¿Cuál es la diferencia entre un disyuntor de alta tensión y un interruptor de aislamiento?

El interruptor automático de alta tensión (o interruptor de alta tensión) es el principal equipo de control de potencia de la subestación. Posee características de extinción de arco y, durante el funcionamiento normal del sistema, puede cortar la corriente de la línea y de los diversos equipos eléctricos, tanto en vacío como con carga. Cuando se produce una falla en el sistema, mediante la protección de relés, puede cortar rápidamente la corriente de falla para evitar que el accidente se extienda.

El interruptor de desconexión no cuenta con un dispositivo de extinción de arco. Si bien la normativa estipula que puede operarse con una corriente de carga inferior a 5 A, generalmente no se opera con carga. Sin embargo, el interruptor de desconexión tiene una estructura simple y su estado operativo se puede apreciar a simple vista. Existe un punto de desconexión claramente visible durante el mantenimiento.

El disyuntor en uso se denomina "interruptor", el interruptor de desconexión en uso se denomina "freno de cuchilla", ambos se utilizan a menudo en combinación. Las diferencias entre el disyuntor de alta tensión y el interruptor de desconexión son las siguientes:

1) El interruptor de carga de alto voltaje se puede romper con carga, con función de arco autoextinguible, pero su capacidad de ruptura es muy pequeña y limitada.

2) El interruptor de desconexión de alta tensión generalmente no tiene interrupción de carga, no tiene estructura de cubierta de arco, también hay un interruptor de desconexión de alta tensión que puede interrumpir la carga, pero la estructura es diferente a la del interruptor de carga, relativamente simple.

3) El interruptor de carga de alta tensión y el interruptor de desconexión de alta tensión pueden formar un punto de ruptura evidente. La mayoría de los interruptores automáticos de alta tensión no tienen función de aislamiento, y solo unos pocos la tienen.

4) El interruptor de desconexión de alta tensión no tiene función de protección, la protección del interruptor de carga de alta tensión generalmente es protección por fusible, solo ruptura rápida y sobrecorriente.

5) La capacidad de ruptura de los interruptores de circuito de alto voltaje puede ser muy alta en el proceso de fabricación. Se basa principalmente en el transformador de corriente con equipo secundario para proteger. Puede tener protección contra cortocircuitos, protección contra sobrecargas, protección contra fugas y otras funciones.

Clasificación de los mecanismos de accionamiento de los interruptores

1. Clasificación del mecanismo de accionamiento del interruptor

Actualmente, los interruptores se clasifican generalmente en: con mayor contenido de aceite (modelos antiguos, casi inexistentes), con menor contenido de aceite (aún presentes en algunas estaciones de servicio), SF6, vacío, GIS (para aparatos eléctricos combinados) y otros tipos. Todos estos tipos se refieren al medio de arco del interruptor. Para nosotros, el mecanismo de funcionamiento del interruptor es secundario, aunque estrechamente relacionado.

El tipo de mecanismo se puede dividir en mecanismo de operación electromagnética (relativamente antiguo, generalmente equipado con este mecanismo en interruptores de circuito con o sin aceite); mecanismo de operación por resorte (actualmente el más común, generalmente equipado con este mecanismo en SF6, vacío, GIS); ABB introdujo recientemente un nuevo tipo de operador de imán permanente (como el interruptor de circuito de vacío VM1).

2. Mecanismo de funcionamiento electromagnético

El mecanismo de operación electromagnética se basa completamente en la succión electromagnética generada por la corriente de cierre que fluye a través de la bobina de cierre para cerrar y presionar el resorte de disparo. El disparo depende principalmente del resorte de disparo para proporcionar energía.

Por lo tanto, este tipo de mecanismo de operación tiene una corriente de disparo pequeña, pero la corriente de cierre es muy grande, pudiendo alcanzar instantáneamente más de 100 amperios.

Por eso, el sistema de CC de la subestación debe abrir y cerrar el bus para controlarlo. La unidad madre de cierre proporciona la potencia de cierre y la unidad madre de control suministra energía al bucle de control.

El bus de cierre está conectado directamente al paquete de baterías, la tensión de cierre es la tensión del paquete de baterías (generalmente unos 240 V), se utiliza el efecto de descarga de la batería para proporcionar una gran corriente al cerrar, y la tensión es muy brusca al cerrar. Y el bus de control está conectado a través de la cadena de silicio reductora y la madre (generalmente controlada a 220 V), el cierre no afectará la estabilidad de la tensión del bus de control. Debido a que la corriente de cierre del mecanismo de operación electromagnética es muy grande, el circuito de cierre de protección no pasa directamente a través de la bobina de cierre, sino a través del contactor de cierre. El circuito de disparo está conectado directamente a la bobina de disparo.

La bobina del contactor de cierre suele ser de tipo voltaje, con un valor de resistencia elevado (unos pocos kΩ). Cuando la protección se coordina con este circuito, se debe prestar atención al cierre para mantener el arranque general. Sin embargo, esto no representa un problema, ya que el disparo mantiene el arranque general del TBJ, por lo que la función anti-salto sigue presente. Este tipo de mecanismo tiene un tiempo de cierre prolongado (120 ms ~ 200 ms) y un tiempo de apertura corto (60 ~ 80 ms).

