Entrenamiento CP CU1

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CURSO DE ENTRENAMIENTO MÓDULO CP CU1

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Contenido • Criterios de Seguridad • Componentes • Principio de Funcionamiento • Configuración • Medición de Parámetros de Línea y Factor K • Medición de la Impedancia de Tierra • Medición de las Tensiones de Paso y Contacto

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Criterios de Seguridad GENERALES:

• • • • •

MARCA PASOS NO

• • • •

USE SÓLO ACCESORIOS ORIGINALES

¡PELIGRO!

OPERECE UNICAMENTE POR PERSONAL CALIFICADO NO UTILICE LA CPC 100, CP CU1 y CP GB1 PARA LO QUE NO ESTA DISEÑADA NO ABRA LA CARCASA DE LA CPC 100, DE LA CP CU1 O DE LA CP GB1 NO REPARE, MODIFIQUE, AMPLIE O ADAPTE LA CPC 100, LA CP CU1, LA CP GB1 O SUS ACCESORIOS. NO TOCAR NINGÚN TERMINAL SIN UNA CONEXIÓN A TIERRA VISIBLE UTILICE SIEMPRE UNA SÓLIDA PUESTA A TIERRA PARA OPERAR EL EQUIPO RESPETE LAS CINCO NORMAS DE SEGURIDAD 1) AISLAR 2) FIJAR 3) VERIFICAR 4) PONER A TIERRA Y CORTOCIRCUITAR 5) CUBRIR O APANTALLAR LAS PIEZAS PRÓXIMAS

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Sistema de Pruebas Primarias CPC 100 & CP CU1

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Criterios de Seguridad PARTICULARES: • NO CONECTE EL SISTEMA

DE MEDICIÓN SI EXISTE LA POSIBILIDAD DE QUE SE PRESENTE UNA TORMENTA ELÉCTRICA SOBRE CUALQUIER PARTE DE LA LÍNEA A MEDIR ¡PELIGRO!

•

PONER FUERA DE SERVICIO TODAS LAS LÍNEAS EN PARALELO, ANTES DE REALIZAR LA CONEXIÓN DEL SISTEMA DE MEDICIÓN. ¡PELIGRO!

•

ANTES DE MANIPULAR DE CUALQUIER MODO EL SISTEMA DE MEDICIÓN, CONECTELOS A TIERRA (SECCIÓN MÍNIMA 6 MM2)

• • •

CONECTE LA CP CU1 LO MAS CERCA POSIBLE DE LA CPC100

•

CONECTE A TIERRA LA CP GB1 EN UN PUNTO CERCANO A LA CONEXIÓN CON EL EQUIPO EN PRUEBA

•

ANTES DE CONECTAR LA CP GB1, COMPRUEBE QUE LOS ESPARRAGO DE CONEXIÓN SE ENCUENTREN: EN BUEN ESTADO (LIMPIOS Y SIN OXIDO) Y CORRECTAMENTE APRETADOS (15…20 Nm).

•

ANTES DE REALIZAR LA PRUEBA, COMPRUEBE QUE LA BARRA DE CORTOCIRCUITO ESTA ENCHUFADA A LA SALIDA IAC DE LA CP CU1 (SÓLO SI NO ESTA CONECTADA A LA ENTRADA I AC DE LA CPC100)

•

DURANTE LA PRUEBA, AJUSTE EL INTERRUPTOR DE RANGOS DE CORRIENTE ÚNICAMENTE CUANDO LA CPC100 ESTA APAGADA Y EL EQUIPO EN PRUEBA ESTE CONECTADO A ATIERRA.

APAGUE LA CPC 100 ANTES DE CONECTAR LA CP CU1 ANTES DE CONECTAR LA CP CU1, COMPRUEBE QUE LOS TERMINALES DEL EQUIPO EN PRUEBA NO TRANSPORTAN TENSIÓN.

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Componentes

UNIDAD CPC-100

UNIDAD CP CU1

UNIDAD CP GB1

Unidad de acoplamiento diseñada para realizar mediciones con el CPC100, principalmente en líneas aéreas y cables eléctricos

Caja de Conexión a Tierra y disipador de sobre tensiones que protege al personal técnico y al equipo en caso se produzcan incidentes imprevistos.

