¿Qué es un “Lock-Out Relay” y cómo funciona?

Un Lock-Out Relay, también identificado con las siglas “LOR”, es un relé de disparo y bloqueo definido por el número ANSI 86. Se utiliza en las subestaciones eléctricas como relé auxiliar de los esquemas de disparo de las protecciones diferenciales de transformadores de potencia, de barras, y de máquinas rotativas.

Específicamente, los LOR son relés auxiliares multicontacto de alta velocidad aplicables cuando se desea que varios disparos se realicen simultáneamente desde la operación de un solo relé. En este sentido, las funciones típicas que pueden realizar los Lock-Out Relays son las siguientes:

  • Disparar el interruptor principal de un sistema determinado.
  • Disparar los interruptores auxiliares de la subestación.
  • Disparar los interruptores de campo, ya sean los principales o los auxiliares.
  • Disparar y bloquear todos los interruptores del arreglo de barras de una subestación.
Lock-Out Relay Referencial. Electroswitch
Imagen Referencial de Lock-Out Relay de varios modelos de la marca Electroswitch.

¿Cuál es la importancia de un Lock-Out Relay?

La importancia del uso de los relés LOR en transformadores de potencia y en máquinas rotativas proviene del hecho de que estos equipos tienen varios relés de protección mecánica que operan con un simple contacto. Como, por ejemplo, los relés de temperatura, relés del nivel de aceite, relés de presión del gas, entre otros. Todos esos relés mecánicos deben agregarse al esquema de protección del equipo, en el que también se agregan los relés numéricos que monitorean los parámetros eléctricos para detectar condiciones anormales.

Función de Disparo

Por lo tanto, se necesitaría un cable de control por cada relé mecánico y numérico asociado al equipo protegido (transformador, máquina rotativa o arreglo de barras), que envíe la señal de disparo al interruptor de potencia para despejar la falla. Lo que se traduce en una bornera más robusta en la caja de control del interruptor de potencia para poder recibir todas esas señales de disparo, aumentando los posibles puntos de falla de disparo por complejidad del cableado y conexionado de control.

Para evitar esa complejidad en los esquemas de protección de transformador, máquinas rotativas o de arreglos de barra, se sugiere enviar todas las señales de disparo de los relés mecánicos y de los relés numéricos a un sólo relé auxiliar de disparo (LOR). Por lo tanto, el relé LOR concentrará todas las señales de disparo de todas las protecciones del equipo protegido, y enviará sólo una señal de disparo al interruptor en caso de que al menos una protección haya detectado una condición de falla. De este modo, se enviará sólo un cable de control al interruptor para enviar la señal de disparo.

Función de Bloqueo

Además, al tratarse de protecciones mecánicas, se entiende que si hay una falla mecánica no debe permitirse el recierre automático del interruptor sin antes asegurar que un operador haya chequeado físicamente la salud del equipo protegido. Es decir, si un relé térmico ha detectado un aumento excesivo de la temperatura, quiere decir que hay un problema grave en el equipo y que requiere de la intervención de un operador para solventar el problema. Lo mismo se interpreta de los relés de nivel de aceite, de los relés de presión, entre otros.

En este sentido, el relé de disparo y bloqueo debe tener la funcionalidad de “bloquear” el interruptor después de haberlo disparado, para evitar que haya un recierre automático o por negligencia humana. De esta forma, la única manera en la que se podrá recerrar el interruptor es si se desbloquea intencionalmente el relé LOR por un operador después de corregir la causa de la falla.

LOR Transformador
Imagen Referencial de un Transformador de Potencia. Fuente: OMICRON Web Site

Redundancia de aplicación del Lock-Out Relay

Dado que debemos cumplir con el criterio de redundancia en nuestros esquemas de protección, si enviamos a un solo LOR absolutamente todas las señales de disparo de las protecciones de un equipo (transformador, máquina rotativa o arreglo de barras), corremos el riesgo de perder toda la filosofía de protección si se daña ese único LOR, o ese único cable de disparo que sale del LOR.

Por lo tanto, es recomendable utilizar dos unidades de relés LOR, uno principal y otro de respaldo, con un cable de disparo independiente hacia el interruptor de potencia. De este modo, no limitamos todo el esquema de protección a la falla operativa de un sólo relé auxiliar LOR. Sino que tendremos la confiabilidad de que, si falla un LOR, el otro de respaldo seguirá operando y enviando la señal de disparo al interruptor para despejar la falla.

Operación del Lock-Out Relay

El LOR tiene un contacto normalmente abierto que se suele identificar como “S1” para disparar el relé. Los contactos LOR que se muestran en la siguiente Figura normalmente están cerrados en la posición de reinicio, listos para disparar. B y G son los puntos de enlace que conectan el LOR al circuito de control. Mientras que C y F son los puntos de conexión para la bobina de disparo integral.

Circuito de Control LOR
Circuito de Control del Lock-Out Relay de reinicio manual estándar. Marca Electroswitch, Series 24.

El estado del contacto S1 determina si el LOR está en la posición TRIP (disparo, y bloqueando al interruptor) o RESET (reinicio, listo para disparar). Cuando el LOR está en la posición RESET, el contacto de S1 se cierra para energizar la bobina de disparo del LOR. Esto hace que el LOR abra sus contactos normalmente cerrados, se bloquee en la posición DISPARO y se retire del circuito. En este caso, una bandera mecánica naranja o negra indica la posición TRIP. Usualmente la bandera negra indica la posición RESET.

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Referencias Bibliográficas

Technical Publication ITILOR95. General Electric Multilin. ITILOR95.qxp (gegridsolutions.com)

GE Grid Solutions HSA Auxiliary Relay.

Diagrama: Electroswitch 78 LOR.

Circuito: Electroswitch SERIES 24 LOCK-OUT RELAYS.

Brochure: Electroswitch SERIES 24 LOCK-OUT RELAYS NEW.

Tabla Comparativa: Lock-Out Relays for the Utility Market (electroswitch.com)

Offline Testing on Power Transformers – OMICRON (omicronenergy.com)

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