Pontos-chave para comprar interruptores de carga

Pontos-chave de Aquisições

As chaves de carga são usadas principalmente para interromper e fechar correntes de carga. Eles também podem ser usados ​​em conjunto com fusíveis de alta tensão para substituir disjuntores. Devido à conveniência de uso e ao preço razoável dos interruptores de carga, eles são amplamente utilizados em sistemas de redes de distribuição de 10kV. A seleção racional de interruptores de carga no projeto é de grande importância para garantir a operação segura e confiável da rede elétrica. [2]

O ajuste correto entre o interruptor de carga e o fusível

A diferença fundamental entre uma chave de carga e um fusível reside no fato de que um fusível tem a capacidade de interromper correntes de curto-circuito, enquanto uma chave de carga é usada apenas para comutar correntes de carga. Geralmente, acredita-se que os interruptores de carga abrem e fecham as correntes de trabalho e os fusíveis abrem e fecham as correntes de curto-circuito. Porém, quando ocorre uma falha, devido ao fato das correntes trifásicas poderem não ser iguais e ao erro admissível dos fusíveis, é inevitável que haja uma diferença de tempo na fusão dos fusíveis trifásicos. Após o corte da falha, se o interruptor de carga não conseguir cortar a corrente de carga a tempo, isso causará corrente de transferência e operação bifásica, o que causará danos ao equipamento receptor de energia. Um fusível com impactor, em combinação com uma chave de carga equipada com um dispositivo de disparo, pode resolver o problema de operação com perda de fase. Quando o elemento fusível do fusível derrete, o dispositivo de disparo do interruptor de carga é imediatamente desconectado sob a operação do impactor. A maioria das fábricas adota mecanismos de ligação de quatro barras. Quando o interruptor de carga é fechado, as molas de fechamento e abertura armazenam energia simultaneamente. Quando o mecanismo de ligação de quatro barras passa pelo ponto morto, a energia da mola de fechamento é liberada e a chave executa a operação de fechamento. Neste momento, a energia da mola de fechamento ainda é mantida pelo mecanismo de meio eixo. Assim que o impactor atinge, o semieixo se desconecta, a energia da mola de abertura é liberada e a chave executa a operação de abertura. Portanto, quando em uso, é fundamental escolher fusíveis com pinos e chaves de carga com dispositivos de disparo mecânico.

Deve-se ressaltar que os fusíveis em uso são utilizados principalmente como fusíveis de proteção de backup. Esses fusíveis têm uma corrente mínima de interrupção, que é 2,5 a 3 vezes a corrente nominal do fusível. Quando a corrente é menor que a corrente de interrupção, o fusível de reserva não pode quebrar esta corrente. Esta é a diferença entre ele e o fusível de gama completa. Os fusíveis de faixa completa podem interromper com segurança qualquer corrente entre o derretimento do elemento fusível e a corrente nominal de interrupção (40kA), mas são caros. Quando a corrente de falha for menor que a corrente mínima de interrupção do fusível de reserva, embora o fusível não possa garantir sua quebra, o elemento fusível derreterá e o impactor interno irá explodir, causando a quebra da chave de carga. Por exemplo, para um fusível com corrente nominal de 100A, sua corrente mínima de interrupção é de aproximadamente 250 a 300A. Dentro desta faixa de corrente, o fusível não pode quebrar, mas o pino de fusão do elemento fusível irá atingir e desarmar o interruptor de carga, interrompendo esta corrente. Se uma chave de carga com corrente nominal de 600A for selecionada, ela poderá ser quebrada de forma confiável.

O aparelho elétrico combinado com chave de carga - fusível limitador de corrente tem boas características de transformador de proteção, mas só pode ser eficaz quando os dois estão bem coordenados.

A área a representa a faixa de corrente de trabalho. I > InK, onde InK representa a corrente nominal do aparelho elétrico combinado. É menor que a corrente nominal InHH do fusível. Isso ocorre porque as condições de temperatura durante a instalação do fusível e a dissipação da perda de calor são restritas, tornando o aparelho elétrico combinado incapaz de suportar a corrente total do fusível. A comutação da corrente nominal do aparelho elétrico combinado é realizada de forma independente pelo interruptor de carga. Quando todas as três fases do interruptor de carga são ligadas e desligadas simultaneamente, todas as três fases extinguem o arco ao mesmo tempo.

