Coordinación de Protecciones Eléctricas: cómo un relé puede disparar dos veces por la misma falla (y cómo evitarlo)
¿Por qué un relé puede disparar dos veces por la misma falla, aunque su coordinación "en el papel" se vea bien? Es una de las preguntas que más nos hacen los clientes, y la respuesta casi siempre está en un detalle que un estudio de selectividad mal verificado deja pasar. En este artículo —y en el video que lo acompaña— auditamos y corregimos un caso real usando RTC2 (Relay Tripping Curves PRO2), aplicando los criterios de la norma IEEE Std 242 (el "Buff Book"). No es solo la historia de un caso: es también una guía práctica de cómo verificar la coordinación de cualquier cadena de protección.
El caso real
Un cliente reportó que su Relé 52 (13.2 kV) se disparó dos veces por una única falla trifásica ocurrida aguas abajo, en el Bus 1A (480 V). En el papel, la cadena de protección —CB1A, CB1 y Relé 52— tenía sus curvas graficadas y sus intervalos de coordinación (ΔT) parecían razonables. Sin embargo, en el evento real, dos elementos dispararon casi simultáneamente para la misma falla, algo que un estudio de selectividad bien hecho nunca debería permitir.
¿Qué es el criterio ImaxF y por qué es la base de todo?
Antes de graficar cualquier curva, hay que definir contra qué corriente se va a verificar la coordinación entre dos equipos consecutivos. Esa corriente de referencia es el Imax de falla (ImaxF), y la norma IEEE Std 242 define tres formas distintas de calcularla, según qué par de equipos se esté coordinando:
Interruptor–Interruptor (CB–CB): ImaxF = mínimo entre el pickup de la primera banda no-inversa del CB aguas abajo, y la corriente de cortocircuito máxima en ese nodo.
Interruptor–Relé, vía transformador (CB–Relé): ImaxF = mínimo entre el pickup instantáneo (o de tiempo corto) del CB, referido al lado de alta tensión, y la corriente de cortocircuito máxima en el bus de baja tensión, también referida.
Relé–Relé: ImaxF = mínimo entre el pickup instantáneo del relé aguas abajo, y la corriente de cortocircuito máxima en ese nodo.
En los tres casos, la lógica es la misma: se toma el valor más bajo entre dos candidatos, porque ese es el punto hasta donde realmente se necesita garantizar la selectividad entre ambos equipos. Verificar esto mal —o directamente omitirlo— es la causa más común de que una coordinación "se vea bien" en la gráfica pero falle en la realidad.
El diagnóstico: dos causas, no una
Al revisar el caso a fondo con RTC2, encontramos que el problema no tenía una sola causa, sino dos, actuando al mismo tiempo:
El ajuste instantáneo (ANSI 50) original del Relé 52 estaba fijado en 674 A — un valor demasiado cercano a la corriente de falla reflejada al lado de 13.2 kV (~625 A). Ese margen tan estrecho hacía que el relé pudiera disparar en su banda instantánea para una falla que, en realidad, debía dejarse coordinar por CB1 primero.
El disparo instantáneo del CB1 (su ajuste I3) era fijo, no ajustable, y estaba calibrado por debajo de la corriente de falla real en el Bus 1A, que era de 17,179 A. Es decir, CB1 estaba disparando instantáneamente para una corriente muy inferior a la que realmente debía soportar antes de actuar.
Ambos problemas, combinados, hacían que CB1A, CB1 y el Relé 52 dispararan casi al mismo tiempo para la misma falla — exactamente lo que reportó el cliente.
La corrección
Con el diagnóstico claro, la corrección consistió en recalcular y reajustar el instantáneo del Relé 52 para que quedara fuera de la zona de disparo indebido, y verificar que el intervalo de coordinación (ΔT) entre cada par de equipos de la cadena quedara dentro del rango óptimo de 0.2 a 0.4 segundos — ni tan corto que arriesgue una operación simultánea, ni tan largo que exponga el equipo aguas arriba a un esfuerzo térmico innecesario. Todo esto se verifica en RTC2 de forma interactiva, sin salir del programa: se grafican las curvas, se usa el cursor de barrido para leer tiempos directamente sobre el plano, y se genera el reporte de selectividad final.
La lección general
Este caso ilustra algo que se aplica a cualquier instalación: una coordinación de protecciones no está completa por tener las curvas graficadas y los ΔT calculados una sola vez. Hay que verificar los ajustes instantáneos con el mismo rigor que las curvas de tiempo inverso, y referir correctamente las corrientes cuando hay un transformador de por medio — porque un solo elemento mal calibrado puede anular toda la coordinación, sin importar qué tan bien esté ajustado el resto de la cadena.
Video completo del caso en YouTube:
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