Seleção de fusíveis de desligamento automático para proteção de transformadores de distribuição

A seleção do fusível de proteção para transformadores começa com a coordenação, e não com a escolha do fusível imediatamente superior à corrente primária do transformador. Defina a tensão e o aterramento do sistema, a potência em kVA e a impedância do transformador, a carga e a corrente de partida, a proteção a montante e a jusante, a corrente de falta disponível e as condições ambientais do local. Em seguida, utilize as curvas tempo-corrente do fabricante para definir a faixa de fusíveis adequada. Somente após essa definição, o corpo do fusível, o tubo fusível, a construção do elemento fusível, a capacidade de interrupção, o isolamento e o conjunto de montagem devem ser projetados como uma única peça compatível.

Comece com os dados do transformador e do sistema.

A XIYA POWER oferece fusíveis de desligamento automático, elos fusíveis e opções protegidas ou à prova de vento , mas uma linha de produtos não pode ser selecionada até que as entradas de proteção sejam conhecidas. A primeira análise deve seguir esta matriz.

A seleção do corpo e a seleção da ligação são verificações de engenharia relacionadas, mas distintas. O corpo fornece o isolador, os contatos, a dobradiça, o suporte do tubo fusível e a interface de montagem. A ligação fornece a característica de tempo-corrente que responde à sobrecorrente. Uma liberação completa deve demonstrar que a ligação selecionada é compatível com o sistema e que a combinação exata de ligação, tubo e corpo é compatível.

Os leitores que precisarem da sequência de operação antes do processo de seleção podem consultar o funcionamento de um fusível de proteção contra sobretensão . Este artigo se concentra na seleção da proteção do transformador, em vez de repetir a definição básica.

Calcule a corrente primária, mas não dimensione o fusível apenas com base na corrente.

Para um transformador trifásico, a corrente nominal de linha primária é:

I_primary = kVA / (1.732 x kV_primary)

Para um transformador trifásico representativo de 11 kV e 630 kVA:

I_primary = 630 / (1.732 x 11) = approximately 33.1 A

Este é um cálculo de engenharia representativo, não um projeto de cliente da XIYA POWER. Ele estabelece a referência de corrente primária nominal. Não seleciona automaticamente uma ligação de 33 A, 40 A ou 50 A.

Diversas fronteiras atuam em direções opostas:

• Carregamento contínuo e de emergência Exigir que a ligação suporte a corrente permitida do transformador sem aquecimento ou operação inaceitáveis.
• Corrente de magnetização Exige que a curva de fusão mínima permaneça fora da faixa de energização do transformador.
• Coleta de carga fria Pode manter a corrente elevada após uma interrupção por mais tempo do que a corrente de pico magnetizante.
• Proteção contra falhas passantes em transformadores limita o tamanho ou a velocidade da ligação. A curva de descarga total deve proteger o transformador dentro dos limites de dano ou resistência aprovados.
• Seletividade a montante e a jusante pode restringir ainda mais o intervalo aceitável.

Os requisitos de carga e transitórios criam um limite inferior de condução de corrente. A proteção do transformador e a coordenação dos dispositivos adjacentes criam um limite superior de interrupção. O fusível adequado é encontrado dentro dessa faixa, utilizando curvas reais. Arredondar 33.1 A para um fusível de tamanho padrão ignora o cálculo que determina se o resultado suportará eventos normais e ainda interromperá faltas danosas.

Coordene o elo fusível com o transformador e o alimentador.

O gráfico de coordenação deve utilizar as curvas de fusão mínima e de eliminação total exatas da ligação proposta. Deve também incluir os limites do transformador e dos dispositivos adjacentes necessários para avaliar tanto a proteção quanto a seletividade.

As classificações tipo K e tipo T descrevem famílias de velocidades relativas, mas não representam uma curva universal. As características reais de fusão mínima e de liberação total variam conforme o fabricante e a série do produto. As normas do projeto ou da concessionária também podem restringir a classe de velocidade permitida. Selecione a curva correspondente à ligação específica proposta, e não a partir de uma tabela genérica K/T.

A norma IEC 60282-2 abrange os requisitos para fusíveis de expulsão usados ​​em sistemas de corrente alternada acima de 1,000 V. Essa estrutura de norma de produto não substitui o estudo de proteção do projeto. Carga do transformador, corrente de partida, ajuste de carga a frio, regime de curto-circuito e coordenação de dispositivos adjacentes ainda exigem dados do projeto e curvas do fabricante.

Verifique se o corpo do recorte, o elo fusível e a interface formam um único componente.

Após estabelecer a janela de coordenação, verifique o pacote de hardware sem mesclar valores de linhas de produtos não relacionados.

A categoria XIYA, disponível para compra, contém diversas opções de corpo, link, suporte, proteção e resistência ao vento. Seus dados mantêm as linhas de tensão, corrente, capacidade de interrupção e acessórios separadas propositalmente. Siga a mesma disciplina na solicitação de cotação: identifique a família de produtos selecionada e a documentação técnica correspondente antes de incluir qualquer valor na especificação final.

Esta análise do pacote também determina se outro item na hierarquia de equipamentos de comutação de distribuição é o mais adequado para a função. Um fusível de desligamento automático não deve ser utilizado em funções que exijam interrupção repetida controlada, automação remota ou uma arquitetura de proteção diferente.

Ajuste a seleção de acordo com o ambiente e as condições de instalação.

O ambiente pode alterar o isolamento, o material, a proteção da carroceria e o pacote de montagem necessários, mesmo que a coordenação elétrica permaneça inalterada.

