Selección de un relé de protección ACX6300 según la aplicación

Un pedido de relés de protección suele venir acompañado del diagrama unifilar adjunto y de una pregunta debajo: ¿qué modelo corresponde a esta celda? La respuesta sincera es que el modelo depende de la aplicación, y la aplicación viene determinada por lo que protege la celda. A continuación explicamos cómo lo abordamos con la gama ACX6300, además de los tres detalles del pedido que suelen confundir a la gente.

Nota de alcance: este documento abarca los relés de protección con microprocesador para circuitos de entrada, de alimentación, de motor, de transformador, de condensador, de acoplador de barras y de transformador de tensión (PT) a 35 kV y tensiones inferiores. La protección de generadores y los esquemas de distancia para líneas de transmisión quedan fuera de este ámbito. ACXION fabrica estos dispositivos, por lo que las directrices proceden del ámbito de la fabricación.

Tres plataformas y por qué es importante esta división

La familia ACX6300 no es un único producto con diferentes opciones. Se trata de tres plataformas de hardware independientes, y cada una de ellas tiene su propia carcasa, disposición de terminales y profundidad.

Artículo	ACX6300K	ACX6300Q	ACX6300L
Entrada de corriente	5 A / 1 A	5 A / 1 A	5 A / 1 A
Corriente de secuencia cero	5 A / 1 A	5 A / 1 A	5 A / 1 A
Suministro de dispositivos	CA/CC de 80 a 270 V	CA/CC de 80 a 270 V	CA/CC de 80 a 270 V
Fuente de alimentación independiente	no es obligatorio	CA/CC 110 o 220 V	CA/CC 110 o 220 V
Opción anti-bombeo	no	opcional	opcional
Comunicación	disponible	disponible	disponible

La plataforma K no necesita una fuente de alimentación independiente. Ese único requisito es decisivo en muchos proyectos de pequeñas subestaciones, ya que un cubículo que solo cuente con una fuente de alimentación para los dispositivos y carezca de batería de estación solo puede utilizar la plataforma K y ninguna otra.

Los modelos Q y L funcionan con una tensión de alimentación de 110 o 220 V CA/CC e incorporan la opción «anti-pumping», que impide que el interruptor vuelva a cerrarse mientras siga vigente una orden de disparo. En una línea de distribución en la que se dispara la protección y el operador pulsa el botón de cierre al mismo tiempo, la función «anti-pumping» es la que impide que el interruptor se recierre contra la falla.

La gama de modelos es la siguiente: K21 para protección de líneas y transformadores, K25 para motores y K29 para monitorización de PT. En la plataforma Q: Q31 para líneas y transformadores, Q34 para condensadores, Q35 para motores, Q38 para transferencia automática y Q39 para monitorización de PT. La plataforma L es la más amplia: L91 para la línea, L92 para el acoplador de barras, L93 para el transformador, L94 para el condensador, L95 para el motor, L98 para la transferencia automática y L99 para la supervisión de transformadores de tensión (PT).

Adapta el conjunto de funciones al compartimento

La lista de funciones es el verdadero criterio de selección. Las funciones de protección se agrupan en función del tipo de bahía, no de la intensidad nominal.

Solicitud	Opciones de modelos	Funciones de protección habituales
De entrada o de alimentación	K21 / Q31 / L91	Sobrecorriente multietapa, secuencia negativa, fallo a tierra, tensión, frecuencia, reconexión
Motor	K25 / Q35 / L95	Cortocircuito, sobrecarga, secuencia negativa, tiempo de arranque, fallo a tierra, protección térmica
Transformador	K21 / Q31 / L93	Sobrecorriente, secuencia negativa, secuencia cero, sobrecarga, tensión, no eléctrico
Banco de condensadores	P34 / L94	Sobrecorriente, fallo a tierra, sobretensión y subtensión, desequilibrio
Acoplador de autobús	L92	Carga, sobrecorriente, sobrecarga, supervisión del circuito de control
Transferencia automática	P38 / L98	Supervisión de fuentes y lógica de transferencia
Monitorización de la PT	K29 / Q39 / L99	Sobretensión y subtensión, pérdida de tensión, supervisión del circuito del transformador de potencia

Hay dos errores de selección que se dan con suficiente frecuencia como para mencionarlos.

La primera consiste en utilizar un modelo de alimentación en un banco de condensadores. La conmutación de los condensadores produce una corriente de arranque y el banco funciona con un desequilibrio de corriente intencionado, por lo que las funciones específicas de desequilibrio y sobretensión son importantes. Los componentes Q34 y L94 existen precisamente por ese motivo. Un K21 en la misma posición se dispararía ante situaciones que el banco gestiona con normalidad.

El segundo error es sobredimensionar la plataforma. Un cuadro auxiliar de 400 V que alimenta cuatro ramales pequeños no necesita un dispositivo de la serie L con funciones diferenciales de transformador. El problema no es el coste adicional, sino los ajustes adicionales que nadie configura correctamente.

Las funciones anteriores son resúmenes de la cartera. No sustituyen a un plan de protección del proyecto, y los parámetros proceden del estudio, no del catálogo.

