Cómo elegir la unidad combinada adecuada para la protección de transformadores

Introducción

La protección de transformadores en sistemas de distribución de energía de media tensión exige una arquitectura de dispositivos de conmutación que satisfaga simultáneamente tres requisitos de ingeniería que tiran en direcciones diferentes: interrupción de falta fiable en toda la gama de corrientes de falta del transformador, conmutación de carga segura para operaciones normales de energización y desenergización, y capacidad de aislamiento visible para acceso de mantenimiento, todo ello dentro de las limitaciones físicas de un panel de conmutación de media tensión y las limitaciones económicas de un presupuesto de capital de actualización de la red. La unidad combinada, un conjunto integrado de interruptor-seccionador de corte en carga de interior, fusible de alta tensión y seccionador de puesta a tierra, existe precisamente porque no existe ningún dispositivo de conmutación que satisfaga los tres requisitos simultáneamente. Elegir la unidad combinada adecuada para la protección del transformador no es un ejercicio de selección de catálogos: es una decisión de ingeniería de cuatro parámetros que requiere resolver la potencia nominal del transformador, el nivel de fallo del sistema, la filosofía de coordinación de la protección y las proyecciones de carga de actualización de la red antes de poder redactar una especificación de la unidad combinada. Para los ingenieros de actualización de redes, los diseñadores de subestaciones y los responsables de adquisiciones que especifican equipos de protección de transformadores, esta guía de selección ofrece el marco técnico completo, desde la base de las normas IEC para el diseño de unidades combinadas hasta la evaluación de aplicaciones paso a paso que determina los parámetros nominales correctos para cada posición de protección del transformador.

Índice

• ¿Qué es una unidad combinada y cómo satisface su arquitectura los requisitos de protección de los transformadores de media tensión?
• ¿Cómo interactúan los tres componentes del núcleo de una unidad combinada para proteger los transformadores de media tensión?
• ¿Cómo seleccionar los parámetros correctos de la unidad de combinación para cada aplicación de protección de transformadores?
• ¿Qué consideraciones sobre el ciclo de vida y la actualización de la red determinan la fiabilidad a largo plazo de las unidades combinadas?

¿Qué es una unidad combinada y cómo satisface su arquitectura los requisitos de protección de los transformadores de media tensión?

Una unidad combinada de media tensión es un dispositivo de conmutación ensamblado en fábrica y sometido a ensayos de tipo que integra tres componentes funcionalmente distintos en una única unidad montada en panel: un seccionador bajo carga (LBS) para la conmutación y el aislamiento de la carga normal, un conjunto de fusibles limitadores de corriente de alta tensión para la protección contra sobreintensidades y cortocircuitos, y un seccionador de puesta a tierra para la puesta a tierra de seguridad del personal durante el mantenimiento. La integración de estos tres componentes en un único conjunto sometido a ensayo es la característica que distingue una unidad combinada de una colección de dispositivos especificados individualmente: el ensayo de tipo valida la interacción entre los componentes en condiciones de fallo, no sólo el rendimiento individual de cada elemento.

Por qué la protección de transformadores requiere los tres componentes

La protección de transformadores en sistemas de media tensión abarca una gama de corrientes de defecto que ningún dispositivo de conmutación puede manejar de forma fiable en toda su extensión:

• Rango de corriente de carga (funcionamiento normal): 10-100% de corriente nominal del transformador - manejada por el LBS interior, que hace e interrumpe la corriente de carga durante la energización y desenergización normales.
• Rango de sobrecarga (110-600% de la corriente nominal): Sobrecarga térmica y fallos menores - gestionados por el fusible de AT, que proporciona protección de sobreintensidad inversa en el tiempo¹ coordinado con la curva de resistencia térmica del transformador
• Rango de cortocircuito (600-40,000% de la corriente nominal): Faltas internas del transformador y faltas externas atornilladas: gestionadas por el fusible limitador de corriente de AT, que interrumpe las corrientes de falta hasta el poder de corte nominal en el primer semiciclo, limitando la energía de paso a niveles que el transformador y la aparamenta puedan soportar.

El seccionador de puesta a tierra proporciona la función de puesta a tierra de seguridad que ni el LBS ni el fusible pueden satisfacer - confirmando la desenergización del circuito y protegiendo al personal de mantenimiento que trabaja en el transformador o en los equipos aguas abajo.

