Disyuntor de vacío de 22 kV con interruptor de ruptura de carga

Las unidades principales en anillo (RMU) son una solución ampliamente utilizada para redes de distribución de energía, particularmente en áreas urbanas donde el espacio es limitado. Estas unidades proporcionan una solución de aparamenta compacta, robusta y confiable. El disyuntor en vacío de 22 kV con interruptor de corte en carga es un componente esencial de las unidades principales en anillo y de los tableros de distribución de media tensión ecológicos. Está diseñado específicamente para energizar y desenergizar circuitos de manera segura en condiciones de carga normales.

Avances tecnológicos en el diseño de RMU

El desarrollo de la tecnología de la unidad principal en anillo está estrechamente sincronizado con los avances en el diseño de interruptores automáticos de carga. Las RMU modernas suelen estar equipadas con interruptores seccionadores de carga al vacío o interruptores aislados en gas con hexafluoruro de azufre alojados en tanques sellados de acero inoxidable. Esta configuración asegura que el equipo funcione con normalidad sin necesidad de mantenimiento durante toda su vida útil.

Confiabilidad y aislamiento de fallas

Una de las ventajas clave de las RMU es la capacidad de los operadores de red para dividir el sistema de distribución, aislar áreas de falla y realizar mantenimiento de equipos sin interrumpir el suministro de energía a los clientes no afectados. Esta funcionalidad es fundamental para cumplir con los altos estándares de confiabilidad que esperan las redes eléctricas contemporáneas.

Seguridad mejorada y diseño compacto

Los interruptores de carga utilizados en las RMU ofrecen claras ventajas sobre otros dispositivos de conmutación. Pueden interrumpir corrientes de carga normales al mismo tiempo que proporcionan aislamiento visible y conexión a tierra integral a través de una innovadora configuración de interruptor de tres posiciones. Esta combinación de funciones dentro de un solo dispositivo contribuye significativamente al tamaño compacto de la RMU, lo que las hace ideales para instalaciones con espacio limitado. Las aplicaciones incluyen subestaciones prefabricadas, instalaciones de torres eólicas y centros de distribución urbana.

Modelo y significados

Principio de funcionamiento del interruptor de carga

La función principal de un disyuntor en vacío de 22 kV con interruptor de carga es gestionar el arco eléctrico que se forma cuando los contactos se separan mientras fluye la corriente. Cuando el interruptor de carga se abre bajo carga, la corriente continúa momentáneamente a través del aire ionizado entre los contactos de separación y creará un arco con temperaturas que alcanzan varios miles de grados. Es muy importante para la extinción efectiva del arco en milisegundos evitar la erosión de los contactos, daños al aislamiento y posibles fallas del equipo.

Los interruptores interruptores de carga modernos para la RMU logran la extinción del arco mediante dos tecnologías principales: gas SF6 e interrupción en vacío.

En la unidad principal de anillo aislado con SF6 o en el tablero de distribución, estos componentes de contacto operan en contenedores sellados que contienen gas hexafluoruro de azufre y presión controlada. Las propiedades de extinción del arco de este gas son excepcionales, debido a que el gas SF6 tiene una naturaleza electronegativa que captura fácilmente los electrones libres, desionizando rápidamente la trayectoria del arco y restaurando la rigidez dieléctrica. Cuando los contactos del interruptor de carga se separan, el arco se forma dentro de la atmósfera de SF6 y la conductividad térmica y las propiedades químicas del gas se combinan para enfriar y extinguir el arco en milisegundos.

El mecanismo de tres posiciones representa una innovación significativa en el diseño de interruptores. Un único conjunto de contacto móvil se desplaza vertical o rotacionalmente para alcanzar las tres posiciones requeridas. En posición cerrada, el contacto móvil puentea las conexiones de barras y cables. Al pasar a la posición abierta, el contacto se retira a una posición neutral donde ambos circuitos están aislados. Un movimiento adicional activa el contacto de tierra, conectando el cable a tierra mientras se mantiene el aislamiento de la barra colectora.

Los enclavamientos mecánicos evitan el funcionamiento incorrecto, como intentar cerrar el seccionador de tierra mientras el interruptor principal permanece cerrado o operar el interruptor en una condición de falla. Estos enclavamientos suelen ser mecánicos y no se pueden anular sin destruir el mecanismo de enclavamiento, lo que garantiza una seguridad absoluta en el funcionamiento normal.

El objetivo principal del interruptor de carga

Una función muy importante de los interruptores de carga dentro de las unidades principales en anillo es garantizar una gestión segura y controlada de las redes de distribución de energía en condiciones normales de funcionamiento. Varios objetivos específicos guían esta aplicación:

Seccionalización de la red: los interruptores de carga permiten a los operadores dividir las redes de distribución en secciones manejables, aislando porciones específicas para mantenimiento o localización de fallas sin desenergizar todo el sistema. Esta capacidad sustenta la alta disponibilidad que se espera de las redes modernas configuradas con anillo principal.

Interrupción de corriente de carga: el interruptor debe interrumpir de manera confiable todas las corrientes dentro de su clasificación de diseño, desde corrientes magnetizantes mínimas del transformador hasta corriente de carga nominal completa. Esta capacidad operativa puede garantizar de forma segura y sistemática el tiempo de inactividad planificado para mantenimiento o reconfiguración de la red.

Aislamiento visible: cuando se abre el interruptor de carga, proporcionará una interrupción visible entre los conductores activos y la sección aislada. Esta confirmación visual del aislamiento es muy importante para la seguridad cuando realizamos mantenimiento y suele estar provista de indicadores mecánicos de posición y ventanas de observación.

