Coordinación de protecciones entre transformador y aparamenta
Coordinación de protecciones entre transformador y aparamenta
Un paquete de subestación se compra como un contrato, pero se protege como dos sistemas. El transformador lleva sus propias defensas de primera línea, y la aparamenta lleva el interruptor que tiene que despejar un fallo cuando esas defensas no bastan. Los dos solo funcionan si están coordinados.
DOS PROTECCIONES, UNA SUBESTACIÓN
La protección del transformador reacciona a condiciones dentro del tanque o del devanado. La de la aparamenta reacciona a condiciones en el circuito. No son intercambiables, y un paquete que las trata como un solo número es el que falla después en el peor momento. Del lado del transformador, XIAOPAI fabrica el transformador sumergido en aceite con un conjunto de protecciones incorporadas que actúan antes de que un fallo se convierta en incendio. Del lado de la aparamenta, la aparamenta de alta tensión lleva el interruptor cuya capacidad de corte es el número que tiene que coincidir con la falta. Lee los dos como una cadena, y la pregunta de coordinación se vuelve simple: ¿todo fallo tiene un dispositivo que lo detecta y un dispositivo que lo despeja, en ese orden?
LAS DEFENSAS DEL PROPIO TRANSFORMADOR
El transformador se protege desde dentro. Cada capacidad de la gama sellada sumergida en aceite lleva válvula de alivio de presión, para que un aumento súbito de presión interna se ventile antes que el tanque. El relé de gas se puede especificar con terminales de alarma y disparo: la etapa de alarma reacciona a la acumulación lenta de gas de un fallo en desarrollo, y la de disparo reacciona al oleaje de aceite de un fallo interno grave. Esa respuesta en dos etapas es todo el sentido del dispositivo, y solo ayuda si el terminal de disparo está cableado al interruptor.
La temperatura del aceite se mide por un bolsillo de termómetro de vástago de vidrio en el tanque, y la gama de 1.000-2.000 kVA lleva termómetro de señal exterior. Del lado seco, el transformador seco de resina epóxica SC(B)9 lleva un controlador inteligente de temperatura con etapas de alarma de fallo, alarma de sobretemperatura y disparo por sobretemperatura, más una interfaz RS485 para monitorización central. Los transformadores secos de esta clase también están dimensionados para funcionar largos periodos al 140 % de la carga nominal con refrigeración por aire, que es un número que conviene saber antes de fijar el disparo térmico cerca de él.
EL INTERRUPTOR DESPEJA LA FALTA
Las defensas del transformador detectan y señalizan. El interruptor es el dispositivo que realmente interrumpe. Un esquema de coordinación falla en una de dos direcciones: el interruptor abre demasiado despacio, así que el transformador sufre daños que no debía sufrir; o el interruptor está subdimensionado, así que se le pide interrumpir una corriente que no puede despejar.
La capacidad de corte es el número que tiene que cubrir la corriente de cortocircuito en el punto de conexión. En la gama de disyuntores de vacío que fabrica XIAOPAI, el VS1 y el VBM7 se publican a 12 kV con capacidades de corte de 20 kA, 25 kA y 31,5 kA, corriente nominal 630A-1250A, tripolar, 50 Hz, y vida mecánica de 10.000 operaciones. La serie ZW32 recloser lleva la misma idea al poste: 13,8/27/33 kV con 25 kA de capacidad de corte y función de reenganche automático con controlador.
AJUSTAR LA POTENCIA DEL INTERRUPTOR A LA FALTA
La potencia en kA del interruptor se ajusta a la corriente de falta, y la corriente de falta la fija el transformador que alimenta la barra. Ese es el paso que la mayoría de las cotizaciones de paquete omite, porque necesita un número que el proveedor debería calcular y no suponer.
Tres entradas determinan el nivel de falta: la capacidad del transformador, su impedancia y la tensión. La capacidad y la tensión están en la placa. La impedancia es la que hay que pedir por escrito, junto con el grupo de conexión, porque ambas cambian la corriente de falta que verá la aparamenta. Sin esos dos valores, la potencia en kA del interruptor es una conjetura.
Una lectura conservadora no es mala aquí. Si el nivel de falta calculado cae entre dos potencias publicadas, el paquete debe especificarse a la potencia superior, porque un interruptor que despeja 20 kA con holgura está haciendo su trabajo y uno al que se le pide despejar 31,5 kA cuando está construido para 20 kA no. Los escalones de 20/25/31,5 kA del VS1/VBM7 están precisamente para que el paquete se pueda subir sin cambiar toda la aparamenta.
LA COORDINACIÓN ES UN EJERCICIO DE ESCRITURA
La coordinación entre transformador y aparamenta se decide en papel antes de probarse en campo. El terminal de disparo del relé de gas debe estar cableado al circuito de disparo del interruptor. Los ajustes de disparo térmico del controlador seco deben quedar por debajo del punto en que el transformador se daña realmente. La capacidad de corte del interruptor debe quedar por encima de la corriente de falta calculada, con la impedancia y el grupo de conexión declarados en la cotización. El sector trata esto como una disciplina y no como una preferencia: los dispositivos solo protegen si sus ajustes están escritos para trabajar juntos.
QUÉ PREGUNTAR ANTES DE CERRAR EL PAQUETE
Cuatro preguntas resuelven si un paquete de transformador y aparamenta está coordinado o simplemente colocado junto. ¿Cuál es la impedancia y el grupo de conexión del transformador, por escrito? Si el proveedor no puede declararlos, la potencia en kA no tiene base. ¿Cuál es la corriente de cortocircuito calculada en el punto de conexión y bajo qué escalón de capacidad de corte cae? La respuesta debería nombrar una de las potencias publicadas, no un rango. ¿Cómo se cablea el disparo del relé de gas al interruptor y cómo se ajusta el disparo térmico contra la potencia real del transformador? Pide la tabla de ajustes, no una promesa. ¿Qué potencia de interruptor cubre la falta con margen y permite la aparamenta subir esa potencia sin un rediseño completo?
QUÉ FABRICA XIAOPAI
XIAOPAI fabrica los transformadores, los disyuntores de vacío y la aparamenta que entran en estos paquetes en Zhejiang, China. Los transformadores sumergidos en aceite llevan la válvula de alivio, la opción de relé de gas y la instrumentación de temperatura descritas; los secos SC(B)9 llevan el controlador inteligente de temperatura; y los interruptores VS1, VBM7 y ZW32 llevan las capacidades de corte publicadas sobre las que se construye la coordinación. Un paquete que declara su impedancia, su nivel de falta y sus ajustes de coordinación se puede comparar con otro sobre el número que importa cuando la falta ocurre de verdad.
UNA LÍNEA
XIAOPAI — Wenzhou Xiaopai Electric Power Technology Co., Ltd. fabrica transformadores, disyuntores de vacío y aparamenta de alta tensión para proyectos de subestación en Zhejiang, China. Páginas de producto: transformador sumergido en aceite · aparamenta de alta tensión · disyuntor de vacío. Documentación de referencia: IEC 62271-200 · ISO 9001.
