DESAFIO:
Uma empresa de serviços públicos pertencente a investidores (IOU) enfrentava um grande número de redes antigas no centro da cidade e estava preocupada com o arco elétrico e o risco de falhas potencialmente perigosas nos transformadores de rede. Como no projeto tradicional de redes de distribuição usado desde a década de 1920, o transformador de rede típico não tinha fusíveis de lado alto ou proteção primária além do disjuntor da subestação. Uma falha na terminação primária ou no compartimento do interruptor, ou no tanque do transformador, poderia resultar em uma falha catastrófica e em uma possível situação perigosa de arco elétrico. A concessionária teve várias ocorrências de falhas que cortaram todos os parafusos da tampa do compartimento do transformador e lançaram uma tampa de bueiro para o ar. Falhas em cabos subterrâneos poderiam ter resultados semelhantes. Felizmente, a concessionária nunca se feriu com uma dessas falhas, mas sentiu que, devido ao crescente risco potencial à segurança do público e dos trabalhadores, era necessário encontrar uma solução.
SOLUÇÃO:
Para resolver esse problema, a concessionária se concentrou em maneiras de reduzir drasticamente a energia fornecida a uma falha. Vários métodos foram analisados, incluindo fusíveis individuais de transformadores, configurações mais rápidas de disjuntores, reatores de fase e fusíveis eletrônicos de potência. No entanto, após uma investigação minuciosa, nenhuma dessas opções poderia fornecer os requisitos de limitação de corrente necessários sem introduzir problemas de coordenação ou a incapacidade de trabalhar com grandes bancos de capacitores. A solução escolhida foi a instalação de fusíveis do tipo CLiP® da G&W Electric na fonte do alimentador, no lado da carga do disjuntor da subestação. Esse fusível limitador de corrente de alta capacidade, acionado eletronicamente, pode reduzir o nível de corrente de falta e extinguir o arco em meio ciclo. A eficácia do CLiP pode ser apreciada observando-se a energia de falta disponível em uma das subestações. A corrente simétrica para uma falta trifásica era de 25kA, fazendo com que o I2t disponível fosse de 25kA:
- Disjuntor de 8 ciclos – 83.333.333 A2 Sec
- Disjuntor de 8 ciclos com reator (7.000 amperes) – 6.533.333 A2 Sec
- Fusível CLiP (nível de disparo de 8 kA – 325.000-350.000 A2 Sec máx.
Observando as comparações acima, a energia de passagem do CLiP é 0,39% de um disjuntor sozinho ou 5,0% de uma combinação disjuntor/reator. Para testar a eficácia do CLiP, foram instalados registradores de falhas nos transformadores da subestação. Os fusíveis CLiP funcionaram conforme previsto. Houve várias falhas no transformador depois que os CLiPs foram instalados, mas os danos resultantes do arco elétrico foram significativamente reduzidos. Além de evitar a falha catastrófica do transformador, o cliente observou outros benefícios. Os danos causados por falhas em cabos subterrâneos e emendas também foram reduzidos. Outro benefício esperado a longo prazo é o aumento da vida útil do equipamento devido à redução do trabalho dos transformadores e disjuntores da subestação.
