Quadro de baixa tensão

De 3 kV a 36 kV, o sistema de quadro de comando é categorizado como quadro de comando de média tensão ou QCM. Estes quadros de comando são de muitos tipos. Podem ser quadros de comando metálicos para interior, quadros de comando metálicos para exterior, quadros de comando para exterior sem revestimento metálico, etc. O meio de interrupção deste quadro de comando pode ser óleo isolante, gás SF6 ou vácuo. A principal exigência da rede de energia é interromper a corrente durante condições de falha, independentemente do tipo de disjuntor usado no sistema QCM. Embora possa ser capaz de funcionar em outras condições também.
O quadro de comando de média tensão deve ser capaz de,

1. Operação normal de ligar/desligar.

2. Interrupção de corrente de curto-circuito.

3. Comutação de correntes capacitivas.

4. Comutação de correntes indutivas.

5. Algumas aplicações especiais.

Todas as funções mencionadas acima devem ser realizadas com um alto grau de segurança e confiabilidade.

Interrupção de Corrente de Curto-Circuito

O foco principal do design do disjuntor é que todos os disjuntores sejam capazes de interromper a corrente de curto-circuito com um alto grau de confiabilidade e segurança. O número de disparos falhos ocorridos durante a vida útil total de um disjuntor depende principalmente da localização do sistema, da qualidade do sistema e das condições ambientais. Se o número de disparos for muito alto, a melhor escolha é o disjuntor a vácuo, pois ele pode não precisar de manutenção até 100 disparos falhos com corrente de curto-circuito de até 25 kA. Enquanto isso, outros disjuntores requerem manutenção após 15 a 20 disparos falhos com a mesma corrente de curto-circuito do disjuntor. As subestações reunidas em áreas rurais geralmente são do tipo externo, e a maioria delas é do tipo não atendido. Portanto, para este tipo de aplicação, o quadro de comando de média tensão externo, sem manutenção, é o mais adequado. O disjuntor a vácuo revestido de porcelana atende a essa demanda contra os kiosques internos convencionais.

Comutação de Corrente Capacitiva

O banco de capacitores é usado no sistema de potência de média tensão para melhorar o fator de potência do sistema. Cabos sem carga e linhas aéreas sem carga também têm corrente de carga capacitiva. O banco de capacitores e as linhas de energia sem carga devem ser desconectados do sistema de forma segura, sem reionização. A reionização na lacuna de contato causa sobretensão no sistema. O disjuntor a vácuo atende a essa exigência.

Ao ligar um banco de capacitores, uma alta taxa de aumento da corrente de fechamento fluirá através dos contatos do disjuntor. O disjuntor com meio de resfriamento líquido e contatos tulipa pode sofrer de retardo nos pinos de contato. O quadro de comando de média tensão a vácuo é a escolha mais perfeita para este propósito, pois o disjuntor a vácuo tem baixo arco elétrico durante o curto período de pré-arco.

Comutação de Corrente Indutiva

Os antigos disjuntores a vácuo (DVC) tinham um nível de corte de corrente de 20 A quando esses disjuntores eram usados para comutar transformadores, dispositivos de proteção contra surtos especiais eram necessários. Os modernos disjuntores a vácuo (DVC) têm uma corrente de corte muito baixa, que é de cerca de 2 a 4 A. Portanto, o moderno quadro de comando de média tensão a vácuo é muito adequado para comutar um transformador sem carga. Como o moderno DVC corta a corrente em um nível muito baixo, não há necessidade de dispositivos de proteção contra surtos adicionais. Portanto, o DVC é adequado para comutar cargas indutivas muito baixas. Mas quando a corrente indutiva no sistema é baixa, mas não muito baixa, o DVC é a melhor escolha.

Aplicação Especial de Quadro de Comando de Média Tensão

Forno Elétrico a Arco

Um forno elétrico a arco precisa ser ligado e desligado frequentemente. A corrente a ser comutada pode variar de 0 a 8 vezes a corrente nominal do forno. Um forno elétrico a arco deve ser ligado e desligado em sua corrente nominal normal de até 2000 A, cerca de 100 vezes por dia. Um disjuntor SF6 normal, disjuntor a ar, e disjuntor a óleo não são econômicos para esta operação frequente. O disjuntor a vácuo padrão é a alternativa mais adequada para esta operação frequente de corrente alta.

Tração Ferroviária

Outra aplicação do quadro de comando de média tensão é o sistema de trilhos ferroviários monofásico. A função principal do disjuntor associado ao sistema de tração ferroviária é interromper o curto-circuito no sistema de catenária aérea, que ocorre frequentemente e é transitório. Portanto, um disjuntor usado para esse fim deve ter tempo de interrupção curto para pequena lacuna de contato, tempo de arco curto, interrupção rápida, e o DVC é a melhor solução possível. A energia de arco é muito maior no disjuntor monofásico do que no trifásico. Ainda assim, é muito menor no disjuntor a vácuo do que em um disjuntor convencional. O número de curto-circuitos que ocorrem no sistema de catenária aérea é muito maior do que aqueles que ocorrem no sistema de transmissão elétrica. O quadro de comando de média tensão com disjuntor a vácuo é o mais adequado para aplicações de tração. Podemos concluir que, no sistema de média tensão onde a taxa de disparos é muito alta, o Quadro de Comando de Média Tensão a Vácuo é a solução mais adequada.

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