Seccionador de Potencia Conceptos y características
Para uso estrictamente académico y de los alumnos de la Universidad Nacional de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Lima – Perú. No se vende ni comercializa.
IngoJuan Bautista R.
Profesor Principal Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Bibliografía
Bibliografía
Presentación
Los seccionadores desempeñan en las redes eléctricas diversas funciones. La mas común es seccionar circuitos por necesidades de operación o por aislar componentes del sistema (equipos o líneas) para realizar mantenimiento.
En este último caso los seccionadores abiertos que aíslan componentes en mantenimiento deben tener una resistencia entre terminales a los esfuerzos dieléctricos en tal forma que el personal de campo pueda ejecutar el mantenimiento con seguridad.
Normas técnicas sobre seccionadores
IEC 62271-102 Alternating current disconnectors (isolators) and earthing switches
IEC 60265 High voltage switches IEC 60694 Common specifications for highvoltage switchgear and controlgear standards
IEEE Sid 271 Technical Report on Switching Surge Testing of Extra High-Voltage Switches
IEEE Std C37.30 IEEE Standard Requirements for High-Voltage Switches
IEEE Std C37.34 Test Code for High-Voltage Air Switches
IEEE Std C37.35 IEEE Guide for the Application. Installation. Operation and Maintenance of HighVoltage Disconnecting Switches
ANSI C37.32 High-Voltage Air Disconnect Switches. Interrupter Switches. Fault Initiating Switches. Grounding Switches. Bus Supports and Accessories Control Voltage Ranges - Schedule of Preferred Ratings. Construction Guidelines and Specifications
ANSI C37.33 Switchgear - High-Voltage Air Switches - Rated Control Voltages and Their Ranges.
Clasificación de los seccionadores
Seccionadores de maniobra Hacer by- pass o paso directo a equipos como interruptores y capacitores en serie para la ejecución de mantenimiento o por necesidades operativas. Aislar equipos como interruptores, capacitores, barras, transformadores o reactores, generadores o líneas para la ejecución de mantenimiento.
Maniobrar circuitos, es decir, realizar transferencia de circuitos entre los barrajes de una subestación. Los seccionadores solamente pueden operar cuando hay una variación de tensión insignificante entre sus terminales o en los casos de restablecimiento (cierre) o interrupción de corrientes insignificantes.
Seccionadores de tierra
Poner a tierra componentes del sistema en mantenimiento: líneas de transmisión, barras, bancos de transformadores o bancos de condensadores y reactores en derivación.
IngoJuan Bautista R.
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Seccionadores de operación en carga
Abrir y/o cerrar circuitos en carga: reactores. capacitores o generadores.
Seccionadores de puesta a tierra rápida Poner a tierra componentes energizados del sistema, en el caso de fallas en reactores no maniobrables asociadas a líneas de transmisión o en el caso de líneas terminadas en transformador sin interruptor en el terminal de línea del transformador y para protección de generadores contra sobretensiones y autoexcitación. Estos desconectadores necesitan tiempos de operación extremadamente rápidos.
Línea 1
Línea 2
Línea 3
Dive rsas fun ciones de los seccio nadore s
Transformador 2
Transformador 2
Diferentes diseños de seccionadores
824 kV DC, Project Yun Guang, China
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515 kV DC, Project Gui Guang, China
IngoJuan Bautista R.
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Seccionador de apertura central
Originan espaciamientos entre fases mayores que los demás, para mantener la separación fase a fase especificada. Este hecho se hace mas crítico cuanto mayor es la tensión de la subestación. Requieren mantenimiento masa frecuente.
Apertura central
IngoJuan Bautista R.
Apertura central
IngoJuan Bautista R.
Apertura central
Apertura central
Apertura central
Apertura central
Cerrado
Abierto
Seccionador de apertura central
Seccionadores de rotación central
Las cuchillas son muy largas y tienden a sufrir deformaciones, principalmenle en los esquemas de maniobra en los que determinados seccionadores operan normalmente abiertos, razón por generalmente la cual no son para utilizados tensiones mayores a 345 kV.
Seccionadores de apertura vertical San utilizados en tensiones de la gama II (300 kV a 800 kV) por conllevar reducidos anchos de campo.
Seccionador tipo pantógrafo y semipantógrafo
Presentan la ventaja de la economía de área, los tres polos no necesitan estar alineados como en los desconectadores de columnas giratorias, las fundaciones son menores, etc. Eventualmente estos seccionadores pueden presentar una mayor frecuencia de mantenimiento para ajuste de articulaciones. Estos tipos de seccionadores presentan la mayor utilización como seccionadores de by-pass a paso directo y como selectores de barra.
