Guía do Recierre: Como Funciona e Por que as Empresas de Servizos Públicos o Usan

1. Que é un recloser?
Un recloser é un interruptor eléctrico de alta tensión automatizado. Semellante a un interruptor diferencial en sistemas eléctricos domésticos, interrompe o suministro de enerxía cando ocorre un fallo, como un curto circuito. No obstante, a diferencia dun interruptor diferencial doméstico que require un reinicio manual, un recloser monitoriza automaticamente a liña e determina se o fallo rematou. Se o fallo é temporal, o recloser volverá a pecharse automaticamente e restablecerá o suministro de enerxía.

Os reclosers son ampliamente utilizados en sistemas de distribución, dende subestacións ata postes de enerxía en zonas residenciais. Existen varios tipos, incluíndo reclosers monofásicos compactos para liñas monofásicas e reclosers trifásicos maiores para subestacións e liñas de distribución de alta tensión de até 38 kV.

O deseño e o rendemento dos reclosers están regidos por estándares internacionais como ANSI/IEEE C37.60 e IEC 62271-111.

2. Por que usar reclosers?

Os reclosers automáticos son considerados por as empresas eléctricas de todo o mundo como dispositivos esenciais para lograr o seu obxectivo principal: entregar o suministro de enerxía máis continuo e fiable aos clientes de forma simple e económica.

Os reclosers poden detectar e interromper correntes de fallo, e despois restablecer a enerxía automaticamente cando un fallo temporal remate. En esencia, un recloser é un dispositivo inteligente autónomo capaz de detectar sobrecorrente, cronometrar, interrumpir a corrente de fallo e volver a pecharse para reenerxizar a liña.

Se o fallo é permanente, o recloser bloqueará despois dun número predefinido de operacións, xeralmente tres ou catro tentativas, aislando así a sección defectuosa do resto do sistema. Esta capacidade aforra ás empresas eléctricas tempo e custos operativos significativos, xa que a enerxía adoita restablecerse despois de só unha ou dúas interrupcións breves, sen necesidade de intervención no terreo.

En casos onde o envío de persoal é inevitábel, os reclosers axudan a minimizar a extensión da interrupción e axudan ao persoal de manutención a localizar rapidamente o fallo e restabelecer o servizo. Os clientes residenciais, comerciais, industriais e institucionais todos benefician dunha menor interrupción e custos asociados. Sen este alto nivel de fiabilidade no suministro, moitas cargas modernas críticas, como ordenadores, bombas de auga e liñas de produción automatizadas, terían dificultades para funcionar de maneira fiable.

3. Como funciona un recloser?

Cando ocorre un fallo na liña, o recloser o detecta e interrompe automaticamente a enerxía. Despois dun intervalo moi breve, xeralmente tan breve que só causa un parpadeo momentáneo de luz, o recloser intenta volver a pecharse e restabelecer a enerxía. Se o fallo persiste, volve a dispararse.

Despois de xeralmente tres tentativas infructuosas, o recloser clasifica o fallo como permanente e permance aberto (bloqueado). Neste punto, o persoal da empresa debe visitar o lugar para reparar a infraestrutura danada e reiniciar manualmente o recloser para restabelecer a enerxía.

Fallos permanentes típicos inclúen:

• Daños por relampagos nos conductores ou equipos

• Ramas de árbores que caen e danan as liñas

• Colisións de vehículos con postes ou ferramentas

4. Que son os fallos temporais?

A maioría dos fallos nas liñas de distribución aérea son temporais. Exemplos inclúen descargas de relampago, conductores movidos polo vento ou contacto momentáneo causado por aves ou pequenos animais. Estes fallos xeralmente rematan por si mesmos cando a enerxía é interrompida e non causan danos duradeiros na liña.

