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TECNOLOGÍA DE RELÉS, CLASIFICACIÓN DE LOS RELÉS, RELÉ DE

SOBRECORRIENTE 50/51 Y PROCEDIMIENTO DE COORDINACIÓN DEL
MISMO.

Erick Bone M. erickjb20@gmail.com, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas.

electromagnéticos o relevador. Fíjate en la siguiente imagen y

Resumen – El relé está compuesto de una bobina conectada a una vamos a explicar su funcionamiento.
corriente. Cuando la bobina se activa produce un campo
electromagnético que hace que el contacto del relé que está
normalmente abierto se cierre y permita el paso de la corriente
por un circuito para, por ejemplo, encender una lámpara o
arrancar un motor. Cuando dejamos de suministrar corriente a
la bobina, el campo electromagnético desaparece y el contacto del
relé se vuelve a abrir, dejando sin corriente el circuito eléctrico
que iba a esa lámpara o motor.

Índice de Términos –

I. INTROUCCION

Tradicionalmente los sistemas de distribución han sido

diseñados en forma radial lo que ocasiona que circulen flujos
de potencia en una sola dirección. Con la penetración de la
FIG.1 al meter corriente por la bobina los contactos abiertos se cierran y los
generación distribuida en los sistemas de distribución, los serrados se abren.
flujos de potencia circulan en ambos sentidos, lo que ocasiona
diversos impactos en las condiciones operativas del sistema.
Uno de estos aspectos está reflejado en el comportamiento Cuáles son las principales aplicaciones de los relés
inadecuado de las protecciones, básicamente desde el punto de Las aplicaciones más importantes son las siguientes:
vista de los relés de sobrecorriente
 Automatismos. El elemento que da la orden para
Un relé es un dispositivo electromecánico que nos permite la que funcionen los motores de una puerta
conmutación de una línea eléctrica de media o alta potencia a automática, las luces de un semáforo, un ascensor,
través de un circuito electrónico de baja potencia. La principal un secador de manos y multitud de otros sistemas
ventaja y el motivo por el que se usa bastante en electrónica es automáticos son los relés.
que la línea eléctrica está completamente aislada de la parte  Control de motores eléctricos industriales. Los relés
electrónica que controla el relé. Es decir, podemos construir se utilizan en las fábricas para encender, parar y
un circuito electrónico (un temporizador, una fotocélula, etc.) cambiar el sentido de giro y la velocidad de los
y, a través de un relé, controlar cualquier tipo de aparato motores eléctricos que mueven las máquinas usadas
conectado a la red eléctrica. en la fabricación de productos.

 Los primeros ordenadores funcionaban con relés.

II. DESARROLLO.
Los primeros ordenadores usaron relés como base
para realizar cálculos matemáticos. Más adelante
A. TECNOLOGÍA DE RELÉS fueron sustituidos por válvulas de vacío y más tarde
por transistores miniaturizados en un chip de
silicio.
RELES

Funcionamiento del Relé

Es un aparato eléctrico que funciona como un interruptor,
abrir y cerrar el paso de la corriente eléctrica, pero accionado
eléctricamente. El relé permite abrir o cerrar contactos El relé de la figura de abajo tiene 2 contactos, una abierto
mediante un electroimán, por eso también se llaman relés (NC) y otro cerrado (NO) (pueden tener más). Cuando
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metemos corriente por la bobina, esta crea un campo Hay diferentes tipos de relés, incluidos relés
magnético creando un electroimán que atrae los contactos electromagnéticos, relés de enclavamiento, relés electrónicos,
haciéndolos cambiar de posición, el que estaba abierto se relés sin enclavamiento, relés multidimensionales y relés
cierra y el que estaba normalmente cerrado se abre. El térmicos que se clasifican según la función, el tipo de
contacto que se mueve es el C y es el que hace que cambien de aplicación, la configuración o las características estructurales,
posición los otros dos. etc. Ahora observamos varios tipos de retransmisiones que se
usan más popularmente en muchas aplicaciones.
Como se ve habrá un circuito que activa la bobina, llamado de
control, y otro que será el circuito que activa los elementos de RELÉS DE ENCLAVAMIENTO
salida a través de los contactos, llamado circuito secundario o
de fuerza.
Un relé de enclavamiento es un relé que mantiene su
estado después de ser accionado, así es como este tipo de relés
Los relés Pueden tener 1 , 2, 3 o casi los que queramos también se denominan relés de impulso o mantienen relés o
contactos de salida y estos puede ser normalmente abiertos o permanecen en relés. En algunas aplicaciones, es necesario
normalmente cerrados (estado normal = estado sin corriente). limitar el consumo de energía y la disipación, para ese tipo de
aplicaciones es mejor un relé de enganche. Un relé de
enclavamiento consta de imanes internos de manera que
Los relés eléctricos son básicamente interruptores operados cuando la corriente se suministra a la bobina, este (imán
eléctricamente que vienen en muchas formas, tamaños y interno) mantiene la posición de contacto y, por lo tanto, no
potencias adecuadas para todo tipo de aplicaciones. Los relés necesita energía para mantener su posición. Por lo tanto,
también pueden ser relés de potencia, más grandes y utilizados incluso después de haber sido activado, la eliminación de la
para la tensión mayores o aplicaciones de conmutación de alta corriente de activación de la bobina no puede mover la
corriente. En este caso se llaman Contactores, en lugar de posición de contacto, pero permanece en su última posición.
relés. Por lo tanto, estos relevadores ahorran una energía
considerable.

