Què és l'equip de commutació a alta tensió?

Què és l'equip de commutació de baixa tensió?

Definició d'equip de commutació de baixa tensió

L'equip de commutació de baixa tensió es defineix com l'equip que gestiona tensions superiors a 36KV per assegurar una distribució d'energia segura i eficient.

Components principals

Els interruptors de baixa tensió, com els de sotragada d'aire, d'oli, de SF6 i de buit, són essencials per interrompre les corrents de baixa tensió.

Característiques essencials dels interruptors de baixa tensió

Les característiques essencials que s'han de proporcionar en els interruptors de baixa tensió, per assegurar una operació segura i fiable, han de ser capaces d'operar de manera segura en casos de,

• Avaries terminals.

• Avaries en línia curta.

• Corrents de magnetització de transformadors o reactants.

• Energització de línies de transmissió llargues.

• Càrrega de bancs de condensadors.

• Commutació desfasada.

Interruptor de sotragada d'aire

En aquest disseny, es fa servir una sotragada d'aire comprimita a alta pressió per apagar l'arc entre dos contactes que es separan, quan la ionització de la columna d'arc és mínima al zero de corrent.

Interruptor d'oli

Aquest es classifica més en profunditat com a interruptor d'oli massiu (BOCB) i interruptor d'oli mínim (MOCB). En el BOCB, la unitat d'interrupció es col·loca dins d'un dipòsit d'oli amb potencial de terra. Aquí, l'oli s'utilitza com a mitjà d'isolament i d'interrupció. En canvi, en el MOCB, la necessitat d'oli aïllant es pot minimitzar col·locant les unitats d'interrupció en una cambra aïllada a potencial viva sobre una columna aïlladora.

Interruptor de SF6

El gas SF6 s'utilitza sovint com a mitjà d'apagament d'arc en aplicacions de baixa tensió. El gas hexafluorure de sòfreg té un electronegativitat elevada, amb excel·lents propietats dielèctriques i d'apagament d'arc. Aquestes propietats permeten dissenyar interruptors de baixa tensió amb dimensions més petites i intervals de contacte més curts. La seva superior capacitat aïllant també ajuda a construir equip de commutació interior per a sistemes de baixa tensió.

Interruptor de buit

En el buit, no hi ha més ionització entre dos contactes portadors de corrent separats, després del zero de corrent. L'arc inicial causat per això morirà tan aviat com la propera creu zero, però com no hi ha disposició per a més ionització un cop la corrent ha passat el seu primer zero, l'apagament de l'arc està complet. Tot i que el mètode d'apagament d'arc és molt ràpid en el VCB, encara no és una solució adequada per a l'equip de commutació de baixa tensió, ja que el VCB fabricat per a nivells de baixa tensió molt alts no és econòmic en absolut.

Tipus d'equip de commutació

• Aïllat amb gas d'interior (GIS),

• Aïllat amb aire d'exterior.

Gestió d'avaries

Generalment, la càrrega connectada al sistema d'energia és inductiva per naturalesa. Degut a aquesta inductància, quan la corrent de curtcircuït es interromp només per un interruptor, hi ha la possibilitat d'una alta tensió de restabliment d'alta freqüència en ordre de centenars d'Hz. Aquesta tensió té dues parts

Tensió de recuperació transitoria amb oscil·lacions d'alta freqüència immediatament després de l'extinció de l'arc.Després de la disminució d'aquestes oscil·lacions d'alta freqüència, apareix la tensió de recuperació de freqüència d'energia a través dels contactes del CB.

Tensió de recuperació transitoria

Just després de l'extinció de l'arc, apareix la tensió de recuperació transitoria a través dels contactes del CB, amb alta freqüència. Aquesta tensió de recuperació finalment s'aproxima a la tensió de circuit obert. Aquesta tensió de recuperació es pot representar com

La freqüència d'oscil·lació està regida pels paràmetres de circuit L i C. La resistència present en el circuit d'energia atenua aquesta tensió transitoria. La tensió de recuperació transitoria no té una sola freqüència, sinó que és una combinació de moltes freqüències diferents degut a la complexitat de la xarxa d'energia.

Tensió de recuperació de freqüència d'energia

Això no és res més que la tensió de circuit obert que apareix a través dels contactes del CB, just després que s'ha atenuat la tensió de recuperació transitoria. En un sistema trifàsic, la tensió de recuperació de freqüència d'energia difereix en diferents fases. És la més alta en la primera fase. 

Si el neutre de la xarxa no està aterrada, la tensió a través de la primera pola a netejar és 1,5U on U és la tensió de fase. En un sistema amb neutre aterrada, serà 1,3U. Fent servir un resistor d'atenuació, es pot limitar la magnitud i la velocitat d'augment de la tensió de recuperació transitoria. 

La recuperació dielèctrica del mitjà d'apagament d'arc i la velocitat d'augment de la tensió de recuperació transitoria tenen una gran influència en el rendiment de l'interruptor utilitzat en el sistema d'equip de commutació de baixa tensió. En un interruptor de sotragada d'aire, una vegada ionitzat, l'aire es de-ionitza molt lentament, així que l'aire triga molt de temps a recuperar la força dielèctrica. 

És per això que és preferible utilitzar un resistor d'interruptor de baixa intensitat per a reduir la velocitat d'augment de la tensió de recuperació. D'altra banda, l'ABCB és menys sensible a la tensió de recuperació inicial degut a l'alta tensió d'arc en l'interruptor de SF6, el mitjà d'interrupció (SF6) té una velocitat de recuperació de la força dielèctrica més ràpida que l'aire. Una tensió d'arc més baixa fa que el CB de SF6 sigui més sensible a la tensió de recuperació inicial.

En l'interruptor d'oli, durant l'arc, el gas d'hidrogen prensat (produït durant la recombinació de l'oli degut a la temperatura de l'arc) proporciona una ràpida recuperació de la força dielèctrica immediatament després del zero de corrent. Per tant, l'OCB és més sensible a la velocitat d'augment de la tensió de recuperació. També és més sensible a la tensió de recuperació transitoria inicial.

Avaria en línia curta

L'avaria en línia curta en la xarxa de transmissió es defineix com les avaries de curtcircuït que ocorren a menys de 5 km de longitud de la línia. La doble freqüència impressa en l'interruptor i la diferència de tensió de recuperació transitoria entre la font i el costat de la línia, ambdues tensions comencen amb valors instantanis abans de l'interrupció dels interruptors.

Al costat de subministrament, la tensió oscil·larà a la freqüència de subministrament i finalment s'aproximarà a la tensió de circuit obert. Al costat de la línia, després de l'interrupció, les càrregues atrapades inicialment travessaran ones de propagació a través de la línia de transmissió, ja que no hi ha tensió de conducció al costat de la font, la tensió finalment es converteix en zero a causa de les pèrdues de la línia.