Calculo de Interruptores

ELECTROPERÚ SERVICIO DE ELABORACIÓN DE EXPEDIENTE TÉCNICO DE LOS INTERRUPTORES DE 220 KV DE LA SUBESTACIÓN DE CAMPO ARMIÑO Y PATIO DE LLAVES C.H. SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

MEMORIA DE CÁLCULO INTERRUPTOR INTERRUPTOR DE POTENCIA

REVISIÓN Nº 3

HUANCAYO HUANCAYO – MAYO MAYO DEL 2015

CONTROL DE REVISIÓN DE ARCHIVO

SERVICIO DE ELABORACION DE EXPEDIENTE TECNICO DE LOS INTERRUPTORES DE 220 KV DE LA SUBESTACION DE CAMPO ARMIÑO Y PATIO DE LLAVES C.H. SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO MAYOLO MEMORIA DE CÁLCULO

Documento No.: EP-15!"-G#$01

INTERRUPTOR DE POTENCIA

Revisión No.: $

Fecha:

2015%05%01

Revii!" Nº#

A$e%&' (evi)*'

+e%,)

0

Emisión Inicial

2015/02/26

1

Levantamiento de Observaciones del primer Informe

2015/03/05

2

Informe Final

2015/03/20

3

Levantamiento de Observaciones del Informe Final

2015/05/01

CONTROL DE RESPONSA-LES N./e(' *e Revii!" Nombre Elaboración

0

1

2

3

!"

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2015/02/26

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2015/05/01

Firma Fec#a Nombre

&evisión

Firma Fec#a Nombre

'erificación

Firma Fec#a

CONTENIDO MEMORIA DE CÁLCULO – INTERRUTOR DE OTENCIA

2




Revisión No.: $

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2015%05%01

Revii!" Nº#

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Emisión Inicial

2015/02/26

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Levantamiento de Observaciones del primer Informe

2015/03/05

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Informe Final

2015/03/20

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Levantamiento de Observaciones del Informe Final

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CONTENIDO MEMORIA DE CÁLCULO – INTERRUTOR DE OTENCIA

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2015%05%01

1( 1(1( 1(2( 1(3( 1(,( 1(,( 2( 2(1( 2(2( 2(2( 2(3( 2(3( 2(3(1( 2(3(2( 2(3(3( 2(3(,( 2(3(5( 2(3(6( 2(3(( 2(3(8( 2(3(7( 2(3(10( 2(3(11( 3( 3(1( 3(2( 3(3( 3(,( 3(5( 3(5( 3(6( 3(6( 3(( 3(8( 3(8( 3(7( 3(7( 3(10( 3(11( 3(11( 3(12( ,( 5( ,(1( ,(1( ,(2( ,(2( ,(3( ,(3( ,(,( ,(,(

)ENE&% )ENE&%LI* LI*%*E %*E+(( +(((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((((( ((((((((((( ((((((((((( ((((((((, (((, IN-&O*.""I IN-&O*.""IN(((( N((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((( ((((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((((((((, (((((((((((((, O!$E-I'O(( O!$E-I'O((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((( ((((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((((((( (((((((((((((((((( ((((((( 5 %L"%N"E((( %L"%N"E(((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((((((((5 ((((((((((((5 "%&%""%&%"-E& E&+-I" +-I"%+ %+ *EL +I+-E +I+-E% % EL"-&I" EL"-&I"O(( O(((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((((( ((((((((((( ((((((((((( (((((((((((5 ((((((5 *EFINI *EFINI"IO "IONE NE+(( +(((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((( ((((((( (((((((((( ((((((((((( (((((((((((5 ((((((5 IN-E&&.IN-E&&.-O& O& *E O-EN"I%(( O-EN"I%((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((5 (((((((5 "ON*I" "ON*I"ION IONE+ E+ NO&%L NO&%LE+ E+ *E OE&%"I OE&%"IN((( N(((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((((((( (((((((((6 (((6 "%&%""%&%"-E& E&+-I" +-I"%+ %+ NOIN% NOIN%LE+ LE+(((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((((( ((((((((((( ((((((((6 ((6 -EN+ION -EN+ION NOIN%L NOIN%L  -EN+IO -EN+ION N %4I% %4I% *E *I+EO(( *I+EO((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((((((((((((( (((((((((((((((((( "O&&IEN-E "O&&IEN-E NOIN%L NOIN%L  "O&&IE "O&&IEN-E N-E NOIN%L NOIN%L *E IN-E&&. IN-E&&."IN "IN *E *E "O&-O"I&".I-O((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( "O&&IEN-E "O&&IEN-E +O+-ENI* +O+-ENI*% % *E "O&-% "O&-% *.&%"IN(( *.&%"IN((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((( ((((((((((((((((((((((( ((((((((((((((((((((((((7 (((((((((7 "O&&IEN-E "O&&IEN-E *E *E "IE&&E "IE&&E EN "O&-O "O&-O"I&". "I&".I-O((( I-O(((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((((((((((((((((7 ((((((((((((((((((((7 "O&&IEN-E "O&&IEN-E *E *E IN-E&&." IN-E&&."IN IN F.E&% F.E&% *E F%+E F%+E(((((((( ((((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((((((((((((((((((((((((((7 ((((((((((((((((((((((((((((((7 F&E".EN"I% F&E".EN"I% NOIN%L((( NOIN%L(((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((( ((((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((((( (((((((((((((((((((((((((((((7 ((((((((((((((((((((7 &E+IN &E+IN NOIN%L NOIN%L *E OE&%" OE&%"IN IN *EL )%+ %&% %&% IN-E&&."I IN-E&&."IN((((((((((((((((((10 N((((((((((((((((((10 "O&&IEN-E "O&&IEN-E NOIN%L NOIN%L *E &.-.&% &.-.&% *E "O&-O "O&-O"I&" "I&".I-O(( .I-O((((((((((((((((((((((((((( (((((((((((((((((((((((((((((((((10 ((((((((10 +E".EN"I% +E".EN"I% *E OE&%"IN OE&%"IN NOIN%L(((((((( NOIN%L((((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((11 (((((11 +I.L-%NEI*%* +I.L-%NEI*%* EN L% OE&%"IN *E LO+ OLO+((((((((((((((((((((((((((( (((((((((((((( ((((((( ((((((((((( ((((12 12 "O&&IEN-E "%%"I-I'% "%%"I-I'% NOIN%L *E IN-E&&."IN((((((((((((((((((((((((((((((((((( (((((( 12 %&"O %&"O ELE"-& ELE"-&I"O I"O EN IN-E&& IN-E&&..-O&E O&E+(( +(((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((( ((((((( ((((((((( ((((((((((( ((((((((((( ((((((((((( (((((((((((12 (((((12 &O"E+O &O"E+O *E IONI9%"IN( IONI9%"IN(((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((((((((((((((13 ((((((((((((((((((13 &O"E+O &O"E+O *E *E+IONI9%" *E+IONI9%"IN((( IN(((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((( ((((((((((((((((1, ((((((((1, "%*% *E -EN+IN -EN+IN *E %&"O(((((( %&"O((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((( ((((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((((((((((( ((((((((((((((((((((( (((((15 15 "OO&"OO&-%I %IEN-O EN-O -&I"O(((( -&I"O((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((( ((((((((((((((( ((((((((((((((((((((((16 (((((((((((((((16 IN-E&& IN-E&&." ."IN IN *E "I&".I "I&".I-O+ -O+ *E "(*(  "(%(((( "(%(((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( (((((((1 ((((1 -&%N+I -&%N+I-O& -O&IO+ IO+ EL"-& EL"-&I"O I"O+(( +((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((((( ((((((((((( ((((((((((1 (((((1 "OO&"OO&-%I %IEN-O EN-O *EL %&"O((((( %&"O(((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((((( ((((((((((((((( (((((((((((((20 ((((((20 -EN+I -EN+IN N *E+. *E+.+ + *E L% "O&& "O&&IEN IEN-E -E "E&O "E&O FIN%L((( FIN%L(((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((((((( ((((((((((( (((((((21 ((21 -EN+I -EN+IN N -&%N+ -&%N+I-O I-O&I% &I% *E &E+-% &E+-%!LE !LE"I "IIEN IEN-O( -O(((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((((( ((((((((((( (((((((((((( (((((((((((22 (((((22 -EN+IN -EN+IN -&%N+I-O -&%N+I-O&I% &I% *E &E+-%! &E+-%!LE"II LE"IIEN-O(( EN-O((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((((((((((((( ((((((((((((((((((((((((((((22 (((((((((((22 &O"E+O &O"E+O *E "IE&&E((((( "IE&&E(((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((((((((( (((((((((((((((((((((((((((( ((((((((((((((( 2, &O"E+O &O"E+O *E %E&%E&-.&%(( .&%((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( (((((((((((((( ((((((((((((25 (((((25 *IE *IEN+ N+IO ION% N%I IEN EN-O -O *IN: *IN:I" I"O O *E IN-E IN-E&& &&. .-O -O&E &E+( +(((( ((((( ((((( ((((( (((( ((((( ((((( (((( ((((( ((((( (((( ((((( ((((( ((((( (((((( (((((( ((((2 (2 *IE *IEN+ N+IO ION% N%I IEN EN-O -O EL"EL"-&I &I"O "O *E IN-E&& IN-E&&. .-O -O&E &E+( +((( ((((( ((((( (((( ((((( ((((( (((( ((((( (((((( (((((( (((((( (((((( (((((( (((((( ((((27 (27 "ON+I* "ON+I*E&% E&%"IO "IONE+ NE+ *E *I+EO *I+EO(((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((( ((((((((( ((((((((((( ((((((((((27 ((((27 "O&&IE "O&&IEN-E N-E %4I %4I% % E& E&%NE %NEN-E N-E *EL *EL IN-E IN-E&&. &&.-O -O&(( &((((( ((((((( ((((((( (((((((( ((((((((((( ((((((((((( ((((((((((( ((((((((((27 ((((27 "O&&IE "O&&IEN-E N-E *E "O&"O&-% % *.&% *.&%"I "IN N %*I+ %*I+I!L I!LE E %+I) %+I)N%* N%*% % I;(((( I;((((((( ((((((((( ((((((((((( ((((((((((( ((((((((((( (((((((30 ((30 "%&%""%&%"-E& E&+-I" +-I"%+ %+ EL" EL"-&I" -&I"%+ %+ *EL *EL IN-E&& IN-E&&. .-O& -O& +ELE +ELE""I ""ION% ON%*O(( *O(((((( ((((((((( ((((((((31 (((31