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Componentes Unidad de Acoplamiento CP CU1

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Componentes Unidad de Acoplamiento CP CU1 • BOOSTER (Amplificador): Entrada para conectar con la salida EXT. BOOSTER del CPC100 • Interruptor de Rangos de Corriente: Selector del rango de corriente de prueba. • Voltímetro: Para medir la tensión en los terminales del equipo en prueba • Salida I OUT: Bornes de Salida de Corriente de prueba • Salida I AC: Salida para medir la corriente de prueba utilizando un TC de relación 100: 2.5 A. La salida I AC se tiene que conectar con la entrada IAC del CPC100

• Entrada V SENSE: Bornes de entrada para medir la tensión en los terminales del equipo en prueba • Salida V1 AC: para medir la tensión en los terminales del equipo en prueba utilizando un TT de relación 600:30 V. La salida V1AC debe conectarse con la entrada V1AC del CPC100

• Barra de Cortocircuito. • Terminal de Conexión Equipotencial

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Componentes Unidad de Acoplamiento CP CU1

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Componentes Caja de Conexión a Tierra CP GB1 ESPARRAGOS Esparrago cilíndrico de 16 mm Esparrago de cabeza esférica de 20 mm Esparrago de cabeza esférica de 25 mm

PINZA HEMBRA

APLICACION

De 16… 20 mm (abertura de 12 mm)

Corrientes de falla de hasta 26.5 KA, 100 ms

de 25 mm (abertura de 16mm)

Corrientes de falla de hasta 30 KA, 100 ms

CP GB1 CON ESPARRAGOS DE CONEXIÓN A TIERRA

PINZA HEMBRA

DISIPADORES DE SOBRE TENSIÓN

CORTOCIRCUITO

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Principio de Funcionamiento

• El CP CU1 es una unidad de acoplamiento controlada por el CPC100 por medio de la interfaz BOOSTER. • El CP CU1, proporciona señales de corriente programables en la salida I OUT y hace posible la medición de la corriente de salida y la tensión en los terminales del equipo en prueba.

• El rango de corriente de prueba (10 A, 20 A, 50 A o 100 A) se ajusta mediante el software del CPC100 y es el operador quien ajusta manualmente el Interruptor de Rangos de Corriente del panel frontal del CP CU1.

• La CP CU1 procesa la corriente de salida y la tensión en los terminales del equipo en prueba conectados a V SENSE para efectuar las mediciones con la CPC100: o La corriente de salida es reducida mediante un TC de relación 100: 2.5 A la cuál es cableada de la Salida I AC de la CP CU1 a la Entrada I AC de la CPC100 o La tensión del equipo en prueba es reducida mediante un TT de relación 600:30 V la cual es cableada de la Salida V1 AC de la CP CU1 a la entrada V1 AC de la CPC100.

• Todas las mediciones se efectúan en el modo Selección de Frecuencia, es decir sólo se analizan los componentes de la señal a la que se generaron los valores de prueba (distintos de la frecuencia de red) © OMICRON

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CONFIGURACIÓN DE LA PRUEBA

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Configuración Ajuste del Rango de Corriente De acuerdo a la longitud de la línea eléctrica sometida a prueba, se puede provocar sobrecargas en el CPC100 debido a la baja tensión de excitación, por lo que a continuación se indica el Rango de Corriente de Prueba en función de la longitud de la línea. Al momento de efectuar la prueba deberá ajustar el rango de corriente del CP CU1.

No obstante lo anterior debe efectuarse la “Prueba de Estimación de la Tensión de Línea Abierta” para determinar con mayor exactitud el rango de corriente al cual efectuar la prueba.

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Configuración Estimación de Tensión de Línea Abierta 1. Desconecte, cortocircuite y conecte a tierra la línea eléctrica en ambos extremos mediante el seccionador de puesta a tierra o cables de conexión a tierra.

2. Compruebe que la conexión a tierra situada en el extremo distante de la línea eléctrica no se interrumpe en ningún momento del procedimiento de prueba.

3. Además del Seccionador de Puesta a Tierra, conecte a tierra la línea en el extremo próximo utilizando un conjunto de conexión a tierra que conste de tres cables aptos para la corriente cortocircuito “Tierra de Trabajo”.

4. Abrir el seccionador de Puerta a Tierra en el extremo distante de la línea eléctrica y mida la corriente que pasa por cada fase de la “Tierra de Trabajo” utilizando una Pinza de Corriente.

