Las protecciones eléctricas son dispositivos y sistemas diseñados para detectar y aislar fallas en una red eléctrica, garantizando la seguridad de las personas, el equipo y la estabilidad del sistema. Estas protecciones pueden ser de diversos tipos y cumplir diferentes funciones de protección según el contexto y las necesidades específicas. A continuación, se detallan algunas de las principales protecciones eléctricas y sus funciones:
Función: Detecta corrientes excesivas (sobrecargas o cortocircuitos).
Dispositivos: Interruptores automáticos, fusibles y relés de sobrecorriente.
Propósito: Evitar el daño a los conductores y equipos debido a corrientes que superan los valores nominales. Se activa cuando la corriente supera un umbral predefinido, desconectando el circuito para evitar daños mayores.
Función: Detecta la diferencia entre la corriente de entrada y la de salida.
Dispositivos: Relés diferenciales.
Propósito: Identificar fallas internas (cortocircuitos o fugas a tierra) en transformadores, generadores o motores. Si hay una diferencia significativa, indica una posible fuga de corriente a tierra o cortocircuito interno.
Función: Detecta variaciones anormales en la tensión de alimentación (sobretensión y subtensión).
Dispositivos: Relés de tensión.
Propósito: Proteger los equipos eléctricos sensibles a las variaciones de voltaje. Las sobretensiones pueden ser causadas por fenómenos como rayos o errores en la regulación de la red.
Función: Detecta la presencia de corriente de falla hacia tierra.
Dispositivos: Relés de falla a tierra.
Propósito: Detectar corrientes que fluyen a través del suelo debido a una falla en el aislamiento. Este tipo de falla puede ser peligroso para las personas y puede provocar incendios.
Función: Detecta desviaciones en la frecuencia del sistema.
Dispositivos: Relés de frecuencia.
Propósito: Mantener la estabilidad del sistema eléctrico. Si la frecuencia cae por debajo o sube por encima de ciertos límites, puede indicar problemas en el balance entre generación y carga.
Función: Monitorea la temperatura de equipos críticos (transformadores, generadores).
Dispositivos: Termostatos, sensores de temperatura y relés térmicos.
Propósito: Proteger los equipos contra el sobrecalentamiento, que puede ocurrir debido a sobrecargas o mal funcionamiento.
Función: Mide la impedancia del circuito y actúa cuando esta se encuentra dentro de una zona de protección determinada.
Dispositivos: Relés de distancia.
Propósito: Proteger líneas de transmisión, ya que las fallas se reflejan en una disminución de la impedancia medida. Es especialmente útil para detectar cortocircuitos en largas distancias.
Función: Detecta el flujo de potencia en una dirección no deseada.
Dispositivos: Relés de dirección de potencia.
Propósito: Proteger generadores o líneas eléctricas, evitando que la potencia fluya en dirección inversa, lo que puede indicar una falla o una operación incorrecta.
Función: Detecta cuando un generador o transformador opera fuera de los límites normales de excitación.
Dispositivos: Relés de sobreexcitación.
Propósito: Proteger el núcleo del transformador o generador, ya que la sobreexcitación puede causar calentamiento excesivo y daños al aislamiento.
Función: Detecta el fallo del interruptor para abrir correctamente tras una señal de disparo.
Dispositivos: Relés de fallo de interruptor.
Propósito: Garantizar que el interruptor abra el circuito cuando se detecta una falla. Si el interruptor no opera, se activa una señal secundaria para abrir otros dispositivos en la red.
A continuación, una lista con algunos de los códigos ANSI estándar utilizados para describir las funciones de protección:
Las protecciones eléctricas son fundamentales para mantener la seguridad y estabilidad de los sistemas eléctricos. La correcta selección e implementación de estas protecciones depende del análisis del sistema, considerando factores como la capacidad de los equipos, la topología de la red y los posibles escenarios de falla.