Otimizando a proteção da rede de distribuição: coordenação entre reclosadores modulares compactos e transformadores

Resumo

Transformadores de distribuição e reclosadores modulares compactos (CMRs) formam uma solução de proteção e automação coordenada em redes aéreas de média tensão. Transformadores diminuem a tensão para o uso final, enquanto os CMRs detectam e interrompem as falhas a montante-discriminando o transformador INRUSH, coordenando com relés de proteção do transformador e restaurando automaticamente o serviço. Juntos, eles minimizam interrupções, protegem a saúde do equipamento e apoiam funções de grade inteligente, como FLISR e manutenção baseada em condições.

Básico do transformador

Função e construção

Os transformadores de distribuição convertem de média tensão (tipicamente 11-38 kV) em baixa tensão (400 V-690 V) para uso do cliente. Eles consistem em:

• Núcleo e enrolamentos: núcleo de aço laminado com enrolamentos de cobre ou alumínio primário/secundário.

• Tanque e isolamento: epóxi cheio de óleo ou do tipo seco para esfriar e isolar.

• Elementos de proteção: relé Buchholz, alívio de pressão e relés de proteção diferencial (87T) para falhas internas.

Desafios operacionais

• INRUSH MAGNETIZATIVA: Na energização, as correntes de entrada de até 10 × nominal podem desencadear falsamente dispositivos de corrente excessiva.

• Envelhecimento e sobrecarga: Ciclismo térmico e sobrecarga aceleram o envelhecimento do isolamento, o risco de falha.

Visão geral do Recloser Modular Compacto (CMR)

Principais recursos

• Interruptor e relé de vácuo integrados: unidade isolada de epóxi monofásico avaliada até 38 kV, 630 uma falha contínua de 12,5 ka.

• Auto-potência: tensão da linha da colheita, nenhuma bateria externa é necessária.

• Discriminação de Innush: O segundo bloqueio do harmônico e a análise da forma de onda impedem viagens erradas durante a energização do transformador.

• Comunicações: interfaces sem fio e SCADA criptografadas para controle remoto e recuperação de dados de eventos.

Coordenação entre transformador e CMR

Manuseio atual de INRUSH

Os relés de CMR detectam alto conteúdo de pinheiro típico do transformador Inrush e Block Tripping por até 20 ms, permitindo que o InRush se decanda sem interrupções desnecessárias de serviço.

Configurações da curva de proteção

Benefícios da solução integrada

Melhorias de confiabilidade

A interrupção automática de falhas e recarrega reduz a Saifi em até 50% e disse em até 40% em estudos piloto.

Extensão da vida do transformador

Ao impedir viagens desnecessárias e limitar a energia de falha, os CMRs reduzem o estresse mecânico e térmico nos enrolamentos do transformador, estendendo a vida útil do isolamento.

Cabilização de grade inteligente

Os CMRs fornecem registros de falhas com estampa no tempo GPS que alimentam plataformas de análise de alimentação para implementações preditivas de manutenção e FLISR.

Instalação e manutenção

• Montagem: top de pólo ou braço cruzado, <50 lb; Não é necessário guindaste.

• Manutenção: vida útil de 25 anos com apenas substituição periódica de bateria de baixo custo; Sem manutenção de óleo.

Conclusão

Emparelhando os transformadores de distribuição com reclosadores modulares compactos produz um esquema de proteção robusto e de baixa manutenção que discrimina o transformador, coordena com relés de transformadores internos e suporta automação avançada. Essa abordagem integrada aprimora a confiabilidade da rede, estende a vida do transformador e estabelece as bases para as funcionalidades da grade inteligente.