MEMORIA DE CÁLCULO  INTERRUPTOR DE POTENCIA 1# ENE ENERA RALI LIDA DADE DES S 1# 1#

INTRODUCCIÓN

MEMORIA DE CÁLCULO – INTERRUTOR DE OTENCIA

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*esde <=e el #ombre intento interpretar el comportamiento de la electricidad se determinaron dos principios f=ndamentales para interr=mpir el fl=>o de la corriente( La primera es red=ciendo a cero el potencial <=e la ?enera @ la se?=nda es separando fAsicamente el cond=ctor por donde circ=la el fl=>o de corriente( Esta Bltima opción es la mCs =tiliDada para interr=mpir =n circ=ito elctrico( ara interr=mpir =na corriente es necesario <=e el elemento de corte pase de tener =na impedancia prCcticamente n=la a =na impedancia infinita convirtindose en =n aislante <=e impida la circ=lación de corriente( Este principio se aplica a c=al<=ier interr=ptor en donde los primeros interr=ptores <=e se inventaron consistAan de =nas barras cond=ctoras s=mer?idas en merc=rio( osteriormente se diseGó el interr=ptor con c=c#illas <=e a =n son =sadas en al?=nas aplicaciones de ba>a tensión @ ba>a potencia( En los interr=ptores modernos la interr=pción es =n proceso de separación de s=s contactos( %l momento de separarse los contactos forman =n entre#ierro <=e es p=enteado por =n plasma cond=ctor( El proceso termina c=ando el plasma cond=ctor pierde s= cond=ctividad( Este plasma es a lo <=e se conoce como el nBcleo del arco elctrico siendo =n elemento <=e siempre se presenta en el proceso de interr=pción de corriente( !asCndose en lo anterior se ded=ce <=e el proceso de eHtinción del arco elctrico constit=@e al principio sobre el <=e se basa la interr=pción de corriente( or lo tanto se necesita el conocimiento sobre la teorAa del arco elctrico para entender el proceso de interr=pción de la corriente( Los interr=ptores de potencia son parte m=@ importante para la protección @ confiabilidad de la s=bestación de potencia( Es asA <=e para los cClc=los de los niveles de corriente admisibles para la selección adec=ada de los interr=ptores de potencia se #a tomado en consideración el nivel de tensión de 220 ' asA mismo el tipo de medio de eHtinción de arco es del tipo #eHaflor=ro de aD=fre J+F6K( 1#2#

O-ETIVO

*ar a conocer los lineamientos @ conocimientos <=e se debe tener en consideración para el dimensionamiento de =n interr=ptor de potencia analiDando los fenómenos <=e se prod=cen en el sistema donde se instalara los interr=ptores(


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2015%05%01

1#3#

ALCANCE

*efinir las caracterAsticas fAsicas como elctricas de los interr=ptores a instalar en los patios de llaves de los interr=ptores de +% @ +E"%(

1##

CARACTER4STICAS DEL SISTEMA ELCTRICO# C)()%&e(6&i%)

220 7V

Frec=encia asi?nada JDK =esta a tierra N=mero de fases -ensión asi?nada de e<=ipo J'K -ensión de operación del sistema J'K -ensión asi?nada soportada al imp=lso tipo ra@o J'K -ensión asi?nada soportada a frec=encia Ind=strial J'K "orriente de cortocirc=ito de diseGo J%K CHima d=ración admisible de cortocirc=ito JsK *istancia de f=?a especifica Jmm/'K