Normas CEI sobre diseño y ensayo de unidades combinadas

Estándar	Alcance	Requisitos clave de las unidades combinadas
IEC 62271-105	Combinaciones interruptor-fusible de corriente alterna	Ensayo de tipo para la interacción LBS-fusible, funcionamiento del percutor, transferir la coordinación actual
IEC 62271-103	Interruptores-seccionadores	Corriente normal nominal LBS, resistencia de conmutación de carga, rendimiento de extinción de arco
IEC 60282-1	Fusibles de alta tensión	Tensión nominal del fusible limitador, poder de corte, características tiempo-corriente
IEC 62271-102	Interruptores de puesta a tierra	Clasificación de fallos, resistencia mecánica, requisitos de enclavamiento
IEC 62271-200	Celdas con envolvente metálica	Integración de paneles, clasificación de arcos internos, esquema de enclavamiento

El requisito crítico de la norma IEC 62271-105: La prueba de tipo de unidad combinada debe verificar que cuando un fusible funciona en condiciones de fallo, el mecanismo del percutor² dispara de forma fiable el LBS para abrir las tres fases simultáneamente - evitando la peligrosa condición de energización monofásica o bifásica que se produciría si el LBS permaneciera cerrado después de una operación de fusible monofásico.

Variantes de arquitectura de las unidades combinadas

Arquitectura	Componentes	Aplicación	Limitación
LBS + fusible (sin seccionador de puesta a tierra)	Fusible LBS, HV	Instalaciones con limitaciones de espacio, baja frecuencia de mantenimiento	No hay toma de tierra integrada - se requiere una toma de tierra independiente
LBS + fusible + seccionador de puesta a tierra	LBS, fusible HV, seccionador de puesta a tierra	Protección estándar del transformador - la más común	Huella estándar
LBS + fusible + seccionador de puesta a tierra + descargador de sobretensión	LBS, fusible HV, seccionador de puesta a tierra, descargador MOV	Transformadores alimentados por líneas aéreas, exposición al rayo	Huella más grande
LBS motorizado + fusible + seccionador de puesta a tierra	LBS motorizado, fusible de alta tensión, seccionador de puesta a tierra	Subestaciones de mejora de la red integradas en SCADA	Requiere alimentación auxiliar

¿Cómo interactúan los tres componentes del núcleo de una unidad combinada para proteger los transformadores de media tensión?

El rendimiento de la protección de una unidad combinada no depende de los valores nominales individuales de sus tres componentes, sino de la interacción coordinada entre ellos, en concreto, la coordinación entre la característica de tiempo-corriente del fusible de AT y los perfiles de corriente de irrupción y de falta del transformador, y la transferencia fiable de la energía del percutor del fusible al mecanismo de disparo LBS.

Componente 1: El LBS de interior - Conmutación y aislamiento de cargas

El LBS interior en una unidad combinada realiza tres funciones distintas durante el ciclo de vida de la protección del transformador:

Conmutación normal: Produce e interrumpe la corriente magnetizante del transformador y la corriente a plena carga durante la energización y la desenergización. Corriente de irrupción de magnetización del transformador - típicamente 8-12× corriente nominal del transformador³ para el primer ciclo - está dentro de la capacidad nominal de corriente de cierre del LBS, pero no debe confundirse con la corriente de falta. El LBS no está diseñado para interrumpir la corriente de defecto; esta función corresponde exclusivamente al fusible de alta tensión.

Recepción del disparo del percutor: Cuando un fusible de alta tensión funciona en condiciones de fallo, el percutor libera la energía mecánica almacenada que acciona el mecanismo de disparo del LBS, abriendo las tres fases dentro del tiempo de apertura nominal del LBS (normalmente 30-60 ms). Esta apertura trifásica es obligatoria: una condición de apertura monofásica en un alimentador de transformador crea un desequilibrio de tensión peligroso y una ferroresonancia potencial.

Función de aislamiento: Una vez abierto el LBS, ya sea por conmutación normal o por disparo del percutor, proporciona la separación de aislamiento visible exigida por la norma IEC 62271-102 para el acceso de mantenimiento al transformador. El seccionador de puesta a tierra sólo puede cerrarse después de que se confirme que el LBS está abierto, lo que se consigue mediante el enclavamiento mecánico entre los dos dispositivos.

