Prueba del relé de balance de voltaje (dispositivo 60): detección de pérdida de potencial

Qué es

La función 60 es el relé de balance de voltaje y es sobre todo un elemento de supervisión. Compara dos juegos de voltaje, típicamente dos secundarios de transformadores de potencial de la misma barra, o un transformador y una segunda referencia, y opera cuando dejan de coincidir. Un fusible de potencial fundido, un secundario abierto, un interruptor miniatura disparado o un transformador de potencial averiado hacen que un juego colapse o se desbalancee mientras el sistema primario está sano. El relé detecta ese desacuerdo y actúa como detector de pérdida de potencial. Su salida suele bloquear las funciones de protección que dependen del voltaje, como las de distancia, de bajo voltaje, direccionales y de sincronización, o emite una alarma o transfiere el control a una fuente de reserva. El mismo número de función cubre también esquemas de balance de corriente en algunas aplicaciones. La prueba confirma el punto de operación, el retardo y la salida de cada función supervisada.

Por qué se realiza

Los relés que dependen del voltaje interpretan una pérdida de potencial como una falla: un relé de bajo voltaje ve un colapso, un relé de distancia ve un cortocircuito aparente y un elemento direccional puede perder su referencia. Sin supervisión, un fusible fundido puede disparar un interruptor, transferir una barra de motores o desconectar una carga sin motivo real. El error opuesto es igual de grave, porque un relé de supervisión que no puede operar deja pasar inadvertida una pérdida de potencial hasta que llega una falla y la protección se comporta mal. El elemento normalmente permanece callado durante años, por lo que uno inoperante no es evidente. La prueba demuestra que la comparación realmente responde a un desbalance y que los contactos de bloqueo actúan sobre los circuitos que se cablearon para supervisar.

El principio

El relé forma la diferencia entre los dos juegos de voltaje, fase por fase o como una magnitud combinada. Cuando ambos están sanos e iguales, la diferencia es casi nula y el elemento queda retenido. Cuando un juego cae o se desbalancea, la diferencia crece y el elemento opera al superar un umbral. En un relé de balance electromecánico, los dos voltajes producen pares opuestos sobre una viga de balance o un disco, y el contacto cierra cuando un lado domina al otro. En los relés digitales, los dos juegos se miden por separado y se comparan en el programa, con frecuencia con la capacidad de exigir que el voltaje del lado sano esté presente mientras el otro no lo está, para no confundir una verdadera interrupción de la barra con un fusible fundido. Un retardo corto impide la operación durante maniobras o transitorios de falla.

Cómo se realiza

El relé se aísla de ambos secundarios de transformadores de potencial para que nada alimente en sentido inverso un sistema vivo, y sus salidas se bloquean o se abren las cuchillas para que las acciones de bloqueo y de transferencia no se ejecuten sobre equipos en servicio. Un equipo de prueba de relés suministra voltaje balanceado a ambas entradas, con magnitudes iguales y la secuencia de fases correcta, y se confirma que el relé permanece en reposo. Después se reduce una entrada, o se retira una fase de ella, por pasos, para hallar el punto en que el elemento opera, y se devuelve el voltaje a su valor normal para hallar la reposición. El retardo se mide pasando bruscamente de balanceado a desbalanceado y cronometrando el cierre del contacto. La prueba se repite en cada fase de cada entrada y con cada sentido del desacuerdo, porque los dos lados de la comparación pueden comportarse de forma distinta. Luego se comprueban los contactos de salida y los circuitos de bloqueo, de alarma o de transferencia, se restituyen las cuchillas y los ajustes se dejan como se hallaron.

Qué se registra

El registro indica el tipo de relé y sus ajustes, el voltaje aplicado a cada entrada, el desbalance con que operó el elemento en cada fase y entrada, el punto de reposición, el retardo medido y la respuesta de cada salida. Se anotan la conexión de prueba y la secuencia de fases, el instrumento y su estado de calibración, qué cuchillas o bloqueos se aplicaron y restituyeron, y los ajustes tal como se hallaron y como se dejaron.

Cómo se juzgan los resultados

El punto de operación se compara con el ajuste del estudio de protección, admitiendo la tolerancia publicada para el relé, y las dos entradas se comparan entre sí, porque la comparación debe responder por igual en ambos lados. Las diferencias entre fases dentro de una misma entrada apuntan a un elemento defectuoso o a un error de conexión. El retardo se juzga frente al valor ajustado y la reposición frente a los datos del fabricante, y los resultados se comparan con pruebas anteriores del mismo relé. ANSI/NETA ATS-2025 y ANSI/NETA MTS-2023 incluyen el relé de balance de voltaje entre las pruebas de relés de protección. Para las tolerancias y los valores, consulte su propia copia con licencia de esas normas y el manual de instrucciones del relé.