No es inusual ver a graduados e ingenieros de otras disciplinas experimentar dificultades para interpretar correctamente la terminología utilizada al aplicar relés, analizar su desempeño y diseñar sistemas de protección. En realidad, esto es normal, pero durante el proyecto, esta falta dificulta que los ingenieros de protecciones se comuniquen eficazmente con sus colegas y transmitan sus interpretaciones de los problemas y preguntas de protección de forma eficaz.

Relevador de transformador

Este término se utiliza para al menos dos propósitos diferentes, uno para describir la precisión de un dispositivo y el otro para especificar la precisión de una medición.

En el segundo caso, la precisión de una medición especifica la diferencia entre los valores medidos y verdaderos de una cantidad. La desviación del valor real es la indicación de la precisión con la que se ha tomado una lectura o se ha realizado un ajuste.

Si se especifica que un relé tiene una precisión de ± 5%, significa que el relé debe funcionar cuando su cantidad de excitación (corriente o voltaje) esté entre -5% y + 5% de su ajuste. Consideremos el caso de la siguiente figura y supongamos que el TC proporciona una corriente secundaria que es una representación precisa de la corriente primaria.

Relé de protección en línea

Cuando la corriente de falla es de 12,000 A, la corriente en el relé será de 100 A. Si la precisión del relé es de ± 5%, se podría interpretar que la corriente es de cualquier nivel de 95 A a 105 A. En caso de que el relé esté configurado para funcionar a 100 A, es posible que no funcione dependiendo de su interpretación del nivel de corriente en el circuito.

Este término se utiliza para definir la calidad del rendimiento en estado estable de un transformador de corriente. La clase de precisión de un transformador de corriente (TC) utilizado para funciones de protección se describe mediante una letra que indica si la precisión puede calcularse (clase C) o debe obtenerse de pruebas físicas (clase T).

Ejemplos de clases de precisión para TC de clase C de error del 10% son C1OO, C200, C400 y C800. En este momento, no existe una clase de precisión superior a C800. Ejemplos de clases de precisión para TC de clase T de error del 10% son T105, 1250, T375 y T750.

La designación de precisión IEC proporciona la carga VA a la entrada nominal, la clasificación de precisión (5P) y el límite de 20 veces la clasificación.

La confiabilidad es un índice que expresa el atributo de un relé de protección o un sistema para operar correctamente para situaciones en las que está diseñado para operar. Esto también incluye el atributo de no operar (incorrectamente) para todas las demás situaciones.

La confiabilidad se expresa en términos de dos atributos fundamentales en competencia, dependabilidad y seguridad.

Tableros de protección e interruptores

La dependabilidad es el aspecto de la confiabilidad que expresa el grado de certeza de que un relé funcionará correctamente. Para los sistemas de relés, la dependabilidad está asegurada mediante el uso de sistemas de protección redundantes y relés de respaldo.

La protección primaria para una línea de transmisión puede proporcionarse utilizando un esquema de protección de comparación de fases. El grado de certeza de que este esquema funcionará para todas las fallas en la línea de transmisión es el índice de dependabilidad del esquema.

Para aumentar este índice para el sistema de protección de la línea de transmisión, se pueden incluir relés de distancia para que actúen como relés de respaldo.

Si un relé diferencial está diseñado para operar por fallas en un transformador que está protegiendo, el grado de certeza de que el relé no operará por fallas fuera de la zona del transformador es el índice de seguridad del relé.

Este término se utiliza para expresar diferentes atributos de dispositivos. Una definición lo expresa como una relación de la respuesta del dispositivo al cambio de la entrada. En el campo de protección del sistema de energía, la sensibilidad es el valor mínimo de una entrada (o cambio de una entrada) que haría que un relé operara.

Un relé direccional de falla a tierra instantánea diseñado para operar a una corriente mínima de 0.5 A se clasificaría con una sensibilidad de 0.5 A.

Un relé se considera estable si: partiendo de un estado estable, vuelve al mismo estado estable después de la introducción y eliminación de entradas que representan una perturbación en el sistema al que está conectado.

Un relé de temporización de estado sólido, cuya precisión de temporización no se ve afectada por los cambios en el suministro de voltaje de CC utilizado para operarlo, se considera estable.

Se dice que el sistema de protección que está diseñado para funcionar antes de que otros dispositivos respondan a una perturbación debido a su sensibilidad y velocidad, proporciona protección primaria.

Se espera que un relé diferencial que protege un transformador funcione cuando se experimenta una falla en su zona de protección. Se espera que otros dispositivos utilizados para proteger el transformador, como los relés de sobrecorriente, funcionen si el relé diferencial no detecta la falla. 

En este caso, el relé diferencial proporciona protección primaria para fallas en su zona de protección.

Se dice que los relés utilizados para proporcionar una segunda línea de defensa brindan protección de respaldo. El tiempo de operación de estos relés es más largo que el tiempo de operación de los relés primarios y, por lo tanto, operan pero disparan los interruptores automáticos apropiados solo si los relés primarios no detectan la presencia de la perturbación o no abren los interruptores automáticos. 

Estos relés podrían estar físicamente en la subestación en la que se encuentran los relés primarios o pueden estar ubicados en una subestación remota.

Se puede utilizar un sistema de comparación de fases para proporcionar protección primaria a una línea de transmisión. Se pueden usar relés de distancia, sin sobre alcance permisivo o disparo de transferencia, para proporcionar protección de respaldo de la línea.

El equipo del sistema de energía de los sistemas de transmisión a menudo está protegidos con relés primarios duales. Ambos sistemas de protección primaria se mantienen independientes entre sí en la medida de lo posible. Dependiendo de la filosofía de protección adoptada, cada sistema de protección puede conectarse a sus propios TC, TT, relés, bobinas de disparo de interruptores automáticos y baterías. 

En ocasiones, estos sistemas se denominan "sistema de protección A" y "sistema de protección B".

Los diagramas de circuito utilizados en los sistemas de energía utilizan nomenclaturas y números de dispositivo como se especifica en la norma ANSI / IEEE C37.2. Se asigna un número de dispositivo para cada tipo de relé e instrumento. Las fases se identifican como A, B, C o a, b, c. Los números 1, 2 y 3 no se usan porque 1 se usa para identificar cantidades de secuencia positiva y 2 se usa para identificar cantidades de secuencia negativa.

Algunos de los números de dispositivo especificados en el Estándar se enumeran en la siguiente tabla.

La falla de un interruptor de circuito para interrumpir la corriente de falla después del intento de energizar su bobina de disparo mediante un relé de protección se describe como falla del interruptor. La razón de tales fallas incluye:

- Interruptor inadecuado o dañado.

- Mecanismo dañado mecánicamente.

- Falta de continuidad eléctrica del circuito de disparo.

El interruptor automático puede fallar al dispararse debido a varias razones, tales como falla de la bobina de disparo, falla de un componente de interrupción, baja presión de gas dieléctrico (SF6), etc. Las fallas deben eliminarse en condiciones de falla del interruptor automático. Al hacerlo, se dispararán todos los interruptores automáticos adyacentes, lo que puede lograrse mediante la protección de respaldo o instalando una protección de falla de interruptor automático (BFP) dedicada para cada interruptor.

El interruptor A de una única estación de conmutación de bus, que se muestra en la figura siguiente, no pudo interrumpir el flujo de corriente hacia una falla en la línea que controla. La condición es identificada por el relé de falla del interruptor que emite comandos para disparar los interruptores automáticos B, C y D. El relé también emite un comando de disparo para disparar el interruptor automático A.

Ejemplo de bus con interruptores