• Poluição e sal: Registre a classe de poluição do projeto, a distância de fuga necessária, a exposição costeira e os depósitos industriais. Não atribua a distância de fuga com base em um rótulo climático genérico.
• Condições de chuva: Confirme o perfil e a disposição do isolador em relação aos requisitos de umidade e contaminação do projeto.
• Altitude: Quando a altitude do local exceder a base de referência para a classificação do produto, aplique a correção exigida pela norma aplicável, pelas especificações do projeto e pelos dados do fabricante.
• Temperatura: Compare a faixa de operação ambiente completa com os limites de operação do corpo, do fusível e dos mecanismos. Utilize a redução de potência específica do produto quando necessário.
• vento: Confirme o comportamento do suporte e do tubo na velocidade de vento projetada e se é necessária uma configuração à prova de vento.
• Vida selvagem ou acesso controlado: Determinar se uma carroceria aberta é aceitável ou se uma configuração protegida/fechada e um pacote de proteção são necessários.
• Acesso de manutenção: Registre as restrições de ferramentas operacionais, acesso e orientação para o projeto de montagem posterior.

Estas são informações para seleção, não instruções de instalação. O espaçamento final entre os postes, as folgas, os métodos de trabalho e os procedimentos de aterramento são definidos pelo projeto de instalação aprovado e pelas normas operacionais locais.

Elabore o pacote de solicitação de cotação e aprovação antes do lançamento.

Uma solicitação de cotação (RFP) para fusíveis de transformador deve incluir as mesmas evidências utilizadas para a seleção:

1. Tensão nominal e máxima do sistema, aterramento, frequência e diagrama unifilar.
2. Potência (kVA) do transformador, tensão primária e secundária, conexão do enrolamento, grupo vetorial e impedância.
3. Dados de corrente de partida e danos/falhas aprovadas em transformadores.
4. Corrente máxima de falta no local do disjuntor e base do estudo de curto-circuito.
5. Carregamento normal, carregamento de emergência permitido e requisito de coleta de carga fria.
6. Arquivos TCC para dispositivos de proteção a montante e a jusante.
7. Classe de tensão/corrente do corpo proposta, capacidade de interrupção, tipo de fusível, velocidade e valor em amperes.
8. Poluição, altitude, temperatura, vento, acesso e requisitos de proteção corporal.
9. Tubo, elo, suporte, montagem, desenho, norma de destino, quantidade e requisitos de peças sobressalentes.

O guia de entrada de dados para a solicitação de cotação (RFP) de equipamentos de alta tensão do local abrange a estrutura de dados mais ampla do projeto; este artigo adiciona as evidências específicas de proteção e coordenação do transformador.

Considere uma consulta representativa para o transformador de 11 kV e 630 kVA calculado anteriormente. Ela indica uma classe de corte de 12 kV, uma classe de corrente de corpo e um valor de ligação nominal baseado na corrente primária de 33.1 A. Omite a corrente de falta disponível, os limites de corrente de irrupção e de dano do transformador, a corrente de partida a frio e as curvas TCC de dispositivos adjacentes. Também omite a classe de poluição e a altitude. Esta é uma análise de engenharia representativa, não um projeto de cliente da XIYA POWER.

A ação correta é suspender o lançamento técnico. A capacidade de resposta a falhas não pode ser verificada sem o resultado do curto-circuito; a proteção e a seletividade não podem ser confirmadas sem as curvas; e o encapsulamento da isolação/carcaça não pode ser finalizado sem dados ambientais. Emitir o tamanho de link padrão mais próximo resultaria em uma seleção sem suporte.

Quando esses dados estiverem prontos, envie o pacote de dados do projeto para a XIYA POWER para correspondência de modelos, revisão de documentos e orçamento. A transferência deve identificar o que está confirmado, o que permanece provisório e qual documento do produto controla cada valor liberado.

Perguntas frequentes

Como calcular a corrente primária do transformador para a seleção do fusível?

Para um transformador trifásico, divida a potência nominal em kVA por 1.732 vezes a tensão de linha primária em kV. Um transformador de 630 kVA a 11 kV fornece aproximadamente 33.1 A. O resultado é uma entrada de coordenação, não a potência nominal final do enlace.

A corrente de plena carga do transformador pode ser usada como especificação do fusível?

Não. O link selecionado também deve suportar cargas permitidas, corrente de partida e resposta a frio, protegendo o transformador e coordenando-se com os dispositivos adjacentes.

Qual a diferença entre a corrente nominal de corte e a corrente do fusível?

A classificação do corpo se aplica ao caminho da corrente de corte e ao hardware compatível. A classificação em amperes do fusível se aplica ao elemento de proteção substituível selecionado no estudo da TCC. São valores distintos dentro de um mesmo conjunto aprovado.

Por que é necessário verificar a corrente de curto-circuito disponível no local do disjuntor?

Determina se a combinação completa de disjuntor e fusível proposta possui desempenho de interrupção adequado. O valor deve ser obtido a partir de um estudo de curto-circuito atual para a configuração de sistema aplicável.

Como os fusíveis tipo K e tipo T afetam a proteção do transformador?

Eles representam diferentes famílias de velocidade, sendo a classe K geralmente mais rápida e a classe T geralmente mais lenta. A escolha final depende das curvas específicas do fabricante, das limitações do transformador e das regras de coordenação da rede de alimentação.

Que informações devem ser incluídas em uma solicitação de cotação (RFQ) para fusíveis de desconexão rápida?

Inclua informações sobre sistema, transformador, carga, corrente de partida, corrente de falta, TCC (Transformador de Corrente Contínua), ambiente, interface de hardware, normas, desenho técnico, quantidade e peças de reposição. Informações faltantes sobre falhas ou curvas devem ser consideradas antes da liberação técnica, em vez de serem preenchidas com suposições.