60 +olido 3 2,5 220 1050 ,60 ,0 1 31

Tabla Nº 01: Característica del Sistema

2# DE+INICIONES 2#1#


Los interr=ptores de potencia a=tomCticos son dispositivos mecCnicos interr=pción capaces de cond=cir interr=mpir @ establecer corrientes condiciones anormales como son las de cortocirc=ito( += f=nción bCsica de conectar o desconectar de =n sistema o circ=ito ener?iDado lAneas transmisión transformadores reactores o barra>es(

2#2#

de en es de

CONDICIONES NORMALES DE OPERACIÓN

Las normas %N+I J%merican National +tandard Instit=teK consideran como condiciones normales o =s=ales de operación c=ando la temperat=ra ambiente no eHcede los ,0M" @ <=e no est por deba>o de los 30M" la altit=d nominal de operación es a<=ella <=e no eHcede los 1000 m(s(n(m( Jetros


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2015%05%01

sobre el nivel del marK sin marcar diferencia a las condiciones de operación para aplicaciones en interior o intemperie( ara la IE" JInternational Electrotec#nical "ommissionK sA #ace diferencia entre aplicaciones para interior o intemperie se establece <=e el lAmite de altit=d es de 1000 m(s(n(m( a =na temperat=ra ambiente mCHima de ,0M" para ambas aplicaciones sin embar?o se especifica <=e el promedio de temperat=ra mCHima en =n promedio de 2,# no debe de eHceder los 35M"( En c=anto a los lAmites inferiores de temperat=ra eHisten dos opciones para cada aplicación para interiores son 5M" @ 25M"( ara aplicaciones tipo intemperie los lAmites son 25M" @ ,0M" adicionalmente( or lo <=e respecta a la norma N4$I177%N"E @ a la especificación "FE '500001 consideran <=e los interr=ptores de potencia incl=@endo al mecanismo de operación @ los dispositivos de a=Hiliares deben diseGarse para operar en sistemas conectados sólidamente a tierra a =na temperat=ra ambiente mCHima de ,0M" @ =n promedio medido en =n periodo de 2,# de 35M" @ =na temperat=ra ambiente mAnima de 25M"(

2#3#

CARACTER4STICAS NOMINALES

Las condiciones de operación de los interr=ptores de potencia estCn definidas por =n cierto nBmero de valores caracterAsticos desi?nados como caracterAsticas nominalesP o valores preferidosP por<=e son las <=e sirven para denominarlos @ comBnmente estCn inscritas en la placa de datos del interr=ptor( Las caracterAsticas nominales mCs importantes de =n interr=ptor se p=eden describir de la si?=iente maneraQ

2#3#1#

TENSION NOMINAL Y TENSION MA8IMA DE DISE9O

ara sta caracterAstica nominal del interr=ptor la %N+I J%merican National +tandart Instit=teK la describe como tensión mCHima de operación mientras <=e la IE" JInternational Electrotec#nical "ommissionK la describe como tensión nominal( MEMORIA DE CÁLCULO – INTERRUTOR DE OTENCIA

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2015%05%01

Esta caracterAstica establece el lAmite s=perior de la tensión del sistema para el c=al estC diseGado el interr=ptor( -omando en c=enta las condiciones normales de operación asA como la tensión del sistema no es constante en lapsos de tiempo el interr=ptor debe de ?arantiDar s= correcta operación a la tensión mCHima @ a la tensión mCHima de diseGo( La tensión mCHima de diseGo de =n interr=ptor es el valor eficaD Jr m sK de la tensión entre fases para la <=e el interr=ptor sta diseGado @ representa el lAmite s=perior del volta>e del sistema al c=al el interr=ptor p=ede operar en forma contin=a( La si?=iente tabla nos describe las tensiones nominales @ mCHimas de diseGo se?Bn la Norma IEC 62271-100-2001; High-Voltage Alternating-Current Circuit-rea!ers"

VOLTAE MA8IMO DE DISE9O :;V< 3(6 ,(16 15(0 2,(6 38(0 2(5 123(0 2,5(0 ,20(0

VOLTAE NOMINAL :;V< 2(2 ,(16 13(18 23(0 3,(5 67(0 115(0 230(0 ,00(0

Tabla Nº 02: tensi#n nominal $ m%&ima de dise'o

2#3#2#

CORRIENTE

NOMINAL

Y

CORRIENTE

NOMINAL

DE

INTERRUPCIÓN DE CORTOCIRCUITO La corriente nominal es el valor eficaD Jr m sK de la corriente eHpresada en amperes para el <=e estC diseGado @ <=e tiene la capacidad de cond=cir contin=amente a la frec=encia nominal sin eHceder los lAmites de elevación de temperat=ra de los elementos cond=ctores del interr=ptor( Los valores establecidos por la IE" en la Norma IE"62211002001 @ la %N+I en la Norma %N+I"3(121752 )=ide +pecifications for %lternatin? "=rrent oRer "irc=it !reaers sonQ Los valores de corriente nominal establecidos por IE" sonS 630 %S 800 %S 1 250 %S 1 600 %S 2 000 %S 3 150 %S @ , 000 %( Los valores correspondientes especificados por %N+I sonS 600 %S 1 200 %S 1600% @ 2 000 %( MEMORIA DE CÁLCULO – INTERRUTOR DE OTENCIA

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2015%05%01

La corriente nominal de los interr=ptores de potencia es la corriente con la <=e opera el interr=ptor de potencia( *e i?=al forma el interr=ptor de potencia debe ser capaD de interr=mpir la corriente de cortocirc=ito dada por el valor eficaD de s= componente en corriente alterna asociada con =na componente de corriente directa( Te"i!" "'/i")= *e= i"&e((>$&'( *e $'&e"%i) :7V<

C'((ie"&e "'/i")= :A<

25

1 250

100

1 250

123

1,5

10

2,5

1 250 1 600 1 600 2 000 1 250 1 600 2 000 1 600 2 000 3 150 1 250 1 600 2 000 1 600 2 000 1 250 1 600 2 000 3 150 1 600 2 000

C'((ie"&e *e i"&e((>$%i!" *e %'(&' %i(%>i&' :7A< 20 25 315 20 25 315 25 315

,20

C'((ie"&e *e i"&e((>$%i!" %'" =6"e) %)(@)*) :=6"e) e" v)%i'< :A<

125

10

125

20

1,0

315

160

50

160

63

250

125

,00

,00

,0 315 ,0 50 315 ,0 50 315 ,0

2 000 1 600 2 000 1 600 2 000 2 000

C'((ie"&e *e i"&e((>$%i!" e" %)?=e %)(@)*':%)?=e e" v)%i'< :A<

50 315 ,0 50

Tabla Nº 03: Corriente nominal de o(eraci#n $ corriente de interru(ci#n

2#3#3#

CORRIENTE SOSTENIDA DE CORTA DURACIÓN


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Fecha:

