Enfrontar el Desafi de les Corrents de Curtcircuit Excessives: Solucions i Aplicacions del Limitador de Corrent Ultra-ràpid (FCL)

1. Aplicació de la solució: cuellos d'ampolla dels esquemes de protecció convencionals contra curtes circuits

A les xarxes elèctriques modernes, especialment en subestacions de centrals elèctriques i grans parcs industrials, s'adopta ampliament l'operació en paral·lel de múltiples transformadors o generadors per augmentar la fiabilitat de l'abastament elèctric i l'eficiència energètica. Tanmateix, això provoca un augment agut dels nivells de corrent de curt circuit del sistema, sovint superant la capacitat de resistència (per exemple, resistència dinàmica/tèrmica) dels equips existents com els quadres de distribució, els interruptors i els transformadors.

Les solucions tradicionals enfronten desafiaments significatius:

1. Interruptors convencionals: El seu temps de talla es mesura en dezenes de milisegons, no podent prevenir l'impacte del primer pico de corrent de curt circuit (corrent màxima). L'equip encara ha de suportar forces electromagnètiques i efectes tèrmics enormes, posant en risc la seva integritat.
2. Reactances limitadores de corrent: Tot i que poden limitar la corrent de curt circuit, la seva operació en sèrie permanent resulta en pèrdues contínues de potència activa (increment de costos d'electricitat), caigudes de tensió (afectant la qualitat de l'energia) i pèrdues de potència reactiva. També poden causar problemes amb la regulació dels generadors, oferint un rendiment econòmic i tècnic deficient.
3. Substitució completa de l'equipament: Reemplaçar seccions senceres de quadres de distribució o transformadors per fer front a increments de la corrent de curt circuit requereix una inversió massiva, implica enginyeria complexa i provoca interrupcions prolongades de l'abastament elèctric.

II. Solució: Valor d'aplicació central del limitador de corrent ultra-ràpid (FCL)

El limitador de corrent ultra-ràpid (FCL) proporcionat en aquesta solució és un dispositiu intel·ligent basat en una configuració en paral·lel d'un "interruptor ràpid" i una "fusible limitador de corrent". Resol fonamentalment els desafiaments mencionats, amb el seu valor d'aplicació central assentit en la "talla a nivell de mil·lisegons" i els "beneficis econòmics a tota la vida útil".

Avantatges d'aplicació principals:

• Protecció ultra-ràpida, eliminant l'impacte del pico de corrent: Pot completar la detecció i l'acció de limitació de corrent en 1 mil·lisegon després d'ocórrer un curt circuit, limitant eficientment la corrent abans que arribi al seu pico destructiu. Això protegeix perfectament equips com els quadres de distribució, CTs i unions de cables de fortes forces electromagnètiques, impossible d'aconseguir amb interruptors convencionals.
• Beneficis econòmics significatius i estalvi d'energia: El FCL normalment s'aplica en paral·lel amb una reactance limitadora de corrent. Durant l'operació normal, la corrent flueix a través del FCL (amb pèrdues quasi nul·les); durant un curt circuit, el FCL es talla ràpidament, i la corrent es transferix a la reactance per limitar-la. Aquest mode evita les pèrdues importants de costos d'electricitat associades a l'operació a llarg termini de les reactances, fent-ne la solució més econòmica de limitació de corrent. Alhora, evita l'inversió prohibitiva de substituir seccions senceres de quadres de distribució, reduint significativament el cost de la reforma, expansió o nova construcció de subestacions.
• Alta fiabilitat i disseny sense manteniment: Prova de rendiment estable a través de més de 60 anys d'operació global. El seu component actuant central, el pont conductor, té un disseny modular. Després de l'operació, només cal reemplaçar el mòdul intern a la fàbrica, resultant en costos de manteniment molt baixos, i l'estructura principal és reutilitzable.
• Ampla adaptabilitat a escenaris: És la única o millor solució tècnica per aturar corrents de curt circuit excessives en escenaris com l'operació en paral·lel de múltiples transformadors i connexions de xarxa amb fonts d'energia captives.

III. Escenaris d'aplicació típics i solucions

IV. Implementació tècnica i guia de selecció

1. Anàlisi breu del principi de funcionament:
   El dispositiu monitoritza la corrent (I) i la seva taxa de canvi (di/dt) en temps real mitjançant CTs de bornes d'alta precisió. Utilitza dos criteris – només emet un ordre de tall quan ambdós superen els llindars – prevenint eficàcement malfuncionaments. Un cop s'activa, el pont conductor es rompe i es talla en 1 ms, transferint la corrent a la fusible limitadora de corrent en paral·lel, que completa la limitació de corrent i l'extinció final de l'arc en un temps extremadament curt.
2. Models d'oferta i selecció:
   Hi ha disponibles tres modes d'integració flexibles basats en les necessitats del projecte:
• Tipus de component discret: Adequat per a projectes de reforma, instal·lat dins dels quadres de distribució existents, estalviant espai.
• Tipus extensible (montat en carret): Per a quadres de distribució nous, el pont conductor es monta en un carret extensible, també funcionant com a interruptor d'isolació per a manteniment convenient.
• Tipus de quadre fix: Adequat per a tots els nivells de tensió, especialment sistemes de 36/40.5kV. Tots els components s'instal·len fixament en una estructura compacta.
3. Paràmetres de selecció clau (exemple):

V. Resum

El limitador de corrent ultra-ràpid (FCL) no és només un simple dispositiu alternatiu, sinó que representa un enfocament revolucionari de la protecció del sistema. A través de la seva velocitat de tall a nivell de mil·lisegons, redefineix el referent de la protecció contra curtes circuits, ofereix a clients un nivell sense precedents de seguretat i beneficis econòmics. Enfrontant-se al desafiament generalitzat de corrents de curt circuit excessives, el FCL ofereix una solució de primera classe que és madura, fiable i validada per milers de projectes a nivell global. És una elecció estratègica per assegurar la fiabilitat futura i l'operació econòmica dels sistemes de potència crítics.