Componente 2: El fusible limitador de corriente de AT - Interrupción de falta

El fusible limitador de corriente de AT es el elemento de interrupción de faltas de la unidad combinada. Su selección se rige por dos límites que definen el valor nominal correcto del fusible para cada aplicación del transformador:

Límite inferior - corriente de ruptura mínima ($I_{min}$):
El fusible debe funcionar de forma fiable para todas las corrientes de defecto superiores a la corriente mínima de corte. Para la protección de transformadores, este límite lo establece la corriente de defecto secundaria del transformador reflejada en el primario:

$I_{min_primary} = \frac{I_{fault_secondary}}{n_{transformer}} \times \frac{1}{Z_{transformer}}$

La corriente mínima de corte del fusible debe ser inferior a este valor, asegurando que los fallos internos del transformador generen suficiente corriente primaria para accionar el fusible.

Límite superior - corriente máxima de ruptura ($I_{max}$):
El fusible debe interrumpir las corrientes de defecto hasta la corriente de defecto prospectiva del sistema en el punto de instalación sin sobrepasar los límites de energía pasante del transformador y de la aparamenta. Fusibles limitadores de corriente interrupción dentro del primer semiciclo⁴, limitando la corriente de paso a..:

$I_{let-through} = k \times \sqrt{I_{fault_prospective}}$

Dónde $k$ es el factor de limitación de corriente del fusible (normalmente 2,0-3,5 para fusibles limitadores de corriente de AT estándar).

Coordinación de irrupción del transformador: La característica tiempo-corriente del fusible no debe operar durante la irrupción de energización del transformador. El perfil de corriente de irrupción es el siguiente:

$i_{inrush}(t) = I_{inrush_peak} \veces e^{-t/\tau}$

Dónde $I_{inrush_peak}$ suele ser 8-12 veces la corriente nominal del transformador y $\tau$ es la constante de tiempo de decaimiento de la corriente de irrupción (normalmente 0,1-0,5 segundos para transformadores de distribución). El fusible debe tener un tiempo de fusión mínimo superior a la duración de la corriente de irrupción en la magnitud de corriente de irrupción, un requisito de coordinación que determina la capacidad mínima del fusible para cada tamaño de transformador.

Componente 3: El seccionador de puesta a tierra - Puesta a tierra de seguridad del personal

El seccionador de puesta a tierra de una unidad combinada está enclavado mecánicamente con el LBS a través de una conexión mecánica directa: el seccionador de puesta a tierra no puede cerrarse a menos que el LBS esté en posición totalmente abierta, y el LBS no puede cerrarse mientras el seccionador de puesta a tierra esté en posición cerrada. Este enclavamiento es una restricción mecánica física, no un enclavamiento eléctrico - funciona independientemente de la energía auxiliar y no puede ser anulado por un fallo del circuito de control.

Clasificación de los seccionadores de puesta a tierra de protección de transformadores:

El seccionador de puesta a tierra de una unidad combinada de protección de transformadores debe ser apto para E1 capacidad de creación de fallos (IEC 62271-102) - no E0. El motivo es la retroalimentación del devanado terciario del transformador: incluso con el LBS primario abierto y el fusible de AT intacto, un transformador con un devanado terciario conectado a una barra con tensión puede mantener la tensión en el devanado primario mediante acoplamiento electromagnético. Un seccionador de puesta a tierra E0 cerrado sobre esta tensión de retroalimentación se destruirá. Un seccionador de puesta a tierra E1 está preparado para entrar en esta condición de fallo y sobrevivir.

Un caso de cliente que demuestra la consecuencia de la distinción E0/E1: Un ingeniero de un proyecto de mejora de la red de una empresa de distribución de Filipinas se puso en contacto con Bepto tras el fallo de un seccionador de puesta a tierra durante una secuencia de conmutación de mantenimiento de un transformador en una subestación de 33 kV. La unidad combinada se había suministrado con un seccionador de puesta a tierra E0, especificado por el contratista EPC sin una evaluación del riesgo de retroalimentación terciaria. Cuando el seccionador de puesta a tierra se cerraba tras la apertura del LBS, el devanado terciario del transformador (conectado a una barra colectora de 11 kV en tensión) mantenía 33 kV en el primario por acción del autotransformador. El conjunto de contactos del seccionador de puesta a tierra E0 se destruyó al cerrarse. Bepto suministró unidades combinadas de sustitución con clasificación E1 para las seis posiciones de alimentador del transformador en la subestación y proporcionó una plantilla de evaluación de riesgos de retroalimentación terciaria para la especificación estándar de la empresa eléctrica.