5. Cierre el Seccionador de Puesta a Tierra. 6. Calcule la Tensión de Línea Abierta Vest [V] = Imed [A] x 0.4 [Ω/Km] x 2 x Llinea [Km]

7. Si la Tensión de Línea Abierta estimada es: o > 500 V: La medición no es posible por el riesgo de alta tensión, o 250 … 500 V o 100 … 250 V o 50 … 100 V o < 50 V

intente poner fuera de servicio las líneas en paralelo La medición sólo es posible en el rango de 10 A La medición es posible en el rango de 10 A o 20 A La medición es posible en el rango de 10 A, 20 A ó 50 A La medición es posible en todos los rangos de corriente © OMICRON

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Configuración Módulo CPC100 y Módulo CP CU1 • Configuración de la CPC 100: La CPC100 debe tener configurada la CP CU1 como amplificador externo : o

Pulsar el Botón “Opciones”

En la ficha “Configuración del dispositivo” seleccione CU1 en el cuadro “Amplificador Externo”. o Pulsar el Botón “Vista de la Tarjeta de Prueba” e inserte la tarjeta de prueba QUICK (por defecto) o SEQUENCER

o

Abrir la lista del cuadro “Rango de Salida” y seleccionar el rango de corriente que se desea utilizar. o Seleccione “VT sel” y/o “CT sel” en el cuadro de Magnitudes Medidas para mostrar los valores medidos por los transformadores de tensión y corriente incorporados en la CP CU1. o

• Configuración de la CP CU1: Ajustar el rango de corriente mediante el “Interruptor de Rangos de Corriente” de acuerdo al valor configurado en la tarjeta de prueba de la CPC100.

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Configuración Conexión del Sistema de Medición a Líneas Eléctricas 1. Compruebe que el Seccionador de Puesta a Tierra está cerrado 2. Conecte el CP GB1 a tierra mediante el cable suministrado cerca del punto en que se efectúa la conexión a la línea. Compruebe que el esparrago esté en buen estado (limpio y sin oxido) Desconecte la “Tierra de Trabajo” y conéctelos a los espárragos de la línea de CP GB1, respetando él orden de las fases. 4. Sitúe el CP CU1 a una distancia mínima de 5 m con respecto al CP GB1 5. Sitúe el CPC100 a una distancia mínima de 5 m con respecto al CP CU1 y a 10 m con respecto al CP GB1 6. Ponga a tierra el CP CU1 utilizando un cable como mínimo de 6 mm2 de sección, cerca del CPC100 y de la posición del operador del equipo. 7. Conecte el CP CU1 al CP GB1 8. Ponga a tierra el CPC100 utilizando un cable como mínimo de 6 mm2 de sección, cerca de la posición del operador del equipo. 9. Conecte el CP CU1 al CPC100 10. Señale la zona contigua al CP GB1 en el rango de al menos 5 m y contigua al CP CU1 en el rango de al menos 2 m como zona peligrosa

3.

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Configuración Conexión del Sistema de Medición a Líneas Eléctricas

CABLEADO DEL SISTEMA DE MEDIDA

11. Abra el Seccionador de Puesta a Tierra y observe la lectura del voltímetro del CP CU1. Si la tensión medida es: > 500 V: 250 … 500 V 100 … 250 V 50 … 100 V < 50 V

La La La La La

medición no es posible por el riesgo de alta tensión medición sólo es posible en el rango de 10 A medición es posible en el rango de 10 A o 20 A medición es posible en el rango de 10 A, 20 A ó 50 A medición es posible en todos los rangos de corriente

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Configuración Conexión del Sistema de Medición a Líneas Eléctricas

Prueba con Icc de 30 KA

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Configuración Uso de Plantillas del Software CPC Explorer Las Plantillas son pares de documentos XML y plantillas de Microsoft Excel diseñados por OMICRON para aplicaciones específicas. Para ejecutar un procedimiento de prueba conforme a una plantilla: 1. Utilizando el SW CPC Explorer, cargue la plantilla XML que corresponda a la aplicación prevista desde el PC al CPC100 2. Abra la Plantilla en el CPC100 3. Ejecute el Procedimiento de Prueba conforme a la Plantilla 4. Al terminar el procedimiento de prueba guarde la prueba en un archivo nuevo. 5. Utilizando el SW CPC Explorer descargue los resultados de la prueba desde el CPC100 al directorio de trabajo del PC que haya elegido. 6. Abra la plantilla correspondiente de Microsoft Excel haciendo doble click en el archivo “*.xlt” situado en la carpeta cuyo nombre coincide con el del procedimiento de prueba. Aparece un libro de trabajo de Excel. 7. Haga click en el botón “Cargar archivo XML” y abra el archivo *.xml con los resultados de la prueba. 8. Una vez rellenas de datos las hojas de trabajo, se calculan los resultados de la prueba.