2015%05%01

La corriente nominal sostenida de corta d=ración J1 sK es la <=e el interr=ptor de potencia es capaD de cond=cir en posición cerrada @ con =n valor i?=al al de la corriente nominal de interr=pción de cortocirc=ito(

2#3##

CORRIENTE DE CIERRE EN CORTOCIRCUITO#

-odos los interr=ptores de potencia deben poder cerrar sin s=frir daGos ni deformaciones permanentes con =na corriente Jvalor crestaK de cortocirc=ito correspondiente a la tensión nominal c=@o valor debe ser 26 veces la componente de "% de la corriente nominal de interr=pción de cortocirc=ito(

2#3#5#

CORRIENTE DE INTERRUPCIÓN +UERA DE +ASE#

% la tensión nominal del sistema todos los interr=ptores de potencia deben ser capaces de soportar sin s=frir daGos ni deformaciones permanentes =na corriente de interr=pción f=era de fase del 25 T del valor nominal de la corriente eficaD de interr=pción de cortocirc=ito(

2#3##

+RECUENCIA NOMINAL#

La frec=encia nominal de =n interr=ptor es la frec=encia de la red para la <=e el interr=ptor f=e diseGado @ a la <=e corresponden las otras caracterAsticas nominales( +e #a recomendado <=e la frec=encia nominal sea de 50 D o 60 D se?Bn la norma IE"562S en n=estro paAs a partir de 176 se normaliDó a 60 D(

2#3#B#

PRESIÓN

NOMINAL

DE

OPERACIÓN

DEL

AS

PARA

INTERRUPCIÓN# Las normas establecen =na presión de 0(5 1 1(6 2 3 @ , pa para la presión nominal de operación del ?as( El dispositivo de operación ne=mCtica debe ser capaD de abrir @ cerrar el interr=ptor c=ando la presión del ?as


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comprimido este comprendida entre 85 @ 100T de la presión nominal de alimentación(

2#3##

CORRIENTE NOMINAL DE RUPTURA DE CORTOCIRCUITO

La capacidad interr=ptiva nominal de =n interr=ptor se define como mCHima intensidad de corriente medida en el instante en <=e se separan los contactos <=e el interr=ptor p=ede cortar con =n volta>e de rec=peración de frec=encia f=ndamental Jel volta>e de rec=peración es el valor eficaD de la onda f=ndamental a la frec=encia del sistema del volta>e entre fases <=e reaparece en el circ=ito desp=s de <=e se #an eHtin?=ido los arcos en todos los polos del interr=ptorK( *e ac=erdo a las normas IE"562 la capacidad interr=ptiva <=eda definida por dos valoresQ •

La capacidad interr=ptiva simtrica eHpresada por el valor eficaD J&((+(K de la componente de corriente alterna de la corriente total interr=mpida por el interr=ptor(

or lo tanto la capacidad interr=ptiva simtrica estC dada porQ I s=

•

I CA

√ 2

( A ) Valor eficaz

La capacidad interr=ptiva asimtrica o total eHpresada por el valor eficaD J&((+(K de la corriente total <=e comprende las componentes de corriente alterna @ corriente directa interr=mpida por el interr=ptor(

or lo tanto la capacidad interr=ptiva asimtrica estC dada porQ

( )

I AS =

I ca

√ 2

2 2

I cd ( A ) Valor eficaz

+

El valor eficaD de la componente alterna de la corriente de interr=pción de corto circ=ito debe ele?irse entre los si?=ientes valoresQ 6(3 8 10 12(5 16 20 25 31(5 ,0 50 63 80 @ 100 %( MEMORIA DE CÁLCULO – INTERRUTOR DE OTENCIA

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2#3##

SECUENCIA DE OPERACIÓN NOMINAL#

El ciclo de traba>o de =n interr=ptor de potencia consiste en =na serie de operaciones de apert=ra JdesconeHiónK @ cierre JconeHiónK o ambas a la veD( Los tiempos asociados a las maniobras son de ?ran importancia tanto desde el p=nto de vista de la estabilidad del sistema como de la demanda trmica( ientras mCs se tarde el interr=ptor en eliminar la corriente de falla ma@or serC el daGo <=e sta ca=sarC al sistema( El ciclo de operación nominal de =n interr=ptor es el nBmero prescrito de operaciones =nitarias a intervalos de tiempo establecidos( *e ac=erdo con las recomendaciones de IE" para el servicio nominal de la operación de interr=ptores c=@a =tiliDación no estC especificada para a=torecierre se p=ede eHpresar de la si?=iente formaQ % U 03s U "% U 3 min U "% En dondeQ %V operación de apert=ra( "%V operación de cierreapert=ra El ciclo de operación para los interr=ptores con a=tocierre es el si?=ienteQ % U 0 U "% En dondeQ 0V JceroK representa el tiempo m=erto del interr=ptor en ciclos( Los diversos componentes del tiempo de operación del interr=ptor aparecen mostrados la si?=iente ?rCficaQ


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Figura Nº 01: Com(onentes del tiem(o de o(eraci#n de un interru(tor

2#3#10#

SIMULTANEIDAD EN LA OPERACIÓN DE LOS POLOS#

Los interr=ptores de potencia deben c=mplir las si?=ientes diferencias en sim=ltaneidad de tiempo de operación entre el primero @ el Bltimo polo del interr=ptor de potenciaQ aK En operación de cierre ,(16 ms mCHimo( bK En operación de apert=ra 2( ms mCHimo(

2#3#11#

CORRIENTE CAPACITIVA NOMINAL DE INTERRUPCIÓN#

En caso <=e los interr=ptores de potencia operen con bancos de capacitores deben ser capaces de soportar sin s=frir daGos ni deformaciones permanentes la operación de coneHión @ desconeHión de bancos de capacitores( La capacidad de los bancos de capacitores debe ser indicada en las "aracterAsticas artic=lares( La interr=pción de corrientes capacitivas es la tarea de ma@or responsabilidad operativa de =n interr=ptor(

3# ARCO ELECTRICO EN INTERRUPTORES "orriente <=e se desarrolla entre los contactos del interr=ptor desp=s de estar separados debido a la diferencia de tensión <=e ioniDa el aire(


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ara comprender la nat=raleDa del arco elctrico es necesario entender primero la estr=ct=ra de la materia( La c=al estC formada por Ctomos <=e este a s= veD se divide en partAc=las mCs pe<=eGas <=e son el ne=trón el protón @ el electrón( El nBcleo de los Ctomos estC formado por ne=trones @ protones el c=al tiene =na medida de 10 E12 cm diCmetro( Los electrones ?iran en orbitas alrededor nBcleo en =n Ctomo con car?a cero se tienen i?=al cantidad de protones @ ne=trones las car?as del protón @ electrón son i?=ales pero con polaridad op=esta la c=al es de En la Fi?=ra 02 se m=estra =n e>emplo de la estr=ct=ra de Ctomos(

Figura Nº 02: Estructura at#mica del hidrogeno) consiste en un (rot#n $ un electr#n

