Relés de protección: salvaguardando sistemas eléctricos industriales

En la industria eléctrica, un relé de protección monitoriza parámetros eléctricos —corriente, voltaje, frecuencia u otras mediciones de potencia— ya sea desde un generador o hacia una carga. Al detectar condición anormal, automáticamente señala a un interruptor automático para abrir.

Relés electromecánicos como interruptores automáticos

Los interruptores automáticos industriales que manejan alta potencia son, de hecho, relés electromecánicos. A diferencia de interruptores residenciales que usan lámina bimetálica para disparar al calentarse por sobrecorriente, estas unidades grandes requieren señal externa para abrir.

Cada interruptor contiene dos bobinas electromagnéticas: una que cierra los contactos y otra que los abre. La bobina de apertura —o disparo— es energizada por relés de protección, interruptores manuales u otros dispositivos que suministran 125 V CC. Usar CC permite respaldo de batería para operar el circuito de control del interruptor durante corte de CA.

Relés de protección monitorizando grandes corrientes CA

La protección de gran corriente se logra mediante transformadores de corriente (TC) que rodean los conductores que alimentan un interruptor, transformador o generador.

Los TC reducen la corriente primaria a secundaria 0–5 A, que alimenta la circuitería interna del relé. Si la corriente monitorizada excede límites, el relé cierra su contacto, energizando la bobina de disparo del interruptor con 125 V CC.

Relés de protección monitorizando altos voltajes CA

Los relés de voltaje protegen contra sobrevoltaje reduciendo el alto voltaje CA con transformadores de potencial (TP) a rango secundario 0–120 V.

La señal de voltaje alimenta el mecanismo interno del relé; al detectar voltaje excesivo, el relé cierra su contacto para energizar la bobina de disparo del interruptor con 125 V CC.

Características comunes de relés de protección

Los relés de protección vienen en muchas variedades, algunos adaptados a funciones específicas, y no todos monitorizan voltaje o corriente. Lo que los une es una salida de cierre de contacto que puede alimentar bobina de disparo de interruptor, una bobina o panel de alarma de operador.

La mayoría de funciones de relés de protección se han categorizado en código numérico estándar ANSI. Aquí algunos ejemplos de esa lista:

Números de designación ANSI relés de protección

12 = Sobrevelocidad
24 = Sobreexcitación
25 = Sincrochequeo
27 = Subvoltaje barra/línea
32 = Potencia inversa (anti-motoring)
38 = Sobretemperatura estator (RTD)
39 = Vibración cojinete
40 = Pérdida de excitación
46 = Subcorriente secuencia negativa (desequilibrio corriente fase)
47 = Subvoltaje secuencia negativa (desequilibrio voltaje fase)
49 = Sobretemperatura cojinete (RTD)
50 = Sobrecorriente instantánea
51 = Sobrecorriente temporizada
51V = Sobrecorriente temporizada — voltaje restringido
55 = Factor de potencia
59 = Sobrevoltaje barra
60FL = Falla fusible transformador voltaje
67 = Corriente direccional fase/tierra
79 = Reclose automático
81 = Sobre/sottofrecuencia barra

REPASO:

• Los grandes interruptores automáticos carecen de mecanismos de disparo automático integrados y deben ser comandados por dispositivos externos.
• Los relés de protección están diseñados para disparar automáticamente las bobinas de actuación de estos interruptores bajo condiciones definidas.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de circuitos de relés de protección