¿Cómo seleccionar los parámetros correctos de la unidad de combinación para cada aplicación de protección de transformadores?

La selección de parámetros de unidades de combinación sigue una evaluación secuencial de cinco pasos: cada paso resuelve un conjunto de parámetros antes de evaluar el siguiente. Saltarse pasos o resolver parámetros fuera de secuencia produce especificaciones que parecen completas pero contienen fallos de coordinación ocultos.

Paso 1: Definir los parámetros nominales del transformador

Recopile los siguientes datos del transformador antes de comenzar la selección de la unidad combinada:

• Potencia nominal (kVA o MVA)
• Tensión nominal primaria (kV)
• Corriente nominal primaria (A): $I_{rated} = \frac{S_{rated}{\sqrt{3} \veces U_{primary}}$
• Impedancia del transformador (% en base MVA nominal)
• Grupo vectorial (Dyn11, Yyn0, etc.): determina el riesgo de retroalimentación terciaria.
• Multiplicador de la corriente de irrupción (× corriente nominal) y constante de tiempo de decaimiento (segundos)
• Curva de resistencia térmica - necesaria para la verificación de la coordinación de fusibles

Paso 2: Determinar el nivel de avería del sistema en el punto de instalación

La corriente de defecto prospectiva del sistema en el punto de instalación de la unidad combinada determina:

• La corriente nominal de corta duración (Ik) requerida para el LBS: el LBS debe soportar la corriente de defecto hasta que se desconecte el fusible de AT.
• El poder de corte máximo del fusible de alta tensión debe ser superior a la corriente de defecto previsible del sistema.
• La corriente nominal de corta duración del seccionador de puesta a tierra debe ser igual o superior a la del LBS.

Cálculo de la corriente de fallo del sistema:

$I_{fault} = \frac{U_{system}} {\sqrt{3} \veces Z_{total}}$

Dónde $Z_{total}$ incluye la impedancia de la fuente, la impedancia del transformador y la impedancia del cable hasta el punto de instalación de la unidad combinada. Para los proyectos de mejora de la red, utilice el nivel de fallo posterior a la mejora: las mejoras de la red que aumentan la capacidad de la fuente incrementan los niveles de fallo en todos los puntos aguas abajo.

Paso 3: Seleccionar la capacidad del fusible de AT

El valor nominal del fusible de alta tensión es la selección técnicamente más exigente en la especificación de la unidad combinada: debe satisfacer simultáneamente cuatro restricciones:

Restricción	Requisito	Método de verificación
Corriente mínima de corte	Por debajo de la corriente de defecto primario del transformador para un defecto secundario mínimo	Cálculo de la impedancia del transformador
Coordinación de irrupción	Tiempo mínimo de fusión > duración de irrupción con corriente de irrupción	Superposición de la curva tiempo-corriente
Protección contra sobrecargas	El fusible actúa antes de que se produzcan daños térmicos en el transformador con una sobrecarga de 150-200%	Superposición de la curva de resistencia térmica del transformador
Capacidad máxima de rotura	Corriente de defecto prospectiva del sistema	Estudio del nivel de fallo del sistema

Tabla de selección de valores nominales de fusibles estándar para tamaños de transformadores comunes:

Capacidad del transformador	Tensión primaria	Corriente nominal del transformador	Fusible recomendado	Comprobación de la coordinación de entrada
315 kVA	11 kV	16.5 A	25 A	Verificar a 8× nominal, 0,1 s
630 kVA	11 kV	33 A	50 A	Verificar a 10× nominal, 0,1 s
1.000 kVA	11 kV	52.5 A	80 A	Verificar a 10× nominal, 0,15 s
1.600 kVA	11 kV	84 A	125 A	Verificar a 12× nominal, 0,2 s
2.000 kVA	33 kV	35 A	50 A	Verificar a 10× nominal, 0,15 s
5.000 kVA	33 kV	87.5 A	125 A	Verificar a 12× nominal, 0,2 s

Nota crítica: Se trata de recomendaciones iniciales: cada selección de fusible debe verificarse en función de la característica tiempo-corriente específica del transformador y del nivel de fallo específico del sistema. Las tablas genéricas de valores nominales de fusibles no sustituyen el estudio de coordinación.