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Medición de Parámetros de Línea y Factor K

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Teoría del Factor “K“ EL factor “K” es la relación entre la Impedancia de Tierra y la Impedancia de línea Es un importante ajuste de los Reles de Distancia! RL

XL

RL

XL

RL

XL

RE

XE

L3

kL = ZE / ZL

L2 L1

E

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Factor “K” como ajuste de los Reles de Dist. U = I ⋅ (Z L + Z E )

ZL

L1

  Z U = I ⋅  Z L + E Z L  ZL  

kL U = I ⋅ (Z L + K L Z L )

ZL =

U /I 1+ K L

U E

I

ZE

La precisión de este ajuste afecta dramáticamente la exactitud de un relé de distancia

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Protección de Dist. – Comportamiento Ideal DIS 1 Zone 1 DIS 3 Zone 1

Line 1

Line 2

Zone 1

Zone 1

DIS 4

DIS 2 Consumer

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Line 1

Line 2

Zone 1

Zone 1 DIS 4

DIS 2 Consumer

•DIS 3 y DIS 4 “miran” la falla en Zona 1. •DIS 3 y DIS 4 son disparados.

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Line 1

Line 2

Zone 1

Zone 1 DIS 4

DIS 2 Consumer

•Falla típicamente limpiada después de 100 ms. •Consumidor consigue la energía por medio de Line 1.

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Protección de Dist. – Sobre alcance (k error = + 20 %)

Line 1

Line 2

Consumer

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Line 1

Line 2

Consumer

•DIS 1, DIS 3 y DIS 4 “miran” la falla en Zona 1 •DIS 1, DIS 3 y DIS 4 son disparados.

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Line 1

Line 2

Consumer

•Sistema no trabaja en forma selectiva! •Consumidor pierde la alimentación de energía!

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¿Como hacemos la medición? Mediciones de Impedancia Línea - Línea Fase L1

L1-L2 Fase L2

L1-L3 L2-L3 Fase L3

Mediciones a realizar: 1)

L1-L2

2)

L1-L3

3)

L2-L3 Tierra

Sub Estación A

Sub Estación B

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¿Como hacemos la medición? Mediciones de Impedancia Línea - Línea El rango de corriente configurado no debe sobrepasar el límite marcado por la tensión de línea abierta. Abra el Seccionador de Puesta a Tierra en el extremos próximo antes de hacer la prueba y manténgalo abierto únicamente durante la medición. Cierre el seccionador de puesta a tierra después de la prueba y antes de reconfigurar la conexión del sistema de medición.

EJEMPLO MEDICIÓN L1-L2

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¿Como hacemos la medición? Mediciones de Impedancia Línea - Tierra Fase L1

L1-E Fase L2

L2-E

Fase L3


L1-L2

2)

L1-L3

3)

L2-L3

4)

L1-E

5)

L2-E

6)

L3-E

L3-E

Tierra

Sub Estación A

Sub Estación B

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¿Como hacemos la medición? Mediciones de Impedancia Línea - Tierra El rango de corriente configurado no debe sobrepasar el límite marcado por la tensión de línea abierta. Abra el Seccionador de Puesta a Tierra en el extremos próximo antes de hacer la prueba y manténgalo abierto únicamente durante la medición. Cierre el seccionador de puesta a tierra después de la prueba y antes de reconfigurar la conexión del sistema de medición.

EJEMPLO MEDICIÓN L1-E

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¿Como hacemos la medición? Mediciones de Impedancia Homopolar Fase L1

Fase L2

(L1+L2+L3) - E

Fase L3


L1-L2

2)

L1-L3

3)

L2-L3

4)

L1-E

5)

L2-E

6)

L3-E

7)

L1 // L2 // L3 -E

Tierra

Sub Estación A

Sub Estación B

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¿Como hacemos la medición? Mediciones de Impedancia Homopolar El rango de corriente configurado no debe sobrepasar el límite marcado por la tensión de línea abierta. Abra el Seccionador de Puesta a Tierra en el extremos próximo antes de hacer la prueba y manténgalo abierto únicamente durante la medición. Cierre el seccionador de puesta a tierra después de la prueba y antes de reconfigurar la conexión del sistema de medición.

MEDICIÓN DE IMPEDANCIA HOMOPOLAR

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¿Como hacemos la medición? Cargar los Resultados de las Mediciones

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Procedimiento de Prueba Mediciones de Parámetros de Línea y Factor “K” 1. 2. 3. 4.

