La capacidad de maniobrar en oposición de fases es opcional en IEC 62271-100. Si se asigna, la corriente de corte es el 25 % de la de cortocircuito, y la tensión de recuperación a frecuencia industrial es 2,0/√3 de la tensión asignada en sistemas con neutro efectivamente puesto a tierra y 2,5/√3 en los demás. Se demuestra con los ciclos de ensayo OP1 y OP2.
Respuesta corta
Hay oposición de fases, o out-of-phase, cuando las dos partes del sistema a cada lado del interruptor han perdido el sincronismo y el ángulo entre sus tensiones, al instante de la maniobra, supera el valor normal (definición 3.1.115 de IEC 62271-100). Maniobrar así exige más del interruptor, porque entre sus contactos no hay una sola fuente: hay dos tensiones desfasadas.
Por eso la norma lo trata como una capacidad opcional. El apartado 4.106 de IEC 62271-100 (edición 2008 con la enmienda 1 de 2012) establece que la especificación de una corriente asignada de cierre y corte en oposición de fases no es obligatoria. Si el fabricante la asigna, se aplican los valores de la norma.
Valores asignados
| Valor | Cantidad |
|---|---|
| Corriente asignada de corte en oposición de fases | 25 % de la corriente asignada de corte en cortocircuito |
| Corriente asignada de cierre en oposición de fases | Valor de cresta de la corriente de corte en oposición de fases |
| Tensión de recuperación a frecuencia industrial, neutro efectivamente puesto a tierra | 2,0/√3 veces la tensión asignada |
| Tensión de recuperación a frecuencia industrial, otros sistemas | 2,5/√3 veces la tensión asignada |
La tensión de recuperación transitoria sigue las tablas de la norma según el sistema:
- Tabla 1: interruptores en sistemas de cables de menos de 100 kV.
- Tabla 2: sistemas de líneas de menos de 100 kV.
- Tablas 3 y 4: de 100 kV a 170 kV, con neutro efectivamente puesto a tierra y sin él.
- Tabla 5: desde 245 kV.
Condiciones de uso que supone la norma
Los valores solo valen si se cumplen estas tres condiciones del apartado 4.106:
- Las maniobras de cierre y apertura se hacen según las instrucciones del fabricante.
- La puesta a tierra del neutro del sistema es la misma con que se ensayó el interruptor.
- No hay falla en ninguno de los dos lados del interruptor.
Cómo se ensaya
El apartado 6.110 define el ensayo. Los criterios son estos:
- El factor de potencia del circuito de ensayo no supera 0,15.
- Normalmente se usa un circuito monofásico, con aproximadamente la mitad de la tensión aplicada y de la tensión de recuperación a cada lado del interruptor. Con acuerdo del fabricante se admiten otras disposiciones, como dos tensiones separadas 120° o un terminal puesto a tierra.
- Para sistemas con neutro efectivamente puesto a tierra, la tensión aplicada y la de recuperación a frecuencia industrial son de 2,0/√3 veces la tensión asignada.
- Para los demás sistemas, la tensión aplicada al cerrar es 2,0/√3 y la de recuperación es 2,5/√3 veces la tensión asignada.
- La componente continua de la corriente al separar contactos debe ser menor que el 20 % de la componente alterna.
La norma agrega que el valor de 2,0 por unidad se especifica al cerrar porque es el más alto al que suele estar expuesto el primer polo en cerrar, que es el que tiene el tiempo de prearco más largo.
| Ciclo | Secuencia | Corriente de corte, como porcentaje de la asignada de oposición de fases |
|---|---|---|
| OP1 | O - O - O | 30 % |
| OP2 | CO - O - O | 100 % |
El ciclo OP1 puede omitirse en interruptores cuyas características de arco hacen innecesarios los ensayos de corriente crítica a una corriente menor que la del ciclo T10 de terminales. En el ciclo OP2, el cierre se hace dentro de ±15° de la cresta de la tensión aplicada, y la corriente de cierre es la asignada de cierre en oposición de fases, con las excepciones que fija el apartado 6.110.3.