3#1#

PROCESO DE IONIACIÓN

La ioniDación es =n proceso donde se desprenden =no o mCs electrones de =n Ctomo o molc=la esto provoca la descomposición de los Ctomos elctricamente ne=tros en iones con car?a positiva @ electrones con car?a ne?ativa( El arco elctrico ?enera =na descar?a capaD de prod=cir por sA misma la cantidad de iones @ electrones necesarios para mantener la circ=lación de corriente en el seno de =na masa ?aseosa( El proceso de ioniDación cons=me cierta cantidad de ener?Aa @ se efectBa de ciertas manerasQ I'"iF)%i!" &G(/i%) ' e/ii!" &e(/i!"i%)Q es el res=ltado del c#o<=e aleatorio de electrones en =n a medio ?aseoso con temperat=ra alta( I'"iF)%i!" $'( i/$)%&' ' e/ii!" *e %)/$'Q se prod=ce al acelerar =n electrón o =n ion mediante la acción de =n campo elctrico( La ener?Aa cintica ad<=irida por el electrón provoca colisiones entre electrones @ por consec=encia s= desprendimiento del Ctomo o molc=la( MEMORIA DE CÁLCULO – INTERRUTOR DE OTENCIA

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%l iniciar el arco entre los electrodos se liberan s=ficientes electrones del cCtodo con dirección al Cnodo provocando <=e el medio se ionice( Esta ioniDación libera electrones <=e mantienen el arco aBn desp=s de #aber cesado la emisión de campo( En consec=encia cada electrón emitido se m=ltiplica en nBmero derivando ener?Aa del campo( El proceso de dif=sión @ recombinación continBa respondiendo los electrones perdidos al Cnodo( Finalmente si el fl=>o de corriente es alto se establece =n arco con temperat=ra s=ficiente como para convertirse en la f=ente principal de cond=ctividad elctrica(

Figura Nº 03: *roceso de interru(ci#n de un circuito en el aire"

3#2#

PROCESO DE DESIONIACIÓN

La desioniDación es el proceso de resta=rar =n ?as ioniDado comp=esto de iones positivos @ electrones a s= estado ori?inal elctricamente ne=tro( Es por este proceso <=e el entre#ierro formado entre los contactos de =n interr=ptor tiene la conversión de =n ?as aislador(


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3#3#

CA4DA DE TENSIÓN DE ARCO

El arco elctrico se representa como =na resistencia conectada entre los electrodos <=e se forma( Esto implica la eHistencia de =na caAda de tensión llamada( Esta caAda de tensión tiene tres componentesQ la caAda de tensión anódica .a la caAda de tensión catódica .c @ la caAda de tensión de la col=mna o canal plasmCtico .s(

Figura Nº 04: Es+uema sim(li,icado de las tensiones asociadas al arco elctrico entre dos electrodos"

or ser =n cond=ctor ?aseoso la caAda de tensión del arco elctrico varAa en forma inversa a la intensidad del fl=>o de corriente( or lo tanto la caracterAstica tensióncorriente es decreciente es decir la resistencia elctrica del arco es ne?ativa( En efecto si se aplica =na diferencia de potencial entre dos electrodos el arco se inicia para =n valor determinado .b0( +i la corriente i se incrementa la temperat=ra @ la ioniDación tambin a=mentan red=ciendo la resistencia al fl=>o de corriente @ la caAda de tensión a travs del arco( +i la corriente i dismin=@e la c=rva caracterAstica de corrienteUcaAda de tensión pasa por deba>o de la c=rva caracterAstica <=e se obtiene al incrementar la corriente @ el arco se eHtin?=e para =na tensión .b1( Esto es vClido solamente para corriente contin=a(


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Figura Nº 05: Caída de tensi#n a tra.s de un arco elctrico en ,unci#n a la corriente"

En corriente alterna la intensidad del arco varAa con la frec=encia @ pierde s= carCcter estacionario( La diferencia de potencial entre los eHtremos de =n arco de corriente sin=soidal para =n entre#ierro constante tiene la forma <=e se indica en la Fi?=ra 6(

Figura Nº 06: Arco elctrico en un circuito de C"A"

3##

COMPORTAMIENTO TRMICO

La interr=pción de =n circ=ito con car?a siempre ?enera =na descar?a de arco entre los contactos del interr=ptor( *=rante este proceso se libera =na ?ran cantidad de ener?Aa la ma@or parte en forma de calor( Esta ener?Aa p=ede ser m=@ ?rande @ ocasionar daGos a los contactos del interr=ptor vaporiDación del medio interr=ptivo a=mento de la presión en el


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interior del tan<=e etc( ara evitar los daGos <=e p=ede s=frir =n interr=ptor se re<=iere red=cir el tiempo de ar<=eo( En los interr=ptores de corriente alterna esto se lo?ra con la desioniDación de la tra@ectoria del arco mediante la apert=ra del interr=ptor en el instante del cr=ce por cero de la onda de corriente( +i el arco de "(%( se interr=mpe br=scamente se ?enera =n transitorio de tensión entre los contactos del interr=ptor debido a la ind=ctancia del circ=ito( La interr=pción o eHtinción del fl=>o de corriente en el circ=ito oc=rre en el instante en el <=e la corriente lle?a a cero( En otras palabras el arco de "(%( sincroniDa el instante de apert=ra del circ=ito con el cr=ce por cero de la corriente independientemente del instante en <=e se separan los contactos(

3#5#

INTERRUPCIÓN DE CIRCUITOS DE C#D# Y C#A#

La interr=pción de =n circ=ito de "(*( @ de otro de "(%( implica procesos distintos debido a la nat=raleDa de las corrientes( En el caso de circ=itos de "(*( no eHisten valores de corriente cero ni tiempos donde la corriente sea cero( or lo tanto para lo?rar la interr=pción la corriente debe ser forDada #asta alcanDar =n valor de cero( Esto se lo?ra a=mentando la resistencia del arco #asta <=e s= caAda de tensión sea i?=al a la tensión del circ=ito lo <=e se efectBa con la elon?ación del arco o la red=cción forDada del arco( ara el caso de circ=itos de "(%( sA oc=rren valores de corriente cero( or lo tanto para lo?rar la interr=pción sólo es necesario impedir el reencendido del arco desp=s de =n valor de corriente cero( Esto se lo?ra con la desioniDación del entre#ierro formado entre los contactos del interr=ptor(

3##

TRANSITORIOS ELCTRICOS

*esp=s de #aber considerado de =na forma ?eneral la nat=raleDa e importancia de =n arco en =n interr=ptor el si?=iente paso es la eval=ación de la tarea <=e =n interr=ptor debe realiDar es decir con las f=erDas <=e tiene <=e enfrentarse(