3. Mecanismo de accionamiento por resorte

Este tipo de mecanismo es el más utilizado actualmente; su apertura y cierre dependen del resorte para proporcionar energía. La bobina de cierre por salto solo proporciona energía para extraer el pasador de posicionamiento del resorte, por lo que la corriente de cierre por salto generalmente no es grande. El almacenamiento de energía del resorte es comprimido por el motor de almacenamiento de energía.

Circuito secundario del operador de almacenamiento de energía de resorte

Para el mecanismo de operación elástica, el bus de cierre suministra energía principalmente al motor de almacenamiento de energía, y la corriente no es grande, por lo que no hay mucha diferencia entre el bus de cierre y el bus de control. La protección con su coordinación, generalmente no hay necesidad de prestar especial atención al lugar.

4. Operador de imán permanente

El actuador de imán permanente es un mecanismo aplicado por ABB al mercado nacional, utilizado por primera vez en su interruptor automático de vacío VM1 de 10 kV.

Su principio es similar al del tipo electromagnético: el eje de transmisión está hecho de material magnético permanente y un imán permanente rodea la bobina electromagnética.

En circunstancias normales, la bobina electromagnética no está cargada; cuando se acciona el interruptor para abrirlo o cerrarlo, se cambia la polaridad de la bobina utilizando el principio de atracción o repulsión magnética, lo que provoca su apertura o cierre.

Aunque esta corriente no es pequeña, el interruptor se "almacena" mediante un condensador de gran capacidad, que se descarga para proporcionar una corriente elevada durante el funcionamiento.

Las ventajas de este mecanismo son su pequeño tamaño y la menor cantidad de piezas mecánicas de transmisión, por lo que su fiabilidad es superior a la del mecanismo de funcionamiento elástico.

En conjunto con nuestro dispositivo de protección, nuestro bucle de disparo acciona un relé de estado sólido de alta resistencia que, de hecho, requiere que le proporcionemos un pulso de acción.

Por lo tanto, el interruptor, mantener el bucle ciertamente no se puede iniciar, la protección del salto no se iniciará (el mecanismo en sí con salto).

Sin embargo, cabe señalar que, debido al alto voltaje de funcionamiento del relé de estado sólido, el diseño convencional TW negativo está conectado al circuito de cierre, lo que no provocará el funcionamiento del relé de estado sólido, pero puede provocar que el relé de posición no arranque debido a un voltaje parcial excesivo.

1. Cilindro de aislamiento superior (con cámara de extinción de arco al vacío)

2. Baje el cilindro aislante.

3. Manija de apertura manual

4. Chasis (mecanismo de funcionamiento con imán permanente incorporado)

Transformador voltaje

6. Bajo presión

7. Transformador de corriente

8. En línea

Esta situación encontrada en el campo, el análisis específico y el proceso de procesamiento se pueden ver en la sección de depuración de este documento, donde se ofrecen descripciones detalladas.

En China también existen productos con mecanismo de imán permanente, pero su calidad no siempre ha sido la óptima. En los últimos años, la calidad ha ido mejorando gradualmente en el mercado. En cuanto al costo, el mecanismo de imán permanente de fabricación nacional generalmente no tiene capacitancia, y la corriente se suministra directamente desde el bus de cierre.

Nuestro mecanismo operativo se acciona mediante un contactor de encendido/apagado (generalmente de tipo de corriente seleccionado), que generalmente permite el arranque con retención y protección contra saltos.

5. Tipo FS “conmutador” y otros

Lo que hemos mencionado anteriormente son interruptores automáticos (comúnmente conocidos como interruptores), pero en la construcción de centrales eléctricas podemos encontrar lo que los usuarios llaman interruptores FS. El interruptor FS es en realidad la abreviatura de interruptor de carga + fusible rápido.

Debido a que el interruptor es más caro, este circuito FS se utiliza para ahorrar costos. La corriente normal se elimina mediante el interruptor de carga y la corriente de falla se elimina mediante el fusible rápido.

Este tipo de circuito es común en sistemas de centrales eléctricas de 6 kV. A menudo se requiere protección junto con dicho circuito para evitar disparos o para permitir la eliminación rápida de la corriente fusible por retardo cuando la corriente de falla es mayor que la corriente de ruptura admisible del interruptor de carga. Algunos usuarios de centrales eléctricas pueden no desear proteger un bucle de retención.

Debido a la mala calidad del interruptor, es posible que el contacto auxiliar no esté en su lugar y, una vez que se inicia el circuito de mantenimiento, este debe depender de que el contacto auxiliar del disyuntor se abra antes de volver a su posición original; de lo contrario, la corriente de cierre de salto se agregará a la bobina de cierre de salto hasta que la bobina se queme.

La bobina de cierre de salto está diseñada para recibir energía durante un breve período. Si se le aplica corriente durante mucho tiempo, es fácil que se queme. Además, es fundamental contar con un bucle de retención, ya que de lo contrario es muy fácil quemar los contactos de protección.

Por supuesto, si el usuario insiste, también se puede quitar el bucle de retención. Generalmente, el método sencillo consiste en cortar la línea en la placa de circuito que mantiene el contacto normalmente abierto del relé con el conector hembra de control positivo.

En el sitio de depuración, se debe prestar atención a que, si al encender y apagar el interruptor el indicador de posición está apagado (excepto si el resorte no almacena energía, en cuyo caso el panel muestra una alarma de falta de energía del resorte), se debe desconectar inmediatamente la alimentación de control para evitar que se queme la bobina del interruptor. Este es un principio básico que se debe tener en cuenta en el lugar.