Els principals components d'un aparell de mitja tensió primària aïllat per aire i la seva aplicació
La maquinària de mitjana tensió joca un paper crucial en el procés de distribució d'energia en sistemes d'alternada (CA), facilitant el flux d'energia des de la generació a través de la transmissió fins als usuaris finals. Aquest equipament essencial està regit per normes específiques que defineixen les seves especificacions, terminologia, classificacions, criteris de disseny, pràctiques de construcció i protocols de prova. Per a la regió europea, aquestes directrius es detallen en els següents estàndards de la Comissió Electrotècnica Internacional (IEC):
IEC 62271-1: Estableix especificacions comunes per a maquinària de mitjana i alta tensió i aparells de control.
IEC 62271-200: Es centra en maquinària de mitjana tensió metàl·lica tancada i aparells de control dissenyats per tensions nominals superiors a 1 kV fins a i inclosos 52 kV.
IEC 62271-300: Aborda la maquinària de mitjana tensió metàl·lica tancada amb aïllament a gas destinada a tensions nominals superiors a 52 kV.
Encara que els estàndards IEC són reconeguts globalment, països com els Estats Units, Xina i Rússia poden adherir-se als seus propis estàndards nacionals. Segons la Secció 3.5 de l'IEC 62271-1, tots els components de la maquinària de mitjana tensió i els aparells de control estan especificats, permetent l'assembleig de sistemes de maquinària de mitjana tensió comprehensius amb funcionalitats adaptades per a xarxes de mitjana tensió. Aquestes funcions inclouen:
Distribuir eficientment l'energia des dels sistemes de transmissió de nivell superior fins als punts de consum.
Facilitar la commutació de corrents elèctriques.
Realitzar mesures crítiques per a mecanismes de protecció, indicadors operatius i processos de facturació.
Protegir càrregues i equips contra faults.
Implementar característiques de control, bloqueig i interbloqueig segons les necessitats de l'operació de la xarxa.
Permetre la comunicació entre la maquinària de mitjana tensió i sistemes SCADA o DCS per a una millor monitorització i control.
Assegurar la seguretat del personal que treballa dins les subestacions.
Hi ha disponibles diverses dissenys compatibles amb els estàndards IEC, produïts per diversos fabricants. L'estàndard IEC distingeix entre tecnologies aïllades per aire i aïllades per gas, amb la complexitat del disseny que varia basant-se en la posició del sistema dins de la xarxa de distribució i la sofisticació requerida per als esquemes de protecció i control. La maquinària de mitjana tensió de major potència normalment necessita mesures de protecció i control més complexes.
L'arquitectura típica de la maquinària de mitjana tensió aïllada per aire (AIS) primària està organitzada en quatre compartiments fonamentals, reflectint un enfocament estructurat per assolir una operació eficient, segura i fiable dins de les aplicacions de mitjana tensió. Aquesta configuració assegura un rendiment òptim mentre s'adhereix a estrictes normes de seguretat i operació.
Estructura bàsica dels compartiments de la maquinària de mitjana tensió
L'estructura primària, denotada com la secció B en les Figures 1, 2 i 3, consta de fulls metàl·lics que proporcionen forma, dimensions, rigidesa i robustesa a la maquinària de mitjana tensió. Aquesta estructura també incorpora components de cobre que són crucials per a la transmissió d'energia i per connectar tots els compartiments i aparells dins de la maquinària de mitjana tensió.
Aquesta construcció ofereix diversos beneficis clau:
Segregació basada en metall: L'estructura assegura la separació entre compartiments segons els estàndards IEC 62271-200, que defineixen diferents nivells d'accessibilitat. Aquesta segregació augmenta la seguretat i l'eficiència operativa.
Capacitat de resistència a l'arc: Junto a la segregació basada en metall, el disseny inclou portes resistentes a l'arc que proporcionen una protecció addicional contra esdeveniments d'arc intern, assegurant la capacitat de la maquinària de mitjana tensió de suportar arcs sense comprometre la seguretat o la funcionalitat.
En resum, l'estructura primària no només dona a la maquinària de mitjana tensió la seva forma física i força, sinó que també integra parts essencials de cobre per a la connectivitat elèctrica. A més, proporciona una compartimentalització crítica i resistència a l'arc, adhèrent-se a estrictes normes de seguretat i millorant la fiabilitat general del sistema. Aquest disseny meticulós assegura que cada component dins de la maquinària de mitjana tensió opera de manera segura i eficient, contribuint a una xarxa de distribució elèctrica més segura i fiable.
Compartiment del disjuntor de la maquinària de mitjana tensió
El compartiment del disjuntor, identificat com la secció C en les Figures 1, 2 i 3, alberga aparats de commutació de mitjana tensió (MV). Aquest compartiment pot estar equipat amb diversos tipus d'aparats de commutació, incloent-hi commutadors de càrrega, contactors, disjuntors i altres. El paper fonamental d'aquests aparats de commutació és obrir i tancar de manera fiable i segura corrents i voltatges en estat estable, així com corrents i voltatges de fault. En la majoria de taules de MV primàries aïllades per aire, els disjuntors són la tria preferida. Avui en dia, la tecnologia d'interrupció al buit domina en les aplicacions de mitjana tensió degut a la seva fiabilitat i eficiència.
Compartiment del cable de la maquinària de mitjana tensió
El compartiment del cable, marcat com la secció D en les Figures 1, 2 i 3, no només acull les terminacions del cable, sinó que també inclou dispositius de sensor. Aquests dispositius s'utilitzen principalment per a mesurar corrents de fase, voltatges de fase, corrent residual i voltatge residual. La tecnologia predominante utilitzada per a mesures és el transformador d'instrument (IT), que funciona segons el principi inductiu establert per a mesures de corrent i voltatge. Aquesta configuració assegura una monitorització precisa i fiable dins del sistema de maquinària de mitjana tensió, contribuint a una millor seguretat i rendiment operatiu.
Gràcies a aquest enfocament estructurat, cada component dins de la maquinària de mitjana tensió joca un paper crític en assegurar la distribució segura, eficient i fiable de l'energia elèctrica.
