Ingeniería
PROTECCIONES EN UN SISTEMA ELECTRICO
INTRODUCCION Y DEFINICIONES
Que es un relevador ; más específicamente, ¿qué es un relevador de protección?. El instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos (IEEE) define al relevador como "un mecanismo eléctrico que esta diseñado para interpretar condiciones especificas, se encuentra para responder a la operación de cierre a causa de un cambio abrupto o hechos similares asociados con circuitos eléctricos de control". La siguiente nota ampliara la información : "Las entradas son usualmente eléctricas, pero pueden ser mecánicas, térmicas, u otras cantidades. Los interruptores de limite, y mecanismos simples similares no son relevadores ".
La IEEE define un relevador de protección como : "Aquel cuya función es detectar defectos de líneas o aparatos u otras condiciones del sistema de potencia de naturaleza anormal o peligrosa y que inicia una apropiada acción del circuito de control".
Los fusibles son elementos utilizados también en la protección. La IEEE define un fusible como : "Un dispositivo de protección de sobre - corriente con un elemento térmico que al ser calentado severamente por el paso de la sobre - corriente a través de el abrirá el circuito". Así los relevadores de protección y sus sistemas asociados (a menudo se abrevia simplemente como relevadores o sistemas del relevador), que son unidades compactas de componentes discretos, y / o sistemas digitales.
Conectadas a través de un sistema de potencia con el propósito de sensar las corrientes de fallas. Los relevadores son utilizados en todas las partes importantes de los sistemas eléctricos de potencia, acompañados por lo regular con fusibles para la detección de las condiciones intolerables.
El objetivo principal y primordial de todos los sistemas de potencia es el mantener en un alto nivel la continuidad del servicio, y que cuando ocurran condiciones intolerables, reducir el número de cortes de energía eléctrica. Las pérdidas de potencia, y sobre - voltajes ocurren de cualquier manera, porque es imposible y también poco práctico, poder evitar las consecuencias de eventos naturales y accidentes físicos; como son fallas del equipo, o mala operación debido a errores humanos. Muchas de estas fallas resultan de: descuidos, conexiones accidentales o "descargas" entre conductores de fase o de un conductor de fase a tierra.
Las causas naturales que pueden provocar cortos circuitos (fallas) son descargas atmosféricas (voltaje inducido o descarga directa en el conductor), viento, hielo, terremotos, fuego, explosiones, árboles caídos sobre las líneas, objetos voladores, contactos físico de animales y contaminación. Los accidentes incluyen las fallas resultantes de choques de vehículos con los postes o equipo vivo, así como el sabotaje por parte de las personas a las instalaciones y equipos del sistema eléctrico de potencia. Se hace un esfuerzo considerable para reducir los posibles daños, pero la eliminación de todos estos problemas semejantes aún no es posible.
Un ejemplo dramático de la necesidad e importancia de la protección de los sistemas de potencia es una espectacular descarga atmosférica (rayo), ocurrió en una ciudad durante una tormenta del mes de julio en una región donde hay gran incidencia de descarga por rayo. Las gráficas isoceraunicas de esta área del Pacífico Noroeste nos muestran la posibilidad de días con tormenta mediante una contabilidad de los rayos que caen a tierra, el nivel ceraunico es de 5 rayos por año. Mientras que unos 12,000 hogares pierden energía eléctrica durante ésta tormenta, los usuarios locales no experimentaran mayores daños ni cortes prolongados de energía. Afortunadamente la protección contra descargas atmosféricas y algunos relevadores operan para minimizar los problemas.
La mayoría de fallas en un sistema eléctrico de distribución con red de líneas aéreas son fallas de fase a tierra, producto de las descargas atmosféricas, que inducen un alto voltaje transitorio y dañan o flamean el aislamiento. En los sistemas aéreos de distribución, el contacto de árboles con líneas originado por viento es otra fuente de fallas. El hielo, nieve y viento durante tormentas severas pueden originar muchas fallas y daños, al equipo. En algunos casos la descarga originada por eventos de esta naturaleza, no causan daño permanente si el circuito es interrumpido rápidamente. Esta interrupción rápida es una práctica común. Pero en muchos casos se produce una sobre - tensión en la tensión nominal del sistema causada por este corte momentáneo de energía. El tiempo promedio del corte de energía esta en el orden del ½ a 1 ó 2 minutos que es un buen tiempo en comparación con muchos minutos y horas que puede estar fuera el sistema. Las fallas originadas en el sistema no siempre suministra cambios significativos de las cantidades eléctricas del sistema que pueden ser usadas para distinguir las condiciones tolerables de las no tolerables por el sistema. Estos cambios cuantitativos, incluyen sobre - corriente, sobre o bajo voltaje, potencia, factor de potencia, dirección de la corriente, impedancia, frecuencia, temperatura, movimientos físicos y presión. También la acumulación de contaminación en el aislamiento es una fuente de falla muy común que es impredecible y que generalmente significa un incremento en la corriente, por lo que la protección de sobre - corriente es muy aplicada.