Realizar la Prueba de Estimación de Tensión de Línea Abierta Conecte el sistema de Medición a la Línea Eléctrica Configure el CPC100 para el rango de corriente de prueba determinado Ajuste el Interruptor de Rangos de Corriente del CP CU1 al rango de corriente de prueba determinado

5. Seleccione y cargue en el CPC100 la Plantilla XML para la frecuencia de la Red (Ejemplo: “Line Imp CU1 20A 60 Hz.xmt”)

6. Efectúe las Pruebas indicadas en la Plantilla XML. • Mediciones Línea – Línea: L1-L2; L1-L3 y L2-L3 • Mediciones Línea – Tierra: L1-E; L2-E y L3-E • Mediciones de Impedancia Homopolar: L1//L2//L3-E 6. Guarde los Resultados de Prueba como un Archivo en el CPC100 7. Descargue el archivo de prueba en el PC desde el CPC100 8. Cargue el archivo de prueba en la Plantilla de MS Excel correspondiente. © OMICRON

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Medición del Acoplamiento Mutuo de Líneas Paralelas

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¿Como hacemos la medición? Los relés de protección de distancia protegiendo una de dos líneas paralelas permiten muchas veces la compensación de corrientes inducidas entre las dos líneas. El parámetro requerido para ello es el factor de acoplamiento mutuo. El factor de acoplamiento mutuo se puede medir siguiendo el mismo procedimiento realizado para la medición de los Parámetros de Línea y del Factor K usando el CPC 100 en combinación con el CP CU1. Para calcular el factor de acoplamiento mutuo hay que realizar la medición de la impedancia homopolar del sistema tres veces (dos veces adicionales). 1. Con la línea paralela energizada, 2. Con la línea paralela puesta a tierra. 3. Con la línea paralela libre de un lado

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¿Como hacemos la medición? Fase L1

Fase L2

Fase L3

(L1+L2+L3) - E Mediciones a realizar: 1)

L1-L2

2)

L1-L3

3)

L2-L3

4)

L1-E

Tierra

Sub Estación A

5)

L2-E

6)

L3-E

7)

L1 // L2 // L3 -E

8)

L1 // L2 // L3 –E con línea Paralela Puesta a tierra

Sub Estación B

Fase L1

Fase L2

Fase L3

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¿Como hacemos la medición? Fase L1

Fase L2

Fase L3

(L1+L2+L3) - E Mediciones a realizar: 1)

L1-L2

2)

L1-L3

3)

L2-L3

4)

L1-E

5)

L2-E

6)

L3-E

7)

L1 // L2 // L3 -E

8)

L1 // L2 // L3 –E con línea Paralela Puesta a tierra

9)

L1 // L2 // L3 –E con línea Paralela Abierta en su extremo próximo

Tierra

Sub Estación A

Sub Estación B

Fase L1

Fase L2

Fase L3

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¿Como hacemos la medición? Cargar los Resultados de las Mediciones

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Procedimiento de Prueba Mediciones del Acoplamiento Mutuo de Líneas Paralelas 1. 2. 3. 4. 5. 6.

6. 7. 8.

Realizar la Prueba de Estimación de Tensión de Línea Abierta Conecte el sistema de Medición a la Línea Eléctrica Configure el CPC100 para el rango de corriente de prueba determinado Ajuste el Interruptor de Rangos de Corriente del CP CU1 al rango de corriente de prueba determinado Seleccione y cargue en el CPC100 la Plantilla XML para la frecuencia de la Red (Ejemplo: “Mutual Coup CU1 20A 60 Hz.xmt”) Efectúe las Pruebas indicadas en la Plantilla XML. • Mediciones Línea – Línea: L1-L2; L1-L3 y L2-L3 • Mediciones Línea – Tierra: L1-E; L2-E y L3-E • Medición de la Imp. Homopolar: L1//L2//L3-E • Medición de la Imp. Homopolar: L1//L2//L3-E con la Línea paralela PT • Medición de la Imp. Homopolar: L1//L2//L3-E con la Línea paralela Abierta Guarde los Resultados de Prueba como un Archivo en el CPC100 Descargue el archivo de prueba en el PC desde el CPC100 Cargue el archivo de prueba en la Plantilla de MS Excel correspondiente. © OMICRON

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Medición de la Impedancia de Tierra en Grandes Subestaciones

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¿Por qué hacer esta medición? EN CONDICIONES DE FALTA, LA TENSIÓN AUMENTA EN LA PROXIMIDAD DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y PUEDE RESULTAR MUY PELIGROSA. UN CONOCIMIENTO PRECISO DE LA IMPEDANCIA DE TIERRA DE LAS SUBESTACIONES ES MUY IMPORTANTE PARA SOLUCIONAR CON SEGURIDAD DICHO PROBLEMA. CON FRECUENCIA LOS DATOS DE LOS QUE SE DISPONE PARA CALCULAR ESTOS VALORES NO SON PRECISOS, POR LO QUE LA MEDICIÓN DIRECTA ES UN MÉTODO MÁS EFICAZ DE OBTENERLOS.