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Las condiciones ba>o las c=ales el interr=ptor tiene <=e traba>ar estCn dadas por las caracterAsticas elctricas del circ=ito al c=al el interr=ptor pertenece( La apert=ra o cierre de =n interr=ptor en =n circ=ito estC siempre acompaGado por =na modificación del estado elctrico del circ=ito( Esta modificación comprende =na fase transitoria d=rante la <=e se prod=cen en los circ=itos afectados por la maniobra de acoplamiento =na serie de fenómenos transitorios c=@o con>=nto provoca el paso de =n estado a otro( Los fenómenos <=e se desarrollan en esta fase intermedia tienen ?ran importancia para la tcnica de los interr=ptores @ se desi?nan de =na manera ?eneral como fenómenos elctricos de acoplamiento( "=ando las condiciones del circ=ito varAanS el circ=ito p=ede dar toda o parte de s= ener?Aa almacenada o almacenar ener?Aa adicional dependiendo de los valores relativos de L @ "( ara tener =na me>or comprensión de los fenómenos transitorios s=pon?amos <=e tenemos =n circ=ito como el <=e se indica en la Fi?=ra 06 comp=esto por =na f=ente de f=erDa electromotriD =na ind=ctancia en serie JLK @ =na capacitancia en paralelo J"K <=e nos p=ede representar en forma m=@ simplificada =n circ=ito real(

Figura Nº 07: Circuito /-C (ara ilustrar la interru(ci#n de una corriente alterna

En el instante t1 Jver Fi?=ra 08K se inicia la separación de los contactos del interr=ptor @ se establece =n arco el c=al mantiene el fl=>o de la corriente en el circ=ito( La corriente total proporcionada por la f=ente se divide entre el arco @ el capacitor( En =n principio la caAda de tensión a travs del arco @ la tensión aplicada al capacitor son m=@ pe<=eGas tomando el capacitor m=@ poca corriente( % medida <=e la caAda de tensión a travs del arco a=menta la corriente en el capacitor tambin a=menta por lo tanto la corriente del arco dismin=@e(


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"=ando el arco se interr=mpe poco antes del cr=ce por cero de la corriente debido a la acción de los a?entes desioniDantes la tensión del capacitor se incrementa br=scamente prod=ciendo =n transitorio en el circ=ito( El transitorio se amorti?=a en f=nción de la resistencia del circ=ito( La tensión aplicada entre los contactos se incrementa #asta el p=nto  llamado p=nto de eHtinción c=@a ma?nit=d depende de la ener?Aa electroma?ntica( La ma?nit=d estC dada por la si?=iente eHpresiónQ V e =i l

√

L C

*ondeQ il

V "orriente en el capacitor en el instante de la interr=pción

V V -ensión de la f=ente Vc

V-ensión entre contactos

La tensión entre contactos oscila alrededor del valor de cresta de la tensión de la f=ente <=e estC adelantada 70M con respecto a s= corriente( Esta tensión transitoria llamada -ensión -ransitoria de &establecimiento o --& p=ede alcanDar #asta dos veces el valor de cresta de la tensión sin=soidal de la f=ente( En =n circ=ito real esta oscilación se amorti?=a por la resistencia del circ=ito(


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Figura Nº 08: *roceso de interru(ci#n en un circuito /-C con C"A"

3#B#

COMPORTAMIENTO DEL ARCO

Las caracterAsticas elctricas del circ=ito a interr=mpir infl=@en en el comportamiento del arco( La Fi?=ra 07 m=estra el comportamiento del arco elctrico en =n circ=ito ind=ctivo(

Figura Nº 09: scilograma característico de la descone&i#n de un circuito inducti.o en el instante de se(araci#n de contactos 


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En el instante ! se inicia la separación de contactos del interr=ptor @ se establece el arco elctrico( % la tensión del arco se le denomina .! si sta es despreciable en comparación con la tensión de la red o del sistema entonces el arco se mantiene #asta <=e la corriente cr=Da por cero( La eHtinción o reencendido del arco en el cr=ce por cero de la corriente depende de la frec=encia oscilatoria @ de la tensión de rec=peración en la cCmara de interr=pción( +i la pendiente + de la frec=encia oscilatoria es lo s=ficiente elevada entonces oc=rrirC =n reencendido del arco( El reencendido se prod=ce si los contactos se separan en el valor mCHimo de la corriente Jp=nto !K o en al?Bn p=nto cercano a este( Esto se debe a <=e el próHimo cr=ce por cero es m=@ pronto @ no permite la desioniDación del entre#ierro de los contactos( En consec=encia el transitorio de tensión ar<=ea el entre#ierro( En la prCctica eHiste =n desplaDamiento respecto al tiempo entre la separación de los contactos @ el inicio del corto circ=ito( Esto se debe principalmente a la inercia a la acción de los relevadores @ otros dispositivos de mando <=e actBan en el interr=ptor(

3##

TENSIÓN DESPUS DE LA CORRIENTE CERO +INAL

Elctricamente =n sistema de f=erDa es =na red oscilatoria por lo <=e es ló?ico esperar <=e la interr=pción de la corriente de falla d ori?en a =na ma?nit=d transitoria c=@a frec=encia depende de las constantes L @ " del circ=ito( a se #a dic#o <=e este volta>e transitorio se conoce como volta>e de restablecimiento JFi?=ra 10K @ <=e oc=rre inmediatamente desp=s de la eHtinción del arco( El volta>e del arco entre los contactos en ese instante es normalmente ba>o mientras <=e el volta>e de la frec=encia de f=erDa <=e priva en el circ=ito estC en s= valor mCHimo o cerca de l(


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2015%05%01

Figura Nº 10: 3ormas de las ondas del .olta4e de resta5lecimiento $ de recu(eraci#n

3##

TENSIÓN TRANSITORIA DE RESTA-LECIMIENTO

Inmediatamente desp=s de la eHtinción del arco se presenta =na tensión entre los contactos <=e trata de establecer la cond=cción( % esta tensión se le #a desi?nado como tensión de restablecimiento @ por ser de d=ración eHtremadamente corta del orden de fracciones de ciclo tambin se le denomina transitoria( La --& p=ede tener dos componentes =na de frec=encia f=ndamental @ otra de alta frec=encia la primera ca=sada por =n desplaDamiento del ne=tro virt=al del sistema trifCsico de vectores desp=s de la eHtinción de primer polo <=e la efectBa condiciones de falla trifCsica no aterriDadaS la se?=nda por =n fenómeno oscilatorio de alta frec=encia <=e se presenta entre los parCmetros capacitivo e ind=ctivo de los circ=itos @ e<=ipos <=e intervienen en el proceso de interr=pción(

3#10#

TENSIÓN TRANSITORIA DE RESTA-LECIMIENTO

La operación de los contactos de =n interr=ptor se realiDa por medios mecCnicos( "=ando los contactos se separan se forma =n entre#ierro entre ellos constit=ido de =n medio dielctrico e interr=ptivo Jaire ?as +F6 vacAo aceiteK( En este medio se forma el arco elctrico a travs del c=al la corriente fl=@e de =n contacto a otro( En este entre#ierro es donde el circ=ito es v=lnerable a ser interr=mpido @a <=e la corriente abandona s= tra@ectoria ori?inal JcontactosK para formar =n arco en el medio aislante e interr=ptivo c=ando se lo?ra dismin=ir la


