Análise de Aplicação do Aparelho Combinado de Chave de Carga e Fusível Limitador de Corrente

Como um técnico de primeira linha em fornecimento de energia em rede de anel e operação e manutenção de subestações pré-fabricadas, compreendo profundamente a iteração do equipamento impulsionada pela expansão urbana de alta tensão. De acordo com o Regulamento Nacional de Fornecimento e Consumo de Energia, 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 220/380V formam um padrão necessário, tornando as unidades de rede de 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 de anel que lido geralmente têm 2 intervalos de cabo de 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 seccionador de carga + fusível limitador de corrente. O último é superior —— simples, econômico e mais eficaz para transformadores. Testes de curto-circuito mostram que os transformadores precisam de desligamento de curto-circuito em 20ms para evitar explosões do tanque; os fusíveis limitadores de corrente fazem isso em 10ms, enquanto os disjuntores levam ~60ms (tempo de relé + operação + arco), então prefiro o esquema de fusível.

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

A maioria dos projetos de rede de anel/subestação pré-fabricada domésticos e internacionais nos quais participei usa seccionador 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 eliminam falhas em 10ms (vs. ~60ms dos disjuntores), crítico para prevenir explosões do tanque.

(II) Lógica Cooperativa

Os fusíveis podem causar operação de fase desequilibrada se ocorrer fusão de uma única fase. Portanto, os seccionadores de carga devem cooperar: os acionadores de fusíveis acionam o seccionador de carga para corte trifásico —— uma coordenação verificada e indispensável.

III. Pontos Chave de Cooperação entre Seccionador de Carga e Fusível

Como trabalhador de primeira linha, sei que sua cooperação é vital. A norma IEC420 define regras, dividindo a corrente em 4 regiões (base da minha 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 seccionadores de carga cortam a corrente nominal e extinguem os arcos trifásicos —— o foco das minhas inspeções diárias.

(II) Região II (Ia.nT< I < 3Ia.nT)

Em sobrecarga, os fusíveis suportam a corrente excessiva primeiro. Em ~2I_a.nT, os fusíveis agem (mas não extinguem o arco), os acionadores acionam os seccionadores de carga para corte trifásico. Testo essa lógica de diferença de tempo para evitar falha na proteção.

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

Os fusíveis podem extinguir arcos após a ação. Um fusível trifásico age primeiro, acionando os acionadores; os seccionadores de carga extinguem as correntes das outras duas fases. O ponto chave é a corrente de transferência (corrente máxima de corte do seccionador de carga em 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 agem na primeira meia-onda para limitar picos de corrente de falha; os seccionadores de carga agem, mas não cortam a corrente. Verifico essa lógica em treinamentos para operação adequada.

IV. Requisitos de Corrente de Transferência e Entrega

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

(I) Corrente de Transferência

É o valor crítico para a transferência de função entre fusíveis e seccionadores de carga. Abaixo dele, os fusíveis cortam uma fase, os seccionadores de carga lidam com o resto. Os seccionadores de carga equipados com acionadores 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 cortada pelos seccionadores de carga (sem participação do fusível). Para seccionadores de carga com acionadores 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 fusível, mas aumenta o custo do seccionador de carga a vácuo (adicionando relés/liberadores) —— trocas feitas conforme orçamentos/condições do projeto.

V. Sugestões de Proteção de Transformador

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

• Acionamento do Acionador: Verificar a correspondência entre as correntes de transferência real e nominal para corte seguro.

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

Essas 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.