MÁXIMA TENSIÓN (SOBREVOLTAJE) – 59

La función de protección 59 es una protección de sobrevoltaje, diseñada para detectar condiciones de voltaje anormalmente alto en un sistema eléctrico. Esta función es crucial para proteger los equipos eléctricos de daños que pueden resultar de operar a voltajes por encima de su rango nominal, lo que puede causar sobrecalentamiento, aislamiento deteriorado y reducción en la vida útil de los componentes.

Definición de la función de protección 59 (Sobrevoltaje)

La función de protección 59 se activa cuando el voltaje en el sistema supera un umbral preestablecido y permanece en esa condición durante un tiempo determinado. Esta función puede configurarse con un retardo de tiempo para permitir una mayor selectividad en la protección y para evitar desconexiones debidas a picos de voltaje transitorios.

• "59" indica la detección de sobrevoltaje.

• Puede configurarse como instantánea o temporizada, según las necesidades de protección del sistema y los niveles de sensibilidad requeridos.

Objetivo de la función de protección 59

La función 59 se emplea principalmente para:

• Proteger equipos eléctricos contra condiciones de sobrevoltaje que podrían deteriorarlos o reducir su vida útil.

• Detectar incrementos de voltaje significativos que podrían indicar problemas en el sistema de generación, transmisión o distribución, tales como fallas en el regulador de voltaje o desconexión de grandes cargas inductivas.

• Evitar la desconexión por picos momentáneos, mediante el uso de retardos de tiempo ajustables, de modo que solo se actúe en condiciones de sobrevoltaje sostenido.

Principio de Funcionamiento

La función 59 se basa en la medición del voltaje de fase o de línea del sistema eléctrico. Cuando el voltaje excede el umbral ajustado, el relé de sobrevoltaje se activa y, si la condición persiste durante el tiempo de retardo configurado, el sistema actúa para desconectar el equipo afectado o tomar las medidas necesarias para reducir el voltaje.

La función de sobrevoltaje suele aplicarse en sistemas de media y alta tensión, especialmente en redes de distribución y generación, para proteger transformadores, generadores, motores y otros equipos sensibles al voltaje.

Configuración y Cálculo de la Función 59

Para configurar la función de protección 59 correctamente, se deben definir dos parámetros principales: el umbral de voltaje de actuación y el retardo de tiempo de actuación.

1.- Umbral de voltaje de actuación:

1. • El umbral de sobrevoltaje se establece generalmente en un porcentaje superior a la tensión nominal del sistema, de modo que esta protección solo actúe en caso de un aumento significativo y prolongado en el voltaje.

   • Típicamente, el ajuste de voltaje para sobrevoltaje es entre 105% y 120% de la tensión nominal.

Por ejemplo, si el sistema opera con una tensión nominal de 400 V, un ajuste del 110% significaría un umbral de sobrevoltaje de: 

1. • Esto significa que el relé de sobrevoltaje se activará si la tensión en el sistema supera los 440 V.

2.- Tiempo de retardo:

1. • Para evitar disparos no deseados por picos momentáneos, la función de protección 59 puede configurarse con un retardo de tiempo. Este tiempo de retardo permite que el relé solo actúe si el sobrevoltaje persiste durante el período ajustado.

   • El tiempo de retardo típico para la protección 59 suele estar entre 0.1 y 5 segundos, aunque este valor puede variar según las características y requisitos del sistema.

   • Por ejemplo, con un retardo de 2 segundos, el relé solo actuará si el voltaje permanece por encima del umbral ajustado durante al menos 2 segundos.

3.- Pruebas y coordinación:

1. • La función de protección 59 debe coordinarse con otras protecciones de voltaje y sobreintensidad, como la protección de subvoltaje (27), para asegurar que los niveles de sensibilidad y tiempos de actuación sean apropiados.

   • Durante las pruebas, se inyecta un voltaje superior al umbral ajustado y se verifica que el tiempo de actuación coincida con el retardo configurado.

Ejemplo de Configuración de la Función 59

Consideremos un sistema con tensión nominal de 400 V en el cual queremos proteger los equipos contra sobrevoltajes prolongados. Supongamos los siguientes ajustes:

1.- Umbral de sobrevoltaje: Se establece en el 110% de la tensión nominal:

2.- Retardo de tiempo: Para evitar disparos no deseados por picos transitorios, se configura un retardo de 1 segundo.

Con esta configuración, la protección 59 actuará solo si el voltaje en el sistema supera los 440 V y permanece en esa condición durante más de 1 segundo.

Ventajas y Limitaciones de la función de protección 59

Ventajas:

• Protección eficaz contra sobrevoltaje: La función 59 ayuda a prevenir daños en equipos eléctricos al detectar aumentos de voltaje peligrosos.

• Flexibilidad en el retardo de tiempo: Permite la configuración de retardos para evitar disparos por picos transitorios.

• Coordinación con otras protecciones: Puede configurarse de manera que actúe en conjunto con otras protecciones, como las de sobreintensidad y subvoltaje.

Limitaciones:

• No detecta condiciones de baja tensión: Esta función solo protege contra sobrevoltaje, por lo que debe complementarse con la función 27 para una protección integral.

• Riesgo de ajuste incorrecto: Si el umbral o el tiempo de retardo se configuran de manera inadecuada, el relé puede no actuar cuando se necesite, o actuar de forma innecesaria en condiciones normales.

Diferencias entre la Función 59 y otras Protecciones de Voltaje

• Función 59 (Sobrevoltaje): Actúa cuando el voltaje en el sistema supera el umbral ajustado, proporcionando protección contra condiciones de voltaje alto.

• Función 27 (Subvoltaje): Actúa en condiciones de voltaje bajo, proporcionando protección contra caídas de tensión por debajo del rango nominal.

Ambas protecciones son necesarias para garantizar que el sistema eléctrico opere dentro de rangos de voltaje seguros y estables, protegiendo los equipos de daños por fluctuaciones de voltaje extremas en ambas direcciones.