Poryoyo shiLa adaptación del transformador según la capacidad nominal del fusible CL implica combinar la corriente a plena carga, la impedancia (%Z) y el perfil de corriente de arranque —no solo los kVA y la tensión— y, a continuación, verificar el resultado con respecto a la curva tiempo-corriente del fusible y la coordinación aguas arriba. Si se omite cualquiera de estos datos, suele producirse una activación falsa o un retardo en la eliminación de la falla.
En un esquema de protección de transformadores de distribución de dos etapas, el fusible CL es el dispositivo de respaldo, diseñado para interrumpir fallos internos de gran magnitud que superen lo que un fusible Bay-O-Net de tipo expulsión puede eliminar de forma segura. Normalmente se activa en menos de medio ciclo ante fallos en el rango de 4.000 A a 50.000 A, cortando la corriente antes de que la energía máxima transmitida alcance el devanado.
La placa de características indica los kVA, la tensión de alta y baja tensión y el grupo vectorial, datos suficientes para calcular los amperios a plena carga, pero no para dimensionar correctamente un fusible. Hay otras dos categorías de datos importantes: la magnitud y la duración de la corriente de arranque al conectarse a la red, y el porcentaje de impedancia (%Z), que determina tanto la corriente de arranque como la corriente de fallo. Un transformador con %Z en el rango de 4%–6% produce una corriente de fallo significativamente diferente a la de uno cercano a 8%, lo que modifica el punto mínimo de fusión que debe tener el fusible. El dimensionamiento basado únicamente en los kVA y la tensión es una fuente habitual de problemas de coordinación posteriores.
La selección del fusible debe realizarse dentro del transformador accesorios para transformadores sistema de protección en su conjunto, ya que los dispositivos situados aguas arriba y aguas abajo comparten el mismo espectro de corriente de fallo.
Empieza por la potencia nominal en kVA, la tensión del lado de alta tensión y el grupo vectorial. Un transformador de 1.000 kVA a 34,5 kV de alta tensión se sitúa en un rango de corriente muy diferente al de uno con la misma potencia nominal a 12,47 kV; la clase de amperaje de los fusibles varía en consecuencia, aunque la potencia nominal no haya cambiado.
En el caso de un transformador trifásico: IFLA = (kVA × 1000) / (√3 × VHV)
Ejemplo: un transformador de 1.000 kVA a alta tensión (12,47 kV) proporciona una intensidad IFLA ≈ 46,3 A.
A continuación, se selecciona la intensidad nominal continua del fusible como un múltiplo de esta cifra, tal y como se explica a continuación.
Consulta la magnitud y la duración de la corriente de arranque (como múltiplo de I_FLA durante un número determinado de ciclos) y el valor %Z en el informe de pruebas de fábrica del transformador. Un valor de %Z de 5,75% con una corriente de arranque cercana a 8-12× I_FLA durante los primeros ciclos constituye un perfil de distribución realista para un transformador de tamaño medio, aunque los valores varían en función del diseño.
Con los datos de kVA, tensión de alta tensión, %Z y perfil de corriente de arranque disponibles, el dimensionamiento puede realizarse sin tener que recurrir a estimaciones. Estos mismos datos se introducen en el lista de comprobación de los accesorios para transformadores cuando el fusible se pide junto con otras gamas de accesorios.
El valor nominal continuo de un fusible CL suele fijarse entre 200% y 300% de I_FLA, lo que supone un margen suficiente por encima de la corriente de arranque y de las sobrecargas de corta duración, sin desplazar la curva de fusión demasiado hacia la derecha, lo que ralentizaría la activación. Las unidades con un uso intensivo de arranque de motores se sitúan en el extremo superior; las unidades estables y con cargas ligeras se sitúan más cerca de 200%.
Talla: Ifusible ≈ 2,0–3,0 × IFLA
Ejemplo: 46,3 A × 2,2 ≈ 102 A → se selecciona el siguiente valor nominal estándar del catálogo y, a continuación, se comprueba que respete el margen de TCC por encima de la corriente de arranque.
La capacidad nominal del fusible se establece para una temperatura ambiente estándar, normalmente de 40 °C, y disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Una instalación con una temperatura ambiente de 50 °C puede requerir una corrección al alza de 10%–15%, y las altitudes superiores a 1.000 m suelen necesitar un factor adicional, ya que la menor densidad del aire afecta a la refrigeración y a la resistencia dieléctrica. [VERIFICAR NORMA: consulta la tabla de reducción de potencia] comparándola con la ficha técnica específica del fusible, en lugar de aplicar un porcentaje fijo.
La cifra reducida debe contrastarse con los datos relacionados accesorios para cables Datos de la solicitud de presupuesto si se especifican accesorios para el lado del cable en el mismo pedido, manteniendo la misma clase de tensión y la misma intensidad nominal en todo el paquete.
La curva de fusión mínima del fusible representa las combinaciones de corriente y tiempo en las que el elemento comienza a fundirse. El punto de corriente de arranque del transformador —normalmente entre 8 y 12 veces I_FLA durante un intervalo que va desde una fracción de segundo hasta unos pocos ciclos— debe situarse claramente por debajo y a la izquierda de esta curva. En la práctica, se busca que el tiempo de fusión en el nivel de corriente de arranque sea varias veces mayor que la propia duración de dicha corriente, aunque el factor de seguridad exacto varía según el fabricante.
Una prueba de referencia de 8–12× I_FLA durante 0,1 segundos es un punto de referencia inicial habitual al que se hace referencia en la documentación TCC de los fabricantes de fusibles, pero la combinación exacta de multiplicador y duración varía según la línea de productos, por lo que debe confirmarse consultando la curva publicada del fusible específico antes de dar por concluido el proceso.