Tipos comúns de fallos temporais:

• Choque de conductores provocado polo vento

• Flashover ao longo das superficies de aislantes debido a sobretensións inducidas por relampagos

• Puentes momentáneos entre conductores vivos e partes aterradas por aves, roedores ou outros animais

• Ramaxes que contactan brevemente con liñas energizadas

• Sobretensións de conmutación que causan flashovers en aislantes

Os datos operativos a longo prazo e a experiencia en campo demostran claramente a importancia da función "disparo e recierre". Se a liña está desenerxizada momentaneamente, a fonte de fallo adoita desaparecer, facendo que o recierre sexa altamente probable. Así, os reclosers automáticos eliminan virtualmente as interrupcións prolongadas causadas por fallos temporais ou sobrecorrentes transitórias en sistemas de distribución.

5. Tipos de reclosers

5.1 Reclosers monofásicos

Os reclosers monofásicos úsanse para protexer circuitos monofásicos, como liñas de ramificación ou derivacións dun alimentador trifásico. Tamén poden ser instalados en circuitos trifásicos onde a maioría da carga é monofásica.

No caso dun fallo permanente de fase a terra, só a fase afectada é bloqueada, mentres que os dous terzos restantes do sistema continúan suministrando enerxía, mellorando así a continuidade global do servizo.

Debido ao seu peso menor en comparación cos reclosers trifásicos grandes, as unidades monofásicas adoitan montarse directamente sobre postes de enerxía ou estruturas de acero de subestacións usando os seus soportes integrados, eliminando a necesidade de marcos de soporte adicionais.

Según o deseño, os reconectadores monofásicos poden dispor de control hidráulico (integrado no tanque de aceite do reconectador) ou de control electrónico (alojado nun armario de control separado).

Notablemente, os reconectadores monofásicos están agora tamén dispoñibles nun formato de cortacircuito, representando un alto nivel de integración entre os componentes primarios e secundarios. Estes poden instalarse directamente nas bases de montaxe estándar de fusibles de corte e son comúnmente utilizados para a protección de circuitos de rama, con correntes nominais típicas de ata 200 A.

Un fabricante representativo é S&C Electric Company (USA), cuxo produto TripSaver® II exemplifica este tipo, como se mostra a continuación:

5.2 Reconectadores trifásicos

Os reconectadores trifásicos úsanse en liñas de distribución trifásicas para mellorar a fiabilidade do sistema. En caso de calquera fallo permanente, as tres fases bloquearanse simultaneamente, evitando así o risco de monofaseo para cargas trifásicas críticas —como motores trifásicos grandes— que podían ser danados por unha alimentación de voltaxe desequilibrada ou incompleta.

A selección dun reconectador trifásico basease nos valores eléctricos requeridos, no medio de interrupción e aislamento (por exemplo, aceite, vacío ou gases ambientalmente amigables), e na elección entre o control hidráulico (integrado na unidade) ou o control electrónico (alojado nun armario de control separado).

5.3 Modo de operación: salto trifásico e bloqueo trifásico

Este é o modo de operación estándar para reconectadores maiores. Independentemente de que o fallo sexa unha falla monofásica a terra, unha falla fase-a-fase ou unha falla trifásica, as tres polas saltan simultaneamente durante cada operación. O salto e a reconexión das tres fases están mecánicamente ligadas e accionadas por un único mecanismo de operación, asegurando un rendemento sincronizado.

Os reconectadores trifásicos admiten varias configuracións de montaxe, incluíndo:

• Marcos montados en poste (para instalacións en liña aérea)

• Marcos de montaxe en subestación (para aplicacións en subestación ou montaxe en plataforma)

5.4 Reconectadores triple-monofásicos

Os reconectadores triple-monofásicos están controlados electrónicamente e ofrecen tres modos de operación:

• Salto trifásico e bloqueo trifásico
  As tres fases saltan simultaneamente debido a unha sobrecorrente, recópanse simultaneamente e operan na mesma secuencia.