A área b é a faixa de sobrecarga InHH < I < 3InHH. Dentro desta faixa, o fusível está sujeito a uma sobrecorrente que excede a corrente nominal. A partir de aproximadamente 2InHH, o fusível opera, mas ainda não consegue extinguir o arco. O dispositivo de impacto do fusível é acionado, fazendo com que a chave de carga atue, as três fases abram e extinguam o arco. Aqui, o significado da ação de fusão é que todos os fundidos quebram pelo menos um ponto. Isto significa que dentro da faixa de sobrecarga, o interruptor de carga abre as três fases e extingue o arco.

A faixa da corrente de transferência ITC na área c começa aproximadamente em 3InHH. O arco também pode ser extinto após o fusível funcionar. Num circuito trifásico, uma fase do fusível trifásico atua primeiro, acionando o impactador e extinguindo o arco. Quando a chave de carga extingue a corrente nas outras duas fases, os fusíveis das outras duas fases também podem atuar, mas a chave de carga às vezes atua mais rápido. Portanto, na área de transferência de corrente, os fusíveis e a chave de carga trabalham juntos para completar a tarefa de interrupção. A corrente de transferência é a corrente máxima que uma chave de carga pode interromper em seu respectivo fator de potência e varia de 5InHH (para fusíveis pequenos) a 1,5InHH (para fusíveis grandes).

A área d é a faixa limitadora de corrente. Quando a corrente de falta é maior (aproximadamente 20InHH), o fusível opera na primeira metade da corrente e limita o pico da corrente de falta ao seu valor de corrente permitido ID. Esta é a corrente maior que a corrente de transferência ITC quando o fusível queima. Embora o interruptor de carga opere sob a ação do impactor, ele não interrompe a corrente.

Portanto, somente quando a chave de carga e o fusível estão adequadamente coordenados é que o aparelho elétrico combinado que eles formam pode interromper qualquer corrente de carga na corrente de interrupção nominal da chave de carga. Qualquer sobrecorrente da corrente nominal de interrupção de curto-circuito do aparelho elétrico combinado. Isso significa que a chave de carga com fusível pode realizar a tarefa de interromper a corrente de trabalho e o curto-circuito total.

2. Operação do impactador e corrente de transferência

A corrente que passa através de um fusível tem uma característica de tempo inverso ao tempo de fusão, que é brevemente chamada de característica ampere-segundo. Quando ocorre uma sobrecorrente, o fusível derrete de acordo com sua característica ampere-segundo. A chamada corrente de transferência refere-se à situação em que uma fase de um fusível trifásico quebra primeiro, e a diferença de tempo de ruptura dos fusíveis trifásicos é Dt. Quando o primeiro-ministro age, o impactor é eliminado. Neste ponto, é possível que os outros dois fusíveis de fase ainda não tenham extinto o arco e quebrado, e o impactador seja batido, formando uma chave de carga para cortar a corrente de falta. A tarefa de interrupção que deveria ter sido realizada pelos fusíveis é agora transferida para a chave de carga. Quando um fusível e um interruptor de carga são transferidos e desconectados, a corrente simétrica é chamada de “corrente de transferência”. Obviamente, o valor da corrente de transferência está relacionado à característica ampere-segundo do fusível e ao tempo de interrupção fixo da chave de carga. O valor da corrente de transferência pode ser determinado consultando a norma IEC-420. No eixo de tempo característico ampere-segundo do fusível, pegue 0,9 vezes o tempo fixo da chave de carga e desenhe uma linha paralela. O valor atual correspondente é a corrente de transferência. Por exemplo, uma determinada chave de carga a vácuo tem um tempo de interrupção inerente de 28ms e está equipada com um fusível de 100A. De acordo com a lei, a corrente de transferência é calculada em 1880A. O interruptor de carga deve ser capaz de interromper esta corrente. Quando a corrente de falha exceder a corrente de transferência, o fusível abrirá. Na verdade, a corrente de transferência é uma região atual. Devido à diferença de tempo de ruptura do fusível entre os fusíveis trifásicos, há uma diferença de corrente relativa, portanto é uma região de corrente muito pequena. Esta região é a região da corrente de transferência. Pode-se observar a partir disso que um bom ajuste entre a chave de carga e o fusível pode quebrar qualquer corrente. Obviamente, fusíveis com diferentes correntes nominais têm diferentes características de amperes-segundo. Portanto, quando diferentes correntes nominais são usadas em conjunto com a mesma chave de carga, diferentes correntes de transferência serão produzidas. A corrente de transferência nominal refere-se à corrente de transferência máxima que pode ser usada com o fusível. Deve-se prestar atenção a isso ao escolher um interruptor de carga.

