Bones pràctiques d'operació per a interruptors i contactors de quadres de distribució
Pràctiques d'operació adequades per a interruptors i contactors de quadres de distribució
Operació de BT/MT
Quadres de distribució
L'objectiu d'aquesta guia és oferir pràctiques recomanades per a l'operació i inspecció dels interruptors extraïbles de quadres de distribució de mitja tensió (2 - 13,8 kV) i baixa tensió (200 - 480 V). Una operació ben regulada és essencial per maximitzar el rendiment i la durada de les instal·lacions, així com per assegurar un entorn de treball segur per al personal.
Aquest article detalla les responsabilitats del personal d'operació, juntament amb les seves revisions diàries i inspeccions dels quadres de distribució. A més, s'explicaran les millors pràctiques per a l'operació i protecció de transformadors, motors, barres, cables, interruptors i contactors.
Inspeccions dels operadors
És dutgada del personal d'operació establir i realitzar inspeccions rutinàries regulars de tots els quadres de distribució de la planta. Els interruptors, contactors i barres de distribució haurien de mantenir-se nets i secos per reduir el risc de fallides d'aislament que podrien conduir a explosions o incendis. Generalment, es recomana realitzar inspeccions una vegada al dia.
Les següents són les revisions diàries recomanades per als quadres de distribució:
Si es detecten anomalies durant el procés d'inspecció mencionat, s'haurien de emitir ordres de treball de manteniment.
S'exploraran les pràctiques per a la protecció de sobrecorrents i faltes a terra de les alimentacions, així com la protecció de sobrecorrents de la font i la línia de connexió, i altres pràctiques crucials relacionades amb els transformadors. A més, s'abordaran les transferències de barres de quadres de distribució i es exploraran els problemes que surten durant la paral·lelitat de dues fonts d'energia i en els esquemes de transferència de temps d'interruptor.
Protecció
Els relès de protecció estan coordinats de manera que només els interruptors o contactors necessaris per aïllar les faltes es desconnectin automàticament. Això permet que el màxim nombre d'equips restin en operació, minimitzant l'impacte en les unitats generadores en línia. També proporciona una indicació de la ubicació de la falta elèctrica.
Les faltes elèctriques en transformadors, motors, barres, cables, interruptors i contactors són generalment permanents. Abans de reactivar l'equipament, cal realitzar una investigació exhaustiva de l'operació dels relès de protecció.
La magnitud de les corrents de curtcircuït elèctric normalment oscil·la entre 15.000 i 45.000 amperes, depenent de la mida i la impedància del transformador de font.
Protecció a terra de les alimentacions
Els dissenys que limiten la corrent de falta a terra (normalment al voltant de 1.000 amperes) utilitzen relès de terra separats que només s'activaran per faltes a terra. Aquests relès es desconnecten amb intervals de temps molt curts per aïllar les alimentacions aterrades abans que puguin actuar els relès de terra dels interruptors de font o de connexió.
Protecció de sobrecorrents de la font i la connexió
Els interruptors de font i de connexió no estan equipats amb elements de desconnexió instantània. En lloc d'això, depenen d'intervals de temps per coordinar les respostes a les faltes amb les barres i càrregues a valors inferiors.
Normalment, aquests relès estan configurats basant-se en els nivells màxims de corrent de curtcircuït trifàsic, amb un temps d'operació que varia entre 0,4 i 0,8 segons.
Normalment, aquests relès tenen una característica de temps invers. És a dir, els nivells de corrent més baixos resulten en intervals de temps proporcionals més llargs per a tots els relès. Específicament, el relè de connexió connectat a una altra barra està configurat per actuar en aproximadament 0,4 segons, mentre que el relè de banda baixa del transformador de font està configurat per actuar en al voltant de 0,8 segons.
Protecció de sobrecorrents de banda alta del transformador de font
Els relès de sobrecorrents a la banda alta del transformador de font estan normalment configurats per actuar aproximadament 1,2 segons després d'una falta de curtcircuït trifàsic màxima a la banda baixa. Aquest interval de temps permet una coordinació adequada amb els relès de sobrecorrents a la banda baixa o secundària.
Aquests relès generalment tenen una característica de temps invers, volent dir que els nivells de corrent més baixos resulten en temps d'operació més llargs. Els relès de sobrecorrents de banda alta del transformador de font assumen que pot ocórrer una falta en el mateix transformador, en les barres o cables de connexió de banda baixa, o en el interruptor de banda baixa. Desconnectaran tot l'equipament necessari per aïllar la falta.
Per als commutadors de transferència automàtica unititzats (UAT), que normalment estan equipats amb protecció diferencial, els relès de sobrecorrents de banda alta també poden fer que la unitat i el transformador principal de elevació es desconnectin completament. A més, si el interruptor de banda baixa no interromp una falta, els relès de sobrecorrents de banda alta proporcionen protecció contra la col·lissió del interruptor.
Protecció residual a terra de la font i la connexió
En dissenys que limiten la corrent de falta a terra (normalment al voltant de 1.000 amperes), s'utilitzen relès de terra separats, que només s'activaran en cas de falta a terra. Els relès de terra dels interruptors de font i de connexió no estan equipats amb elements de desconnexió instantània. En lloc d'això, depenen d'intervals de temps per coordinar les respostes a les faltes amb les barres i càrregues a valors inferiors. Normalment, aquests relès estan configurats basant-se en els nivells màxims de corrent de falta a terra, amb un temps d'operació que varia entre 0,7 i 1,1 segons.
