Protección de Líneas Eléctricas: Métodos y Dispositivos
Para proteger las líneas eléctricas contra sobrecargas y cortocircuitos, se emplean diversos métodos y dispositivos que garantizan la seguridad del sistema eléctrico y minimizan interrupciones. A continuación, se detallan los principales métodos utilizados:
1. Protección contra Sobrecargas
Las sobrecargas ocurren cuando la corriente que circula por la línea excede el valor nominal por un tiempo prolongado, lo que puede provocar sobrecalentamiento y daños en los conductores y equipos. Para prevenirlo, se utilizan los siguientes dispositivos:
- Relés de sobrecorriente (50/51): Detectan sobrecargas y activan la desconexión del circuito cuando la corriente supera el umbral predefinido. Pueden ser de tiempo inverso o instantáneo según la necesidad de protección.
- Interruptores automáticos: Desconectan automáticamente el circuito ante una sobrecarga prolongada, evitando daños en la infraestructura eléctrica.
- Fusibles de protección: Se funden al sobrepasar un determinado nivel de corriente, interrumpiendo la alimentación y protegiendo la instalación.
2. Protección contra Cortocircuitos
Los cortocircuitos son fallas eléctricas severas que provocan un incremento súbito de corriente. Para mitigarlos, se emplean los siguientes métodos:
- Relés de sobrecorriente instantáneos (50N/51N): Detectan corrientes anormales y ordenan la desconexión inmediata para evitar daños mayores.
- Relés de distancia (21/21N): Se utilizan en líneas de transmisión y funcionan midiendo la impedancia de la línea. Si la impedancia cae por debajo de un umbral debido a un cortocircuito, el relé activa la desconexión.
- Protección diferencial de línea (87L): Detecta diferencias en la corriente de entrada y salida de una línea, indicando la presencia de una falla interna.
- Esquemas de teleprotección: Mejoran la coordinación entre subestaciones y reducen tiempos de desconexión en caso de fallas.
3. Coordinación de Protecciones
Para evitar la desconexión innecesaria de grandes secciones del sistema, se implementa una adecuada coordinación de protecciones:
- Esquemas de respaldo: Configurados para operar solo si las protecciones primarias fallan.
- Recierre automático (79): Reactiva automáticamente una línea tras una falla momentánea, mejorando la continuidad del servicio.
4. Protección contra Sobretensiones
Además de sobrecargas y cortocircuitos, las líneas eléctricas deben estar protegidas contra sobretensiones transitorias o temporales, que pueden ser causadas por descargas atmosféricas o maniobras de conmutación. Para ello, se utilizan:
- Pararrayos: Absorben sobretensiones inducidas por rayos y las desvían a tierra.
- Descargadores de sobretensión: Protegen los equipos sensibles contra picos de voltaje inesperados.
Conclusión
El diseño de un sistema de protección debe considerar una combinación de estos métodos para garantizar una protección eficaz contra sobrecargas y cortocircuitos, reduciendo el riesgo de daños y mejorando la confiabilidad del sistema eléctrico.
