Análisis de Aplicación del Aparato Combinado de Interruptor de Carga y Fusible Limitador de Corriente
Como técnico de primera línea en el suministro de energía en redes en anillo y la operación y mantenimiento de subestaciones prefabricadas, entiendo profundamente la iteración del equipo impulsada por la expansión urbana de alta tensión. Según las Regulaciones Nacionales de Suministro y Consumo de Electricidad, para equipos con una capacidad de transmisión superior a 250kW o 160kVA, se forma un patrón necesario de suministro de electricidad de alta tensión de 10(6)kV y reducción de 220/380V, lo que hace que las unidades de red en anillo y las subestaciones prefabricadas sean clave en las redes de distribución.
I. Estructura del Equipo y Selección del Esquema de Protección
(I) Composición del Equipo
Las unidades de red en anillo que manejo suelen tener 2 intervalos de cables en anillo y 1 intervalo de circuito de transformador. Las subestaciones prefabricadas integran interruptores de alta tensión, transformadores y dispositivos de baja tensión en conjuntos compactos y prefabricados para uso interior/exterior. El núcleo es la protección de los interruptores de alta tensión contra fallas en los transformadores (por ejemplo, cortocircuitos).
(II) Comparación de Esquemas de Protección
En la práctica, he probado dos métodos de protección: interruptor automático y interruptor de carga + fusible limitador de corriente. Este último es superior — simple, económico y más efectivo para los transformadores. Las pruebas de cortocircuito muestran que los transformadores necesitan la eliminación del cortocircuito dentro de 20ms para evitar explosiones del tanque; los fusibles limitadores de corriente lo hacen en 10ms, mientras que los interruptores automáticos toman alrededor de 60ms (relé + tiempo de operación + arco eléctrico), por lo que prefiero el esquema de fusible.
II. Necesidad de Interruptor de Carga + Fusible Limitador de Corriente
(I) Ventajas de Aplicación
La mayoría de los proyectos de redes en anillo/subestaciones prefabricadas, tanto nacionales como internacionales, en los que he participado, utilizan interruptor de carga + fusibles limitadores de corriente. Presentan una estructura sencilla, bajo costo y buena protección para los transformadores. Las pruebas de cortocircuito (verificadas en el sitio) muestran que los fusibles eliminan las fallas en 10ms (vs. 60ms de los interruptores automáticos), lo que es crítico para prevenir explosiones del tanque.
(II) Lógica de Cooperación
Los fusibles pueden causar un funcionamiento desequilibrado de fase si se produce un fusible monofásico. Por lo tanto, los interruptores de carga deben cooperar: los golpeadores de los fusibles disparan el apagado del interruptor de carga para la interrupción trifásica — una coordinación verificada e indispensable.
III. Puntos Clave de Cooperación entre el Interruptor de Carga y el Fusible
Como trabajador de primera línea, sé que su cooperación es vital. La norma IEC420 define reglas, dividiendo la corriente en 4 regiones (mi base de depuración):
(I) Región I (I < Iak)
Iak (corriente nominal combinada del aparato) es menor que la corriente nominal del fusible Ia.nT (debido a la temperatura de instalación/pérdidas térmicas). Los interruptores de carga interrumpen la corriente nominal y extinguen los arcos trifásicos — mi enfoque diario de inspección.
(II) Región II (Ia.nT< I < 3Ia.nT)
En caso de sobrecarga, los fusibles soportan primero la corriente excesiva. A ~2Ia.nT, los fusibles actúan (pero no extinguen el arco), los golpeadores disparan los interruptores de carga para la interrupción trifásica. Pruebo esta lógica de diferencia de tiempo para evitar fallos de protección.
(III) Región III (Corriente de Transferencia ITC, ~3Ia.nT Inicio)
Los fusibles pueden extinguir los arcos después de actuar. Un fusible trifásico actúa primero, disparando los golpeadores; los interruptores de carga extinguen las corrientes de las otras dos fases. La clave es la corriente de transferencia (corriente máxima de interrupción del interruptor de carga en un factor de potencia específico, 5Ia.nT - 15Ia.nT), que se verifica durante la selección/validación.
(IV) Región IV (Rango de Limitación de Corriente)
Para fallos extremos, los fusibles actúan en la primera media onda para limitar los picos de corriente de fallo; los interruptores de carga actúan pero no interrumpen la corriente. Verifico esta lógica en simulacros para asegurar su correcto funcionamiento.
IV. Requisitos de Corriente de Transferencia y Entrega
Estos parámetros garantizan la seguridad del equipo, claves para mi depuración en el sitio:
(I) Corriente de Transferencia
Es el valor crítico para la transferencia de funciones entre los fusibles y los interruptores de carga. Por debajo de este, los fusibles interrumpen una fase, y los interruptores de carga manejan el resto. Los interruptores de carga equipados con golpeadores necesitan pruebas de corriente de transferencia (generalmente > corriente nominal) — un desafío para el equipo antiguo, validado según IEC420.
(II) Corriente de Entrega
Es la corriente completamente interrumpida por los interruptores de carga (sin participación del fusible). Para interruptores de carga con golpeadores y liberadores, se necesitan pruebas de corriente de entrega. Si la corriente de entrega > corriente de transferencia, las pruebas de transferencia pueden ser exentas. La operación de liberación reduce la pérdida del fusible pero aumenta el costo de los interruptores de carga de vacío (añadiendo relés/liberadores) — compensaciones realizadas según los presupuestos y condiciones del proyecto.
V. Sugerencias de Protección del Transformador
Para la protección del transformador con interruptor de carga + fusible, las verificaciones clave incluyen:
Estas tareas son obligatorias para nuevos proyectos/transformaciones de equipos antiguos. Como trabajador de primera línea, me aseguro de proporcionar un suministro de energía estable y un manejo seguro de fallas para los usuarios finales.
