MÍNIMA TENSIÓN (SUBVOLTAJE) – 27

La función de protección 27 es una protección de subvoltaje o baja tensión, diseñada para detectar condiciones de voltaje anormalmente bajo en un sistema eléctrico. Esta función es esencial para proteger equipos y sistemas eléctricos que pueden resultar afectados o dañados por operar con niveles de voltaje inadecuados.

Definición de la función de protección 27 (Subvoltaje)

La función 27 se activa cuando el voltaje cae por debajo de un umbral predeterminado y permanece en esa condición durante un período de tiempo especificado. Esta protección puede ser configurada para operar con o sin un retardo de tiempo, dependiendo de las características y requisitos del sistema.

• "27" se refiere a la detección de baja tensión.

• La actuación puede ser instantánea o temporizada, permitiendo una operación flexible para adaptarse a diversas condiciones de subvoltaje.

Objetivo de la función de protección 27

La función de protección 27 se utiliza para:

• Proteger equipos eléctricos sensibles al funcionamiento con baja tensión, como motores, transformadores y cargas críticas.

• Evitar daños por operación inadecuada que puede resultar de un voltaje inferior al nominal, lo cual puede generar sobrecalentamiento y fallas en los equipos.

• Detectar caídas de voltaje significativas que puedan indicar fallas en el sistema de generación, transmisión o distribución.

• Evitar desconexiones indeseadas al permitir una actuación temporizada, para que el sistema de protección no responda a caídas de voltaje momentáneas (por ejemplo, en arranques de motores).

Principio de Funcionamiento

La función 27 se activa cuando el voltaje en el sistema cae por debajo de un umbral de ajuste específico. Si el sistema de protección está configurado con un retardo de tiempo, el relé solo actuará si el voltaje permanece bajo por un tiempo definido, lo que ayuda a evitar disparos innecesarios debido a caídas momentáneas.

La función de subvoltaje suele configurarse en sistemas de media y baja tensión, así como en plantas de generación, para detectar condiciones de voltaje anormalmente bajo y desconectar el equipo o circuito afectado si se prolonga la condición de baja tensión.

Configuración y Cálculo de la Función 27

La configuración de la función de protección 27 implica el ajuste de dos parámetros principales: el umbral de voltaje y el retardo de tiempo.

1.- Umbral de voltaje de actuación:

1. • El umbral de voltaje se ajusta en función de la tensión nominal del sistema. Generalmente, este umbral se establece en un porcentaje de la tensión nominal, típicamente entre el 70% y 90% de la tensión nominal.

Por ejemplo, si el sistema opera con una tensión nominal de 400 V, un ajuste del 80% implicaría un umbral de subvoltaje de: 

1. • Esto significa que el relé de subvoltaje 27 se activará si la tensión cae por debajo de 320 V.

2.- Tiempo de retardo:

1. • Para evitar disparos innecesarios debido a caídas de voltaje momentáneas, la función 27 puede incluir un retardo de tiempo. El tiempo de retardo típico para la función de subvoltaje está entre 0.1 a 5 segundos, dependiendo de la estabilidad y sensibilidad requeridas.

   • Por ejemplo, si la configuración de tiempo de retardo es de 2 segundos, el relé solo actuará si la tensión permanece por debajo del umbral durante al menos 2 segundos.

3.- Pruebas de ajuste y coordinación:

1. • Para verificar la correcta operación de la función 27, se realizan pruebas de inyección de voltaje, donde se reduce la tensión aplicada al relé y se mide el tiempo de actuación.

   • Además, esta protección debe coordinarse con otras funciones de protección del sistema, como las protecciones de sobreintensidad (50, 51) y de sobrevoltaje (59), para asegurar que actúe de manera complementaria sin afectar la selectividad y confiabilidad del sistema.

Ejemplo de Configuración de la Función 27

Supongamos un sistema eléctrico con una tensión nominal de 400 V y en el que queremos proteger los equipos contra caídas de voltaje prolongadas. Definimos los siguientes ajustes:

1. Umbral de voltaje: Se establece en el 80% de la tensión nominal:

2.- Retardo de tiempo: Para evitar disparos por caídas de voltaje momentáneas, se configura un retardo de 2 segundos.

Con esta configuración, la protección 27 actuará solo si el voltaje en el sistema cae por debajo de 320 V y permanece en esa condición durante más de 2 segundos.

Ventajas y Limitaciones de la función de protección 27

Ventajas:

• Protección de equipos sensibles: Detecta caídas de voltaje que podrían dañar los equipos y sistemas sensibles.

• Actuación flexible: El retardo de tiempo permite evitar disparos indeseados debido a caídas de voltaje transitorias.

• Coordinación con otras protecciones: La función 27 puede ajustarse de manera que se coordine bien con otras protecciones del sistema.

Limitaciones:

• No es efectiva para subidas de voltaje: Esta función solo detecta caídas de voltaje, no sobrevoltajes, para los cuales se necesita la función 59.

• Riesgo de ajuste inadecuado: Un ajuste de umbral o tiempo incorrecto podría provocar disparos indeseados o no proteger correctamente en caso de voltajes bajos prolongados.

Diferencias entre la Función 27 y otras Protecciones de Voltaje

• Función 27 (Subvoltaje): Actúa ante condiciones de baja tensión y se configura para proteger contra voltajes inferiores al nominal.

• Función 59 (Sobrevoltaje): Actúa ante condiciones de sobrevoltaje (exceso de voltaje) en el sistema.

Ambas protecciones pueden configurarse en conjunto para asegurar que el sistema eléctrico esté protegido tanto contra caídas como contra incrementos de tensión, manteniendo los equipos en un rango seguro de operación.