• Salto monofásico e bloqueo trifásico
  Cada fase realiza independentemente o salto por sobrecorrente e a reconexión. Se calquera fase entra na secuencia de bloqueo debido a un fallo permanente, ou se se emite un comando de "bloqueo" local/remoto, as outras dúas fases tamén saltarán e entrarán en bloqueo, evitando así un monofaseo prolongado de cargas trifásicas.

• Salto monofásico e bloqueo monofásico
  Cada fase salta e bloquéase independentemente, sen afectar ás outras. Este modo utilízase principalmente para cargas residenciais, ou en escenarios onde as cargas trifásicas xa están protexidas contra o monofaseo por outros medios.

Os reconectadores triple-monofásicos poden montarse en postes utilizando un marco de montaxe en poste, ou instalarse en marcos de subestación ou directamente nas estruturas de acero da subestación.

6. Tipos de control de reconectadores

A "inteligencia" que permite ao reconectador detectar sobrecorrientes, seleccionar características de tempo-corrente, realizar operaciones de salto e reconexión, e finalmente bloquear, provén do seu sistema de control. Hai dous tipos principais de control: control hidráulico integral e control electrónico aloxado nun armario de control separado.

Control hidráulico

O control hidráulico empregase amplamente na maioría dos reconectadores monofásicos e nalgúns reconectadores trifásicos. Existe como parte integrante do propio reconectador. Con este método de control, a sobrecorrente detectase mediante unha bobina de salto conectada en serie coa liña. Cando a sobrecorrente fluye a través da bobina de salto, a bobina puxa un pistón, provocando que os contactos do reconectador abran.

As operacións de temporización e secuencia lograranse mediante o flujo de aceite hidráulico a través de diferentes cámaras hidráulicas ou orificios. Nos reconectadores máis pequenos, a enerxía necesaria para a reconexión proporcionase por molas, que se cargan polo pistón da bobina de salto conectada en serie durante a operación de protección contra sobrecorrientes. Nos reconectadores máis grandes, a pechado realiza-se por un solenoide de pechado separado alimentado polo voltaxe da liña do lado da fonte do reconectador.

7. Control basado en microprocesador ou electrónico

Os sistemas de control de reconectadores basados en microprocesador ou electrónicos instálanse xeralmente en armarios de control separados, permitindo axustar os parámetros de operación en calquera momento. Poden combinarse con varios accesorios para personalizar as funcións básicas para cumprir unha ampla gama de requisitos de aplicación. En comparación co control hidráulico, estes métodos de control ofrecen maior flexibilidade, programación e personalización de parámetros máis sinxela, e capacidades avanzadas de protección, medida e automatización.

O control baseado en microprocesadores adoita empregarse xunto co software de interface baseado en PC para configurar as opcións de control, rexistrar datos de medida e estabelecer parámetros de comunicación. O sistema de control tamén ofrece múltiples ferramentas analíticas, incluíndo localización de fallos, rexistro de eventos e funcións de oscillografía. O control electrónico foi amplamente aplicado na maioría dos reconectores trifásicos desde mediados dos anos 80, e moitos destes equipos seguen en funcionamento fiable hoxe en día.

8. Medios de interrupción de reconectores

8.1 Interruptores de aceite
Os reconectores que empregan aceite para a interrupción da corrente usan o mesmo aceite como medio principal de aislamento. Algunhas unidades de reconectores con control hidráulico tamén usan este mesmo aceite para realizar funcións de temporización e contaxe.

8.2 Interruptores de vacío
Os interruptores de vacío permiten unha interrupción rápida do arco con baixa enerxía e ofrecen vantaxes como lonxevidade dos contactos e do interruptor, baixo estrés mecánico e alta seguridade operativa. Dado que o arco se extingue no vacío, a vida útil dos contactos e do interruptor supera a de outros medios de interrupción. Dependendo do modelo, o medio de aislamento para os reconectores de vacío pode ser aceite, aire ou epoxi.