Deseño e aplicación de reconectadores de alta tensión Centrando nos sistemas de 20kV en Indonesia e Vietnam

1. Introducción

Na infraestrutura moderna de redes eléctricas, os reclosers de alta tensión xogan un papel fundamental na mellora da fiabilidade e eficiencia do suministro de enerxía. Isto é particularmente crucial en rexións como Indonesia, que posúe unha vasta e complexa rede de distribución de enerxía que abarca numerosas illas, e Vietnam, coas súas sistemas costeiros de enerxía en desenvolvemento. O nivel de tensión de 20kV, dentro do rango de media-alta tensión, é amplamente adoptado nas redes urbanas, no suministro industrial de enerxía e en certas liñas de transmisión de alta tensión debido ás súas vantaxes na eficiencia de transmisión de enerxía e na rentabilidade.

2. Función e Significado dos Reclosers de Alta Tensión

Un recloser de alta tensión é un equipo de manobra inteligente utilizado na automatización da rede de distribución de enerxía. Ten a capacidade "autónoma" de detectar correntes de fallo, interrompelas nun tempo determinado e realizar un número especificado de reclosures. Cando ocorre un fallo de curto circuito na liña, o recloser actúa para abrir e volver a pechar segundo unha secuencia e intervalo de tempo preestablecidos. No caso dun fallo permanente, despois de completar a secuencia de operación predeterminada e se o reclosure falla, quedará bloqueado no estado de circuito aberto, aislando a sección defectuosa. Unha vez resolvido o fallo, xeralmente é necesario un reinicio manual para liberar o bloqueo. Para fallos transitórios, as operacións subsecuentes de apertura e peche terminarán tan pronto como calquera reclosure sexa exitoso, e despois dun certo retardo, volverá ao estado inicial establecido, preparándose para o seguinte posible fallo.

En Indonesia, cunha gran rede eléctrica que cubre unha ampla área, os reclosers de alta tensión son esenciais para restaurar rapidamente o suministro de enerxía despois dos fallos, reducir o tempo de cortes de enerxía e mellorar a fiabilidade global do suministro de enerxía. De forma semellante, nas áreas costeiras de Vietnam, onde factores ambientais como a humidade e a néboa salina poden supor desafíos para a rede eléctrica, os reclosers axudan a manter un suministro de enerxía estable.

3. Consideracións de Diseño para Reclosers de Alta Tensión de 20kV
3.1 Diseño de Rendemento Eléctrico
3.1.1 Tensión e Corrente Nominal

Para os reclosers de 20kV, a tensión nominal está deseñada para ser de 20kV para coincidir co nivel de tensión da rede. A corrente nominal debe determinarse en base á corrente real de carga na sección da rede eléctrica onde se instala. En zonas industriais de Indonesia ou Vietnam con equipos de alta potencia, pode ser necesaria un recloser de corrente nominal máis alta para asegurar o funcionamento normal en condicións de carga pesada.

3.1.2 Capacidade de Interrupción de Fallos

O recloser debe ter suficiente capacidade de interrupción de fallos para interromper grandes correntes de curto circuito. Nunsistema de 20kV, as correntes de curto circuito poden alcanzar varios kiloamperios. O deseño debe considerar os peores escenarios de curto circuito na rede eléctrica local, como curtos circuitos trifásicos próximos á fonte de enerxía. Por exemplo, nunha rede de distribución industrial típica de 20kV en Indonesia, a corrente de curto circuito pode estar arredor dos 20-30kA, polo que o recloser debe estar deseñado para interromper tales correntes de maneira segura e fiable.

3.2 Diseño Mecánico
3.2.1 Mecanismo de Operación

O mecanismo de operación do recloser debe ser altamente fiable e capaz de resistir operacións frecuentes. Os mecanismos de operación de molla ou de imán permanente son comúnmente utilizados. Nas duras condicións ambientais das áreas costeiras de Vietnam, pode preferirse un mecanismo de operación de imán permanente ben selado e resistente á corrosión. Pode asegurar un funcionamento estable incluso na presenza de néboa salina e alta humidade, reducindo o risco de fallos mecánicos debido á corrosión.

3.2.2 Sistema de Contactos

O sistema de contactos do recloser é crucial para o seu rendemento. Seleccionanse materiais de contacto de alta calidade con boa conductividade eléctrica e propiedades antichispas. Para os reclosers de 20kV, adoitan usarse materiais como aleacións de cobre-tungsteno. O deseño dos contactos debe asegurar unha boa presión de contacto para minimizar a resistencia de contacto e evitar o sobrecalentamento durante o funcionamento normal. Ademais, o sistema de contactos debe ser capaz de resistir os arcos de alta enerxía xerados durante as operacións de interrupción de fallos, cunha longa vida útil.

3.3 Diseño de Aislamento
3.3.1 Materiais de Aislamento

Nos reclosers de 20kV, seleccionanse os materiais de aislamento adecuados en función do entorno de operación. No clima tropical de Indonesia con alta humidade, adoitan usarse materiais con excelentes propiedades de aislamento resistente á humidade, como a resina epoxi. O aislamento baseado en resina epoxi pode prevenir eficazmente a ruptura eléctrica causada pola absorción de humidade. Nas áreas costeiras de Vietnam, tendo en conta o factor adicional da néboa salina, poden aplicarse revestimentos especiais antineblina salina aos materiais de aislamento para mellorar aínda máis o seu rendemento de aislamento.