Paso 4: Seleccionar los parámetros nominales de LBS

Una vez establecido el valor nominal de los fusibles, los parámetros de la EBL se determinan mediante:

• Corriente nominal normal: ≥ 1,25 × corriente nominal primaria del transformador: proporciona un margen de 25% para el crecimiento de la carga y los aumentos de carga de actualización de la red.
• Corriente nominal de corta duración (Ik): ≥ corriente de defecto prospectiva del sistema en el punto de instalación - El LBS debe soportar la corriente de defecto durante el tiempo de prearco y arco del fusible (normalmente 20-50 ms para fusibles limitadores de corriente⁵)
• Corriente nominal de cierre (Ip): ≥ 2,5 × Ik (relación X/R estándar) - LBS debe hacer sobre la irrupción del transformador sin rebote de contacto.
• Clase de resistencia mecánica: M1 (1.000 operaciones) para alimentadores de transformadores estándar con < 2 operaciones de conmutación por semana; M2 (2.000 operaciones) para alimentadores conmutados con frecuencia.

Paso 5: Verificar la clasificación y el enclavamiento del seccionador de puesta a tierra

• Clase creadora de fallos: E1 obligatorio para todas las posiciones del alimentador del transformador - E0 no es aceptable cuando existe riesgo de retroalimentación terciaria
• Resistencia nominal de corta duración: El seccionador de puesta a tierra debe soportar cualquier corriente de defecto que aparezca después del cierre en un circuito alimentado por la red de retorno.
• Enclavamiento mecánico: Verifique que el enclavamiento entre el LBS y el seccionador de puesta a tierra sea una conexión mecánica directa, no un enclavamiento eléctrico que pueda anularse por la pérdida de alimentación de control.
• Provisión de candado: Confirme que la aldaba del seccionador de puesta a tierra aloja una aldaba múltiple de 6 cierres como mínimo para equipos de mantenimiento con varias personas.

Cuadro resumen completo de la selección

Parámetro de selección	Fuente de datos	Cálculo / Criterio	Valor de especificación
Tensión nominal LBS	Tensión del sistema	≥ tensión máxima del sistema Um	Registro
Corriente nominal normal LBS	Corriente nominal del transformador	≥ 1,25 × corriente nominal primaria del transformador	Registro
LBS calificó Ik	Estudio del nivel de fallo del sistema	≥ Corriente de defecto prevista en la instalación	Registro
Tensión nominal del fusible de alta tensión	Tensión del sistema	= LBS tensión nominal	Registro
Corriente nominal del fusible de alta tensión	Potencia del transformador + coordinación de irrupción	Según tabla Paso 3 + estudio de coordinación	Registro
Poder de corte de los fusibles de alta tensión	Nivel de fallo del sistema	≥ corriente de defecto prospectiva	Registro
Clase de fallo del seccionador de puesta a tierra	Evaluación del riesgo de retroalimentación terciaria	E1 obligatorio para alimentadores de transformadores	E1
Interruptor de puesta a tierra Ik	LBS Ik	= LBS nominal Ik	Registro
Coordinación de pasadores	Ensayo de tipo IEC 62271-105	Se requiere certificado de ensayo de tipo de fábrica	Verifique

Un segundo caso de un cliente demuestra el valor del proceso de selección completo. Un ingeniero de diseño de subestaciones de un contratista EPC del sudeste asiático estaba especificando unidades combinadas para una subestación de mejora de la red de 33 kV con 12 posiciones que daba servicio a una mezcla de transformadores de distribución de 2.000 kVA y 5.000 kVA. La especificación inicial había seleccionado un único tipo de unidad combinada para las 12 posiciones: fusibles de 125 A en todas ellas, en función del transformador más grande. El equipo técnico de Bepto llevó a cabo el proceso de selección de cinco pasos para cada posición: las seis posiciones de transformadores de 2.000 kVA requerían fusibles de 50 A (no de 125 A); los fusibles de 125 A no funcionarían en caso de fallos internos del transformador que generasen menos de 40% de corriente de fallo nominal en las unidades de 2.000 kVA, dejando un hueco de protección para los fallos internos de alta impedancia. La especificación diferenciada -fusibles de 50 A para las posiciones de 2.000 kVA, fusibles de 125 A para las posiciones de 5.000 kVA- añadía un coste cero (los fusibles más pequeños son menos caros) a la vez que eliminaba el hueco de protección que la sobrevaloración uniforme había creado.

