Análise de aplicación do conxunto de aparellos de interruptor de carga e fusible limitador de corrente

Como técnico de primeira linha na manutenção e operação de redes em anel e subestações pré-fabricadas, entendo profundamente a iteração do equipamento impulsionada pela expansão urbana de alta tensão. De acordo com o Regulamento Nacional de Fornecimento e Consumo de Energia Elétrica, para equipamentos com capacidade de transmissão superior a 250kW ou 160kVA, o fornecimento de energia de alta tensão de 10(6)kV e a forma de redução de tensão de 220/380V formam um padrão necessário, tornando as unidades de rede em anel e as subestações pré-fabricadas essenciais nas redes de distribuição.

I. Estrutura do Equipamento e Seleção do Esquema de Proteção
(I) Composição do Equipamento

As unidades de rede em anel que trato geralmente têm 2 intervalos de cabo em anel e 1 intervalo de circuito de transformador. As subestações pré-fabricadas integram interruptores de alta tensão, transformadores e dispositivos de baixa tensão em conjuntos compactos e pré-fabricados para uso interno ou externo. O núcleo é a proteção dos interruptores de alta tensão contra falhas no transformador (por exemplo, curto-circuito).

(II) Comparação de Esquemas de Proteção

Na prática, testei dois métodos de proteção: disjuntor e interruptor de carga + fusível limitador de corrente. Este último é superior —— simples, econômico e mais eficaz para transformadores. Testes de curto-circuito mostram que os transformadores precisam de uma limpeza de curto-circuito em 20ms para evitar explosões de tanques; os fusíveis limitadores de corrente fazem isso em 10ms, enquanto os disjuntores levam ~60ms (tempo de relé + operação + arco), por isso prefiro o esquema de fusível.

II. Necessidade de Interruptor de Carga + Fusível Limitador de Corrente
(I) Vantagens de Aplicação

A maioria dos projetos de rede em anel e subestações pré-fabricadas nacionais e internacionais em que participei usa interruptor de carga + fusíveis limitadores de corrente. Eles apresentam estrutura simples, baixo custo e boa proteção para transformadores. Testes de curto-circuito (verificados no local) mostram que os fusíveis limpam falhas em 10ms (versus ~60ms dos disjuntores), crítico para prevenir explosões de tanques.

(II) Lógica Cooperativa

Os fusíveis podem causar operação desequilibrada de fase se ocorrer fusão monofásica. Portanto, os interruptores de carga devem cooperar: os percutores dos fusíveis acionam a interrupção do interruptor de carga para a interrupção trifásica —— uma coordenação verificada e indispensável.

III. Pontos Chave da Cooperação entre o Interruptor de Carga e o Fusível

Como trabalhador de primeira linha, sei que sua cooperação é vital. A norma IEC420 define regras, dividindo a corrente em 4 regiões (minha base de depuração):

(I) Região I (I < Iak)

I_ak (corrente nominal combinada do aparelho) é menor que a corrente nominal do fusível I_a.nT (devido à temperatura de instalação/perdas de calor). Os interruptores de carga interrompem a corrente nominal e extinguem os arcos trifásicos —— meu foco diário de inspeção.

(II) Região II (Ia.nT < I < 3Ia.nT)

Em sobrecarga, os fusíveis suportam a corrente excessiva primeiro. Em ~2I_a.nT, os fusíveis atuam (mas não extinguem o arco), os percutores acionam os interruptores de carga para a interrupção trifásica. Testo esta lógica de diferença de tempo para evitar falhas de proteção.

(III) Região III (Corrente de Transferência ITC, ~3Ia.nT Início)

Os fusíveis podem extinguir arcos após a ação. Um fusível trifásico atua primeiro, acionando os percutores; os interruptores de carga extinguem as correntes das outras duas fases. A chave é a corrente de transferência (corrente máxima de interrupção do interruptor de carga em um fator de potência específico, 5I_a.nT - 15I_a.nT), verificado durante a seleção/verificação.

(IV) Região IV (Faixa Limitadora de Corrente)

Para falhas extremas, os fusíveis atuam na primeira meia-onda para limitar picos de corrente de falha; os interruptores de carga atuam, mas não interrompem a corrente. Verifico esta lógica em exercícios para operação adequada.

IV. Requisitos de Corrente de Transferência e Entrega

Esses parâmetros garantem a segurança do equipamento, fundamentais para minha depuração no local:

(I) Corrente de Transferência

É o valor crítico para a transferência de função entre fusíveis e interruptores de carga. Abaixo dele, os fusíveis interrompem uma fase, e os interruptores de carga lidam com o resto. Os interruptores de carga equipados com percutores precisam de testes de corrente de transferência (geralmente > corrente nominal) —— um desafio para equipamentos antigos, verificado conforme IEC420.

(II) Corrente de Entrega

É a corrente totalmente interrompida pelos interruptores de carga (sem participação do fusível). Para interruptores de carga com percutores e liberadores, são necessários testes de corrente de entrega. Se a corrente de entrega > corrente de transferência, os testes de transferência podem ser dispensados. A operação de liberação reduz a perda de fusíveis, mas aumenta o custo dos interruptores de carga a vácuo (adicionando relés/liberadores) —— compromissos feitos de acordo com orçamentos e condições do projeto.

V. Sugestões de Proteção do Transformador

Para a proteção do transformador com interruptor de carga + fusível, as verificações-chave incluem:

• Acionamento do Percutor: Verificar a correspondência entre as correntes de transferência real e nominal para interrupção segura.

• Liberador de Sobrecorrente: Verificar as correntes de entrega real e nominal para operação confiável.

Estas tarefas são obrigatórias para novos projetos/transformações de equipamentos antigos. Como trabalhador de primeira linha, garanto o fornecimento estável de energia e o tratamento seguro de falhas para os usuários downstream.