Una milésima de segundo basta para dejar sin tensión un transformador de 1000 kVA y parar, en seco, todo lo que cuelga de esa subestación. Pero lo peor no es el silencio; lo peor es abrir la celda, ver que la protección 51N del lado de Alta Tensión ha disparado y no entender por qué un fallo en el lado de baja ha disparado la acometida de 25kV.
En este post no vamos a dar una clase teórica sobre selectividad de protecciones. Vamos a analizar las consecuencias reales de una mala coordinación entre niveles de tensión y por qué un simple motor de 200 CV puede ser el ‘Caballo de Troya’ que tumbe toda tu infraestructura de 25 kV.
Imagina un motor de 132kW, 3.000 r.p.m. y una altura de eje de 315mm. Es una máquina veterana, con bastantes años de servicio a sus espaldas, funcionando de forma constante al 80% de su carga nominal. Su compañero de trabajo es un transformador de 1.000 kVA alimentado a 25 kV, el cual acaba de ser revisado a fondo por el equipo de preventivo; ya dispone de su particular ‘ITV’ para tres años más. En cambio, el motor, debido a diferentes problemas en la instalación, lleva ya demasiado tiempo sin pasar por el taller.
Este binomio trabaja las 24 horas bombeando producto, manteniendo el proceso a pleno rendimiento y generando los beneficios esperados por la dirección. Todo el sistema de protecciones opera sin descanso para garantizar la seguridad, tanto de los equipos como de las personas.
A las 12:00 de la mañana, se produce un silencio súbito en toda la planta. Nadie es capaz de entender qué ha pasado en ese primer instante. Fue un pequeño ensayo, a escala, de lo que ocurrió el 28 de abril de 2025 en España.
Contenido
El disparo del relé diferencial: Cuando la baja tensión ignora la jerarquía
Momentos antes de que el interruptor de 25kV saltara, el aislamiento del motor de 132 kW cedió. En ese preciso instante, la física de la instalación cambió: una parte de la corriente que el motor consumía dejó de retornar por los conductores de fase. En su lugar, esa intensidad buscó un camino alternativo a través de la carcasa y la red de puesta a tierra para regresar al transformador.
La encargada de detectar esta anomalía es la protección diferencial del motor. Para «ver» esta fuga, el sistema utiliza transformadores toroidales que abrazan los cables de alimentación. Su principio de funcionamiento es matemático: realizan la suma vectorial de las tres corrientes. En condiciones normales, lo que sale por las fases vuelve por las fases, y la suma es «cero».
Sin embargo, cuando se produce la falta, la balanza se rompe. El relé diferencial monitoriza esa diferencia y, si la corriente de fuga supera el umbral de intensidad y tiempo ajustado, debe dar la orden de apertura al interruptor del motor. Es la primera línea de defensa, diseñada para que un problema en un rodamiento o un devanado sea una avería local y no un desastre sistémico.
¿Qué falló en la cadena de mando?
Sobre el papel y con los esquemas en la mano no se entendía que un disparo por un 51N en un transformador no hubiese faltas de aislamiento en barras generales o acometidas y que lo único que se encontrase fuese que el conjunto cable-motor desde la subestación al «meggar» contra tierra nos diera «0». Además el diferencial del motor no mostraba ninguna falta.
En estas situaciones la clave es ir anotando de forma científica todos las pruebas realizadas, con sus valores y además contrastar que la instalación se ajusta al diseño de ingeniería. Y después de un análisis exhaustivo nos encontramos con,
1.- El relé de protección diferencial del propio motor tenía un tiempo de actuación ajustado para evitar disparos intempestivos durante el arranque (donde las corrientes pueden ser erráticas).
2.- La protección 51N del relé multifunción en 25kV (aunque ponga 25kV realmente está mirando el centro de la estrella en baja) estaba configurado con una sensibilidad «nerviosa» y una curva de tiempo demasiado agresiva.
La trampa de la corriente homopolar
Al producirse la falta de corriente tanto el toroidal del motor cómo el del transformador ven la falta, pero por un error en los ajustes de los parámetros de los relés, el de 25kV toma la decisión mucho antes de que la protección diferencial del motor decida actuar. Cuándo la protección 51N toma la decisión ya poco importa lo que haga el relé diferencial del motor, está todo parado.
¿Qué es la protección 51N y por qué "vió" una falta homopolar en el motor?