Los requisitos relativos a la capacidad de interrupción y al TCC de los fusibles CL de clase de distribución se rigen por la Norma IEEE C37.41 sobre fusibles; la comparación de esa norma con la curva publicada por el fabricante es una práctica habitual en los proyectos que también se basan en el guía de selección de accesorios para transformadores.
En un transformador montado en plataforma de 750 kVA, se especificó un fusible CL dimensionado correctamente en función de los datos de I_FLA y de corriente de arranque, sin volver a comprobar la curva de disparo rápido del reconectador situado aguas arriba. Durante una falla aguas abajo, el reconectador se disparó antes que el fusible, dejando sin tensión un tramo más amplio del ramal antes de que se pudiera aislar la falla. La capacidad del fusible no era incorrecta para el transformador, sino que era incorrecta para su posición en la secuencia de coordinación, lo cual solo se puso de manifiesto una vez que se superpusieron las curvas.
La selectividad significa que el fusible CL elimina la falla antes de que se dispare el dispositivo situado aguas arriba, en todo el rango de interrupción del fusible —normalmente hasta 40 000 A–50 000 A simétricos—. Esto requiere trazar ambas curvas a lo largo de todo el espectro de corrientes de fallo, ya que una coordinación que se mantenga a 10 000 A puede fallar a 30 000 A si las curvas se cruzan. Aquí es también donde entra en juego la relación del fusible con el propio transformador Conjunto de fusibles Bay-O-Net se confirma: los dos dispositivos cubren el espectro de fallos de forma separada, en lugar de solaparse.
Hay tres patrones que explican la mayoría de los fusibles con dimensiones incorrectas detectados en las investigaciones de fallos sobre el terreno, y todos ellos se deben a datos omitidos y no a un método defectuoso.
El cálculo de la potencia nominal basándose únicamente en los kVA y la tensión, sin tener en cuenta los datos de %Z ni los de corriente de arranque, suele dar lugar a una potencia nominal que provoca desconexiones indeseadas durante la puesta en servicio normal; este es el error más habitual, ya que a menudo hay que solicitar el informe de pruebas por separado bajo la presión de los plazos.
Los transformadores con %Z que alcanzan valores de 7%–8% pueden generar perfiles de corriente de arranque que difieren significativamente del valor de referencia de 8–12× I_FLA. Aplicar un multiplicador estándar sin comprobar los datos reales conlleva el riesgo de obtener una potencia nominal demasiado cercana a la curva de corriente de arranque, lo que en ocasiones puede provocar disparos indeseados en condiciones como la conexión en frío.
Una clasificación válida para una temperatura ambiente de 40 °C puede resultar insuficiente en emplazamientos con temperaturas superiores a 45 °C o a una altitud de más de 1.000 m. Este paso es el que con mayor frecuencia se omite entre el cálculo y el pedido de compra, normalmente porque los datos de temperatura ambiente y altitud no se incluyen en el paquete de especificaciones que se entrega a la persona encargada de dimensionar el fusible.
Para acertar con la adaptación del transformador a la capacidad del fusible CL ya en la fase de solicitud de presupuesto, es necesario recopilar estos datos antes de enviarla, de modo que los presupuestos que se reciban se ajusten al transformador real:
Facilitar esta información por adelantado evita el proceso de aclaración que, de otro modo, añadiría entre una y dos semanas antes de que se pueda programar la fabricación.
Para consultar las especificaciones de los fusibles CL y las capacidades de interrupción disponibles actualmente, véase la página de ZeeyiElec fusibles limitadores de corriente página del producto. Los equipos técnicos también pueden enviar el conjunto de parámetros indicado anteriormente para que se compruebe su coherencia antes de formalizar el pedido.
El dimensionamiento depende de los amperios a plena carga y del multiplicador aplicable al tipo de transformador, por lo que una unidad de 500 kVA a tensiones de distribución habituales suele situarse en una clase de amperios de gama media, aunque la cifra exacta debe confirmarse consultando la curva TCC del fabricante del fusible y las condiciones de reducción de potencia de la instalación.
La placa de características indica los valores de kVA y la relación de tensión para calcular la corriente a plena carga, pero no tiene en cuenta la magnitud de la corriente de arranque, las condiciones ambientales ni la coordinación con los elementos situados aguas arriba, por lo que los datos de la placa de características constituyen un punto de partida más que una base completa para el dimensionamiento.
Un fusible de capacidad insuficiente tiende a activarse ante una corriente de arranque normal o una sobrecarga moderada, lo que provoca cortes innecesarios en lugar de proteger contra fallos reales, y las activaciones repetidas pueden deteriorar el elemento fusible con el tiempo.
Es posible que un fusible de tamaño excesivo no elimine la avería con la rapidez suficiente, lo que permite que las tensiones térmicas y mecánicas alcancen el devanado antes de que se interrumpa el circuito, lo que aumenta el riesgo de daños internos durante una avería.
Sí, ambos factores reducen la capacidad efectiva de conducción de corriente de un fusible, por lo que, en instalaciones situadas a gran altitud o en entornos con temperaturas elevadas, suele ser necesario aplicar un factor de corrección antes de la selección definitiva.
La puesta en tensión produce una corriente de arranque breve y de gran intensidad, y la curva de fusión mínima del fusible debe situarse por encima de ese punto de arranque con un margen adecuado; de lo contrario, el fusible se disparará por error cada vez que se realice la puesta en tensión.
Sí, en un esquema de dos etapas, el fusible CL se encarga de las averías que superan el rango de desconexión del Bay-O-Net, por lo que es necesario comprobar conjuntamente sus curvas TCC para garantizar un traspaso fluido, en lugar de dimensionarlas de forma aislada.
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