3.3.2 Estructura de Aislamento

A estrutura de aislamento do recloser está deseñada para asegurar unha distancia eléctrica de aislamento suficiente e resistir a tensión nominal e as sobretensiones transitorias. Por exemplo, o deseño do aislamento entre as partes activas e as partes a tierra debe cumprir as normas internacionais e nacionais relevantes. En Indonesia, o deseño do recloser debe cumprir os requisitos da norma SNI 04-0225, que especifica as distancias mínimas de aislamento e os niveis de tensión soportados para equipos eléctricos de alta tensión.

4. Cumprimento de Normas: IEC 60068-2-52 e SNI 04-0225
4.1 IEC 60068-2-52

A norma IEC 60068-2-52 é relevante para os reclosers en termos de ensaios ambientais. No contexto das áreas costeiras de Vietnam, os reclosers deben cumprir os requisitos desta norma en relación á resistencia á corrosión por néboa salina. Esta norma estipula métodos de ensaio específicos e criterios de aceptación para equipos expostos a ambientes de néboa salina. Por exemplo, os reclosers deben someterse a un período determinado de ensaios de pulverización de néboa salina, e despois do ensaio, o seu rendemento eléctrico e mecánico debe seguir cumprindo os requisitos especificados. O cumprimento desta norma asegura que os reclosers poden operar de maneira fiable no duro ambiente costeiro de Vietnam.

4.2 SNI 04-0225

En Indonesia, a norma SNI 04-0225 é de gran significado para os equipos eléctricos de alta tensión, incluíndo os reclosers. Esta norma abarca aspectos como a seguridade eléctrica, os requisitos de aislamento e o rendemento mecánico. Os reclosers deseñados para o mercado indonésio deben cumprir os requisitos de ensaios de soportar a tensión especificados nesta norma. Por exemplo, o aislamento do recloser debe ser capaz de soportar os ensaios de tensión AC e DC especificados sen romperse, asegurando a seguridade do persoal e do equipo na rede eléctrica.

5. Requisitos Especiais para Reclosers en Indonesia e Vietnam

5.1 Indonesia
5.1.1 Rede Eléctrica Baseada en Illas

A rede eléctrica de Indonesia caracterízase pola súa extensión a través de numerosas illas. Os reclosers deben deseñarse para unha instalación e manutención fáceis en áreas de illas remotas. Prefírense reclosers de tamaño compacto con sistemas de operación e control autónomos. Estes reclosers poden transportarse facilmente a illas e instalarse en postes ou en pequenas subestacións. Ademais, debido á capacidade de suministro de enerxía limitada en algúnsas illas, os reclosers deben poder operar eficientemente con fontes auxiliares de baixa potencia.

5.1.2 Clima Tropical

O clima tropical de Indonesia, con altas temperaturas e humidade ao longo do ano, supón desafíos para o rendemento dos reclosers. O deseño do recloser debe incorporar medidas efectivas de dissipación de calor. Por exemplo, usar materiais condutores de calor na carcasa e deseñar canles de ventilación adecuados para evitar o sobrecalentamento dos componentes internos. Ademais, a selección de materiais debe considerar a súa resistencia á corrosión provocada pola humidade para asegurar unha longa vida útil.

5.2 Vietnam (Áreas Costeiras)
5.2.1 Néboa Salina e Humidade

Nas áreas costeiras de Vietnam, a alta concentración de néboa salina no aire e os altos niveis de humidade son preocupacións importantes. Os reclosers deben ser altamente resistentes á corrosión por néboa salina. Como mencionouse anteriormente, o cumprimento de normas como a IEC 60068-2-52 axuda neste sentido. Ademais de usar materiais resistentes á corrosión, a carcasa do recloser debe ter un alto nivel de protección, como unha carcasa de clase IP68. Un recloser de clase IP68 nas áreas costeiras de Vietnam pode prevenir a entrada de auga salgada e polvo, asegurando un funcionamento fiable mesmo nas condicións costeiras máis adversas.

5.2.2 Condiciones de Vento Forte e Temporal

As áreas costeiras de Vietnam tamén están propensas a eventos de vento forte e temporais. Os reclosers deben deseñarse para resistir ventos fortes. As estruturas de instalación deben ser robustas, e a carcasa debe ser capaz de resistir o impacto de detritos voladores durante os temporais. Por exemplo, o recloser pode instalarse nun poste sólido con cabos de suxido adecuados, e a carcasa debe fabricarse con materiais resistentes ao impacto.

6. Conclusión

O deseño de reclosers de alta tensión para sistemas de 20kV en Indonesia e Vietnam, especialmente nas áreas costeiras de Vietnam, require unha consideración cuidadosa de diversos factores. Desde o rendemento eléctrico e mecánico ata o deseño de aislamento, e o cumprimento de normas internacionais e nacionais como a IEC 60068-2-52 e a SNI 04-0225. Cumprir os requisitos ambientais e de rede eléctrica específicos destas rexións, como a rede baseada en illas e o clima tropical en Indonesia, e a néboa salina, humidade e condicións de vento forte nas áreas costeiras de Vietnam, é esencial para asegurar o funcionamento fiable da rede eléctrica. Os reclosers ben deseñados poden mellorar significativamente a fiabilidade do suministro de enerxía, reducir o tempo de cortes de enerxía e apoiar o desenvolvemento estable da industria eléctrica nestas rexións. Á medida que a demanda de enerxía en Indonesia e Vietnam continua a aumentar, a innovación e a mellora continuas no deseño de reclosers serán cruciais para facer fronte aos futuros desafíos da operación da rede eléctrica.