Un alimentador industrial de media tensión es corto, subterráneo y alimenta transformadores y motores. Se protege con sobrecorriente de fases y de tierra, sin recierre, con ajustes que respetan la energización de transformadores y el arranque de motores. El enclavamiento inverso acorta el tiempo de despeje de una falla en la barra y reduce la energía de arco.
En qué se parece y en qué se diferencia de distribución
Un alimentador industrial sale de una barra de media tensión de la planta hacia un transformador, un motor grande o un tablero. Es corto y casi siempre va en cable. Alimenta cargas conocidas y de potencia alta.
Frente a un alimentador de distribución cambian cuatro cosas:
| Aspecto | Distribución | Industrial |
|---|---|---|
| Tipo de línea | Aérea en su mayoría | Cable subterráneo o en bandeja |
| Recierre | Sí, para fallas transitorias | No, las fallas son permanentes |
| Carga | Muchas cargas pequeñas | Pocos transformadores y motores grandes |
| Sentido de la corriente | Un solo sentido | Puede invertirse por motores o generación propia |
El motivo del segundo punto está en la guía de recierre automático 79: las fallas en cables, transformadores y motores suelen ser permanentes y un recierre agrava el daño.
Qué lo protege
Sobrecorriente de fases (50/51). Es la función principal. El arranque de la 51 queda por encima de la carga máxima y por debajo de la falla mínima del tramo protegido. La 50 se ajusta por encima de la corriente de arranque de motores y de energización de transformadores, para no disparar al maniobrar. La guía de sobrecorriente explica cada una.
Tierra (50N/51N o 51G). Depende de cómo esté puesto a tierra el neutro de la planta. Una resistencia en el neutro limita la corriente de falla a un valor conocido. Con neutro aislado la corriente es muy pequeña y el relé necesita un CT toroidal sensible. Las guías de neutro aislado y aterrizado y de resistencia de puesta a tierra del neutro muestran cómo cambia la corriente. La protección de tierra 51G y sensible describe el CT toroidal y el residual.
Protecciones de la carga que alimenta. El alimentador no sustituye la protección propia del transformador o del motor. El esquema del transformador y el relé de protección de motor cubren las fallas internas y las condiciones anormales. El alimentador respalda esas protecciones y protege el cable. El tema se desarrolla en relés Multilin 350, 345 y 339.
Diferencial. Cuando el cable es largo o la carga es crítica puede agregarse diferencial de cable o de transformador, según la importancia. La diferencial de motor 87M es un ejemplo.
Lo que el ajuste debe respetar
Dos corrientes normales pueden parecer una falla y el ajuste debe contarlas:
- Energización de un transformador. La corriente de magnetización puede ser un múltiplo de la nominal durante unos ciclos. La guía de corriente de energización la describe.
- Arranque de un motor grande. La corriente de arranque dura segundos y baja la tensión de la barra. La guía de arranque de motores grandes y caída de tensión trata el efecto.
Si el ajuste queda corto, el alimentador dispara sin falla. La guía de disparo de sobrecorriente en arranque o energización lo diagnostica. Se complementa con ficha y ajuste del MiCOM P139.
Un CT saturado puede retrasar o impedir la operación de la sobrecorriente; la guía Saturación del CT explica cuándo ocurre. Las curvas se describen en Curvas de tiempo inverso IEC e IEEE, y la versión para redes de distribución de este mismo tema está en Protección de alimentadores de distribución. Sobre este punto, consulte relés Eaton EDR-3000, EDR-5000 y FP-5000.
Enclavamiento inverso: despejar rápido la falla en la barra
En un tablero con una acometida y varios alimentadores radiales, la coordinación por tiempo obliga a la acometida a esperar a los alimentadores. Una falla en la barra se despeja entonces con el retardo más largo del tablero, justo donde el riesgo de arco es mayor. Se complementa con relés SEL-351, SEL-351S y SEL-351A.
El enclavamiento inverso lo resuelve con los relés que ya existen. Cada alimentador que ve corriente de falla bloquea un elemento rápido de la acometida. Si la acometida ve la falla y nadie la bloquea, la falla está en la barra y la acometida dispara sin retardo. Más información en relé de la acometida de media tensión.
