En América, los transformadores de pedestal se utilizan principalmente en sistemas de distribución eléctrica subterráneos, lo que los convierte en componentes eléctricos esenciales en estos sistemas. Estos transformadores pueden experimentar inestabilidad de tensión durante el funcionamiento, lo que puede provocar sobrecorriente o cortocircuito. En consecuencia, proteger el transformador de daños por sobrecorriente se vuelve primordial, y los fusibles desempeñan un papel crucial en este aspecto.
Este artículo profundizará en los fusibles de transformadores montados en pedestal, explorando qué son los fusibles y cómo funcionan. Discutiremos los tipos de fusibles requeridos para los transformadores montados en pedestal y le guiaremos en la selección del fusible apropiado para sus necesidades específicas. Además, los lectores obtendrán información sobre las funciones y ventajas de los fusibles utilizados en los transformadores montados en pedestal.
¿Qué es un fusible?
Un fusible sirve como dispositivo de seguridad eléctrica compuesto normalmente por zinc, cobre, plata, aluminio y otros metales con puntos de fusión bajos. Cuando un circuito experimenta un flujo de corriente excesivo, el fusible se funde, rompiendo el circuito y protegiendo otros dispositivos de daños. Su función principal es proporcionar protección contra sobrecargas, constituyendo una parte integral del sistema de distribución de energía.
¿Cómo funcionan los fusibles de los transformadores de pedestal?
Los fusibles de transformador montados en pedestal funcionan de manera muy similar a los fusibles estándar. Cuando la corriente dentro del transformador montado en pedestal se vuelve demasiado alta, la resistencia del fusible genera calor. Si este calor supera la capacidad de disipación del fusible, la temperatura del fusible aumenta. Una vez que alcanza o supera el punto de fusión del fusible, el fusible se funde, desconectando el circuito para proteger el transformador y el equipo de carga de daños.
¿Qué tipos de fusibles se utilizan para los transformadores montados en pedestal?
Los transformadores de pedestal están equipados con un sistema de protección de dos fusibles.
Fusible Bay-O-Net
Protección contra sobrecarga y falla secundaria
El fusible Bay-O-net actúa como un fusible de doble sensibilidad, protegiendo contra fallas de cortocircuito en el lado secundario del transformador. Diseñado para protección contra sobrecarga, es fácilmente reemplazable y ofrece una corriente nominal típicamente 1,5-2 veces mayor que la del transformador. Este fusible reacciona rápidamente a las corrientes excesivas, garantizando la protección de los equipos de carga conectados. Suele combinarse en serie con un fusible limitador de corriente de reserva o un enlace de aislamiento para una protección integral.
Fusible limitador de corriente: protección contra fallos internos
El fusible limitador de corriente de reserva (ELSP) se emplea para proteger contra fallos que se producen dentro del transformador de caja, protegiendo principalmente el lado de alta tensión. En caso de condiciones críticas, como cortocircuitos internos o sobrecorrientes inducidas por rayos, los fusibles limitadores de corriente de reserva ofrecen una protección esencial al aislar el transformador defectuoso del resto del sistema de distribución en buen estado. Al interrumpir rápidamente el circuito, estos fusibles mitigan el riesgo de nuevas interrupciones y posibles daños colaterales al transformador y sus alrededores.
El fusible limitador de corriente está diseñado específicamente para hacer frente a fallos internos en el interior del transformador de caja, con su corriente nominal normalmente fijada en 3-4 veces la corriente nominal del transformador. Instalado dentro del tanque de combustible, la sustitución de este fusible requiere la apertura de la tapa del tanque de combustible y el drenaje del aceite, un proceso más complejo que la sustitución del fusible de bayoneta. En casos de demandas de alta corriente, existe la opción de instalar dos fusibles en paralelo por fase, aunque a expensas de mayores requisitos de espacio.
Es crucial tener en cuenta que los fusibles limitadores de corriente no están destinados principalmente a proteger el transformador en sí, sino a prevenir incendios eléctricos y explosiones resultantes de un transformador defectuoso. Una vez que un fusible limitador de corriente se activa, normalmente indica un fallo en el transformador.
Hay varios aspectos clave que deben tenerse en cuenta a la hora de seleccionar un fusible limitador de corriente. Entre ellos se encuentran la tensión nominal, la capacidad de interrupción y la intensidad nominal continua del fusible. Es imprescindible prestar atención a estos factores para garantizar el correcto funcionamiento del fusible y evitar un funcionamiento prematuro. Además, la coordinación con los dispositivos de protección de la línea y del lado de la carga es esencial para permitir el apagado selectivo y mitigar el riesgo de consecuencias adversas.
Mientras que los fusibles de bayoneta son adecuados para gestionar corrientes de sobrecarga más bajas, los fusibles limitadores de corriente están mejor equipados para manejar corrientes más altas. Por lo general, cuando un transformador requiere la intervención de un fusible limitador de corriente, es posible que ya se hayan producido daños importantes.
Enlace de aislamiento
El enlace de aislamiento se emplea junto con los fusibles Bay-O-Net y los interruptores Magnex® cuando no hay ningún fusible limitador de corriente conectado en serie. Su propósito es proporcionar protección adicional en caso de fallo interno del transformador, así como durante las operaciones de rechazo y conmutación.
