Relés y corte: el relé más cercano despeja primero

Arrastra la corriente y observa los dos relés

Las dos curvas son características tiempo-corriente. La inferior (dorada) es el relé aguas abajo cerca de la falla, la superior (azul) el de respaldo aguas arriba. Arrastra el tirador para subir la corriente. Ambos disparan más rápido, pero el cercano siempre primero — esa brecha es el margen de coordinación. Así el interruptor más cercano despeja solo la sección con falla.

Más rápido a más corriente — tiempo inverso

Un relé de sobrecorriente tiene una característica de tiempo inverso donde el tiempo de operación cae al subir la corriente. En la forma t = TMS · k / ((I/Is)^α − 1), actúa lento ante una pequeña sobrecarga apenas sobre el ajuste Is, y casi al instante ante un corto grande de muchas veces Is. El fin es aguantar una sobrecarga ligera pero despejar rápido una falla peligrosa. Disparar de inmediato ante pequeñas perturbaciones causaría cortes innecesarios frecuentes.

Selectividad · el cercano primero

En una línea con varios relés en serie, la curva tiempo-corriente de cada relé se apila separada por un margen (típicamente unos 0.3 segundos). Entonces, aun viendo la misma corriente, el relé aguas abajo más cercano a la falla actúa más rápido y dispara primero, mientras el de aguas arriba actúa más tarde. Si el interruptor cercano despeja bien, el de arriba se queda quieto, pero si falla, el de arriba dispara como respaldo tras el margen. Retirar solo la sección con falla dejando vivo el resto es la selectividad, la base de la fiabilidad de distribución vista en C5.

El relé juzga, el interruptor actúa

El relé es el cerebro que mide corriente y tensión para juzgar una falla; el interruptor es la mano que, a su señal, abre realmente el circuito. Cuando el interruptor separa sus contactos se forma un arco en el hueco, y un medio de extinción — vacío, gas SF6 o aceite — enfría el arco rápido para interrumpir en un cero de corriente. De la falla al despeje debe terminar en pocos ciclos, unas decenas de milisegundos. Más tarde, la gran corriente quema el equipo y los generadores pierden sincronismo, sacudiendo todo el sistema.

De vuelta a la primera pantalla

Subir la corriente acortó los tiempos de ambas curvas, pero el relé cercano dorado fue siempre antes que el respaldo azul, y el margen entre ellos se mantuvo. Esa brecha es justo el secreto de la selectividad, donde el interruptor más cercano despeja solo la sección con falla y salva el resto. La corriente de falla hallada en D3 se volvió aquí la entrada que mueve el relé, y como resultado el “solo la sección con falla se apaga” visto en C5 ocurre de veras. La protección es, al final, abrir el interruptor correcto en el instante correcto.

Hemos visto el camino de generar, enviar y proteger la potencia — casi siempre suponiendo los enormes generadores síncronos de plantas térmicas, hidráulicas y nucleares. La última sección E es donde cambia esa suposición. La próxima unidad (PW-E1) mira la conexión a red de solar y eólica. Un inversor empuja la salida renovable, que llega como CC o frecuencia variable, a la frecuencia y tensión de la red, y la intermitencia del sol y el viento y la falta de inercia rotante plantean nuevos retos a la estabilidad.