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cond=ctividad de esta tra@ectoria #asta eHtin?=ir el arco la corriente de>a de fl=ir( or lo tanto la interr=pción de =n circ=ito elctrico comprende dos pasos consec=tivosQ En el primero se consi?=e intercalar =n entre#ierro a la tra@ectoria ori?inal @ el se?=ndo consiste en eliminar la cond=ctividad del entre#ierro( El principio f=ndamental de este proceso es la velocidad de restablecimiento del medio dielctrico en el entre#ierro( ara =n entre#ierro con =n medio aislante ?aseoso el ?as es semicond=ctor a altas temperat=ras @ en f=nción de s= enfriamiento se v=elve aislante( or e>emplo el aire cambia de =n b=en cond=ctor J10m#o/cmK a =n aislador confiable J1012 m#o/cmK solamente con variar la temperat=ra de 10000 a 1000 M;( "omo se m=estra en la Fi?=ra 11(

Figura Nº 11: Conducti.idad elctrica   tem(eratura del ai re a (resi#n atmos,rica

EHcept=ando los sistemas <=e =tiliDan materiales semicond=ctores de soplo ma?ntico @ vacAo todos los interr=ptores traba>an ba>o el principio de la descar?a de al?=na clase de ?as(


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La Fi?=ra 12 m=estra la cond=ctividad trmica de los ?ases +F6 nitró?eno e #idró?eno en f=nción de la temperat=raS se p=ede ver <=e el +F6 @ el #idró?eno no tienen cond=ctividades trmicas ma@ores a la del nitró?eno #asta los 1500 W;( El +F6 @ el #idró?eno poseen me>ores cond=ctividades trmicas <=e el aire @ el nitró?eno a altas temperat=ras lo <=e los #acen me>ores medios de eHtinción(

Figura Nº 12: Com(ortamiento de la conducti.idad trmica 8 en ,unci#n de la tem(eratura del medio gaseoso 9 :

3#11#

PROCESO DE CIERRE

Los interr=ptores deben cerrar e interr=mpir los circ=itos esto p=ede ocasionar ciertos problemas partic=larmente si el interr=ptor cierra en condiciones de falla( "=ando el interr=ptor estC abierto la tensión en s=s terminales es la tensión del sistema a esta tensión se le denomina tensión de cierreP( %l valor mCHimo de la corriente <=e fl=@e al cerrar el interr=ptor se le llama corriente de cierreP( La potencia de cierreP es el prod=cto de la tensión de cierre por la corriente de cierre(


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El tiempo de cierre de =n interr=ptor es el <=e transc=rre desde el momento de ener?iDar la bobina de cierre #asta la coneHión fAsica de los contactos principales( *=rante el cierre eHisten esf=erDos elctricos entre los contactos a medida <=e stos se acercan establecindose arcos de pre encendido <=e ocasionan des?aste adicional de los contactos( El caso mCs crAtico se presenta c=ando el interr=ptor cierra en condiciones de falla de mCHima asimetrAa(

3#12#

PROCESO DE APERTURA

+i estando cerrado el interr=ptor se desea interr=mpir el circ=ito se libera el mecanismo de apert=ra el c=al permite <=e los contactos principales se separen( La separación de los contactos ?enera el arco elctrico( En la apert=ra el arco c=mple con f=nciones de ?ran importancia d=rante la interr=pción dependiendo del tipo de medio de eHtinción =sado( La potencia de corto circ=ito <=e el interr=ptor es capaD de interr=mpir estC dada por el prod=cto de la corriente de corto circ=ito simtrica @ la tensión de restablecimiento =n ciclo desp=s de la interr=pción( )eneralmente se eHpresan los % de corriente interr=ptiva nominal simtrica para indicar la capacidad de corto circ=ito del interr=ptor( El tiempo de interr=pción estC dado desde el momento en <=e se ener?iDa la bobina de apert=ra #asta la eHtinción del arco elctrico( Este tiempo consta de 2 partesQ el tiempo propio desde la ener?iDación de la bobina de apert=ra #asta la separación fAsica de contactos @ el tiempo de arco @ se eHpresa en milise?=ndos o en ciclos( *ebido a <=e el interr=ptor interacciona con el sistema elctrico estC sometido a =na amplia ?ama de corrientes con caracterAsticas capacitivas ind=ctivas resistivas o combinaciones de stas( El fabricante de interr=ptores debe tomar en c=enta los efectos de las corrientes de falla para =n diseGo adec=ado del interr=ptor( La interr=pción de la corriente consiste en convertir =n espacio altamente ioniDado en el entre#ierro en =n b=en aislante con el ob>eto de <=e la corriente no fl=@a a travs de l( %l interr=mpirse la corriente la raDón de crecimiento de la --& @ la ri?ideD dielctrica varAan( +i la --& tiene =na raDón de crecimiento ma@or a la rec=peración de la ri?ideD dielctrica se presenta =n XreencendidoX del arco(


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+i la rec=peración dielctrica es mCs rCpida <=e la raDón de crecimiento de la --& se tendrC =na interr=pción eHitosa Jver Fi?=ra 13K(

Figura Nº 13: *roceso de interru(ci#n de la corriente a E&tinci#n) 5
+e tienen bCsicamente dos posibilidades para evitar el reencendido del arcoQ • •

*ismin=ir la raDón de crecimiento de la --&( %celerar la re?eneración dielctrica del entre#ierro(

Los pasos principales <=e se llevan a cabo en el proceso de la interr=pción en =n circ=ito de corriente alterna se presentan con la a@=da de la Fi?=ra 1,(


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Figura Nº 14: *roceso de interru(ci#n de la corriente en un circuito C"A"

*escripción de la fi?=ra 1,( -1 El interr=ptor en posición de cerrado recibe =na seGal de apert=ra( +e inicia la separación de los contactos con la a@=da del resorte de apert=ra( -2 El interr=ptor abre @ se forma el arco entre el anillo de ar<=eo del contacto fi>o @ el contacto móvil( -3 El contacto móvil se desplaDa #acia aba>o abriendo aBn mCs( En el cr=ce por cero de la corriente se presenta =n alto valor dielctrico( -, El arco se eHtin?=e restablecindose completamente el dielctrico( -5 El interr=ptor termina el movimiento de contactos @ <=eda en posición abierto(

# DIMENSIONAMIENTO DINÁMICO DE INTERRUPTORES Las f=erDas estCticas recomendadas en pr=ebas de interr=ptores de potencia se mencionan en la norma IE" 6221100 J2001K( Las f=erDas de pr=eba <=e se aplican en las terminales de =n interr=ptor se dan ba>o las condiciones de mCHima esf=erDo(


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R)"@' *e "ive= *e Te"i!" U( :7V<

R)"@' *e "ive= *e C'((ie"&e I( :A<

522(5 522(5 10010 10010 2,5362 ,20800

8001250 16002500 12502000 2500,000 1600,000 2000,000

+>e(F) e&&i%) ,'(iF'"&)= +&, L'"@i&>*i")= T()"ve()= +&,A +&,:N< :N< 500 50 1000 1250 1250 150

,00 500 50 50 1000 1250

+>e(F) ve(&i%)= e&&i%) :Ee ve(&i%)=J ,)%i) )((i?) K ,)%i) )?)'< +&v :N< 500 50 50 1000 1250 1500

Tabla Nº 04 E4em(los de ,uer=as hori=ontales $ .erticales est%ticas (ara (rue5a de carga est%tica en terminales

Figura Nº 15: 3uer=as hori=ontales de un interru(tor de (otencia"

Figura Nº 16: 3uer=as .erticales de un interru(tor de (otencia"

F=erDas debidas al peso propio

HORIONTAL Ft#%  Ft#!


