La transferencia automática de fuentes (ATS) vigila la tensión de la fuente normal y, si falla, pasa la carga a la fuente alternativa, arrancando la planta diésel cuando esa es la alternativa. Usa subtensión (27), secuencia de fases (47) y frecuencia, retardos para no actuar por huecos breves y enclavamientos para no poner fuentes en paralelo; al volver la fuente normal, retransfiere.
Qué es y dónde está
La transferencia automática de fuentes es el automatismo que mantiene alimentado un tablero cuando su fuente normal falla. Puede ser un equipo de transferencia automática (ATSE, por sus siglas en inglés) con su controlador, o un conjunto de interruptores motorizados manejados por un relé, un PLC o un controlador de bahía. Es una pieza clave de los servicios auxiliares de corriente alterna. Está en el tablero de servicios auxiliares de corriente alterna de las subestaciones, en los tableros generales de la industria y en los tableros de cargas esenciales con planta diésel de emergencia.
IEC 60947-6-1 cubre los equipos de transferencia de baja tensión y distingue los de clase PC, basados en interruptores-seccionadores, y los de clase CB, basados en interruptores automáticos con protección. En Norteamérica la referencia de listado es UL 1008.
Partes y cómo trabaja cada una
- Elementos de conmutación: dos interruptores o contactores con enclavamiento mecánico y eléctrico, o un conmutador de transferencia de doble tiro.
- Medida de tensión de las dos fuentes: subtensión y sobretensión por fase, frecuencia, secuencia de fases y desbalance. Un controlador comercial vigila todo esto en las dos fuentes.
- Controlador: ejecuta la lógica y los temporizadores, da la orden de arranque al generador y registra eventos.
- Contacto de arranque del generador: sale del controlador hacia el control de la planta diésel.
- Indicación y mando: posición de cada fuente, selector automático/manual, botones de prueba.
La lógica paso a paso
- 01DetecciónLa subtensión 27 detecta la caída o pérdida de tensión en alguna fase de la fuente normal; la vigilancia de secuencia de fases 47 y de frecuencia confirma que la fuente alternativa sirve
- 02Retardo de arranqueEvita arrancar el motor o transferir por cortes momentáneos, como los recierres de la red. En un controlador comercial este retardo se ajusta de 0 a 6 s
- 03Arranque del generadorSi es la fuente alternativa, seguido del retardo de estabilización para que tensión y frecuencia se asienten antes de tomar carga
- 04TransferenciaAbre la fuente normal y cierra la alternativa, con enclavamiento para que nunca queden cerradas las dos cuando el diseño no permite paralelo
- 05RetransferenciaCuando la fuente normal vuelve y se mantiene estable durante su retardo, la carga regresa. Algunos controladores permiten elegir si la transferencia, una vez iniciada, se completa aunque la fuente normal regrese durante el arranque
- 06EnfriamientoEl generador sigue girando sin carga un tiempo ajustable antes de parar
Los tiempos de cada paso salen del diseño: lo que tolera la carga, los tiempos de recierre de la red y la coordinación con las protecciones aguas arriba.
Tipos de transición
- Abierta (corte antes de cierre). La más usada. La carga queda sin tensión durante la conmutación.
- Retardada. Se detiene un tiempo ajustable en una posición neutra, sin ninguna fuente, para que la tensión residual de los motores decaiga. Un fabricante la recomienda para variadores antiguos, bancos rectificadores y gestión de cargas.
- Con monitor de fase. Transfiere en el momento en que el ángulo entre fuentes es pequeño, para reducir el golpe sobre los motores.
- Cerrada (cierre antes de corte). Las fuentes quedan en paralelo un instante. En un diseño comercial la superposición dura menos de 100 ms y solo se permite si las fuentes están dentro de parámetros aceptables; el mismo fabricante pide consultar a la empresa de energía sobre las protecciones requeridas e incluye protección por falla de sincronismo y por paralelo prolongado.
- Esquemas con acople en tableros con barra partida: la lógica maneja dos llegadas y un acople, de modo que solo dos de los tres interruptores puedan estar cerrados a la vez cuando las fuentes no deben ponerse en paralelo.
