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Protección de líneas principal 1 y principal 2: cómo se arma

Qué es el esquema de protección de líneas con principal 1 y principal 2, qué se duplica, cómo se coordinan con el respaldo y la 50BF y por qué falla.

Por Shadai García, ingeniero electricista, fundador y CEO de Tiza Group.

ABTC1TC2MCBP1 21CC1sin CC1P2 87LCC2P1P2canal 1canal 2P1 y P2 disparan, cada una con su bobinarecierre: la línea vuelve al servicioCC1 perdida: P2 sola protege la líneafalla monofásicaP1 · 21 operaP2 · 87L operadisparo por TC1disparo por TC250BF iniciada (repone)tiempo muertorecierre 79tgris: P1 sin corriente continuaIEC 61850P1 PDIS·PTRCP2 PDIF·PTRCGOOSE/contactoXCBR TC1·TC2© tizagrp.comABTC1TC2MCBP1 21CC1sin CC1P2 87LCC2P1P2canal 1canal 2P1 y P2 disparan, cada una con su bobinarecierre: la línea vuelve al servicioCC1 perdida: P2 sola protege la líneafalla monofásicaP1 · 21 operaP2 · 87L operadisparo por TC1disparo por TC250BF iniciada (repone)tiempo muertorecierre 79tgris: P1 sin corriente continuaIEC 61850P1 PDIS·PTRCP2 PDIF·PTRCGOOSE/contactoXCBR TC1·TC2© tizagrp.com
Principal 1 y principal 2: núcleos, bobinas, fuentes y canales independientes. 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

En líneas de alta y extra alta tensión se instalan dos protecciones principales independientes, principal 1 y principal 2, para que la falla de un relé, un CT, un PT, un canal o una batería no deje la línea sin protección. La independencia se logra separando núcleos de CT, devanados de PT, fuentes de corriente continua, bobinas de disparo y canales de teleprotección.

Qué es el esquema principal 1 y principal 2

Una línea de transmisión no puede quedar sin protección mientras está energizada. Si su único relé falla, la falla se despeja tarde y desde lejos, con más equipos afectados y riesgo para la estabilidad. Por eso en alta y extra alta tensión se instalan dos protecciones principales, llamadas principal 1 (P1) y principal 2 (P2), cada una capaz de despejar sola cualquier falla de la línea a alta velocidad.

El esquema forma parte de los esquemas de protección de subestaciones y no es solo poner dos relés. La redundancia vale si nada que los dos compartan puede fallar y dejarlos ciegos a la vez.

Qué protecciones lo forman y cómo se coordinan

  • Principal 1 y principal 2: distancia 21 con teleprotección, diferencial de línea 87L, o una de cada. Ambas toman CT y PT del lado de línea.
  • Teleprotección: cada principal tiene su canal hacia el extremo remoto, idealmente por rutas físicas distintas. Vea esquemas de teleprotección.
  • Respaldo local: sobrecorriente direccional a tierra 67N para fallas de alta resistencia, y zonas temporizadas de la distancia.
  • Falla de interruptor 50BF: iniciada por ambas principales.
  • Recierre 79: en una de las dos o en ambas con lógica de coordinación, para que no cierren dos veces. Vea recierre monopolar y tripolar.
  • Funciones auxiliares: bloqueo por oscilación 68, cierre sobre falla, supervisión de fusible de PT, supervisión del circuito de disparo.

Qué se separa entre P1 y P2

ElementoSeparación habitual
Transformadores de corrientenúcleos de protección distintos
Transformadores de tensióndevanados secundarios o interruptores miniatura distintos
Corriente continuados circuitos, a menudo de dos bancos de baterías
Disparodos bobinas de disparo del interruptor
Teleproteccióndos canales, preferiblemente por rutas distintas
Relésequipos distintos; a menudo de marca o principio distinto

Lo que se comparta se vuelve un punto único de falla. Un ejemplo clásico es un solo interruptor miniatura del PT para las dos distancias: si dispara, las dos pierden tensión al mismo tiempo.

Lógica y secuencia

Para una falla monofásica en la línea:

  1. P1 y P2 detectan la falla en su zona 1 o con permiso del extremo remoto.
  2. Cada una dispara su bobina; el interruptor abre la fase fallada (monopolar) o las tres.
  3. Ambas inician la 50BF y el recierre.
  4. Tras el tiempo muerto, el recierre cierra. Si la falla persiste, las principales disparan de nuevo y el recierre queda bloqueado.
  5. Si el interruptor no abre, la 50BF dispara la barra local y envía disparo transferido al extremo remoto.

En configuraciones de interruptor y medio o anillo, P1 y P2 suman las corrientes de los dos interruptores de la bahía y disparan ambos.