VERTICAL Ftv

REMAR; 'er -abla NW 7

28




Revisión No.: $

Fecha:

2015%05%01

viento @ #ielo en el cond=ctor conectado F=erDas debido al viento @ el #ielo "alc=lado por FR# O en dis@=ntor fabricante F=erDa res=ltante Fs#%  Fs#! Fsv La f=erDa #oriDontal sobre el interr=ptor debido al viento se p=ede mover del centro de presión para el terminal @ red=ce en ma?nit=d en proporción al braDo de palanca mCs lar?o( JEl momento de fleHión en el parte mCs ba>a del interr=ptor debe ser el mismo(K Tabla Nº 05: 3uer=as de carga est%tica en terminales

5# DIMENSIONAMIENTO ELCTRICO DE INTERRUPTORES #1#

CONSIDERACIONES DE DISE9O

ara el presente cClc=lo se consideraron los si?=ientes aspectos( a( El transformador de potencia =tiliDado en el patio de llaves de la "(( +antia?o %nt=neD de a@olo es del tipo monofCsico con =na potencia de 120 '% de 13(8/220 ' b( ara el cClc=lo de los interr=ptores se analiDaran con la potencia de traba>o( c( ara todos los pasos de cClc=lo se tomaron en consideración la Norma IEEE +td "3(0101777 %pplication )=ide for %" i?# 'olta?e"irc=it!reaers&atedon a +@mmetrical"=rrentP d( En res=men con las potencias descritas en los Atems a @ c desarrollamos el cClc=lo para la elección de la InP de los interr=ptores considerando los valores mCHimos(

#2#

CORRIENTE MA8IMA PERMANENTE DEL INTERRUPTOR

ara el cClc=lo de la capacidad de corriente =saremos la si?=iente fórm=laQ Ia

=

Ir * (

θ max

−

θ r

θ a

1

)

1,8

*onde en relación a la normaQ IEEE +td "3(0101777/177 seGalan <=eQ MEMORIA DE CÁLCULO – INTERRUTOR DE OTENCIA

29




Revisión No.: $

Fecha:

2015%05%01

Ia Ir

Q Q

θmax

"orriente de la car?a admisible a la temperat=ra ambiente( "orriente nominal Q

-emperat=ra admisible en #ottestspot Jla norma seGala

105M "K θa

Q

-emperat=ra ambiente act=al

θr

Q

-emperat=ra rise admisible en #ottestspot a corriente nominal

Jla norma seGala 65M "K "on los parCmetros mCHimos se calc=larC el valor de la corriente nominal con la si?=iente eHpresiónQ In

MVA =

3 * Vn

RESULTADOS DE CÁLCULO DATOS DE CALCULO "orriente Nominal YInZ "orriente CHima a Interr=mpir YIrZ -emperat=ra %mbiente Esperada Y[aZ -emperat=ra permisible en #ottestspot Y[maHZ -emperat=ra permisible en #ottestspot a In Y[rZ "orriente CHima ermanente del Interr=ptor YIaZ

TOTAL

UNIDAD

5,5(,5 65,(5, 25 105 65 B3#5B

% % M" M" M" %

Tabla Nº 06: Valor de corriente asignada de ser.icio contin>o

or los tanto de la -abla NW 03 se p=ede as=mir <=e el valor mAnimo de corriente %si?nada de servicio contin=o para =na tensión de diseGo de Interr=ptor i?=al a 2,5 ' serAa de 1250 %(

DESCRIPCIÓN

TOTAL

UNIDAD

"orriente Nominal Animo YInZ

1250

%

Tabla Nº 07: Valor ?ínimo de corriente asignada de ser.icio contin>o de un interru(tor


30




Revisión No.: $

Fecha:

2015%05%01

#3#

CORRIENTE DE CORTA DURACIÓN ADMISI-LE ASINADA I7

*e los cClc=los de fl=>o @ cortocirc=ito sim=lado ba>o los diferentes escenarios pro@ectados al aGo 202, al sistema antaro se obt=vo los si?=ientes res=ltados(

CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO MÁ8IMAS 201B C!*i@' Di@Si=e"&

+E"%220%

2015 201

1 0 O S A C

2 0 O S A C

2020 3 0 O S A C

 0 O S A C

1 0 O S A C

2 0 O S A C

202 3 0 O S A C

 0 O S A C

1 0 O S A C

2 0 O S A C

3 0 O S A C

:7A< :7A< :7A< :7A< :7A< :7A< :7A< :7A< :7A< :7A< :7A< :7A< :7A< :7A< 22(8 31(1 2(1 32(2 28(3 32(, 28(, 2(8 32(62 31(3 36(06 35(50 36(33 35( 5 3 , 7 , 6 8 Tabla Nº 08: Corriente m%&ima de cortocircuito

-eniendo para el aGo 202, =n nivel de corriente de cortocirc=ito de 36(06 %( en el caso 02 del 2020( or lo tanto la selección del valor mAnimo tomando como referencia la -abla NW 03 ba>o =na tensión de diseGo de Interr=ptor i?=al a 2,5 ' serAa de ,0 %( DESCRIPCIÓN

TOTAL

UNIDAD

"orriente de cortocirc=ito Animo YIZ

,0

%

Tabla Nº 09: Valor ?ínimo de corriente de cortocircuito de un interru(tor

##

 0 O S A C

CARACTER4STICAS

ELCTRICAS

DEL

INTERRUPTOR

SELECCIONADO *e ac=erdo a los valores establecidos en las -ablas 05 @ 0 se determina <=e los valores asi?nados al interr=ptor de potencia serCn las si?=ientes ba>o las si?=ientes consideracionesQ 1( *e la tabla NW 03 recomienda <=e el interr=ptor deberC tener =na corriente nominal de 1600 o 2000 % para =na corriente de cortocirc=ito de ,0 %( 2( +e?Bn el n=evo Procedimiento Tcnico del comit de o!eraci"n econ"mica del #$%N& P' 20 JItem 2(1(1K recomienda <=e para =n +--N para =n nivel de tensión de 220 '( +e debe =tiliDar =n interr=ptor con corriente de cortocirc=ito mAnimo de ,0 %( @ ademCs se menciona en el JItem 2(3K <=e las capacidades de transmisión de las lAneas por limite MEMORIA DE CÁLCULO – INTERRUTOR DE OTENCIA

31

Calculo de Interruptores

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