La protección es la ciencia, técnica o arte de aplicar y seleccionar relevadores y / o fusibles para proporcionar la máxima sensibilidad para la detección de las fallas o condiciones indeseables, y no obstante, evitar su operación en todas las condiciones permisibles o tolerables.
Es importante reconocer que la decisión del "time window" en el sistema protegido es muy estrecha y cuando ocurre una falla, deberá verificarse la operación correcta de LA COORDINACACION DE PROTECCIONES de los relevadores y los demás medios de protección en un Sistema Eléctrico de Potencia para comprobar su comportamiento o en su defecto corregir el ajuste tiempo - corriente.
Es vital que la decisión correcta sea hecha por el mecanismo de protección, sí la perturbación es intolerable y de esta manera demande una acción rápida, o si es una perturbación tolerable o situación transitoria que el sistema pueda absorber toman la decisión para que el dispositivo de protección opere si es necesario para aislar el área de perturbación rápidamente como sea posible y con un mínimo de disturbios en el sistema, este tiempo de perturbación es asociado a menudo de señales extrañas e la fuente, los cuales no beben "engañar" al dispositivo de protección que para que origine una incorrecta operación. Ambas, la operación por falla y la operación incorrecta pueden originar al sistema un problema mayor involucrando un aumento del daño al equipo, aumento en el riesgo para el personal, y una posible interrupción del servicio más larga. Estos requerimientos rigurosos hacen que los ingenieros de protección sean conservadores.
Por lo que un ingeniero de protección experimentado a menudo desea continuar usando equipos de protección que tengan un largo historial y confiabilidad.
Sin embargo pueden ocurrir problemas con el equipo de protección; ya que esté no es perfecto. Para minimizar los problemas potenciales y catastróficos que pueden resultar en el sistema de potencia en una falla en la protección, la práctica es el usar relevadores o sistemas de protección por relevadores operando en paralelo. Esto puede ser instalado en el mismo sitio, (protección primaria), en la misma estación (protección local) , y / o en varias estaciones remotas (protección remota ). Los tres sistemas de protección se pueden aplicar juntos en sistemas de muy alto voltaje este concepto es más rígido porque deben separarse las señales de corriente de la protección, ó sea que la medición sea separada y se logra por medio de arrollamientos independientes del T.C. Todos los dispositivos de protección deben coordinarse apropiadamente de tal forma que los relevadores primarios asignados para operar a la primera señal de disturbio en su zona de protección asignada operen primero. Si ellos fallarán, varios sistemas de respaldo deberán de ser capaces de conseguir la liberación del disturbio.
ESQUEMAS DE PROTECCIÓN CON RELEVADORES.
Los diseños y presentaciones específicas varían mucho con los requerimientos de aplicación, las diferencias de construcción, y el tiempo de operación del diseño en particular. Originalmente, todos los relevadores de protección fueron del tipo electromagnético, y electromecánico que siguen estando en gran uso, pero los diseños de estado sólido están proliferando.
Los relevadores de estado sólido son usados en sistemas de protección de bajo voltaje donde el relevador y el circuito del interruptor automático son una unidad común. Aquí los relevadores electromecánicos fueron generalmente y relativamente inexactos, algunas veces insensibles, y difícilmente conservan las condiciones. Es en este caso donde los relevadores de estado sólido son hoy en día muy efectivos.
INTERRUPTORES DE POTENCIA
Los relevadores de protección haciendo una comparación sobre el "cerebro" para sensar disturbios, pero como mecanismo de baja energía no son capaces de interrumpir y aislar el área con problemas de el sistema de potencia. Los interruptores de potencia en sus distintos tipos son el "músculo" que puede aislar la falla. De esta manera los relevadores de protección y los interruptores de potencia son los equipos necesarios para el rápido aislamiento de un área con problemas ó equipos dañados. Un relevador de protección sin un interruptor no tiene valor, excepto posiblemente para alarma. Así también, un interruptor sin relevadores tiene mínimo valor, esté podrá ser usado solamente para energizar o desenergizar manualmente el equipo o los circuitos.
Reciba soporte las 24 horas del día, los 7 días de la semana. 