Fig.2 imagen de relé.

Fig.4 RELÉS DE ENCLAVAMIENTO

REED RELAY

De forma similar a los relés electromecánicos, los

relés de láminas también producen el accionamiento mecánico
de los contactos físicos para abrir o cerrar un circuito. Sin
embargo, en comparación con los relés electromagnéticos,
estos contactos de relevador son mucho más pequeños y tienen
Fig.3 representación de cómo funciona. poca masa. Estos relés están diseñados por bobinas heridas
alrededor del interruptor de láminas. El interruptor de lengüeta
B. CLASIFICACIÓN DE LOS RELÉS del relé actúa como armadura y es un tubo de vidrio o cápsula
llena de un gas inerte dentro del cual dos lengüetas
superpuestas (o cuchillas ferromagnéticas) están
TIPOS DE RELÉS herméticamente selladas.
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Los extremos superpuestos de una caña consisten de contactos

para que los terminales de entrada y salida puedan conectarse
a ellos. Cuando se suministra potencia a las bobinas, se
produce un campo magnético. Estos campos hacen que las
lengüetas se junten, por lo tanto, sus contactos hacen una ruta
cerrada a través del relé. También durante el proceso de
desenergización de la bobina, las lengüetas se separan por la
fuerza de tracción del resorte que se le atribuye.

Fig.6 RETRANSMISIÓN POLARIZADA

RELÉS BUCHHOLZ
Fig.5 REED RELAY
Estos relés son relés accionados por gas o accionados.
Estos relés se utilizan para detectar fallas incipientes (o fallas
La velocidad de conmutación del relé de lengüeta es 10 veces
internas que son fallas menores inicialmente, pero en el curso
más rápida que un relé electromecánico debido al medio de
del tiempo éstas se convierten en fallas mayores). Estos son
accionamiento menos masivo, diferente y contactos más
los más ampliamente utilizados para la protección del
pequeños. Sin embargo, estos tienen arcos eléctricos debido a
transformador y se alojan en la cámara entre el tanque del
contactos más pequeños.
transformador y el conservador. Estos se utilizan solo para los
relés inmersos en aceite que se emplean principalmente para
Por lo tanto, después de la desmagnetización de la fuerza del sistemas de transmisión y distribución de energía.
muelle en espiral puede no ser suficiente para separarlos. Es
una condición indeseable del relé. Este problema se soluciona
colocando la impedancia en serie como una resistencia o
ferrita entre el relé y la capacidad del sistema.

RETRANSMISIÓN POLARIZADA

Como su nombre indica, estos relés son muy

sensibles a la dirección de la corriente por la cual se energiza.
Es un tipo de relé electromagnético de CC provisto de una
fuente adicional de campo magnético permanente para mover
la armadura del relé. En estos relés, el circuito magnético se
construye con imanes permanentes, electroimanes y una
Fig.7 RELÉS BUCHHOLZ
armadura.

Cuando se producen fallas incipientes (o fallas de revelado

En lugar de la fuerza del resorte, estos relés usan fuerzas lento) dentro del transformador, el nivel de aceite disminuye
magnéticas para atraer o repeler la armadura. En esto, la debido a la acumulación de gas. Esto hace que el flotador
armadura es un imán permanente, pivotado entre las caras hueco se incline y, por lo tanto, los contactos de mercurio
polares formadas por un electroimán. Cuando la corriente estén cerrados. Estos contactos de mercurio completan la ruta
fluye a través del electroimán, produce un flujo magnético. del circuito de alarma para que el operador sepa que hay una
Siempre que la fuerza ejercida por el electroimán excede la falla incipiente en el transformador.
fuerza ejercida por el imán permanente, la armadura cambia su
posición. De manera similar, cuando se interrumpe la
corriente, la fuerza electromagnética se reduce a menos que la RELÉS DE PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGAS
del imán permanente y, por lo tanto, la armadura vuelve a su
posición original.
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Relés de protección contra sobrecargas están especialmente

