La guarda de inversión de corriente es una lógica de los esquemas de sobrealcance (POTT, DCUB y DCB) que evita disparar una línea sana en paralelo cuando, al despejarse una falla en la línea vecina, la corriente cambia de sentido. Si un elemento hacia atrás estuvo arrancado un tiempo mínimo, la lógica mantiene bloqueado el envío y el disparo durante unos ciclos después de que se repone.
Qué problema resuelve
En dos líneas paralelas entre las subestaciones A y B, una falla en una de ellas también hace circular corriente por la otra. Llame L1 a la línea sana, que protege un esquema POTT, y L2 a la línea en falla, con la falla cerca de B.
- Durante la falla: en L1 la corriente va de A hacia B y sigue hacia la falla por la barra de B. El relé de L1 en A ve la falla hacia adelante (dentro de su sobrealcance) y envía permiso. El relé de L1 en B la ve hacia atrás y bloquea. L1 no dispara: correcto.
- El interruptor de L2 en B abre primero. Ahora la falla solo se alimenta por el extremo de L2 en A. El aporte de la subestación B llega a ella recorriendo L1 hasta la barra de A, de modo que la corriente en L1 se invierte: va de B hacia A.
- La carrera: el relé de L1 en B pasa a ver la falla hacia adelante, mientras el permiso que A envió todavía no se ha repuesto en el canal. Si su sobrealcance arranca antes de que el permiso caiga, dispara L1 sana.
Esta carrera entre la reposición de un extremo y el arranque del otro es la inversión de corriente. Se da en esquemas permisivos de sobrealcance y en los de bloqueo, y es parte de las lógicas complementarias descritas en esquemas de teleprotección.
Cómo funciona la guarda
La guarda se apoya en los elementos hacia atrás del relé:
- Si un elemento hacia atrás estuvo arrancado durante más de un tiempo de arranque (del orden de un ciclo según un artículo técnico de SEL), la lógica entiende que hay una falla externa.
- Mientras esté activa, y durante un tiempo de reposición adicional (del orden de varios ciclos) después de que el elemento hacia atrás se repone, la guarda bloquea el envío de permiso y el disparo por esquema.
En el ejemplo, el relé de L1 en B vio la falla hacia atrás durante toda la falla. Cuando la corriente se invierte, la guarda le impide disparar o enviar permiso durante unos ciclos, tiempo suficiente para que el permiso de A se reponga en el canal y para que A, que ahora ve la falla hacia atrás, deje de enviar.
- 01Durante la fallaL1 en A ve la falla hacia adelante y envía permiso; L1 en B la ve hacia atrás
- 02Apertura de L2 en BLa falla queda alimentada solo por el extremo de L2 en A
- 03InversiónLa corriente en L1 pasa a ir de B hacia A
- 04CarreraL1 en B ve la falla hacia adelante con el permiso de A aún presente
- 05GuardaBloquea envío y disparo durante el tiempo de reposición hasta que el permiso cae
Algunos diseños usan el elemento hacia atrás para anular al de adelante en forma instantánea, incluso fase por fase, antes de que venza el tiempo de arranque. Y para fallas que evolucionan de externas a internas, algunos reponen la guarda cuando la zona 1 de distancia ve la falla, para no perder el disparo.
En DCB el problema es el mismo con signo contrario: el extremo que enviaba bloqueo deja de verlo hacia atrás y deja de bloquear, mientras el otro extremo empieza a ver hacia adelante. La solución es prolongar el bloqueo un tiempo después de que el elemento hacia atrás se repone, combinado con el temporizador de coordinación del esquema DCB.
Siemens llama a esta lógica bloqueo transitorio (transient blocking) en su documentación en inglés, con un tiempo de espera y un tiempo de bloqueo ajustables, y la aplica tanto a los esquemas permisivos como a los de bloqueo; otros fabricantes la llaman lógica o guarda de inversión de corriente.