Proceso de pruebas
Mecanismo de puesta a tierra
Manual
Motor Mando a Motor y Mando manual para apertura o cierre local.
Mando a Motor y Mando manual para apertura o cierre local. En solo eje
Mando a Motor y Mando manual para apertura o cierre local. Esta operación puede también realizarse desde el edificio de control.
Mecanismo de operación
Puede ser manual a motorizado. La operación manual del seccionador puede ser hecha por una simple vara aislada localizada en la base del seccionador. La operación motorizada se hace por media de un mecanismo único que a través de ejes, comanda la operación conjunta. La alimentación de los motores podrá ser en dc
ac
o
El mando puede ser manual en subestaciones atendidas pero, por seguridad del personal, muchas empresas prefieren el mando motorizado. Para las cuchillas de puesta a tierra se puede utilizar mando eléctrico, de acuerdo can las prácticas operativas de las empresas.
Especificaciones técnicas
Tensión asignada
Ur
Corresponde a la tensión máxima del sistema. Niveles de aislamiento asignado Los seccionadores están constituidos por aislamientos auto-regenerativos (aire y porcelana) después de una descarga a tierra, entre terminales o entre polos.
Aislamiento fase - tierra
Impulso atmosférico
Cerrado
Impulso atmosférico Abi ert o
Sobretensión a
Sobretensión a
frecuencia industrial
frecuencia industrial
Aislamiento entre terminales Terminal Impulso atmosférico
Sobretensión a frecuencia industrial
aterrizado
Terminal energizado con Tensión Nominal
Seccionador abierto
Aislamiento entre polos
Impulso atmosférico
Seccio nador abierto o cerrado
Aquí generalmente se especifica distancia entre polos.
Seccionador clase A (IEC 62271-102 (2001)
Seccionador mayor 300kV, y cumple función de seguridad: puede ser sometido a impulsos de maniobra en un terminal estando el otro terminal a tierra con el personal de campo trabajando en algún equipo adyacente a este seccionador.
Seccionador clase B (IEC 62271-102 (2001)
Seccionador mayor 300kV, y cumple función de servicio: puede ser sometido a impulsos de maniobra en un terminal estando el otro terminal energizado con la tensión de frecuencia industrial.
Corriente asignada en servicio continuo
Están establecidos por la IEC 60694. Estos valores son válidos únicamente para seccionadores, no para seccionadores de puesta a tierra.
También son características: • Corriente de corta duración admisible asignada • Valor pico de la corriente admisible asignada • Duración asignada del cortocircuito • Tensión asignada de alimentación de los
dispositivos de cierre y de apertura y de los circuitos auxiliares.
Desempeño durante cortocircuito Deben soportar, en posición cerrada, el valor pico de la corriente admisible durante asignadaelytiempo la corriente de cortade duración asignada, de duración corto circuito asignado, sin causar: • Danos mecánicos en cualquier parte del seccionador • Separación de los contactos • Calentamiento, que sumado a la temperatura máxima
obtenida durante la circulación de la corriente asignada en servicio continuo, dañe el aislamiento.
Esfuerzos mecánicos nominales sobre los terminales
Los seccionadores deben soportar: • La acción del viento y de las • fuerzas electromagnéticas de la
corriente de corta duración admisible.
Fuerzas mecánicas
sobre terminales seccionador pantógrafo Fuerzas mecánicas
sobre terminales de un seccionador de 02 columnas
de
un
Fuerzas mecánica s asignada s recomen dadas sobre termina les de se ccionadore s
Pruebas
La publicación IEC 62271 -102 estipula:
Pruebas de rutina • Pruebas dieléctricas en el circuito principal • Pruebas dieléctricas en los circuitos auxiliares y
de control. • Medida de la resistencia del circuito principal • Prueba de estanqueidad • Chequeo visual • Pruebas de desempeño mecánico.
Pruebas de tipo • Pruebas dieléctricas • Medida de la tensión de radio interfereneia • Medida de la resistencia de los circuitos • Pruebas de incremento de temperatura • Pruebas de soportabilidad a la corriente de
corta duración (valores eficaz y pico)
• Pruebas de desempeño mecánico • Pruebas para verificar la operación del
dispositivo indicador de posición. • Pruebas de maniobras de corrientes en
transferencia de barras • Pruebas de maniobras de corrientes inducidas. • Otros establecidos en la norma.
Gracias