A fonte de alimentação operacional e a corrente de junção da unidade de disparo de derivação de 3 pontos

Com a promoção de “menos pessoal de plantão” e “operação não tripulada” nas subestações, para atender aos requisitos básicos de operação remota pelas unidades operacionais, ao selecionar chaves de carga, é necessário configurar dispositivos de disparo shunt para disparo de proteção. Ou seja, quando sobrecarregado, a chave de carga é acionada através da proteção do relé, e o fusível serve apenas para proteção contra curto-circuito. Quando a chave de carga em um aparelho elétrico combinado é desconectada pela ação da unidade de disparo shunt, isso é chamado de operação da unidade de disparo. As curvas tempo-corrente da proteção do relé e dos fusíveis não serão as mesmas. Quando usados ​​em combinação, haverá inevitavelmente um ponto de intersecção. O ponto de intersecção das características operacionais da proteção do relé e das características de amperes-segundo do fusível é chamado de "corrente de junção". Em engenharia, o método para determinar a corrente máxima de transferência de acordo com IEC é o seguinte: Pegue o tempo mínimo de abertura da chave de carga no eixo de tempo da característica ampere-segundo antes do arco máximo do fusível e adicione o tempo mínimo de ação de 20ms para a proteção do relé externo. O valor atual correspondente é a corrente máxima de transferência.

Seleção de aparelhos elétricos combinados

Ao selecionar aparelhos elétricos combinados, é necessário garantir que o valor da corrente de transferência ou da corrente de transferência do interruptor de carga selecionado seja apropriado. A seleção dos fusíveis deve levar em consideração a corrente nominal do transformador, o fator de sobrecarga de 1,5, 12 vezes a corrente de partida de 0,1 segundos, bem como os fatores ambientais envolventes. Os interruptores de carga podem ser classificados em tipos de geração de gás, pressurização de gás, SF6 e vácuo com base em seus princípios de extinção de arco. A chave de geração de gás utiliza o arco gerado entre os contatos abertos para aquecer o tubo extintor de arco, e o gás produzido extingue o arco. À medida que o número de quebras aumenta, o tubo extintor de arco queima gradualmente, portanto, o tubo extintor de arco precisa ser substituído constantemente. Os interruptores de carga produtores de gás só podem interromper correntes de aproximadamente 1000A ou menos. A chave pneumática extingue arcos gerando gás durante o movimento de abertura de sua haste de contato móvel. A haste de contato móvel é uma haste oca de cobre com pistão fixo em seu interior, que extingue arcos gerando gás durante o movimento de abertura. A corrente de interrupção da chave pneumática de carga está aproximadamente entre 1350 e 1850A. Se a corrente for inferior a esta faixa, a confiabilidade do produto será bastante reduzida. As principais vantagens dos interruptores SF6 são que eles possuem três ou quatro circuitos, são compartilhados em caixas de gás SF6, são pequenos e não são afetados pelo clima externo. No entanto, o gás SF6 consome recursos de ozônio e não segue a tendência de proteção ambiental. Sua capacidade de interrupção atual está entre 2.000 e 3.500A. Depois de 2000, em projetos de engenharia de usuários em geral, os interruptores de carga de SF6 eram obrigados a ter pressão manométrica zero e a capacidade de interromper cargas normais. Mesmo quando há vazamento de gás SF6, eles ainda devem ter uma certa capacidade de interrupção de carga. Em 2000, a produção MINRONG/Minrong foi utilizada principalmente no mercado. Os interruptores de carga de ar e ar comprimido são difíceis de interromper correntes de transferência acima de 2.000A. Portanto, recomenda-se utilizá-los em projetos com capacidade de transformador igual ou inferior a 500kVA. Para transformadores com capacidade igual ou superior a 500kVA, são recomendados interruptores de carga a vácuo. A chave de carga a vácuo adota um interruptor a vácuo, com os contatos móveis e estáticos localizados dentro do interruptor. O interruptor a vácuo tem forte capacidade de interrupção, desempenho estável, sem risco de incêndio ou explosão e pode ser operado frequentemente sem manutenção. Ele pode não apenas interromper a corrente de transferência, mas também interromper a corrente de transferência de mais de 2880A. Além disso, a escolha de um interruptor a vácuo com maior capacidade de interrupção, como entre 10 e 25kA, é mais adequada para o uso de proteção de tempo inverso. Este tipo de chave de carga a vácuo com alta capacidade de interrupção e proteção secundária considerável pode realmente ser usada como um disjuntor a vácuo econômico.

Através da análise da seleção de interruptores de carga no projeto de sistemas de rede de distribuição de 10kV, fornece experiência sobre como selecionar racionalmente interruptores de carga em redes de distribuição de 10kV para garantir a operação segura e confiável da rede elétrica.