¿Cuáles son los componentes principales y la clasificación de los cuadros de distribución?

Un cuadro de distribución es un conjunto de equipos de distribución ensamblado según un esquema de línea determinado, que integra equipos primarios y secundarios, utilizado para controlar y proteger líneas y equipos. Se clasifican en tipo fijo y tipo carro móvil. Según el nivel de voltaje de entrada y salida, se pueden dividir en cuadros de distribución de alta tensión (tipo fijo y tipo carro móvil) y cuadros de distribución de baja tensión (tipo fijo y tipo cajón). La estructura de los cuadros de distribución es básicamente similar, dividiéndose principalmente en: cámara de barras colectoras, cámara del interruptor automático, cámara de control secundario (sala de instrumentos) y cámara de conexión de cables. Generalmente, hay separación entre las cámaras mediante placas de acero.

Los componentes electrónicos de la estructura interna incluyen: barras colectoras, interruptores automáticos, relés convencionales, dispositivos de protección relé integrales, instrumentos de medición, cuchillas de desconexión, luces indicadoras, cuchillas de puesta a tierra, etc. Desde la perspectiva de la aplicación:

(1) Cuadro de entrada: También llamado cuadro de recepción, es el equipo utilizado para recibir energía de la red eléctrica (desde la línea de entrada hasta las barras colectoras). Generalmente está equipado con interruptor automático, TC, TP, cuchillas de desconexión, etc.

(2) Cuadro de salida: También llamado cuadro de alimentación o cuadro de distribución, es el equipo utilizado para distribuir energía (desde las barras colectoras a las diversas salidas). Generalmente también está equipado con interruptor automático, TC, TP, cuchillas de desconexión, etc.

(3) Cuadro de enlace de barras: También llamado cuadro de seccionamiento de barras, es el equipo utilizado para conectar dos secciones de barras colectoras (de barra a barra). Se utiliza a menudo en sistemas de barra única seccionada o de doble barra para satisfacer los requisitos de los usuarios de elegir diferentes modos de operación o para garantizar la desconexión selectiva de cargas en caso de falla.

(4) Cuadro de TP (Transformador de Potencial): Cuadro del transformador de potencial, generalmente conectado directamente a las barras colectoras, para medir la tensión de las barras y realizar funciones de protección. En su interior se montan principalmente el transformador de potencial TP, cuchillas de desconexión, fusibles y varistores (pararrayos).

(5) Cuadro de seccionamiento: Se utiliza para aislar dos secciones de barras colectoras o para aislar equipos receptores del sistema de alimentación. Proporciona un punto visible para el personal de operación, facilitando el mantenimiento y las reparaciones. Dado que el cuadro de seccionamiento no tiene la capacidad de interrumpir o conectar corriente de carga, no se puede insertar o retirar el carro móvil del cuadro de seccionamiento si el interruptor automático asociado está cerrado. En aplicaciones generales, se requiere configurar un enclavamiento entre los contactos auxiliares del interruptor automático y el carro móvil de seccionamiento para prevenir operaciones incorrectas del personal.

(6) Cuadro de condensadores: También llamado cuadro de compensación, se utiliza para mejorar el factor de potencia de la red o para compensar potencia reactiva. Sus componentes principales son bancos de condensadores conectados en paralelo, circuitos de control de conexión/desconexión y dispositivos de protección como fusibles. Generalmente se instala en paralelo con el cuadro de entrada, pudiendo operar uno o varios cuadros de condensadores en paralelo. Después de desconectar el cuadro de condensadores de la red, y dado que los bancos de condensadores requieren un tiempo para completar el proceso de descarga, no se debe tocar directamente los componentes dentro del cuadro, especialmente los bancos de condensadores. Dentro de un cierto período después de la desconexión (dependiendo de la capacidad del banco de condensadores, ej: 1 minuto), no se permite reconectar, para evitar sobretensiones que dañen los condensadores. Al realizar funciones de control automático, también se debe prestar atención a distribuir razonablemente el número de operaciones de conexión/desconexión de cada banco de condensadores, para evitar que un grupo se deteriore mientras los otros rara vez se conectan/desconectan.

(7) Cuadro de medición: Se utiliza principalmente para medir la energía eléctrica (kWh), existiendo para alta y baja tensión. Generalmente equipado con seccionador, fusibles, TC, TP, medidor de energía activa (medidor tradicional o digital), medidor de energía reactiva, relés y algunos otros equipos secundarios auxiliares (como monitor de carga, etc.).

(8) Cuadro GIS (Equipo Aislado en Gas): También llamado cuadro de aparamenta encapsulada, integra en el interior de una envolvente metálica el interruptor automático, seccionador, seccionador de puesta a tierra, TC, TP, varistores (pararrayos), barras colectoras, etc. Utiliza un gas con buen rendimiento de aislamiento y extinción de arco (generalmente hexafluoruro de azufre SF6) como aislamiento entre fases y a tierra. Es adecuado para redes de alto voltaje y alta capacidad, utilizándose para recepción, distribución y control de energía.

(9) Interruptor automático: En condiciones normales de operación, el interruptor automático está en estado cerrado (excepto aplicaciones especiales), conduciendo la corriente. Cuando se realizan operaciones de control automático o de protección, el interruptor automático puede abrir o cerrar el circuito bajo el control del dispositivo de protección integral. El interruptor automático no solo puede conmutar la corriente de carga normal, sino también soportar corriente de cortocircuito durante un cierto tiempo (varias veces o incluso decenas de veces la corriente de trabajo normal) y puede interrumpir la corriente de cortocircuito, eliminando líneas o equipos defectuosos. Por lo tanto, la función principal del interruptor automático es abrir y cerrar circuitos (incluyendo interrumpir y conectar corrientes normales, e interrumpir corrientes de cortocircuito).