diseñados para proporcionar la protección de sobrecorriente de
motores y circuitos eléctricos. Estos relés de sobrecarga
pueden ser de diferentes tipos, como el tipo de tira bimetálica Los SSR se clasifican en diferentes tipos, sin embargo, los
fija, el calentador bimetálico o intercambiable electrónico, etc. tipos principales de estos relés incluyen SSR fotoacoplados y
Si los motores eléctricos están sobrecargados, entonces los SSR acoplados a transformador. En el SSR acoplado a
motores deben protegerse contra sobreintensidades. Para este transformador, se suministra una pequeña corriente continua al
fin, se utiliza un equipo de detección de sobrecarga, como un primario del transformador a través de un convertidor de CC a
relé accionado por calor. El relé operado por calor consiste en CA. Esta corriente se convierte luego en CA y se intensifica
una bobina que calienta la tira bimetálica o la olla de para operar el dispositivo de estado sólido (TRIAC en este
soldadura se funde y, por lo tanto, libera el resorte para operar caso) y el circuito de disparo. El grado de aislamiento entre la
los contactos auxiliares que están en serie con la bobina. La entrada y la salida depende del diseño del transformador.
bobina se desenergiza detectando el exceso de corriente en la
carga debido a la sobrecarga. La temperatura del bobinado del
motor se puede estimar utilizando el modelo térmico de la
armadura del motor, relé de protección de sobrecarga
electrónica midiendo la corriente del motor. Por lo tanto, el
motor se puede proteger con precisión mediante el relé de
protección de sobrecarga.

Fig.9

En el estuche de los SSR fotograbados, el dispositivo

semiconductor fotosensible se utiliza para realizar la operación
de conmutación. La señal de control se aplica al LED para que
el dispositivo fotosensible se convierta en modo de
conducción al detectar la luz emitida por el LED. El
aislamiento proporcionado por este tipo de SSR es
relativamente alto en comparación con el SSR acoplado a
transformador debido al principio de detección de fotografías.

Fig. 8

RELÉS DE ESTADO SÓLIDO (SSR)

Los relés de estado sólido usan componentes de

estado sólido como BJT, tiristores, IGBT, MOSFET y TRIAC
para realizar la operación de conmutación. La ganancia de
potencia de estos relés es mucho más alta que la de los relés
electromecánicos porque la energía de control requerida (para
alimentar el circuito de control) es mucho menor en
comparación con la potencia que se controlará (salida de
conmutación) mediante estos relés. Estos relés pueden Fig.10
diseñarse para funcionar con alimentación de CA y CC.
Los relés de estado sólido tienen velocidades de conmutación
Debido a la ausencia de contactos mecánicos, estos relés más rápidas en comparación con los relés electromecánicos.
tienen altas velocidades de conmutación. Un SSR consiste en Además, debido a que no tiene partes móviles, su esperanza de
un sensor que también es un dispositivo electrónico y este vida es más alta y tienden a producir menos ruido.
sensor responde a una señal de control para encender o apagar
la energía de la carga.
INVERSE DEFINITE RELÉS DE TIEMPO MÍNIMO
(RELÉS IDMT)
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Este tipo de relé proporciona una característica de corriente de diferencia de la corriente. Por lo tanto, el relé opera y abre el
tiempo definido en valores más altos de la corriente de falla y interruptor automático para disparar el circuito.
una característica de corriente de tiempo inversa en valores
más bajos de la corriente de falla. Estos son ampliamente
utilizados para la protección de las líneas de distribución y
ofrecen establecer los límites para las configuraciones actuales
y temporales. En este tipo de relé, el tiempo de operación del
relé es aproximadamente inversamente proporcional a la
corriente de falla cerca del valor de captación y se vuelve
constante ligeramente por encima del valor de captación del
relé. Esto se puede lograr utilizando el núcleo del imán que se
satura para la corriente ligeramente mayor que la corriente de
arranque.

Fiig.12

El principio de relés diferenciales en el que hay dos TI

conectados a cada lado del transformador de potencia, es
decir, un TI en el lado primario y el otro en el lado secundario
del transformador de potencia. El relé compara las corrientes
Fig.11 en ambos lados y si hay algún desequilibrio, entonces el relé
tiende a funcionar. Los relés diferenciales pueden ser relés
El valor de pickup el punto donde la cantidad de actuación o diferenciales de corriente, relés diferenciales de equilibrio de
corriente de falla inicia el relevador para operar se llama valor tensión y relés diferenciales parciales.
de captación. El relé se denomina IDMT debido a su
característica de que cuando la magnitud de actuación alcanza C. RELÉ DE SOBRECORRIENTE 50/51 Y
su valor de infinito, el tiempo no se acerca a cero. PROCEDIMIENTO DE COORDINACIÓN DEL
MISMO
RELÉS DIFERENCIALES
Relés de sobrecorriente
Los relés diferenciales funcionan cuando la diferencia
de fasor de dos o más cantidades eléctricas similares excede Los relés de protección son dispositivos empleados para
un valor predeterminado. Un relé diferencial de corriente detectar condiciones intolerables o no deseadas dentro de un
funciona cuando existe un resultado de comparación entre la área asignada y operan en conjunto con los interruptores.
magnitud y la diferencia de fase de las corrientes que entran y Estos relés se pueden clasificar de diferentes maneras, las
salen del sistema a proteger. cuales se presentan a continuación.

