esquemas permisivos. La señal no autoriza el disparo: lo impide.
- Cada extremo tiene un elemento de sobrealcance hacia adelante (zona de la protección de distancia 21 o direccional de tierra) que detecta fallas en toda la línea y algo más allá.
- Cada extremo tiene un elemento hacia atrás que detecta las fallas externas detrás de él y envía bloqueo al otro extremo.
- Un extremo dispara si su sobrealcance ve la falla y no recibe bloqueo durante el temporizador de coordinación.
Es una lógica de la función 85 (ANSI/IEEE C37.2), modelada en IEC 61850 con el nodo lógico PSCH. La comparación con los demás esquemas está en la guía de esquemas de teleprotección.
Cómo funciona: lógica y señales
Falla interna: los dos extremos ven la falla hacia adelante. Ninguno ve una falla hacia atrás, nadie envía bloqueo y ambos disparan al vencer su temporizador de coordinación. El canal no participa.
Falla externa detrás de B: el sobrealcance de A ve la falla y arranca su temporizador de coordinación. B ve la falla hacia atrás y envía bloqueo. El bloqueo llega a A antes de que venza el temporizador y A no dispara. A queda con su zona 2 temporizada como respaldo.
| Condición | Extremo A | Extremo B | Resultado |
|---|---|---|---|
| Falla interna | Ve la falla hacia adelante | Ve la falla hacia adelante y no envía bloqueo | Ambos disparan al vencer el temporizador de coordinación |
| Falla externa detrás de B | Su sobrealcance arranca la coordinación | Ve la falla hacia atrás y envía bloqueo | A no dispara; queda su zona 2 temporizada |
| Falla externa con el canal perdido | Su sobrealcance ve la falla y no recibe bloqueo | Envía un bloqueo que no llega | Disparo indebido de A |
En los esquemas clásicos con onda portadora de encendido y apagado, el arranque de la señal se hace con detectores de falla no direccionales y la señal se detiene cuando el elemento hacia adelante confirma la falla interna. Un artículo técnico de SEL describe este método de dos bits (arranque y parada de la portadora) como una forma de admitir arranques no direccionales sin depender de que el elemento hacia atrás quede activado todo el tiempo.
La regla de oro del DCB: el elemento hacia atrás de cada extremo debe ver todas las fallas que ve el sobrealcance del extremo opuesto, con margen en alcance, sensibilidad y velocidad. Si no, el extremo remoto dispara para una falla externa.
Canal y tiempos
El DCB pide al canal el menor tiempo de transmisión y alta obediencia: el bloqueo debe llegar siempre y antes de que venza la coordinación. La seguridad del canal importa menos, porque una señal falsa solo bloquea, lo que en el peor caso retrasa un disparo hasta la zona 2.
El temporizador de coordinación retrasa todos los disparos del esquema. Se calcula con el tiempo de operación del elemento hacia atrás del extremo remoto, el tiempo de transmisión del canal y un margen, según el estudio y el fabricante.
Las interrupciones breves del bloqueo durante una falla externa (los llamados huecos de portadora) se tratan con temporizadores integradores o con prolongación de la señal recibida.
Si se pierde el canal: el DCB sigue disparando para fallas internas, pero cualquier falla externa dentro del sobrealcance produce un disparo indebido. Pierde seguridad, no obediencia.
Ventajas y limitaciones
Ventajas:
- Despeja fallas internas aunque el canal falle, lo que lo hace adecuado para canales que viajan por la propia línea, como la onda portadora.
- Funciona con un extremo débil o abierto: ese extremo no envía bloqueo y el extremo fuerte dispara solo.
- El canal puede ser simplex por extremo y de encendido y apagado.
Limitaciones:
- Más lento que un permisivo por el temporizador de coordinación.
- Seguridad dependiente del canal: un canal caído sin alarma convierte cada falla externa cercana en un disparo indebido.
