Una definición fiable de un relé es «una combinación de dispositivos de supervisión y detección». Un relé funciona mediante una variación de las condiciones en un circuito eléctrico (el control) para afectar al funcionamiento de dispositivos eléctricos en el mismo circuito eléctrico o en otro (la carga).

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¿Qué es un relé de interposición?

Un relé de interposición es simplemente un relé auxiliar, utilizado principalmente en circuitos de control e instrumentación, para interconectar, aislar o separar dos circuitos o dispositivos diferentes. Los componentes del relé incluyen una bobina que se energiza mediante una fuente de alimentación de CC para activar los contactos del relé (normalmente abiertos o normalmente cerrados) y accionar otro circuito.

Es importante saber que los relés de interposición se diferencian de los relés de protección y de control, ya que cada uno cumple funciones y desempeña roles diferentes en los sistemas de potencia y control. La función principal del relé de protección es proteger el servicio frente a interrupciones o evitar daños en los equipos. Un relé de control se encarga de tareas lógicas y, en los sistemas de control modernos, a menudo es sustituido por un PLC.

 

Figura 1. Vista frontal y lateral del relé ABB RXMM 1 con 2 bobinas, cada una con 3 contactos NO, con una tensión nominal de 48-55 VCC, para aplicaciones en las que se necesitan pocos contactos.

 

Los relés de interposición pueden alimentarse con diferentes tensiones y, del mismo modo, los distintos contactos pueden utilizarse para diferentes niveles de tensión. Los ingenieros pueden diseñar circuitos y lógicas versátiles y seguros para controlar y operar equipos eléctricos. Los parámetros clave más importantes que deben tenerse en cuenta al seleccionar relés de interposición para el circuito objetivo son:

• La tensión utilizada para energizar la bobina debe coincidir con la tensión del circuito de control: 24/50/230 VCC o 115/230 VCA.
• El número de contactos del relé de interposición, así como sus valores nominales de corriente y tensión, deben ser como mínimo iguales a los requisitos del circuito de carga.

   

Figura 2. Relé ABB RXME 1 con una tensión nominal de CC de 220-250 V y 4 contactos de alta capacidad: 2 NO y 2 NC.

 

¿Cómo se utilizan con DI y DO?

En una planta de generación eléctrica, la adquisición de datos comprende tres tipos de datos: analógicos, discretos y de pulsos. A menudo, en SCADA/DCS, las señales de campo terminan en paneles de marshalling para controlar y supervisar los equipos de la planta eléctrica e informar de estados como los de un interruptor de límite encendido/apagado, arranque/parada, realimentación, bombas, seccionadores, interruptores automáticos o posiciones del cambiador de tomas.

Las indicaciones se conectan localmente a la tarjeta de entradas digitales del terminal (RTU). El informe de un nuevo estado de una indicación se realiza cuando se cumple una de las siguientes condiciones:

1. La indicación ha cambiado de estado; por ejemplo, un interruptor automático ha pasado de abierto a cerrado.
2. La indicación se ha activado.
3. Arranque en frío o arranque en caliente de la RTU/PLC/controlador.

 

Otro tipo de información que se envía desde el centro de control a un terminal son los comandos. Las salidas de comandos del terminal están destinadas a controlar directamente un objeto de la planta local o equipos de control remoto, o a hacerlo mediante relés intermedios.

En el caso de estas tensiones en los paneles de marshalling de señales, podemos ver cómo funciona el aislamiento entre dos niveles de tensión. Supongamos que necesitamos operar un dispositivo que requiere 120 VCA, pero el PLC solo puede emitir 24 VCC. En este caso, la bobina del relé de interposición se energizaría con 24 VCC. Como resultado, los contactos del relé funcionarán (se cerrarán) para conducir los 120 VCA necesarios para operar el dispositivo. En palabras sencillas, utilizamos una tensión baja para controlar dispositivos de alta tensión.

En este escenario, el relé de interposición también proporciona cierto grado de protección al costoso PLC frente a la sobretensión procedente del otro lado. En el peor de los casos, el relé podría dañarse debido a la sobretensión y, en ese caso, simplemente habría que sustituirlo.

 

Figura 3. Relé de interposición Phoenix de 220 VCA/VCC con un solo contacto NO.

 

El diagrama de cableado de la Figura 4 muestra cómo se ha utilizado la interposición entre dos circuitos con diferentes niveles de tensión para enviar el estado del modo de regulación de tensión «Automático/Manual» a la tarjeta de entradas digitales del controlador. El circuito del lado derecho funciona a 230 VCC para energizar la bobina del relé. Cuando la bobina del relé se energiza, su contacto NO (normalmente abierto) se cierra y el circuito de 48 VCC pasa a través del contacto del relé para activar el canal DI del lado izquierdo.

 

Figura 4. Diagrama de cableado directo; el relé de interposición se utiliza para informar a SCADA del modo de «regulación de tensión Automático/Manual»

 

Ventajas de los relés de interposición

1. Como se ha indicado anteriormente, los relés de interposición conectan dos sistemas que funcionan con diferentes niveles de tensión, lo que puede proteger el lado del sistema de control cuando el otro lado resulta dañado debido a un cortocircuito.
2. Son adecuados para el enclavamiento, la protección y el aislamiento de sistemas de control industrial con diversos valores nominales y especificaciones de contactos.
3. Son la interfaz más económica y segura entre los componentes de control de baja tensión y los dispositivos operativos de alta tensión, como los motores de las bombas.
4. La bobina del relé de interposición puede energizarse con baja tensión y los contactos de los relés pueden utilizarse para circuitos que funcionan con alta tensión y alta corriente.
5. Proporcionan aislamiento entre los circuitos frente a picos de tensión.
6. Un solo relé puede utilizarse para controlar varios circuitos u otros relés mediante el accionamiento de varios contactos NO/NC utilizados en diferentes circuitos.

 

Resumen

La función de los relés de interposición en el circuito de control es interconectar circuitos con diferentes niveles de tensión para garantizar la compatibilidad y el aislamiento. Desde el punto de vista de la seguridad, los relés de interposición evitan daños en componentes sensibles al gestionar cargas más elevadas. Entre las aplicaciones habituales de los relés de interposición se incluyen el enclavamiento, la protección, la indicación de estados y el funcionamiento de equipos mediante comandos.

Los parámetros de selección que debe considerar el ingeniero al elegir relés son los valores nominales de tensión, las configuraciones de los contactos y las condiciones ambientales, para seleccionar el mejor relé para cada aplicación.

 

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