Normalment, aquests relès tenen una característica de temps invers. És a dir, els nivells de corrent més baixos resulten en intervals de temps proporcionals més llargs per a tots els relès. Específicament, el relè de connexió connectat a una altra barra està configurat per actuar en aproximadament 0,7 segons per faltes a terra al 100%, mentre que el relè de banda baixa del transformador de font està configurat per actuar en al voltant de 1,1 segons.
Protecció a terra neutra del transformador de font
En esquemes de disseny que busquen limitar la corrent de falta a terra (normalment al voltant de 1.000 amperes), s'empren relès de terra dedicats. Aquests relès estan específicament dissenyats per detectar amb precisió la corrent a terra que passa pel punt neutre del transformador. Són altament específics i només es dispararan quan ocorra una falta a terra.
Normalment, el relè de terra neutra del transformador de font està configurat per actuar aproximadament 1,5 segons després de la falta a terra més severa. Aquesta configuració de retard és crucial, ja que assegura que el relè pugui coordinar-se adequadament amb els relès de terra dels interruptors de font i de connexió.
El relè de terra neutra té una missió crucial. La seva funció principal és aïllar les faltes a terra que ocorren a la banda baixa (és a dir, la banda secundària) del transformador de font. Les possibles ubicacions de les faltes inclouen les bobines de banda baixa del transformador, els interruptors de banda baixa i les barres i cables que els connecten. Més important encara, també serveix com a protecció de reserva. En cas que el interruptor de banda baixa no funcioni correctament en presència d'una falta a terra, el relè de terra neutra intervenirà ràpidament per tallar el circuit defectuós, assegurant així el funcionament segur i estable del sistema elèctric.
Esquemes d'alarma únicament a terra
Els esquemes d'alarma únicament a terra restringeixen la corrent de falta a terra a uns pocs amperes. Els valors típics són 1,1 amperes per a sistemes de 480 volts i 3,4 amperes per a sistemes de 4 kV. Per a transformadors de font connectats en estrella, el punt neutre normalment està aterra a través d'un transformador de terra. Per a transformadors de font connectats en delta, la corrent de falta a terra normalment es suministra per tres transformadors, que estan connectats en una configuració d'estrella aterra a la banda primària i en una configuració de delta oberta a la banda secundària.
En ambdós escenaris, es col·loquen relès de tensió a la banda secundària dels transformadors de terra per alertar de condicions de falta a terra. En el cas de transformadors de font connectats en delta, els fusibles primaris fonuts dels transformadors detectadors de terra també poden disparar una alarma.
Ambdós esquemes de relès emeten alarmes (normalment amb una sensibilitat del 10% o superior) per a tot l'equipament aterra dins d'un sistema elèctric específic. Això inclou les bobines de banda baixa o secundària del transformador de font, així com totes les barres, cables, interruptors, transformadors de tensió i càrregues connectades.
Transferències de barres de quadres de distribució
Paral·lelitat de dues fonts
La paral·lelitat de dues fonts d'energia diferents és l'aproximació preferida per canviar d'una font a una altra. Aquest mètode no implica stress als motors, assegura una transició suau i no suposa cap amenaça per a l'equipament en funcionament. No obstant això, en molts dissenys, la corrent de curtcircuït generada durant el procés de paral·lelitat supera la capacitat d'interrompució dels interruptors d'alimentació.
Els interruptors de font i de connexió no s'afecten, però els interruptors d'alimentació podrien no poder eliminar les faltes properes i fins i tot podrien ser dañats en el procés. Per tant, la durada de la paral·lelitat hauria de minimitzar-se (al voltant de alguns segons) per reduir el temps d'exposició i la probabilitat de faltes d'alimentació.
Normalment, aquest problema és més pronunciat quan una unitat generadora alimenta un sistema mentre que el transformador de reserva o d'arrancada es alimenta d'un sistema diferent. Reduir la potència de sortida del generador sol acostar els angles de fase, ja que l'angle de potència del generador disminueix amb la càrrega reduïda.
Transferències de desconexió-reconeixement
Les transferències de desconexió-reconeixement, també conegudes com a esquemes de transferència de temps d'interruptor, poden danar els motors. Si el nou interruptor de font no es tanca després que el previ interruptor de font es desconnecti, pot provocar que una unitat en funcionament s'aturi o que un procés en operació s'interrompi. Quan una barra perd la tensió, els motors connectats actuen com a generadors i suministren una tensió residual a la barra.
Aquesta tensió residual normalment decaeix en aproximadament un segon.
No obstant això, les transferències de desconexió-reconeixement ocorren molt més ràpidament que un segon, i la tensió residual pot combinar-se amb la tensió de la nova font. Si la suma vectorial d'aquestes dues tensions supera el 133% de la tensió nominal del motor, la transferència pot reduir la vida útil dels motors implicats.
Esquemes de transferència automàtica de barres
Els esquemes de transferència automàtica de barres són generalment dissenyats per mitigar el stress als motors durant la transferència i coordinar-se amb els relès de falta. La coordinació amb els relès de sobrecorrent s'aconsegueix iniciant la transferència després que el interruptor de font es desconnecti. Si els relès de sobrecorrent fan que el interruptor de font es desconnecti (indicant una falta a la barra), la transferència automàtica serà bloquejada.
A més, aquests esquemes normalment utilitzen relès de tensió residual i/o relès de sincronització d'alta velocitat. Les transferències només són permeses quan la suma vectorial de la tensió residual i la tensió de la nova font és inferior al 133% de la tensió nominal del motor. Si la transferència és bloquejada per relès de bloqueig 86, l'esquema sol expirar.
No obstant això, si això no és el cas, els operadors haurien de verificar que l'esquema de transferència automàtica està desactivat abans de reiniciar els relès de bloqueig 86 de la barra.