- Falla en el tablero. Todos los relés que ven corriente de falla arrancan
- Alimentadores. El alimentador con la falla en su cable bloquea el elemento rápido de la acometida
- Acometida. Sin bloqueo, el elemento rápido dispara sin esperar la coordinación
- Resultado. Falla en la barra: despeje rápido. Falla en un alimentador: la despeja su interruptor
La guía de enclavamiento inverso detalla el esquema y la falla del interruptor del alimentador. Reduce además la energía de arco: vea cómo reducir la energía incidente.
Cuando la planta tiene generación o motores grandes
Un alimentador industrial deja de ser radial si la planta tiene generación propia, un enlace con otra fuente o motores grandes. Ante una falla en otro alimentador, la corriente puede invertirse y un relé de sobrecorriente sin dirección dispara donde no debe. En esos tableros se agrega la protección direccional 67 al alimentador afectado. La guía de protección direccional de sobrecorriente 67 explica cuándo se necesita y qué referencia de tensión exige.
Qué se prueba antes de energizar
Un alimentador industrial se prueba antes de la primera energización. Se verifica la polaridad de los CT y que cada función dispare el interruptor que debe. Se verifica también que las señales del enclavamiento inverso lleguen a la acometida. Después se inyectan corrientes por el secundario para comprobar arranques y tiempos. La guía de comisionamiento eléctrico de plantas industriales describe el conjunto.
Selectividad hacia arriba y hacia abajo
El alimentador se coordina con dos vecinos. Aguas abajo, con el fusible o relé de la carga: dispara primero el más cercano a la falla. Aguas arriba, con el interruptor principal de la planta y con el operador de red. Si no, el principal dispara por una falla que debía despejar un alimentador, como explica la guía de por qué se dispara el interruptor principal.
Para coordinar con un fusible aguas abajo, véase Coordinación de fusible, reconectador y seccionalizador. Las corrientes de falla en que se basa el ajuste se calculan con la herramienta gratuita de corriente de cortocircuito, y las curvas se comparan con la de coordinación de relés.
Errores frecuentes
- Reutilizar los ajustes de otra planta sin recalcular la corriente de falla.
- Ajustar la tierra sin conocer el neutro real, o después de cambiar la resistencia.
- No contar la corriente de arranque de los motores ni la energización de los transformadores.
- Dejar los ajustes sin documentar. Si ya le pasó, vea relé sin ajustes documentados.
Cómo le ayudamos
En Tiza Group hacemos el estudio de coordinación de su planta, desde el operador de red hasta cada alimentador, y cargamos los ajustes con nuestra configuración remota de relés. Después los probamos con inyección secundaria. Escríbanos y le cotizamos.
Guías relacionadas
- Subestación industrial
- Protección de alimentadores radiales: reconectador y fusible
- Protección de alimentadores de distribución
- Curvas de tiempo inverso IEC e IEEE
- Saturación del CT
- Relé MiCOM P139: ficha y ajuste de alimentador
- Relé de la acometida de MT: funciones que exige la red
- Relé Multilin 350, 345 y 339: serie 3 de GE Vernova
- Relé Eaton EDR-3000, EDR-5000 y FP-5000: qué son
- Relé SEL-351, SEL-351S y SEL-351A: alimentadores
Referencias
- IEEE C37.234-2021: guía para la protección de barras, incluidos los esquemas de bloqueo por enclavamiento de zona.
- IEC 60255-151 e IEEE C37.112: características de las protecciones de sobrecorriente dependientes del tiempo.
- IEEE C37.2: números de dispositivo.
Preguntas frecuentes
¿Por qué un alimentador industrial no lleva recierre?
Porque sus fallas casi siempre ocurren en cables, transformadores o motores, y allí son permanentes. Recerrar sobre una falla permanente agrava el daño. El recierre se reserva para líneas aéreas, donde la mayoría de las fallas son transitorias.
¿Qué cambia en la protección de tierra según el neutro de la planta?
El tipo de puesta a tierra define cuánta corriente circula en una falla a tierra y, por tanto, qué función la ve. Con el neutro aislado la corriente es muy baja; con resistencia limitadora está acotada por esa resistencia. Cada caso se ajusta distinto.
¿Para qué sirve el enclavamiento inverso en un tablero de media tensión?
Permite que la acometida despeje rápido una falla en la barra sin esperar el retardo de coordinación con los alimentadores. Cada alimentador que ve la falla bloquea el elemento rápido de la acometida; si nadie lo bloquea, la falla está en la barra.