En los casos en que el transformador es relativamente pequeño y funciona a baja tensión con una corriente de cortocircuito disponible correspondientemente baja, el fusible de bayoneta por sí solo puede ofrecer una protección adecuada contra sobrecorriente sin necesidad de un fusible limitador de corriente. Sin embargo, en tales casos, un enlace de aislamiento es indispensable cuando se utiliza junto con un fusible de bayoneta. Su función es crear una interrupción física en el circuito si el transformador falla, evitando que los trabajadores eléctricos vuelvan a energizar inadvertidamente un transformador defectuoso simplemente reemplazando el fusible de bayoneta.
Aunque tanto el eslabón de aislamiento como el fusible limitador de corriente comparten el objetivo común de proteger contra fallos de cortocircuito dentro del transformador de caja, deben tenerse en cuenta sus disparidades operativas. En caso de fusión, el eslabón de aislamiento puede introducir contaminación en el aceite aislante del transformador e impurezas, a diferencia del fusible limitador de corriente. La construcción de este último implica el montaje de componentes dentro de tubos de resina reforzada con fibra de vidrio con tapas de contacto chapadas en cobre, lo que garantiza una resistencia óptima. Estos tubos se rellenan con arena de sílice de alta pureza, con arcos en serie generados en el punto de cuello del componente original. A medida que estos arcos interactúan con el medio de restricción, introducen una resistencia que aumenta rápidamente en el circuito de falla, reduciendo significativamente el valor pico de la onda de corriente. En particular, todas las acciones de extinción de arcos se producen dentro de los tubos de resina de fibra de vidrio, lo que minimiza el riesgo de contaminación o daño al aceite aislante y a los componentes del transformador.
Los ingenieros de diseño de transformadores montados en pedestal coordinan meticulosamente los dispositivos de protección para garantizar una protección integral contra diversas condiciones de sobrecorriente, manteniendo al mismo tiempo el funcionamiento fiable del transformador. En resumen, un esquema de fusibles bien coordinado en los transformadores de panel proporciona una protección integral, en la que cada dispositivo de protección desempeña una función distinta en la protección tanto del transformador como del sistema eléctrico en general.
¿Qué causó que el fusible del transformador montado en pedestal se fundiera?
El fusible de bayoneta y el fusible de reserva forman juntos el sistema de protección del transformador de pedestal, desempeñando papeles vitales en la protección primaria y secundaria, respectivamente.
- Sobrecarga:Cuando la carga del transformador de pedestal excede el límite de sobrecarga del transformador, la corriente excesiva puede hacer que el fusible se funda. Esta situación suele surgir debido a la conexión de demasiados dispositivos de carga al transformador de pedestal o a un aumento repentino de la demanda de energía. En tales casos, el mecanismo de defensa principal del transformador de pedestal, el fusible de bayoneta, se fundirá para protegerlo.
- Cortocircuito externo: Esto puede ocurrir debido a la falla de un equipo eléctrico conectado al extremo frontal del transformador de pedestal o a un mal funcionamiento del circuito. En tales casos, el fusible de bayoneta sirve como barrera protectora inicial.
- Cortocircuito interno o fallo del transformador de pedestal:Cuando se produce un fallo en el transformador de pedestal, el fusible de reserva actúa como última línea de defensa. Al detectar un flujo de corriente excesivo a través del transformador de pedestal, estos fusibles de reserva desconectan el transformador de la red eléctrica, evitando daños mayores.
¿El transformador de pedestal debe estar equipado con un solo fusible por fase?
La respuesta no es absoluta. Veremos que hay seis o nueve fusibles Bay-O-net en el compartimento de alta tensión de algunos transformadores trifásicos montados en pedestal. Esto viene determinado por la corriente en el transformador montado en pedestal. Si la corriente es demasiado grande, el cliente requiere que se equipe el fusible Bay-O-net. Se utilizarán varios fusibles en paralelo. Sin embargo, al diseñar el transformador de pedestal, los ingenieros de Daelim Belefic hicieron todo lo posible por diseñarlo con un solo fusible para cada fase. Porque si se instalan varios fusibles en una fase, aumentará el riesgo de avería y reparación.
¿Tiene que estar equipado un transformador de pedestal con un sistema de protección por fusibles?
No todos los transformadores de pedestal requieren protección por fusibles. Hay situaciones específicas en las que un transformador de pedestal puede no necesitar protección por fusibles:
- Si el circuito externo ya incorpora equipos de protección como disyuntores e interruptores de carga de altatensión, entonces el transformador de pedestal puede no necesitar un sistema de protección por fusibles.
- En los casos en que la capacidad del transformador de pedestal es excesivamente grande y latensión es demasiado alta, lo que hace que la adecuación de un sistema de protección por fusibles sea poco práctica debido a los elevados niveles de corriente, la protección por fusibles puede no ser necesaria. Sin embargo, se deben proporcionar medidas de protección externas.
Conclusión
En conclusión, el transformador de pedestal equipado con un sistema de dos fusibles desempeña un papel crucial en la protección tanto del sistema eléctrico como del propio equipo. El equipo de ingeniería de Daelim Belefic posee amplios conocimientos profesionales y experiencia en proyectos, lo que le permite proporcionar el sistema de protección por fusibles óptimo para su transformador de pedestal. Para cualquier consulta sobre los fusibles de los transformadores de pedestal o sobre el apoyo a proyectos, no dude en ponerse en contacto con el equipo de Daelim Belefic.
