¿Qué es un Relé de Protección?
Son dispositivos que detectan instantáneamente los cambios bruscos de corriente y tensión que se producen en los equipos del sistema eléctrico y envían señales de control a los interruptores automáticos para aislar el punto defectuoso, también conocidos como relés de protección.
Al desconectar rápidamente los puntos defectuosos en caso de accidente en un sistema eléctrico, los relés de protección no sólo evitan la propagación de los daños causados por las sobrecorrientes, sino que también minimizan la duración de los cortes de energía y garantizan un suministro estable de electricidad.
Con este fin, los relés de eliminación de fallos de los equipos para aislar los equipos defectuosos y los relés de prevención de desbordamiento de accidentes para evitar la propagación de los efectos de los accidentes están dispersos por todo el sistema eléctrico. Los dispositivos de reconexión para la recuperación rápida de accidentes también se consideran un tipo de Relés de Protección.
Usos de los Relés de Protección
Los relés de protección son dispositivos que impiden que los efectos de accidentes como la caída de rayos se propaguen por la red eléctrica y garantizan un suministro estable de electricidad. Los relés de protección se instalan en cada una de las instalaciones que componen el sistema eléctrico, como centrales eléctricas, subestaciones y líneas de transporte y distribución gestionadas por las compañías eléctricas.
Las instalaciones privadas de generación de energía que están conectadas a la red eléctrica de una compañía eléctrica también están obligadas a instalar relés de protección en los puntos de recepción para proteger el sistema eléctrico en caso de fallo de las instalaciones privadas de generación de energía y para proteger las instalaciones privadas de generación de energía en caso de accidente en el sistema eléctrico.
Aparte de las instalaciones de generación de energía, los relés de protección también se utilizan para proteger las instalaciones de recepción y transformación de energía en edificios, fábricas, hospitales, ferrocarriles y otras instalaciones de demanda de energía.
Principios de Funcionamiento de los Relés de Protección
El principio de funcionamiento de los relés de protección depende del tipo de relé de protección. Los principales métodos y principios de funcionamiento de los relés de protección son los siguientes
- Relé de Sobreintensidad (OCR): actúa cuando el valor de la intensidad en el punto donde está instalado el relé de protección supera el valor ajustado. Existen dos tipos de elementos en los que actúa el relé de protección de sobreintensidad: elementos dimensionales y elementos instantáneos. El elemento dimensional funciona detectando una sobreintensidad prolongada debida a una sobrecarga; cuanto mayor sea el valor de la intensidad, antes se protegerá el sistema normal. El elemento instantáneo detecta el flujo instantáneo de una gran corriente muy superior a la corriente nominal debido a un cortocircuito y protege el sistema normal.
- Relé de Sobretensión (OVR: Over Voltage Relés de Protección): actúa cuando la tensión en el lugar donde está instalado el relé de protección supera el valor ajustado. Detecta las sobretensiones en el lado del sistema eléctrico debidas a fallos en los generadores, etc., y protege el sistema y los equipos en el lado de carga.
- Relé de Baja Tensión (UVR): actúa cuando la tensión en el lugar donde está instalado el relé de protección cae por debajo de un valor establecido. Detecta una caída de tensión debida a un fallo de alimentación o a un cortocircuito y protege el sistema y los equipos en el lado de carga.
- Relés de Protección de Fallo a Tierra (GR): funcionan detectando los fallos a tierra causados por cables, etc. que entran en contacto con la tierra. Los relés de protección de fallo a tierra utilizan un alternador de fase cero (ZCT) para detectar las corrientes desequilibradas debidas a un desequilibrio en el circuito trifásico en caso de fallo a tierra. En este momento, como una falta a tierra se detecta sólo por la magnitud de la corriente, no es posible distinguir entre corrientes de accidente en el sistema eléctrico y corrientes de accidente en el lado de la propia línea, lo que puede dar lugar a una falsa detección.
- Relé de Tierra Direccional (DGR): funciona detectando una falta a tierra utilizando la corriente de fase cero y la tensión de fase cero entre la línea y la tierra. Sólo pueden detectarse las corrientes de defecto en la propia línea en el sentido de la diferencia de fase entre corriente y tensión.
- Relé de Protección Diferencial (DFR): actúa cuando la corriente diferencial proporcional a la diferencia vectorial (valor de corriente y fase) entre las corrientes de entrada y salida en la sección protegida supera un determinado valor. Sólo cuando se produce un cortocircuito en la sección de protección, una diferencia en la corriente secundaria del alternador (TC) hace que fluya una corriente diferencial en la bobina de funcionamiento. Este sistema puede funcionar mal si la corriente diferencial no llega a cero durante el funcionamiento normal debido a diferencias en las características del TC.
- Relé Diferencial de Relación (RDFR): Para evitar el mal funcionamiento del relé de protección diferencial, un relé de protección diferencial tiene una estructura con una bobina de supresión adicional que genera una fuerza de supresión cuando una corriente pasa a través de ella. Cuando pasa una gran corriente debida a un accidente externo, se aplica una gran fuerza de supresión para evitar el mal funcionamiento.
Otros métodos de relés de protección incluyen relés de protección de potencia, relés de protección de sobrefrecuencia, relés de protección de subfrecuencia, relés de protección de cortocircuito y relés de protección de dirección de cortocircuito.