DESAFÍO:
Una empresa de servicios públicos propiedad de inversores (IOU) se enfrentaba a un gran número de redes antiguas en el centro de la ciudad y le preocupaban los arcos eléctricos y el riesgo de fallos potencialmente peligrosos en los transformadores de red. Al igual que con el diseño tradicional de las redes de distribución, utilizado desde la década de 1920, el transformador de red típico no contaba con fusibles de lado alto ni protección primaria, salvo el interruptor de la subestación. Una falla en la terminación primaria, en el compartimento de interruptores o en la cuba del transformador podía provocar una falla catastrófica y un posible riesgo de arco eléctrico. La empresa de servicios públicos sufrió varias fallas que cortaron todos los pernos de la tapa del compartimento del transformador y lanzaron una tapa de registro por los aires. Las fallas de cables subterráneos podían tener resultados similares. Afortunadamente, la empresa de servicios públicos nunca sufrió lesiones por una de estas fallas, pero consideró que, debido al creciente riesgo potencial para la seguridad pública y de los trabajadores, era necesario encontrar una solución.
SOLUCIÓN:
Para resolver este problema, la empresa de servicios públicos se centró en maneras de reducir drásticamente la energía suministrada a una falla. Se estudiaron numerosos métodos, incluyendo fusibles individuales para transformadores, ajustes más rápidos de los interruptores, reactancias de fase y fusibles electrónicos de potencia. Sin embargo, tras una investigación exhaustiva, ninguna de estas opciones podía satisfacer los requisitos de limitación de corriente necesarios sin introducir problemas de coordinación o la imposibilidad de trabajar con grandes bancos de condensadores. La solución elegida fue instalar fusibles tipo CLiP® de G&W Electric en la fuente de alimentación, en el lado de carga del interruptor de la subestación. Este fusible limitador de corriente de alta capacidad y disparo electrónico podía reducir el nivel de corriente de falla y extinguir el arco en medio ciclo. La eficacia del CLiP puede apreciarse observando la energía de falla disponible en una de las subestaciones. La corriente simétrica para una falla trifásica fue de 25 kA, lo que hace que la I²t disponible sea:
- Disyuntor de 8 ciclos – 83,333,333 A2 Sec
- Disyuntor de 8 ciclos con reactor (7000 amperios) – 6 533 333 A2 Sec
- Fusible CLiP (nivel de activación de 8 kA – 325 000-350 000 A2 seg. máx.)
Al observar las comparaciones anteriores, la energía de paso del CLiP es del 0,39 % de la de un interruptor solo o del 5,0 % de la de una combinación de interruptor y reactancia. Para comprobar la eficacia del CLiP, se instalaron registradores de fallas en los transformadores de la subestación. Los fusibles CLiP funcionaron según lo previsto. Se produjeron varias fallas en los transformadores tras la instalación de los CLiP, pero los daños por arco eléctrico resultantes se redujeron significativamente. Además de prevenir fallas catastróficas en los transformadores, el cliente ha obtenido otros beneficios. También se redujeron los daños causados por fallas en cables subterráneos y empalmes. Otro beneficio esperado a largo plazo es la mayor vida útil del equipo gracias a la reducción del rendimiento de los transformadores e interruptores de la subestación.
