Diagrama de funciones básicas del circuito de control de interruptores
Diagrama de Funciones del Circuito de Control de Interruptores Automáticos Descripción
Contactos Principales del Interruptor Automático: Estos no forman parte del circuito de control. Sirven como los elementos conductores principales que se abren y cierran para interrumpir o establecer el circuito eléctrico principal.
Mecanismo Operativo Mecánico: Este mecanismo libera la energía necesaria para mover los contactos principales entre las posiciones abierta y cerrada. También está excluido del circuito de control propiamente dicho. Su papel es crucial en la actuación física de los contactos principales, lo cual es esencial para la función del interruptor automático de interrumpir o permitir el flujo de corriente eléctrica.
Sistema de Carga de Energía: El sistema de carga de energía suministra energía al mecanismo operativo. En sistemas con almacenamiento de energía hidráulica, de resorte o neumática, generalmente consta de un motor eléctrico, una bomba accionada por motor o un compresor. Este sistema asegura que el mecanismo operativo tenga la potencia necesaria para realizar sus tareas, como abrir y cerrar los contactos principales, permitiendo así que el interruptor automático funcione eficazmente.
Monitor de Densidad y Contactos del Monitor de Densidad: Estos dispositivos desempeñan un papel vital en la supervisión del aislamiento y/o medio extintor de arco, que generalmente son SF6 o un gas mezclado en interruptores automáticos modernos. Comúnmente, se utilizan interruptores de presión compensados por temperatura. Actúan sobre relés auxiliares para evitar que el interruptor automático se dispare o cierre si la densidad de gas SF6 dentro del recinto cae por debajo de niveles críticos. Estos interruptores y contactos cumplen dos funciones importantes:
Función de Advertencia/Alarma: Proporcionan una advertencia o alarma cuando la densidad de gas SF6 en el recinto disminuye pero permanece por encima del nivel de bloqueo. Esta alerta temprana da al operador suficiente tiempo para abordar el problema antes de que el interruptor automático se bloquee y pierda sus capacidades operativas.
Función de Interbloqueo/Prohibición: Cuando la densidad de gas SF6 alcanza el "nivel de bloqueo", donde la operación segura ya no es posible, estos componentes interbloquean o prohíben la operación del interruptor automático. El operador generalmente tiene la opción de configurar el interruptor automático para que se dispare automáticamente y se bloquee cuando se alcance este nivel (la opción de "disparo forzado", que conlleva algunos riesgos de seguridad) o para que se bloquee en su posición actual.
Bobina de Cierre: La bobina de cierre es un dispositivo solenoide. Cuando el interruptor automático recibe una señal de cierre válida, la bobina de cierre se energiza. Esta energización libera el mecanismo, causando que los contactos principales del interruptor automático se cierren. Una vez que el interruptor automático llega a la posición cerrada, los contactos auxiliares en el circuito de cierre se abren, desenergizando las bobinas de cierre. Generalmente, solo hay una bobina de cierre en el circuito de control para asegurar una operación de cierre única y coordinada.
Bobinas de Apertura: Las bobinas de apertura también son dispositivos solenoides. Al recibir una señal de apertura válida, se energizan. La energización de las bobinas de apertura libera el mecanismo, resultando en la apertura de los contactos principales del interruptor automático. Una vez que el interruptor automático llega a la posición abierta, los contactos auxiliares en los circuitos de las bobinas de disparo se abren, desenergizando las bobinas de disparo. Generalmente, hay dos bobinas de disparo que funcionan desde fuentes de alimentación independientes. La operación de solo una bobina de disparo es suficiente para abrir el interruptor automático. La provisión de dos bobinas ayuda a minimizar el riesgo de fallo en el disparo, mejorando la confiabilidad del proceso de interrupción del circuito.
Interruptor Auxiliar de Posición: Impulsado por la operación del interruptor automático, estos contactos sirven múltiples propósitos. Interrumpen la corriente de las bobinas de cierre y disparo para desenergizarlas una vez que la operación (cierre o apertura) esté completa. Además, se utilizan para indicar y monitorear la posición del interruptor automático. También juegan un papel en el interbloqueo de controles y operaciones de protección a nivel de bahía o estación, evitando operaciones de conmutación incorrectas. Estos interruptores pueden ser utilizados en cualquier función donde la posición del interruptor automático sea un parámetro crítico.
Anti-Pumping: La característica anti-pumping está diseñada para prevenir una operación de recierre cuando una orden de cierre anterior aún está activa mientras el interruptor automático ha sido abierto. Este mecanismo evita que el interruptor automático se cierre y abra repetidamente, lo que podría llevar a daños y peligros de seguridad. Generalmente, la orden de cierre energiza un relé anti-pumping a través de un contacto auxiliar (un contacto normalmente abierto (NA)). Un contacto del relé anti-pumping interrumpe el circuito a la bobina de cierre, mientras que un segundo contacto liga o "sella" el relé anti-pumping hasta que la orden de cierre se elimine del circuito.