¿Qué consideraciones sobre el ciclo de vida y la actualización de la red determinan la fiabilidad a largo plazo de las unidades combinadas?

Impacto de la carga de actualización de la red en los parámetros de la unidad combinada

Los proyectos de mejora de la red que aumentan la carga de los transformadores o los sustituyen por unidades de mayor potencia cambian el punto de funcionamiento de cada unidad combinada en el corredor de alimentación afectado. Los parámetros de las unidades combinadas que deben volver a verificarse tras una actualización de la red son:

• Corriente nominal normal LBS: Si aumenta la potencia nominal del transformador, verifique que la corriente nominal del LBS ≥ 1,25 × la nueva corriente nominal primaria del transformador; si no es así, es necesario sustituir el LBS.
• Capacidad del fusible de alta tensión: El cambio de potencia del transformador requiere una re-selección completa del fusible según el Paso 3 - el fusible que se coordinó correctamente con el transformador original puede no coordinarse con la unidad de reemplazo.
• Aumento del nivel de avería: Las mejoras de la red que aumentan la capacidad de la fuente incrementan la corriente de defecto prevista: compruebe que los valores de Ik del LBS y del seccionador de puesta a tierra se mantienen por encima del nuevo nivel de defecto.

El requisito de re-selección de fusibles de actualización de red es la revisión de parámetros de unidades combinadas que se pasa por alto con más frecuencia. Un fusible correctamente clasificado para un transformador de 1.000 kVA puede estar sobredimensionado para la unidad de sustitución de 630 kVA (dejando un hueco de protección) o infradimensionado para una unidad de sustitución de 2.000 kVA (no coordinándose con la corriente de irrupción y produciendo disparos molestos durante la energización).

Programa de mantenimiento del ciclo de vida de las unidades combinadas

Actividad de mantenimiento	Intervalo	Método	Criterio de aceptación
Medición de la resistencia de contacto LBS	Cada 3 años	Microohmímetro ≥ 100 A CC	≤ 150% de referencia de la puesta en servicio
Inspección visual del fusible de alta tensión	Anual	Visual: compruebe si hay protuberancias, decoloración o si la tapa está en buen estado.	Sin daños físicos; sustituir en caso de anomalía
Comprobación de la resistencia del fusible de alta tensión	Cada 3 años	Medidor de miliohmios a través del cuerpo del fusible	Dentro de ±10% del nuevo valor del fusible
Prueba de funcionamiento del seccionador de puesta a tierra	Anual	3 ciclos de apertura y cierre	Funcionamiento suave, indicación de posición correcta
Prueba del mecanismo del percutor	Cada 5 años	Prueba funcional según IEC 62271-105	El SBL se abre en el tiempo previsto al activar el delantero
Prueba funcional de enclavamiento	Anual	Secuencia de cinco pruebas	Todas las pruebas superadas
Imágenes térmicas	Anual	Infrarrojos a corriente nominal	≤ 65 K por encima de la temperatura ambiente en el fusible y los contactos LBS.
Resistencia del aislamiento	Cada 3 años	Megger de 5 kV CC	> 500 MΩ fase-tierra

Disparadores de sustitución de fusibles de alta tensión

Los fusibles de AT de las unidades combinadas deben sustituirse -no inspeccionarse y volver a ponerse en servicio- en las siguientes condiciones:

• Después de cualquier operación de fallo: Un fusible que ha interrumpido la corriente de defecto ha consumido su capacidad de absorción de energía: aunque visualmente esté intacto, su característica tiempo-corriente se ha desplazado y debe ser sustituido.
• Tras eventos de irrupción del transformador que superen la corriente nominal de irrupción de coordinación: Los eventos repetidos de irrupción de alta magnitud (por ejemplo, de la energización frecuente del transformador) acumulan fusión parcial en el elemento fusible - degradando la característica tiempo-corriente sin evidencia externa visible.
• En la vida útil especificada por el fabricante: Los fusibles limitadores de corriente de alta tensión tienen una vida útil de entre 15 y 20 años, independientemente del número de operaciones.
• Después de cualquier daño físico: Las tapas abultadas, la decoloración del cuerpo del fusible o la porcelana agrietada indican daños internos que requieren una sustitución inmediata.

