Interruptores de potencia

Interruptores de potenciaInstituto Tecnolgico de ApizacoSubestaciones elctricasIntroduccinLos Interruptores estn diseados para interrumpir corrientes normales o corrientes de cortocircuitos. Funcionan como grandes interruptores que se pueden abrir y cerrar mediante botones locales o mediante seales de telecomunicacin distantes emitidas por el sistema de proteccin.

2Por lo tanto, los interruptores abrirn automticamente un circuito siempre que la corriente de lnea, el voltaje de lnea, la frecuencia, etc., rebasen un limite prestablecido.

Los tipos de interruptores y mtodos de extincin de arco

La accin de activacin que hace que un interruptor se abra se produce normalmente por medio de un relevador de sobrecarga que puede detectar condiciones anormales en la lnea.

Interruptores de aceiteLos interruptores en aceite se pueden clasificar en tres grupos.1. interruptores de gran volumen de aceite2. interruptores de gran volumen de aceite con cmara de extincin.3. interruptores de pequeo volumen de aceite.

Interruptores de gran volumen de aceiteReciben el nombre debido a la gran cantidad de aceite que contiene, generalmente se construyen en tanques cilndricos y pueden ser monofsicos o trifsicos.

Los trifsicos son para operar a tensiones relativamente pequeos y sus contactos se encuentran contenidos en un recipiente comn separados entre si por separado (aislantes). En tensiones elevadas se emplean interruptores monofsicos.

Partes fundamentales de estos interruptores Tanque o recipiente 1Boquillas y contactos fijos 2-5Conectores (elementos de conexin al circuito) 3Vstago y contactos mviles 4-6Aceite de refrigeracin 7

Proceso de interrupcinGas de hidrogeno se utiliza para adelgazar, enfriar y comprimir el plasmas del arco.

La presin ejercida por el aceite es considerable, por lo que en la parte superior del recipiente se instala un tubo de fuga de gases

Interruptores de gran volumen de aceite con cmara de extincinLos interruptores de grandes capacidades con gran volmenes de aceite originan fuertes presiones internas que en algunas ocasiones pueden ocasionar explosiones.

Idearon dispositivos donde se forman las burbujas de gas, reduciendo las presiones a un volumen menor. Que reciben el nombre de cmara de extincin y dentro de esta cmara se extingue el arco.

Procedimiento de extincin es el siguiente:1. al ocurrir una falla, se separan los contactos que se encuentran dentro de la cmara de extincin.2. los gases tienden a escapar, pero como se hayan dentro de la cmara que contiene aceite, originan una violenta circulacin de aceite que extingue el arco.3. cuando el contacto mvil sale de la cmara, el arco residual se acaba de extinguir, entrando nuevamente aceite frio a la cmara.4. cuando los arcos se han extinguido, se cierran los elementos de admisin de la cmara.

Elementos principales de la cmara de extincin

Elementos de desconexin en los interruptores

Comunicacin RS232

Comunicacin Ethernet

Interruptores de gran volumen de aceite

Interruptores de gran volumen de aceite

Contactos de interruptor

Ventajas y desventajasVentajas.Construccin sencilla Alta capacidad de rupturaPueden usarse en operacin manual y automticaDesventajaPosibilidad de incendio o explosinNecesidad de inspeccin de aceiteOcupan gran cantidad de aceite mineral de alto costoLos contactos son grandes y pesados y requieren de frecuentes cambiosSon robustos y pesadosInterruptores de pequeo volumen de aceiteDebido a la necesidad de reducir espacio por los altos costos de terreno, a la escasez y al alto precio de aceite. Su contenido de aceite varia entre 1.5 y 2.5% del que contienen los de gran volumen.

Interruptores de aire comprimidoInterrumpen el circuito inyectando aire comprimido a velocidad supersnica a travs de los contactos de apertura. El aire comprimido se almacena en depsitos a una presin de aproximadamente 3 MPa (435 psi) y es repuesto por un compresor localizado en la subestacin

El ruido que acompaara al aire comprimido es tan fuerte que se deben utilizar mtodos supresores de ruido cuando esta instalado cerca de reas residenciales

Cortacircuitos de rfaga de aire de 2000 A a 326 kV. Puede interrumpir una corriente de 40 kA en 3 ciclos en un sistema de 60 Hz cada uno con capacidad para un voltaje de 121 kV

Corte transversal de un cortocircuito de rfaga de aire. Cuando el cortocircuito de activa, la biela es impulsada hacia arriba y separa los contactos fijo y mvil. El intenso arco es extinguido de inmediato por un chorro de aire comprimido

Interruptores totalmente cerrado, aislado con gas SF6 se utilizan cuando el espacio es difcil de conseguir, como en estaciones localizadas en el centro de una ciudad. Son mucho mas pequeos que cualquier otro tipo de interruptor de potencia equivalente y son mucho menos ruidosos que los interruptores de aire

Grupo de 15 cortacircuitos SF6 totalmente cerrados instalados en un subestacin subterrnea de una gran ciudad. Corriente nominal: 1600 A; corriente disruptiva: 34 kA; presin normal de operacin: 265 kPa (38 psi); presin durante la extincin del arco 1250 kPa (180 psi)

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Interruptores de vaco.Estn hermticamente sellado; por consiguiente, son silenciosos y nunca se contaminan. Su capacidad de interrupcin esta limitada a aproximadamente 30 kV. Para voltajes mas altos, se conectan varios cortacircuitos en series. Los cortacircuitos de vacan se utilizan a menudo en sistemas de distribucin subterrneos.

Cortocircuito trifsico de vaco con capacidad de 1200 A a 25.8 kV. Puede interrumpir una corriente de 25 kA en 3 ciclos en un sistema de 60 Hz. Otras caractersticas: altura: 2515mm; masa; 645kg; BIL: 125 kVControlEl sistema de mando alojado principalmente en el armario de control incluye los componentes tcnicos secundarios necesarios para la maniobre del interruptor de potencia.

Armario de control con mecanismo de operacin por acumulador de resortesSistemas de accionamientoAccionamiento por acumulador de resortes. Es un elemento central de los interruptores de potencia de alta tensin. Los tipos de accionamiento se diferencian por su cantidad y por los tamaos y la disposicin de los resortes de apertura y cierre.Accionamiento por acumulador de resortes

Accionamiento electrohidrulicoLos accionamiento electrohidrulicos ofrecen gran energa para la maniobra. Es esta forma es posible dominar de modo seguro las mximas potencias de ruptura en tiempos mnimos y superar soberanamente las mas altas cargas.Accionamiento electrohidrulico

Referencias bibliogrficasMaquinas elctricas y sistemas de potencia- Theodore Wildi.Siemens- Interruptores de potencia de alta tensin.