Variantes por nivel de tensión

  • Extra alta tensión: P1 y P2 con teleprotección redundante, recierre monopolar, dos baterías y dos bobinas de disparo. Es la práctica habitual.
  • Alta tensión: depende del propietario y de la criticidad de la línea. Muchos transmisores exigen P1 y P2; otros aceptan una principal con respaldo.
  • Media tensión e industria: una sola principal (sobrecorriente o diferencial en cables cortos) con respaldo aguas arriba. La duplicación se reserva para enlaces críticos de planta.

Criterios de diseño

  • Independencia real en todo el camino: medida, lógica, canal, fuente y disparo.
  • Alcances y tiempos definidos en el estudio de coordinación, considerando acoplamiento mutuo, compensación serie e infeed.
  • Selección del esquema de teleprotección según el canal disponible y la longitud de la línea.
  • Coordinación entre los dos recierres para evitar dobles cierres.
  • Requisitos del transmisor dueño del activo y del operador del sistema. En Colombia, los criterios de cada conexión al STN se fijan en los estudios del proyecto y en la revisión que hacen el transmisor y XM.

No hay valores universales de alcance o temporización: dependen de la línea, de las líneas adyacentes y de los estudios.

Cómo lo implementa cada fabricante

Las familias de línea más comunes son Siemens SIPROTEC 5 (configurada en DIGSI 5), SEL (AcSELerator QuickSet), Hitachi Energy, antes ABB, Relion 670 (PCM600), GE Vernova Multilin UR (EnerVista) y MiCOM, nombre que hoy usan tanto GE Vernova como Schneider Electric. Cambian la manera de definir las zonas, de combinar distancia y diferencial en un mismo equipo, de coordinar dos recierres y de intercambiar señales: contactos, protocolo propio por fibra o GOOSE. Cuando P1 y P2 son de marcas distintas, cada lógica se escribe en su herramienta y las dos deben llegar al mismo comportamiento.

Por qué falla o dispara mal

  • Las dos pierden tensión a la vez: PT o interruptor miniatura compartidos.
  • Una dispara y la otra no: ajustes distintos a los estudiados, grupo de ajustes equivocado, canal de una sola principal caído.
  • Disparo tripolar cuando se esperaba monopolar: una principal no está habilitada para monopolar o la otra le transfiere disparo tripolar.
  • Doble recierre: los dos 79 activos sin lógica de coordinación.
  • Sobrealcance o subalcance por acoplamiento mutuo de secuencia cero en líneas de doble circuito, que afecta a la distancia a tierra.
  • Falla en el punto entre interruptor y CT, que ninguna de las dos ve como interna si no hay lógica de zona muerta.

Lo primero es comparar los registros oscilográficos de P1 y P2 con la misma referencia de tiempo.

Cómo se prueba

Cada principal se prueba por inyección secundaria con un equipo de prueba trifásico (por ejemplo, un Omicron CMC 356): zonas, tiempos, lógica de teleprotección, 50BF y recierre. Después se prueba el esquema completo: que cada principal dispare su bobina, que la pérdida de una fuente de corriente continua no saque a la otra, y que los canales de ambas lleguen al extremo remoto, con pruebas extremo a extremo.

¿Tiene una línea con P1 y P2 que no actúan igual, o un esquema nuevo por configurar? En Tiza Group revisamos los eventos y configuramos los relés de forma remota. Conozca la configuración remota de relés o escríbanos.

Referencias

  • IEEE C37.113-2025, Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines.
  • IEEE C37.119-2025, Guide for Power System Circuit Breaker Failure Protection.
  • IEEE C37.104-2022, Guide for Automatic Reclosing of Circuit Breakers for AC Distribution and Transmission Lines.
  • CIGRE TB 140 (1999), Reliable fault clearance and back-up protection.
  • S. H. Horowitz y A. G. Phadke, Power System Relaying.

Preguntas frecuentes

¿Principal 1 y principal 2 deben ser de marcas distintas?

No es obligatorio en todas partes, pero es una práctica común porque evita que un mismo error de diseño o de firmware afecte a las dos. Algunos propietarios exigen además principios de medida distintos, por ejemplo distancia en una y diferencial de línea en la otra. Lo define el transmisor o el operador del sistema.

¿Si actúan las dos protecciones al mismo tiempo, el interruptor recibe dos disparos?

Sí, y está previsto así. Cada principal energiza su propia bobina de disparo, o ambas, según el diseño. El interruptor abre con la primera orden que llegue; la segunda es redundante.

¿El respaldo remoto sigue siendo necesario si hay dos principales?

Sí. Las dos principales cubren la falla de un relé, un CT, un PT o un canal, pero no la falla del interruptor, que ambas comparten. Para eso está la 50BF local y, como último recurso, las zonas temporizadas de los relés de los extremos remotos.

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