Conexión a tierra integrada: el diseño de tres posiciones garantiza que los circuitos salientes puedan conectarse positivamente a tierra antes de que el personal acceda a los cables o al equipo conectado. Esta función puede reemplazar la necesidad de dispositivos de conexión a tierra externos y garantizar que las operaciones de conexión a tierra solo se realicen después de que se haya completado el aislamiento adecuado.

Coordinación de protección del transformador: en la combinación de interruptor de carga y fusible, el interruptor de carga funciona en coordinación con fusibles de media tensión para brindar protección al transformador. Cuando se activa un fusible, un pasador libera y activa el mecanismo del interruptor, abriendo las tres fases y evitando la monofásico.

Rango de aplicación del interruptor de corte de carga

El disyuntor en vacío de 22 kV con interruptor de corte en carga en redes eléctricas rurales es adecuado para una amplia gama de niveles de voltaje de 6 kV a 40,5 kV.

Redes de distribución de servicios públicos: las RMU se utilizan generalmente en sistemas de distribución de energía de áreas urbanas. Estos conmutadores de media tensión o RMU conectan subestaciones de energía primaria a transformadores de distribución de energía, que sirven a desarrollos residenciales, comerciales y de uso mixto.

Instalaciones industriales: las RMU generalmente se montan en plantas de fabricación, instalaciones de procesamiento y complejos industriales para la distribución de energía de media tensión. Las características del interruptor seccionador de carga tienen un tamaño compacto que es muy importante a un precio elevado y el funcionamiento sin mantenimiento minimiza las interrupciones de producción.

Edificios comerciales: las RMU también se utilizan en grandes desarrollos comerciales, centros comerciales y complejos de oficinas. lo que puede facilitar la distribución de energía de forma fiable por toda la instalación. La capacidad de aislar secciones para mantenimiento sin afectar las áreas arrendadas proporciona flexibilidad operativa.

Aplicaciones de energía renovable: las unidades principales en anillo se emplean cada vez más en instalaciones solares fotovoltaicas, parques eólicos y sistemas de almacenamiento de energía en baterías para la conexión a la red y la distribución interna. Estos interruptores de media tensión tienen estas características que incluyen resistencia a la corrosión costera, protección contra el polvo y dimensiones compactas para la instalación en torres eólicas.

Subestaciones prefabricadas: las subestaciones compactas para aplicaciones urbanas e industriales integran RMU como sección de protección y conmutación de alto voltaje, generalmente montadas junto a transformadores de distribución dentro de un gabinete común. Esta disposición minimiza el trabajo de instalación en el sitio y proporciona un punto de suministro de energía seguro y resistente a la intemperie.

Parámetros técnicos del interruptor de carga

Apariencia y dimensión

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre un interruptor seccionador de carga y un disyuntor en una RMU?

Un interruptor disyuntor de carga está diseñado para interrumpir corrientes de carga normales durante operaciones de conmutación de rutina, mientras que un disyuntor puede interrumpir corrientes de falla mucho más altas durante condiciones de cortocircuito. En las configuraciones RMU, los interruptores de carga manejan la conmutación diaria y los fusibles o disyuntores separados brindan protección contra fallas.

¿Cómo funciona el interruptor de tres posiciones?

El interruptor de tres posiciones utiliza un único contacto móvil que se desplaza entre tres posiciones: cerrado (conectando la barra colectora al cable), abierto (aislando ambos) y puesto a tierra (conectando el cable a tierra mientras se mantiene el aislamiento de la barra colectora). Este diseño integrado garantiza una secuenciación adecuada y un aislamiento visible.

¿Puede un interruptor de carga interrumpir la corriente de falla?

No, los interruptores de carga no están diseñados para interrumpir la corriente de falla. En combinaciones de interruptor-fusible, los fusibles interrumpen la corriente de falla y el interruptor se abre solo después de que se activa el fusible. Para niveles de falla más altos, se requieren disyuntores con relés de protección.

¿Qué mantenimiento requieren los interruptores-seccionadores en carga?

Los interruptores seccionadores de carga modernos con aislamiento de SF6 en tanques RMU sellados están diseñados sin mantenimiento de por vida. Todos los componentes internos están sellados en un tanque para protegerlos de la contaminación, y no es necesario reponer gas SF6 durante la vida útil normal. Todos los componentes internos están sellados en un tanque para protegerlos de la contaminación, y no es necesario reponer gas SF6 durante la vida útil normal. Es posible que los mecanismos externos necesiten inspección y lubricación periódicas según el manual de operación del fabricante.

¿Cómo puedo obtener los estados en los que el interruptor está abierto o cerrado?

Los interruptores de carga proporcionan múltiples indicaciones de posición: los indicadores mecánicos en el mecanismo operativo muestran el estado actual, los diagramas mímicos representan la configuración real del circuito y muchas RMU incluyen ventanas de observación para la confirmación visual directa de la posición de los contactos. Algunos equipos incorporan interruptores auxiliares para indicación remota.

¿Qué rangos de voltaje están disponibles?

El rango de tensión nominal de los interruptores de carga suele ser de 6 kV a 40,5 kV, generalmente las clasificaciones de 11 kV, 17,5 kV, 24 kV y 33 kV. Cada clasificación de voltaje es para niveles de aislamiento y requisitos de prueba específicos.

¿Los interruptores-seccionadores son adecuados para instalación en exteriores?

Sí, pero es necesario configurarlo con gabinetes y proveedores de energía. Muchas RMU para aplicaciones en exteriores incorporan gabinetes resistentes a la intemperie, materiales resistentes a la corrosión y tanques sellados que protegen los componentes internos de la exposición ambiental. que a menudo se montan en la subestación prefabricada junto con los transformadores. Las unidades exteriores deben cumplir requisitos adicionales de protección de ingreso y resistencia a los rayos UV.

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