Controlador de Bahía

El Controlador de Bahía es un dispositivo lógico diseñado especialmente para usarse en torno a las Subestaciones Eléctricas y para requerimientos únicos de automatización industrial y de sistemas de protecciones.

El controlador de bahía proporciona las herramientas y funcionalidades necesarias para crear automatización personalizada y control de esquemas que incluye:

  • Control de bahía avanzado y enclavamiento.
  • Monitoreo y control del interruptor de potencia y de los seccionadores adyacentes.
  • Esquemas automáticos de barras de transferencia.
  • Esquemas de desconexión y restablecimiento de carga.

Las principales funciones del controlador de bahía son: protección, automatización, medición, registro digital de fallas (del inglés DFR: Digital Fault Recorder), gestión de equipos, y representación de datos con interface en panel frontal (pantalla digital).

La operación de cada una de esas funciones del controlador de bahía es autónoma de las otras, es decir, cada función tiene su propia configuración de parámetros y generan sus propias señales de salida. Todas las funciones comparten el mismo hardware y los mismos puertos de comunicación dentro del dispositivo.

A pesar de la separación de la lógica de estas funciones, se pueden intercambiar señales entre ellas. Por ejemplo, para el registro digital de fallas es muy útil guardar las salidas de las funciones de protección, por lo que es válido fijar un conjunto de señales predeterminadas como entradas para cada función.

Bahia de subestación eléctrica
Bahía de Subestación Eléctrica

La capacidad de automatización del controlador de bahía permite controlar el sincronismo, el interruptor, los seccionadores y la configuración local/remoto del interruptor de potencia.

A continuación, se definirán las funciones de protección más importantes que debe incluir un Controlador de Bahía.

Función de Protección de Falla de Interruptor

Por razones económicas no hay redundancia de interruptores en los sistemas de potencia, por lo que es necesario utilizar un esquema de protección local de respaldo contra falla del interruptor (en inglés: Breaker Failure, definido por el número ANSI 50BF) para aislar la subestación afectada sin que operen las protecciones remotas.

En este sentido, cuando ocurre una falla en el equipo protegido, los relés asociados dan órdenes de disparo a los interruptores del equipo. Simultáneamente, se energiza un relé de tiempo que, percibiendo a través de un TC a la sobrecorriente que pasa por el interruptor, comprueba si la orden de disparo se ejecutó durante un período de tiempo (50 ms a 300 ms), que se establece con base en el tiempo de operación de los interruptores más un margen de seguridad. Si no se realiza la interrupción (el TC sigue percibiendo sobrecorriente), se determina cuáles interruptores están conectados a la misma barra, por medio de una réplica de las barras obtenida de los contactos auxiliares de los seccionadores, e inmediatamente la protección 50BF envía orden de disparo a estos interruptores para eliminar la contribución de corriente al cortocircuito.

→ Ver Artículo Recomendado: Interruptores de Potencia de Alta Tensión • LeiryChinchilla.com

Función de Recierre Automático

El recierre automático (identificado con el número ANSI 79) generalmente se utiliza en los interruptores de las líneas de transmisión porque el 80% de las fallas en las líneas suelen ser transitorias. De este modo, si la corriente en el lugar de la falla se interrumpe por un corto tiempo, el punto de falla se desioniza y la línea tendrá su aislamiento completo cuando se re-energice. Si la falla es permanente, las protecciones detectan que luego de las secuencias de recierre sigue existiendo contribución de corriente a la falla, en este caso se procede a abrir el interruptor y bloquear el recierre, para obligar la participación de los operadores de la empresa eléctrica en despejar la falla físicamente.

Existen varios esquemas de recierre automático, los más comunes son:

1. Recierre Monopolar

El recierre monopolar se utiliza cuando el cortocircuito ocurre en una sola fase y el interruptor de potencia se puede operar monofásicamente.

2. Recierre Tripolar

El recierre tripolar se utiliza cuando el interruptor de potencia sólo se puede operar trifásicamente independientemente del tipo de falla.

3. Recierre Temporizado

El recierre temporizado se utiliza para el caso de que el primer recierre rápido no sea exitoso, por lo que existirá un segundo intento algunos segundos después.

4. Restauración Automática

La restauración automática se utiliza cuando ocurre un apagón total, tan pronto se tenga tensión en la línea o barra, automáticamente se cerrarán los interruptores siguiendo cierto orden, hasta restablecer el servicio en toda la subestación.

→ Ver Artículo Recomendado: Recierre Automático de Línea (ANSI 79).

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Función de Verificación de Sincronismo

Se encarga de verificar que las tensiones en ambos lados de un interruptor abierto sean aproximadamente iguales en magnitud, ángulo de fase y frecuencia con el objetivo de asegurar que ocurra el mínimo impacto en el sistema de potencia cuando se cierra el interruptor.

Se define con el número ANSI 25 y se utiliza para permitir el cierre de un interruptor para conectar circuitos en condiciones normales de operación, o después de desenergizar una línea por condiciones de falla. En el caso de sistemas débiles, aunque no se pierde el sincronismo del sistema, la transferencia de potencia a través de las líneas restantes puede resultar en el desarrollo de tensiones de fase diferentes entre los terminales de la línea, lo cual produciría un choque intolerable en el sistema si se realiza un recierre.

Función de Disparo y Bloqueo

El relé de disparo y bloqueo (en inglés: lockout relay, identificado por el número ANSI 86) se utiliza para realizar disparo sostenido y bloqueo del circuito de cierre del interruptor de potencia, con reposición manual, en el caso de todo tipo de fallas en elementos con aislamiento no regenerativos como equipos de compensación, transformadores y generadores, que necesitan la participación de un personal operativo para solventar el problema.

En el caso de perturbaciones en cualquier clase de circuitos conectados a la subestación, el relé 86 se utiliza para hacer disparo a los interruptores asociados a la protección 50BF, a la protección de sobretensión, a la protección diferencial de barras, a las protecciones mecánicas de transformadores de potencia (sobrepresión, nivel de aceite, sobre temperatura del arrollado y del aceite, entre otros) o a las protecciones mecánicas del interruptor (baja presión de SF6, discrepancia de polos o falla de mecanismo de operación); es decir, por situaciones que requieren efectuar inspección e intervención de los equipos.

→ Artículo Recomendado: ¿Qué es un “Lock-Out Relay” y cómo funciona?

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