Canal y tiempos
El ajuste de la guarda depende del canal: el tiempo de reposición debe superar el tiempo que tarda el permiso en dejar de llegar al otro extremo, más la reposición del elemento hacia adelante remoto y un margen. Un canal con retardo variable o con prolongación de señales en el equipo de teleprotección alarga ese tiempo. Si el canal se pierde, el esquema deja de acelerar y la guarda no tiene efecto.
Ventajas y limitaciones
Ventajas: evita disparos indebidos de la línea sana en circuitos dobles y en redes malladas con caminos paralelos, sin reducir los alcances.
Limitaciones: retrasa unos ciclos el disparo de una falla interna que aparece justo después de una externa, salvo que la lógica reponga la guarda con la zona 1. Depende de que el elemento hacia atrás vea todas las fallas externas que ve el sobrealcance remoto.
Cuándo se usa
En toda línea de alta o extra alta tensión con esquema de sobrealcance y un camino paralelo: circuitos dobles en la misma torre, líneas paralelas por corredores distintos y anillos cerrados. No suele hacer falta en el PUTT, porque la señal la envía una zona 1 que no ve fallas externas.
Cómo lo implementa cada fabricante
SEL (AcSELerator QuickSet) implementa la guarda con temporizadores de arranque y reposición dentro de su lógica de esquemas. Siemens SIPROTEC 4 7SA (DIGSI) la incluye como bloqueo transitorio asociado a la teleprotección. Hitachi Energy Relion 670 (PCM600) la agrupa con la lógica de extremo débil en un bloque propio (ZCRWPSCH). GE Vernova (Multilin, EnerVista) ofrece lógica de inversión de corriente en sus esquemas piloto. Los MiCOM P44x (MiCOM Agile de GE Vernova y Easergy MiCOM de Schneider Electric) la llaman guarda de inversión de corriente (current reversal guard) dentro de sus esquemas asistidos. Los nombres, los elementos que la arrancan y los tiempos por defecto cambian.
Por qué falla o dispara mal
- Disparo de la línea sana: guarda deshabilitada, tiempo de reposición menor que la reposición del canal, elemento hacia atrás con menos alcance que el sobrealcance remoto.
- Disparo lento de una falla evolutiva: guarda sin reposición por zona 1.
- Disparo tras recierre en la línea vecina: secuencias en que la guarda ya se repuso.
Revise el registro oscilográfico de ambos extremos de la línea sana y el orden de apertura de los interruptores de la línea en falla.
Cómo se prueba
Con inyección secundaria se simula la secuencia completa: falla hacia atrás durante un tiempo y luego la misma falla hacia adelante, verificando que no hay envío ni disparo durante el tiempo de reposición. En una prueba end-to-end sincronizada por GPS se reproduce la inversión con los dos extremos y el canal real.
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Referencias
- Kasztenny, Mynam, Fischer y Guzmán, Permissive or Blocking Pilot Protection Schemes? How to Have It Both Ways, SEL, Western Protective Relay Conference, 2020.
- IEEE C37.113-2025, Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines.
- CIGRE, Technical Brochure 192, Protection using telecommunications (2001).
- Blackburn y Domin, Protective Relaying: Principles and Applications.
Preguntas frecuentes
¿Por qué una línea paralela sana puede disparar en un POTT?
Porque al abrir primero un interruptor de la línea en falla, la corriente en la línea sana se invierte. El extremo que veía la falla hacia atrás pasa a verla hacia adelante mientras todavía le llega el permiso enviado por el otro extremo, y dispara.
¿Cómo se ajusta la guarda de inversión de corriente?
Tiene un tiempo de arranque, del orden de un ciclo, que exige que el elemento hacia atrás haya visto la falla, y un tiempo de reposición de varios ciclos que debe cubrir la reposición del permiso en el canal y del elemento hacia adelante remoto. Los valores salen del tiempo real del canal y del fabricante.
¿La guarda de inversión retrasa los disparos por fallas internas?
Solo si un elemento hacia atrás estuvo arrancado antes. Para fallas que evolucionan de externas a internas, algunos diseños reponen la guarda cuando la zona 1 ve la falla, para no perder el disparo.