En condiciones normales de funcionamiento, las corrientes De acuerdo al sentido de detección de la corriente

que entran y salen son iguales en magnitud y fase por lo que el
relevador no funciona. Pero si ocurre una falla en el sistema,
estas corrientes ya no son iguales en magnitud y fase. Este tipo Teniendo en cuenta el sentido de detección de la corriente, los
de relé está conectado de manera tal que la diferencia entre la relés de sobrecorriente se pueden clasificar en dos tipos: no
corriente que ingresa y la corriente que sale fluye a través de direccionales y direccionales.
la bobina operativa del relé. Por lo tanto, la bobina del relé se
energiza en condiciones de falla debido a la cantidad de
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- No direccional: opera para sobrecorrientes que [10] Tecnología, Á. (2016). RELES. Recuperado de https://www.
areatecnologia. com/electricidad/rele. html.
circulan en ambos lados de su ubicación. Ejecuta su
función sin importar el sentido en que circula la
corriente. En la norma ANSI se designan por los
números 50 y 51. Normalmente son utilizados en
sistemas radiales.
- Direccional: solo opera para sobrecorrientes que BIOGRAFIA
circulan en su sentido de ajuste. Ejecuta su función
verificando que el sentido en que circula la corriente Erick Bone, nació en Guayas-
en su zona de protección corresponda al asignado. La Ecuador el 15 de abril de 1994 y
direccionalidad se logra mediante una señal adicional resido en Esmeraldas. Realizó sus
de referencia, la cual usualmente es el voltaje. En la estudios secundarios en el Instituto
Tecnológico Superior Industrial
norma ANSI se designan por el número 67.
“Luis Tello”. Estudia en la
Universidad Técnica de Esmeraldas
De acuerdo al tiempo de operación “Luis Vargas Torres”, en el 10mo
nivel de Ingeniera Eléctrica 2020.
Realizo trabajos eléctricos
- Teniendo en cuenta el tiempo de operación, los relés domiciliarios y de automatización
de sobrecorriente se pueden clasificar en dos tipos: también atiendo un negocio propio
instantáneos y temporiza Instantáneos: se denomina en el Cantón Esmeraldas. .
relé instantáneo a aquel equipo que opera en un (erickjb20@gmail.com)
tiempo menor o igual a 50 ms. Presentan un disparo
inmediato cuando la corriente observada alcanza el
valor de ajuste. En la norma ANSI se designan por el
número 50dos.
- Temporizado: se denomina relé temporizado a aquel
equipo que opera un tiempo después de la detección
de la falla, cuando la corriente observada alcanza el
valor de ajuste. Según su característica de operación
tiempo-corriente se clasifican en tiempo inverso y
tiempo definido. En la norma ANSI se designan por
el número 51.

III. REFERENCIAS.

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de sistema de pretección en subestaciones por medio de relés basados en
microprocesadores aplicado en subestaciones de transmisión (Bachelor's
thesis).
[2] Calderón, J. A., Zapata, G., & Ovalle, D. A. (2007). Algoritmo neuro-
difuso para la detección y clasificación de fallas en líneas de transmisión
eléctrica usando ANFIS. Avances en sistemas e informática, 4(1).
[3] 3. González, A. R. (2010). Elaboración de Algoritmos de Prueba para
Relés de Protección.
[4] Intriago Valencia, J. L., & Macías Ortíz, M. E. (2008). Implementación
de prácticas de protecciones eléctricas con relés (Bachelor's thesis).
[5] Trávez Guayasamín, C. J. (2017). Direccionalidad basada en Patrones
obtenidos mediante la Transformada Wavelet para un Relé de
Sobrecorriente instalado en una Línea de Transmisión (Bachelor's thesis,
Quito, 2017.).
[6] Natale, F. (2018). Automação Industrial-Série Brasileira de Tecnologia.
Saraiva Educação SA.
[7] Calero Freire, I. R. (2008). Protección de generadores eléctricos
mediante relés microprocesados multifuncionales (Bachelor's thesis,
QUITO/EPN/2008).
[8] Mozina, C. J. (1999). Proteccion de interconexiones de generadores de
IPP usando tecnologia digital. Reunion de Verano de Potencia-
Acapulco, Mexico-1999.
[9] Alomoto Aldana, C. M. (2010). Reconfiguración de los esquemas de
protección y control mediante relés alfanuméricos para modernizar la
subestación norte de la EEQ SA (Bachelor's thesis).