Serie ZHW de equipos de interruptores y seccionadores de alta tensión aislados en gas (GIS)

Principios de las Funciones de Protección:

• El equipo GIS está equipado con diversas funciones de protección para garantizar el funcionamiento seguro del sistema eléctrico.

Protección contra Sobrecorriente:

• La función de protección contra sobrecorriente monitorea la corriente en el circuito utilizando transformadores de corriente. Cuando la corriente supera un umbral predefinido, el dispositivo de protección activa el interruptor para que se dispare, cortando el circuito defectuoso y evitando daños al equipo debido a la sobrecorriente.

Protección contra Cortocircuitos:

• La función de protección contra cortocircuitos detecta rápidamente las corrientes de cortocircuito cuando ocurre un fallo de cortocircuito en el sistema y provoca que el interruptor actúe con rapidez, protegiendo el sistema eléctrico de daños.

Funciones de Protección Adicionales:

• Otras funciones de protección, como la protección contra fallas a tierra y la protección contra sobretensión, también están incluidas. Estas funciones de protección utilizan sensores apropiados para monitorear los parámetros eléctricos. Una vez que se detecta cualquier anomalía, las acciones de protección se inician inmediatamente para garantizar la seguridad del sistema eléctrico y del equipo.

Principio de aislamiento:

• En un campo eléctrico, los electrones en las moléculas de gas SF₆ se desplazan ligeramente de los núcleos. Sin embargo, debido a la estabilidad de la estructura molecular del SF₆, es difícil que los electrones escapen y formen electrones libres, lo que resulta en una alta resistencia aislante. En el equipo GIS (Gas-Insulated Switchgear), el aislamiento se logra controlando con precisión la presión, la pureza y la distribución del campo eléctrico del gas SF₆. Esto asegura un campo eléctrico aislante uniforme y estable entre las partes conductoras de alta tensión y la carcasa a tierra, así como entre diferentes conductores de fase.

• Bajo la tensión de operación normal, los pocos electrones libres en el gas obtienen energía del campo eléctrico, pero esta energía no es suficiente para causar la ionización por colisión de las moléculas de gas. Esto asegura el mantenimiento de las propiedades aislantes.

Debido al excelente rendimiento de aislamiento, extinción del arco y estabilidad del gas SF6, el equipo GIS tiene las ventajas de ocupar un área pequeña, tener una fuerte capacidad de extinción del arco y alta confiabilidad, pero la capacidad de aislamiento del gas SF6 se ve muy afectada por la uniformidad del campo eléctrico, y es fácil que haya anomalías de aislamiento cuando hay puntas u objetos extraños en el interior del GIS.

El equipo GIS adopta una estructura completamente cerrada, lo que aporta las ventajas de que los componentes internos no sufren interferencias ambientales, tienen un ciclo de mantenimiento largo, un bajo volumen de trabajo de mantenimiento y baja interferencia electromagnética, mientras que también tiene problemas como un trabajo de revisión único complejo y métodos de detección relativamente deficientes, y cuando la estructura cerrada se erosiona y daña por el entorno externo, esto traerá una serie de problemas como la entrada de agua y fugas de aire.

• Por método de aislamiento y refrigeración: Se dividen en aislados por líquido (sumergidos en aceite) y de tipo seco. Los transformadores sumergidos en aceite son el tipo predominante para la transmisión de energía, adecuados para voltajes de hasta 345kV y superiores, con métodos de refrigeración estandarizados como ONAN (Aceite Natural Aire Natural), ONAF (Aceite Natural Aire Forzado) y OFAF (Aceite Forzado Aire Forzado). Los transformadores de tipo seco se utilizan principalmente para aplicaciones interiores o industriales específicas, generalmente para voltajes más bajos (hasta 35kV), aunque algunos tipos especiales están disponibles para voltajes más altos.
• Por función de voltaje: Incluyendo transformadores elevadores, reductores y autotransformadores. Los transformadores elevadores se utilizan en centrales eléctricas para aumentar el voltaje del generador al voltaje de transmisión (por ejemplo, de 13.8kV a 345kV). Los transformadores reductores se utilizan en subestaciones para reducir el voltaje de transmisión para subtransmisión o distribución (por ejemplo, de 345kV a 132kV o 34.5kV). Los autotransformadores se utilizan para conectar sistemas con relaciones de voltaje fijas, ofreciendo ventajas de eficiencia en redes de transmisión (por ejemplo, aplicaciones de 400kV/220kV).
• Por estructura del núcleo: Se dividen en tipo núcleo y tipo carcasa. Los transformadores de tipo núcleo tienen bobinados que rodean las patas del núcleo (comunes en aplicaciones EHV). Los transformadores de tipo carcasa tienen el núcleo rodeando los bobinados.

El Interruptor Híbrido Aislado por Gas (HGIS) es un tipo de interruptor de alta tensión que combina las ventajas del Interruptor Aislado por Aire (AIS) y del Interruptor Aislado por Gas (GIS). Su característica principal de diseño es una estructura modular, donde los componentes funcionales clave del interruptor (como los interruptores y los seccionadores) se integran en recintos aislados por gas, mientras se conectan a otros equipos mediante barras colectoras aisladas por aire externas. Este diseño logra una compactación estructural al tiempo que asegura la comodidad de la instalación y el mantenimiento.