Cuándo el valor de la norma no basta
El apartado 8.103.3 explica el alcance. Los requisitos de la norma cubren la gran mayoría de las aplicaciones de interruptores que pueden maniobrar en oposición de fases. Superarlos exigiría combinar varias circunstancias, y como esas maniobras son raras, diseñar el interruptor para el caso más extremo no sería económico.
Pero si se esperan maniobras en oposición de fases frecuentes, o esfuerzos excesivos, deben considerarse las condiciones reales del sistema. La norma menciona dos salidas:
- Un interruptor especial o de una tensión asignada mayor.
- Reducir la severidad del esfuerzo con relés que tengan elementos coordinados sensibles a la impedancia, que controlen el instante de disparo para que la interrupción ocurra bien después o bien antes de que el ángulo de fase llegue a 180°.
- ¿El interruptor podría maniobrar entre dos partes del sistema sin sincronismo?
- No: No es obligatoria; no hace falta asignar la capacidad
- Sí: ¿Se esperan maniobras frecuentes o esfuerzos mayores que los de la norma?
- No: Pedir la capacidad asignada: 25 % del cortocircuito, con recuperación 2,0/√3 o 2,5/√3
- Sí: Analizar el sistema real: interruptor especial, tensión asignada mayor o control del instante de disparo
La pérdida de sincronismo que produce esta condición se trata en protección 78, y la sincronización de generadores en sincronización de generadores. El cierre sobre un lado sin tensión se explica en cierre por línea muerta y barra viva. La TRV de esta maniobra está en tensión transitoria de restablecimiento (TRV), y el caso del interruptor de generador, en oposición de fases de un interruptor de generador.
Las demás partes de IEC 62271 se ordenan en las normas para pruebas a equipos primarios.
Qué no hacer
- No confunda la oposición de fases con la verificación de sincronismo. Esta guía trata la capacidad del interruptor; el relé que habilita el cierre se explica en la guía de la función 25.
- No dé por hecho que todo interruptor puede maniobrar en oposición de fases: la capacidad se asigna o no se asigna.
- No aplique los valores asignados con una puesta a tierra del neutro distinta de la que se ensayó.
- No acepte la capacidad sin revisar la tensión de recuperación para su tipo de sistema: 2,0/√3 si el neutro está efectivamente puesto a tierra y 2,5/√3 en los demás.
Qué pedir al fabricante
- Si el interruptor tiene asignada la corriente de cierre y corte en oposición de fases, y su valor.
- El tipo de sistema para el que se demostró: con neutro efectivamente puesto a tierra o no.
- El informe de ensayo de los ciclos OP1 y OP2 del apartado 6.110.
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Referencias
- IEC 62271-100, High-voltage switchgear and controlgear - Part 100: Alternating-current circuit-breakers, edición 2008 con la enmienda 1 de 2012, apartados 3.1.115, 4.106, 6.110 (Tabla 29) y 8.103.3.
Preguntas frecuentes
¿Es obligatorio que un interruptor tenga capacidad de oposición de fases?
No. El apartado 4.106 de IEC 62271-100 indica que la especificación de una corriente asignada de cierre y corte en oposición de fases no es obligatoria. Solo se aplican los valores de la norma si el fabricante la asigna.
¿Qué corriente debe cortar un interruptor en oposición de fases?
La corriente asignada de corte en oposición de fases es el 25 % de la corriente asignada de corte en cortocircuito, salvo que se especifique otra. La corriente asignada de cierre es el valor de cresta de la de corte, salvo que se especifique otra.
¿Qué hacer si la oposición de fases será frecuente o más severa que la de la norma?
El apartado 8.103.3 indica que deben considerarse las condiciones reales del sistema. A veces hace falta un interruptor especial o de tensión asignada mayor. Otra opción es que relés con elementos sensibles a la impedancia controlen el instante de disparo para que el corte ocurra bien antes o bien después del instante en que el ángulo llega a 180°.