Para entender por qué saltó la cabecera, primero debemos ponerle nombre al «chivato»: la protección 51N. Según el código ANSI, la 51N es una protección de neutro. A diferencia de las protecciones de fase convencionales, esta no vigila cuánta corriente consume el motor, sino cuánta corriente no vuelve por donde debería.
El concepto de la corriente homopolar
En un sistema trifásico equilibrado, la suma de las corrientes de las tres fases es cero. Sin embargo, cuando el aislamiento del motor de 132 kW falló, se creó un camino de fuga hacia tierra. Esa corriente de defecto que «escapa» es lo que llamamos corriente homopolar.
Aquí está la clave del desastre:
La falta ocurrió en el motor (Baja Tensión).
La corriente de fuga viajó por la red de tierras hasta el centro de estrella del transformador.
El relé de 25 kV, mediante un transformador de corriente (TI) situado en el puente de unión entre el neutro del trafo y la tierra, detectó esa intensidad de retorno.
Cómo el diferencial del motor no despejó la falta, tampoco había otra protección diferencial que la viese, el relé 51N abrió el interruptor de 25kV ya que no había más opción
¿Por qué la 51N es tan «sensible»?
La 51N está diseñada para detectar fallos a tierra en el caso de que el resto de protecciones fallen o no esten. Mientras que un motor de 132 kW puede consumir cientos de amperios en el arranque sin que pase nada, una fuga de apenas unos pocos amperios hacia el neutro es señal de un peligro.
En nuestro caso, la protección 51N «vió» la falta homopolar del motor con una nitidez absoluta. El problema no fue que la viera, sino que no tuvo la «paciencia» necesaria para dejar que el diferencial del motor hiciera su trabajo. Al estar configurada con una curva de tiempo demasiado agresiva, interpretó que el transformador de 1.000 kVA estaba en riesgo y ejecutó el disparo de la subestación de forma instantánea.
Conclusión: ¿Cómo evitar que tu planta se quede a oscuras?
Después de un incidente así, la tentación es pensar que necesitamos equipos más caros o sensores más complejos. Pero la realidad es mucho más sencilla: la clave está en la coordinación.
Tener los mejores relés de protección del mercado y no realizar un estudio de selectividad es como tener un Ferrari y conducirlo siempre en primera. El hardware está ahí, pero el «cerebro» del sistema no está aprovechado.
Tres lecciones para llevarse a la oficina:
Revisa los ajustes, no solo los cables: Un mantenimiento preventivo que solo limpia bornes y mide aislamientos está cojo. Es vital revisar que los tiempos de disparo de tus relés tengan sentido entre sí. La protección más cercana al fallo debe ser siempre la más rápida.
El peligro de los «ajustes por defecto»: Muchos equipos se instalan con los parámetros que traen de fábrica o con ajustes «heredados» de hace 20 años. Las plantas cambian, los motores se sustituyen y las cargas crecen; tus protecciones deben evolucionar con ellas. Muchos profesionales no tienen claro el concepto de selectividad.
La coordinación es el mejor seguro: Un estudio de selectividad no es un gasto burocrático. Es lo que garantiza que, si un motor de 132 kW tiene un problema un martes a las 12 de la mañana, solo se pare ese motor y no toda la subestación.
¿Cuándo fue la última vez que revisaste tus curvas?
Si gestionas una planta y no tienes claro si tu cabecera de 25 kV «pisaría» a tus diferenciales de baja tensión ante una falta, tienes un riesgo latente.
No esperes a que el silencio te indique el camino. Realizar una auditoría de protecciones es la diferencia entre una avería de 20 minutos y una parada de producción de un día entero.
¿Tienes dudas sobre la coordinación de tus protecciones? Hablemos.
Cómo evitar el "cero" en planta: Guía de ajuste de protecciones 50/51
Instalar un guardamotor para proteger una bomba de agua es la mejor opción. Por dos motivos principalmente, el primero es que los guardamotores nos permiten ajustar la intensidad exacta de nuestro equipo y en segundo lugar sus curvas están perfectamente diseñadas para proteger motores eléctricos. Es un traje a medida para proteger motores eléctricos. Además los podemos llegar a utilizar cómo mecanismo de arranque/paro cosa que es muy útil si nos nos queremos complicar la vida con contactores y botoneras.
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