Esquema DCUB: comparación direccional por desbloqueo

Qué es el esquema DCUB

El esquema DCUB (Directional Comparison Unblocking, comparación direccional por desbloqueo) es, en esencia, un esquema POTT con una lógica adicional para la pérdida del canal. Nació con la onda portadora de desplazamiento de frecuencia (FSK), donde el transmisor emite siempre una frecuencia de guarda y cambia a una frecuencia de disparo para enviar el permiso.

• Con el canal sano, funciona como POTT: cada extremo dispara si su sobrealcance ve la falla hacia adelante y recibe el permiso.
• Si la guarda desaparece y no llega el permiso, el relé supone que la falla interna atenuó la señal y permite disparar durante una ventana corta, como si hubiera recibido el permiso.
• Pasada la ventana, si la guarda no vuelve, el esquema se bloquea y la línea queda con zona 1 y zona 2 temporizada.

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 está en la guía de esquemas de teleprotección.

Cómo funciona: lógica y señales

El relé recibe del equipo de teleprotección dos informaciones: permiso recibido y pérdida de guarda (alarma de canal). La lógica de disparo es:

• Sobrealcance hacia adelante Y permiso recibido → disparo.
• Sobrealcance hacia adelante Y pérdida de guarda sin permiso, dentro de la ventana → disparo.
• Pérdida de guarda que dura más que la ventana → bloqueo del esquema hasta que la guarda vuelva estable durante un tiempo.

Secuencia ante una falla interna cerca de la trampa de onda de B que atenúa la señal hacia A:

1. Arrancan los sobrealcances de A y B; ambos envían permiso.
2. A no recibe ni guarda ni permiso: detecta pérdida de guarda.
3. Dentro de la ventana, el sobrealcance de A ya está arrancado: A dispara.
4. B recibe el permiso de A (o también pierde guarda) y dispara.

El supuesto que justifica la lógica, en palabras de un artículo técnico de SEL, es que cuando el canal se pierde durante una falla es mucho más probable que la causa sea una falla interna que una externa. Ese mismo artículo propone llamar a estas lógicas «disparo por falla de canal» (envío de permiso ante pérdida de señal) y «eco por falla de canal», y estima la ventana del orden de 100 a 200 ms.

Canal y tiempos

El DCUB pide al canal lo mismo que un permisivo (tiempo corto y buena obediencia) y además una supervisión continua que distinga entre «sin permiso» y «sin canal». En onda portadora la da la frecuencia de guarda; en canales digitales la dan la supervisión de trama y las alarmas del equipo de teleprotección. La lógica puede residir en el equipo de comunicaciones o en el relé; en el relé ofrece más opciones y deja mejor registro de eventos.

Ventajas y limitaciones

Ventajas:

• Conserva la seguridad del permisivo con el canal sano.
• Recupera obediencia ante fallas internas que dañan el canal, el punto débil del POTT con onda portadora.
• Limita el riesgo de un canal caído a una ventana corta, a diferencia del DCB, que queda expuesto mientras dure la falla del canal.

Limitaciones:

• Si el canal se pierde por otra causa justo cuando ocurre una falla externa, la ventana puede producir un disparo indebido.
• Necesita la misma lógica de eco y de inversión de corriente que el POTT.
• Requiere ajustar con cuidado la ventana, el bloqueo posterior y el tiempo de recuperación de la guarda.

Cuándo se usa

El DCUB es habitual en líneas de alta y extra alta tensión con onda portadora FSK, donde una empresa quiere la seguridad de un permisivo sin perder obediencia ante fallas cercanas a las trampas de onda. Con canales digitales también se aplica, usando la alarma de pérdida de canal en lugar de la guarda.

Cómo lo implementa cada fabricante

GE Vernova (Multilin, EnerVista) ofrece la comparación direccional por desbloqueo como esquema piloto propio en relés como el D60. SEL (AcSELerator QuickSet) lo ofrece como esquema seleccionable que usa la entrada de pérdida de guarda del equipo de comunicaciones. Siemens SIPROTEC 4 7SA (DIGSI) incluye un modo de desbloqueo en su teleprotección de distancia. Hitachi Energy Relion 670 (PCM600) lo trata como variante de su lógica permisiva con supervisión de canal, y los MiCOM P44x (MiCOM Agile de GE Vernova y Easergy MiCOM de Schneider Electric) incluyen esquemas por pérdida de guarda (loss of guard). Cambian la duración de la ventana, el bloqueo posterior y si la lógica se cablea desde el equipo de teleprotección o se resuelve dentro del relé.

Por qué falla o dispara mal

• Disparo para falla externa: pérdida de guarda por ruido o conmutación justo durante la falla, ventana demasiado larga.
• Esquema bloqueado sin saberlo: guarda intermitente que dejó el esquema en bloqueo; falta de alarma al centro de control.
• No disparó para falla interna: entrada de pérdida de guarda mal cableada o invertida.

Compare los registros de ambos extremos: estado de la guarda, permiso recibido y momento del disparo.

Cómo se prueba

Con inyección secundaria se verifican el disparo con permiso, el disparo dentro de la ventana con pérdida de guarda, el bloqueo al vencer la ventana y la recuperación. El esquema completo se valida con una prueba end-to-end sincronizada por GPS, que debe incluir la simulación de la pérdida de canal.

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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.

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