SOBREINTENSIDAD INSTANTÁNEA - 50

La función de protección 50 es una protección de sobreintensidad instantánea, es decir, actúa de manera inmediata ante la detección de corrientes que superen un umbral preestablecido sin ningún retardo intencional. Esta función es esencial en sistemas eléctricos para desconectar rápidamente elementos ante una falla severa, minimizando daños en los equipos y aumentando la seguridad de las instalaciones.

Definición de la función de protección 50 (Sobreintensidad instantánea)

La protección de sobreintensidad instantánea (50) se activa cuando la corriente que pasa por el relé es mayor que un valor de ajuste o umbral definido previamente. A diferencia de otras protecciones, no tiene retardo intencional y actúa de forma instantánea al detectar la sobrecorriente, lo cual es clave para enfrentar fallas eléctricas en sistemas donde el tiempo de desconexión rápido es fundamental.

Objetivo de la protección 50

La función 50 está diseñada principalmente para:

• Proteger contra fallas de corto circuito severas en las cercanías del punto de instalación del relé.

• Actuar inmediatamente en caso de condiciones de falla que puedan dañar equipos, tales como transformadores, líneas, interruptores y cables.

• Reducir el tiempo de exposición a fallas graves, minimizando el riesgo para el sistema y asegurando una respuesta rápida en zonas donde el impacto de una falla es crítico.

Configuración y cálculo de la función 50

Para configurar y calcular correctamente la función de protección 50, se siguen los siguientes pasos:

1.- Determinación de la corriente de ajuste:

1. • El valor de ajuste o umbral de corriente debe ser significativamente mayor que la corriente máxima de carga para evitar disparos indeseados bajo condiciones de operación normales.

   • Un buen punto de partida es analizar la corriente de cortocircuito mínima esperada en el punto de instalación del relé, seleccionando el umbral por encima de la corriente de carga, pero lo suficientemente bajo para actuar rápidamente ante una falla cercana.

   • Este valor suele ser entre 5 y 10 veces la corriente nominal del circuito protegido, dependiendo del tipo de sistema y de la coordinación con otros dispositivos de protección.

La corriente de ajuste Iajuste ​ de la función 50 se expresa comúnmente como:

donde K es un factor de multiplicación que depende del diseño del sistema y los criterios de protección.

2.- Calibración y coordinación:

2. • La función de protección 50 debe coordinarse con otras protecciones, en particular con la protección de sobreintensidad temporizada (51). Dado que la función 50 no tiene retardo, es fundamental asegurarse de que no interfiera con protecciones aguas arriba o aguas abajo en el sistema.

   • Esta coordinación implica ajustar el umbral de la función 50 de forma que actúe solo ante corrientes muy elevadas, típicas de fallas cercanas y graves, mientras que la función de sobreintensidad temporizada (51) maneja sobrecargas y fallas más alejadas.

3.- Pruebas de operación:

2. • Para asegurar que la función 50 actúa correctamente, se realizan pruebas inyectando corrientes controladas para verificar que el relé se dispara instantáneamente cuando la corriente excede el umbral.

   • Estas pruebas incluyen la verificación de la sensibilidad del relé ante diferentes niveles de corriente, asegurando que la función 50 responde solo en situaciones de falla.

Ventajas y Limitaciones de la función de protección 50

Ventajas:

• Respuesta rápida: La función 50 proporciona una desconexión casi instantánea, limitando el daño en situaciones de cortocircuito severo.

• Simplicidad de ajuste: Su configuración es directa, ya que se basa en un único umbral de corriente.

Limitaciones:

• Sin selectividad temporal: Al no tener retardo, puede actuar de inmediato, lo cual requiere una coordinación muy precisa para evitar disparos indeseados.

• Limitación de alcance: Es adecuada solo para detectar fallas cercanas, ya que para fallas más alejadas es necesario un ajuste de sensibilidad que podría provocar disparos no deseados en otras situaciones.

Ejemplo de Cálculo de la Corriente de Ajuste

Supongamos un sistema eléctrico con una corriente nominal de carga de 100 A, y que la corriente de cortocircuito mínima esperada es de 800 A en el punto de instalación del relé.

1.- Selecciona el valor de ajuste: Si el factor de seguridad K se decide en 6 (seis veces la corriente nominal), entonces el valor de ajuste sería:

2.- Evaluación de condiciones de falla: Este ajuste permite que el relé actúe instantáneamente si detecta una corriente igual o superior a 600 A, lo cual es adecuado para detectar fallas importantes sin disparar en condiciones normales de operación.

3.- Coordinación con otras protecciones: Se verifica que la protección temporizada (función 51) esté ajustada para actuar en niveles de corriente por debajo de este umbral en caso de sobrecargas o fallas más distantes.

Con estos pasos, la función 50 quedaría configurada para proporcionar una protección de sobreintensidad instantánea confiable.