Contacto de Límite de Energía: Los contactos de límite de energía están configurados para activarse cuando la energía almacenada en el mecanismo se agota, ya sea debido a la operación o a pérdidas. Generalmente, activan un motor para iniciar, con el objetivo de restaurar la energía del mecanismo a su nivel de operación normal, como recomprimir un resorte o reponer la presión hidráulica/neumática. Para mecanismos de resorte, la recarga generalmente ocurre después de cada operación de cierre, mientras que otros tipos de mecanismos pueden realizar varias operaciones antes de que sea necesaria la recarga. Los sistemas neumáticos e hidráulicos tienen un interruptor que monitorea la presión y energiza un compresor cuando la presión cae por debajo de un nivel crítico. Una vez que el nivel de energía se restaura, un interruptor se abre, deteniendo el motor. El motor generalmente está equipado con protección contra sobrecarga térmica y un relé de límite de tiempo, que detiene el motor (o una bomba accionada por motor o un compresor) en caso de mal funcionamiento. Los interruptores o contactos que monitorean la energía almacenada realizan las siguientes funciones:
Bloqueo de Cierre: Bloquean la operación de cierre si el interruptor automático carece de suficiente energía para cerrar y volver a abrir de manera segura.
Bloqueo de Apertura: Bloquean la operación de apertura si el interruptor automático no tiene suficiente energía para abrir de manera segura. Esto es particularmente relevante para interruptores automáticos hidráulicos o neumáticos, aunque puede no aplicarse de la misma manera a interruptores de resorte, donde un cierre exitoso carga los resortes de apertura.
Control de Carga: Controlan (inician y detienen) el circuito de carga del dispositivo de almacenamiento de energía (por ejemplo, un resorte).
Interruptor Local/Remoto: Este es un interruptor selector que permite al operador deshabilitar el control remoto y operar el interruptor automático solo localmente. Sirve como una función de seguridad para evitar la operación remota del interruptor automático durante el mantenimiento, asegurando la seguridad del personal de mantenimiento.
Desconexión/Elemento Fusible: Estos dispositivos se utilizan para cortar el suministro de energía al sistema de control durante el trabajo de mantenimiento o cuando hay un fallo en el circuito de control. La desconexión generalmente se logra mediante interruptores de cuchilla o fusibles/removibles, que proporcionan confirmación visual de que el circuito de control está abierto. También se pueden bloquear en la posición abierta para evitar reconexiones no autorizadas. En casos donde se requiere protección contra cortocircuitos, se pueden usar Mini Interruptores Automáticos (MCB) como alternativa a los fusibles simples.
Control y Indicación Local: Esta función proporciona una indicación de la posición del interruptor automático y el estado de la instalación de control local/remoto. Estos indicadores son principalmente para fines de mantenimiento o operaciones de emergencia, dependiendo de las regulaciones de seguridad locales, permitiendo al personal evaluar rápidamente la condición del interruptor automático.
Circuito de Discrepancia de Polos/Circuito de Desacuerdo de Polos: Para interruptores automáticos de Operación Independiente de Polos (IPO), donde cada fase tiene su propio mecanismo operativo, es posible que una fase del interruptor automático esté en una posición diferente (abierta o cerrada) en comparación con las otras fases. Esta situación, conocida como discrepancia de polos o desacuerdo de polos, puede llevar a una corriente primaria asimétrica. Cuando ocurre una discrepancia de polos, los contactos auxiliares en cada fase se utilizan para energizar un relé de retardo. Si la discrepancia persiste después del retardo preestablecido (generalmente entre 1.5 a 5 segundos, dependiendo de las condiciones específicas de la red y la duración permitida de la operación asimétrica del circuito primario, que debe ser más larga que el tiempo de recierre automático de una fase y más corta que la protección de secuencia negativa de la generación), se intentará disparar todas las fases del interruptor automático. Si la discrepancia de polos fue debido a un fallo en el cierre de un polo, el disparo probablemente tendrá éxito. Sin embargo, si la discrepancia inicial fue debido a un fallo en la apertura, el polo fallido puede no responder a comandos posteriores de apertura, y puede ser necesario abrir otros interruptores automáticos.
Calefacción: Se instalan comúnmente calentadores en cada uno de los alojamientos del mecanismo operativo y del control. Su propósito es reducir la condensación, que puede causar corrosión y fallos en el equipo, asegurando así el funcionamiento confiable de los componentes del interruptor automático.