- Exige una coordinación estricta entre los elementos hacia atrás y los sobrealcances.
- En líneas paralelas necesita guarda de inversión de corriente.
Cuándo se usa
El DCB es tradicional en líneas de alta y extra alta tensión con onda portadora, en especial en empresas con experiencia larga en ese canal. También se aplica con fibra óptica en el cable de guarda (OPGW): esa fibra comparte el corredor de la línea y puede dañarse con la misma falla, y el DCB no la necesita para disparar fallas internas. Con canales digitales supervisados muchas empresas han migrado al esquema POTT o a la diferencial de línea, aunque el DCB sigue vigente donde la práctica de la empresa lo prefiere.
Cómo lo implementa cada fabricante
GE Vernova (Multilin, EnerVista) lo ofrece como esquema de comparación direccional por bloqueo en relés como el D60. SEL (AcSELerator QuickSet) lo implementa con bits separados de arranque y parada de la señal y un temporizador de coordinación. Siemens SIPROTEC 4 7SA (DIGSI) lo incluye como modo de bloqueo de su teleprotección de distancia. Hitachi Energy Relion 670 (PCM600) lo configura como modo de bloqueo de su lógica de comunicación del esquema. Los MiCOM P44x (MiCOM Agile de GE Vernova y Easergy MiCOM de Schneider Electric) lo incluyen entre sus esquemas asistidos de bloqueo. Cambian los elementos que arrancan la señal, la forma de detenerla y el tratamiento de los huecos de portadora.
Por qué falla o dispara mal
- Disparo para falla externa: canal fuera de servicio, transmisor que no arrancó, coordinación más corta que el tiempo real del canal, elemento hacia atrás corto o lento.
- Disparo en línea paralela tras despejar la falla vecina: falta de guarda de inversión.
- Falla interna despejada con retardo: portadora que no se detuvo (elemento hacia adelante que no confirmó) y bloqueó al propio extremo o al remoto.
Lo primero es el registro de ambos extremos: si se envió bloqueo, cuándo se recibió y cuánto faltaba para vencer la coordinación.
Cómo se prueba
En cada extremo se verifican con inyección secundaria el sobrealcance, el elemento hacia atrás, el arranque y la parada de la señal y el temporizador de coordinación. El esquema completo se valida con una prueba end-to-end sincronizada por GPS, midiendo el tiempo real del canal y comprobando que ninguna falla externa produce disparo.
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Referencias
- IEEE C37.113-2025, Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines.
- IEC 60834-1, Teleprotection equipment of power systems – Performance and testing – Part 1: Command systems.
- IEC 61850-7-4, modelos de nodos lógicos (PSCH).
- Kasztenny, Mynam, Fischer y Guzmán, Permissive or Blocking Pilot Protection Schemes? How to Have It Both Ways, SEL, Western Protective Relay Conference, 2020.
- CIGRE, Technical Brochure 192, Protection using telecommunications (2001).
- Blackburn y Domin, Protective Relaying: Principles and Applications.
Preguntas frecuentes
¿Para qué sirve el temporizador de coordinación del DCB?
Da tiempo para que el extremo remoto detecte una falla hacia atrás y para que su bloqueo cruce el canal. Se ajusta según el tiempo de su elemento hacia atrás y el tiempo de transmisión real del canal, y retrasa todos los disparos del esquema.
¿Por qué un DCB disparó por una falla externa?
Porque el bloqueo no llegó a tiempo: canal fuera de servicio o con interrupciones, temporizador de coordinación corto, o elemento hacia atrás del extremo remoto con menos alcance o sensibilidad que el sobrealcance local.
¿Por qué el DCB se asocia con la onda portadora?
Porque la onda portadora viaja por la línea protegida y una falla interna puede atenuarla. Como el DCB no necesita el canal para disparar fallas internas, ese problema no lo afecta; y para fallas externas la línea sana conduce bien la señal.