La clase del dispositivo es otro aspecto que hay que tener claro. Los relés de este tipo se rigen por la norma IEC 60255, relativa a relés de medida y equipos de protección, cuya equivalente china es la serie GB/T 14598. Es importante conocer la denominación de la norma en la fase de licitación, ya que es en ese momento cuando, en ocasiones, el pliego de condiciones exige un informe de ensayo que la clase de dispositivo en cuestión no genera. Es mejor preguntar con antelación que después de realizar el pedido.

Tres detalles de los pedidos que causan problemas

Potencia nominal de entrada en relación con los transformadores de corriente reales

El relé indica 5 A o 1 A, y el pedido debe especificar cuál de los dos. Tuvimos un pedido en el que el plano mostraba transformadores de corriente (TC) de 600/1 y la línea de especificaciones no mencionaba nada sobre el secundario, por lo que el dispositivo se fabricó con entradas de 5 A. Durante la puesta en servicio se detectó el problema: todas las lecturas eran una quinta parte del valor real, y los umbrales de disparo presentaban el mismo error. No se produjeron daños. Hubo que reconfigurar dos cuadros de esa subestación y sustituir los dispositivos.

A partir de ese momento, solicitamos la relación del transformador de corriente (CT) y la corriente secundaria en la misma línea, además de la relación del transformador de tensión (VT) para las entradas de tensión. Ambos datos se incluyen en la confirmación del pedido.

Profundidad del panel detrás del dispositivo

Las tres plataformas no tienen la misma profundidad. La parte frontal del modelo K mide 172,0 x 128,2 mm, con un hueco de 155,5 x 125,0 mm y una profundidad total de 86,5 mm. La Q mide 224,5 x 153,0 mm en la parte frontal, con un recorte de 209,0 x 150,0 mm y una profundidad de 79,2 mm. El modelo L tiene una cara frontal de 150,3 x 178,0 mm y un cuerpo mucho más profundo: 180,5 mm, o 195 mm si se incluye la zona de los terminales.

Esta última cifra llama la atención de los montadores de cuadros. En un armario de 600 mm de profundidad con el bloque de terminales CT montado directamente detrás del relé, los codos del cableado resultaron ser más cerrados que el mínimo permitido por el fabricante del cable, por lo que hubo que cambiar el trazado del cable de control apantallado. Ahora solicitamos la profundidad de la placa de montaje y, siempre que sea posible, una fotografía del interior del armario con la posición del relé marcada.

Medidas contra el bombeo en los sistemas de transporte

En los dispositivos de transferencia automática Q38 y L98, la función antipumping interactúa con la lógica de transferencia. Si la supervisión de la fuente está configurada para volver a transferir tras un breve retraso y la señal de disparo no se ha restablecido, ambas funciones pueden entrar en conflicto durante la puesta en marcha. Se trata de un problema de configuración más que de hardware, pero conviene decidir el comportamiento de restablecimiento antes de cablear el cuadro, ya que cambiarlo posteriormente implica volver a cablear parte del circuito cerrado.

Qué debe incluir el traspaso

Los relés de protección suelen fallar como parte de un proyecto con más frecuencia que como dispositivos en sí. El paquete de entrega es donde se soluciona ese problema. El nuestro incluye el archivo de configuración de protección, las relaciones de los transformadores de corriente (TC) y de tensión (TV), la lógica de disparo y cierre, la lista de entradas y salidas binarias, el mapa de comunicaciones para el bucle Modbus y el plano de recorte y cableado del cuadro.

Hay dos de ellos que merecen especial atención. La lista de E/S binarias es lo que necesita el integrador de SCADA, y es el documento que más se solicita tras la entrega. El esquema de cableado para K, Q y L no es intercambiable, ya que la disposición de los terminales varía según la plataforma. Realiza la puesta en servicio únicamente siguiendo el esquema suministrado con el dispositivo.

La comunicación en las tres plataformas utiliza el protocolo estándar establecido para este tipo de dispositivos. Cuando el relé envía información al sistema SCADA de la planta, esa ruta de datos suele ser el mismo bucle Modbus-RTU que utilizan los demás dispositivos de monitorización del cuadro.

Cómo llegar a un modelo

Envía el esquema unifilar, las relaciones de los transformadores de corriente (CT) y de tensión (VT), el tipo de compartimento, la potencia disponible en el armario y la profundidad del cuadro. Con eso basta para determinar la plataforma, el modelo y el tamaño del interruptor.

Las tablas de los modelos K, Q y L, las matrices de protección y los conjuntos de dimensiones se encuentran en el catálogo de monitorización y protección de la red eléctrica disponible en nuestra centro de descargas. Los problemas aparentes con los relés a veces son problemas del cuadro eléctrico, y nuestras notas actuales sobre Solución de problemas del panel de control abarcan la parte del armario donde se encuentran los interruptores y los indicadores. La información sobre la empresa se encuentra en Acerca de ACXION, y los archivos de configuración y las cuestiones relacionadas con el traspaso pasan por el página de contacto. En la página se recogen más notas sobre la puesta en servicio: Blog de ACXION.

Los datos técnicos que figuran en este artículo proceden del catálogo actual. El suministro del dispositivo, la intensidad de entrada y las dimensiones de montaje se confirman en la confirmación del pedido, y el esquema de bornes suministrado con el dispositivo es el documento de referencia definitivo.

Los relés de esta gama se configuran y presupuestan en función de cada proyecto. Envíanos la lista de bahías y nos encargaremos de elaborar la configuración y el presupuesto.

Por el equipo de ingeniería de ACXION