Bus de fase aislada - Isolated-phase bus
En ingeniería eléctrica , el bus de fase aislada (IPB) , también conocido como bus de fase aislada (PIB) en algunos países, es un método de construcción para circuitos que transportan corrientes muy grandes, típicamente entre un generador y su transformador elevador en un Planta de vapor o gran hidroeléctrica .
Cada corriente de fase se transporta en un conductor separado, encerrado en una carcasa metálica separada con conexión a tierra. Los conductores suelen ser tubos de aluminio huecos o barras de aluminio, soportados dentro de la carcasa sobre aisladores de porcelana o polímero. Las carcasas metálicas están conectadas eléctricamente de modo que la corriente inducida, casi de la magnitud de la corriente de fase, pueda fluir a través de la carcasa, en la dirección opuesta a la corriente de fase. El campo magnético producido por esta corriente cancela casi exactamente el campo magnético producido por la corriente de fase, por lo que casi no se produce ningún campo magnético externo. Esto también limita la cantidad de fuerza producida entre conductores durante un cortocircuito . Las carcasas externas de los conductores permanecen a un potencial bajo con respecto a la tierra y generalmente están conectadas a tierra.
Al encerrar los conductores en carcasas separadas se obtiene un alto grado de protección contra fallas bifásicas y trifásicas. Casi cualquier falla sería en cambio una falla a tierra monofásica que no produce una gran corriente de falla. Los conductores entre el generador y el primer disyuntor son aún más importantes para proteger contra fallas bifásicas y trifásicas porque no hay un disyuntor que pueda detener la corriente de falla del generador. Si bien la mayoría de los interruptores automáticos modernos interrumpirán la corriente de falla en menos de 50 ms, la corriente de falla del generador tardará varios segundos en interrumpirse porque la corriente de campo en el rotor tarda esta cantidad de tiempo en descargarse. Las consecuencias de una falla bifásica o trifásica entre el generador y el primer disyuntor son, por lo tanto, mucho más graves y, a menudo, provocan daños graves en las barras colectoras y los equipos cercanos.
El bus de fase aislada se fabrica en clasificaciones desde 3000 amperios hasta 45,000 amperios, y está clasificado para voltajes desde 5000 voltios hasta aproximadamente 35,000 voltios. En las clasificaciones de corriente más grandes, el aire seco se fuerza a través de los gabinetes y dentro de los conductores tubulares para enfriar los conductores con aire forzado . El aire de refrigeración se recircula a través de un intercambiador de calor. Algunos elementos de la aparamenta, como los disyuntores y los seccionadores , se fabrican en carcasas compatibles con el bus de fase aislada. Los accesorios como transformadores de instrumentos, descargadores de sobretensión y condensadores también se fabrican en carcasas compatibles. Debido al gasto de su construcción y la pérdida de energía, el bus de fase aislada se suele utilizar en tramos cortos; una gran central eléctrica subterránea puede tener un bus de fase aislada de hasta 250 metros aproximadamente para conectar generadores a transformadores en una caverna.
El enfriamiento por aire forzado puede duplicar aproximadamente la capacidad nominal con respecto a los conductores del mismo tamaño que se usan en un sistema autoenfriado. El costo adicional de las pérdidas y el consumo de energía del ventilador de enfriamiento debe equilibrarse con el menor costo de capital del autobús.
Varias formas de terminales flexibles, juntas de expansión y bujes y terminales resistentes a la intemperie o al fuego se utilizan con barras de fase aislada. Algunos tipos de aparatos, como interruptores de desconexión, disyuntores y transformadores de instrumentos, se fabrican en envolventes que pueden soldarse para convertirse en una parte integral del sistema de bus de fase aislada. El bus de fase aislada generalmente se fabrica a medida para un proyecto en particular y requiere dimensiones precisas del equipo conectado para su fabricación.
Se fabrica un tipo más pequeño de bus de fase aislada para circuitos de corriente continua; esto se puede utilizar en el circuito de campo de un generador.
Actualmente, la corriente récord mundial de bus de fase aislada es de 52.000 A, para bus fabricado por Alstom Power (desde 2015 General Electric Power) e instalado en la Central Nuclear de Civaux , en 1997.
Otros tipos de bus son:
- Bus de fase segregada en caja metálica
- Conducto de bus de baja y alta impedancia
- Barras colectoras planas o tubulares desnudas
- Bus de fase no segregado (NSPB)
Estos se utilizan a valores nominales más bajos o donde es posible la protección adecuada del circuito por dispositivos de sobrecorriente.
Ver también
Referencias
- ^ Donald G. Fink y H. Wayne Beaty, Manual estándar para ingenieros eléctricos, undécima edición , McGraw-Hill, Nueva York, 1978, ISBN 0-07-020974-X páginas 10-87 a 10-89
- ^ http://www.specfabipb.com/ps-isolated-phase-bus.php