Reducción de potencia ambiental para unidades combinadas en aplicaciones de mejora de la red

Factor medioambiental	Efecto sobre la unidad combinada	Acción requerida
Temperatura ambiente > 40°C	Se requiere LBS y reducción de corriente del fusible	Aplique los factores de reducción de temperatura IEC 62271-1 - aumente la selección de corriente nominal
Altitud > 1.000 m	Reducción de la rigidez dieléctrica	Aplique la reducción de altitud según IEC 62271-1 Cláusula 2.1 - verifique los valores nominales de tensión
Humedad elevada (> 95% HR)	Riesgo de seguimiento de la superficie aislante	Especificar revestimiento aislante antihuella o variante aislada con SF6
Ambiente costero / industrial	Corrosión acelerada de las tapas de los fusibles y de los contactos LBS	Especificar herrajes de acero inoxidable y chapado de contacto resistente a la corrosión.

Conclusión

La selección de la unidad combinada adecuada para la protección de transformadores de media tensión es un proceso de ingeniería de cinco pasos que resuelve secuencialmente los parámetros nominales del transformador, el nivel de fallo del sistema, la coordinación del fusible de AT, los parámetros nominales del LBS y la clasificación del seccionador de puesta a tierra, y en el que cada paso proporciona los datos de entrada para el siguiente. El valor de la unidad combinada como solución de protección de transformadores reside precisamente en la interacción verificada en fábrica entre sus tres componentes: el LBS que se encarga de la conmutación y el aislamiento normales, el fusible limitador de corriente de AT que interrumpe las corrientes de falta que el LBS no puede interrumpir, y el seccionador de puesta a tierra que proporciona una puesta a tierra de seguridad para el personal con capacidad de generación de faltas E1 para la protección de retroalimentación terciaria del transformador. Realice el proceso de selección completo de cinco pasos para cada posición de protección del transformador de forma independiente, vuelva a verificar todos los parámetros de la unidad combinada después de cada actualización de la red que cambie la potencia del transformador o el nivel de fallo del sistema, especifique la clasificación del seccionador de puesta a tierra E1 sin excepción para las posiciones de alimentador del transformador y verifique la coordinación de los pines del percutor mediante el certificado de prueba de tipo IEC 62271-105 antes de aceptar cualquier unidad combinada en una aplicación de protección del transformador, porque la unidad combinada que está correctamente especificada protege el transformador, y la que no está correctamente especificada es el punto único de fallo más peligroso del transformador.

Preguntas frecuentes sobre la selección de unidades combinadas para la protección de transformadores

1. “IEC 60282-1: Fusibles de alta tensión”, https://webstore.iec.ch/publication/1155. Especifica las características de la protección de sobreintensidad inversa en fusibles de alta tensión. Función de la prueba: mecanismo; Tipo de fuente: norma. Soportes: protección de sobreintensidad inversa en el tiempo. ↩

2. “IEC 62271-105: Combinaciones interruptor-fusible de corriente alterna”, https://webstore.iec.ch/publication/66986. Define los requisitos de ensayo para el funcionamiento del percutor y el disparo trifásico. Función de la prueba: norma; tipo de fuente: norma. Soportes: mecanismo de percutor. ↩

3. “Corriente de irrupción”, https://en.wikipedia.org/wiki/Inrush_current. Detalla la magnitud de la irrupción magnetizante del transformador en relación con la corriente nominal. Función de la prueba: estadística; Tipo de fuente: investigación. Soportes: 8-12× corriente nominal del transformador. ↩

4. “Fusible (eléctrico)”, https://en.wikipedia.org/wiki/Fuse_(electrical)#Current-limiting_fuses. Explica la física de los fusibles limitadores de corriente que interrumpen los fallos antes del primer pico. Función de la prueba: mecanismo; Tipo de fuente: investigación. Soportes: interrumpir dentro del primer medio ciclo. ↩

5. “Centro Técnico de Fusibles de Media Tensión”, https://www.littelfuse.com/technical-center/fuses/medium-voltage-fuses.aspx. Datos del fabricante sobre tiempos típicos de pre-arco y arco para fusibles limitadores de corriente de media tensión. Función de la prueba: estadística; Tipo de fuente: industria. Soportes: 20-50 ms para fusibles limitadores de corriente. ↩