Cómo cambia por nivel de tensión
El contexto de cada nivel está en servicios auxiliares por nivel de tensión.
- Subestaciones compactas de media a baja tensión e industria: un ATSE comercial entre la red y la planta diésel.
- Alta y extra alta tensión: lógica entre dos transformadores de servicios, acometida externa y planta diésel, a menudo en un relé, un PLC o un controlador de bahía, con interruptores motorizados.
- Plantas solares: transferencia entre la red interna de media tensión y un respaldo para el SCADA y los auxiliares críticos.
- Media tensión: en industria también hay transferencias entre alimentadores de media tensión, con sus propios relés y criterios de sincronismo.
Criterios de ajuste y selección
- Umbrales de tensión y frecuencia de cada fuente, según lo que toleran las cargas.
- Retardos coordinados con los recierres de la red y con las protecciones.
- Tipo de transición, según las cargas de motores y lo que permita la empresa de energía.
- Capacidad de soporte y cierre en cortocircuito del equipo, coherente con la corriente de falla del tablero.
- Número de polos: si el neutro se conmuta o queda sólido, según el esquema de tierras.
Conexión con protección, control y alarmas
El controlador o IED usa la función de subtensión 27 (nodo lógico PTUV en IEC 61850) a partir de los PT o de la medida directa de cada fuente, y manda los interruptores de llegada. Al SCADA llegan la posición de cada fuente, el modo automático o manual, la falla de transferencia y el estado de la planta.
Fallas comunes y qué revisar primero
- No transfiere: selector en manual, alimentación de control perdida, enclavamiento abierto o la fuente alternativa fuera de límites.
- Transfiere sin necesidad: retardo de arranque demasiado corto frente a los recierres.
- No retransfiere: la fuente normal no cumple los umbrales de retorno o el retardo es muy largo.
- Motores que disparan al retransferir: falta transición retardada o monitor de fase.
- Secuencia de fases invertida en una fuente después de un mantenimiento.
Pruebas y mantenimiento
Pruebe con corte real de la fuente normal: tiempos, enclavamientos, arranque del generador, retransferencia y enfriamiento. Los relés 27 y 47 se verifican por inyección secundaria. En mantenimiento, ejercite la transferencia periódicamente con carga y revise el registro de eventos.
Le acompañamos con su transferencia
¿Su transferencia no actúa, actúa de más o no regresa? En Tiza Group revisamos la lógica y los ajustes del controlador o del relé con configuración remota. Si hace falta ir a sitio, hacemos las pruebas y la puesta en servicio; escríbanos.
Referencias
- IEC 60947-6-1: equipos de conmutación de transferencia.
- UL 1008: equipos de transferencia (Norteamérica).
- IEEE 1818: guía para el diseño de sistemas auxiliares de baja tensión en subestaciones.
- NFPA 110: sistemas de energía de emergencia y de reserva.
- IEC 61850-7-4: nodos lógicos compatibles.
- IEEE C37.2: números de función de dispositivos.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre transferencia de transición abierta y de transición cerrada?
En la abierta, la carga se desconecta de una fuente antes de conectarse a la otra, con una interrupción breve. En la cerrada, las dos fuentes quedan en paralelo un instante para no interrumpir la carga; solo se permite si están en tensión, frecuencia y fase dentro de límites, y la empresa de energía puede exigir protecciones adicionales.
¿Por qué la transferencia esperó varios segundos antes de arrancar la planta diésel?
Porque tiene un retardo de arranque, ajustable, para no arrancar el motor por cortes momentáneos, como un recierre de la red. Después espera que la tensión y la frecuencia del generador se estabilicen antes de transferir.
¿Por qué los motores disparan cuando la transferencia regresa a la fuente normal?
Porque el motor sigue girando y generando tensión residual. Si se reconecta en contrafase, la corriente y el par pueden ser muy altos. Se resuelve con transición retardada (posición neutra), con un monitor de fase o con transición cerrada.