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¿Como hacemos la medición? Principio de Medición

Se realizan mediciones continuas hasta obtener una lectura relativamente estable. Dividiendo la tensión por la corriente podemos registrar la impedancia de tierra.

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Limitante: Potencia de la Salida AC OUT (6 A) del CPC100 = 330 VA

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¿Como hacemos la medición? Principio de Medición NORMAS: DIN VDE 0101 / CENELEC HD637S1, IEEE 80 – 2000 Ó IEEE 81 – 1983 ESTABLECEN:

•

DISTANCIA RECOMENDADA MÍNIMO DE 5 KM CON RESPECTO A LA CONEXIÓN REMOTA A TIERRA

•

DISTANCIA MÍNIMA DE 10 VECES EL TAMAÑO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA.

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¿Como hacemos la medición? Principio de Medición MÉTODO DE CORRIENTE – TENSIÓN (CENELEC HD637S1) Ó DE CAIDA DE POTENCIAL (IEEE):

•

TOME UNA LÍNEA AÉREA (CABLE) DEJANDO FUERA DE SERVICIO LA S.E. SOMETIDA A PRUEBA Y PONGALA A TIERRA EN EL EXTREMO DISTANTE

•

INTRODUZCA UNA CORRIENTE A TRAVÉS DE ESTA LÍNEA EN UNA CONEXIÓN REMOTA A TIERRA.

•

MIDA LAS TENSIONES CON UNA SONDA DE PRUEBA A DIVERSAS DISTANCIAS DE LA S.E. SI ES POSIBLE EN UN ÁNGULO DE 90º CON RESPECTO A LA TRAYECTORIA DE LA CORRIENTE (LÍNEA)

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IE

VE

Zona de Interés para la Tensión de Paso

Zona de Interés para la Impedancia de Tierra

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Sonda de Prueba

V1 AC

I AC

Seccionador de Puesta a Tierra Sistema de Puesta a Tierra Bajo Prueba

Sistema de Puesta a Tierra de una 2da subestación como Tierra Auxiliar

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Procedimiento de Prueba Mediciones de la Impedancia de Grandes Subestaciones 1. Realizar la Prueba de Estimación de Tensión de Línea Abierta 2. Conecte el sistema de Medición a la Línea Eléctrica • Cortocircuite las tres fases mediante el cable “cortocircuito” suministrado • Conecte uno de los bornes de la entrada V1 AC del CPC100 a la conexión de tierra de la subestación y la otra a una sonda de prueba.

La entrada V SENSE y la salida V1 AC de la CP CU1 no es utilizada en esta aplicación El rango de corriente configurado no debe sobrepasar el límite marcado por la tensión de línea abierta. No toque la sonda de prueba sin guantes aislantes fuera del recinto de la Subestación. En caso de fallas a tierra con corrientes elevadas dentro de la subestación en el transcurso de la prueba, se podrían generar tensiones elevadas en cualquier elemento conectado a la subestación.

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Procedimiento de Prueba Mediciones de la Impedancia de Grandes Subestaciones 3. Configure el CPC100 para el rango de corriente de prueba determinado 4. Ajuste el Interruptor de Rangos de Corriente del CP CU1 al rango de corriente de prueba determinado

5. Seleccione y cargue en el CPC100 la Plantilla XML para la frecuencia de la Red (Ejemplo: “Ground Imp CU1 20A 60 Hz.xmt”)

6. 7. 8. 9.

Seleccione en la Plantilla la tarjeta “Introducir distancia aquí” Seleccione “Guardar por defecto” para reutilizar posteriormente la tarjeta Active la tarjeta de prueba para el punto de prueba elegido (Ejem. 10m) Renombre la tarjeta de prueba con la distancia y la unidad (m o ft) sin espacios en blanco (Ejem. 10m)

10. Efectúe las Prueba: Introduzca la sonda de prueba en la conexión a tierra a la distancia especificada (10m) y a un ángulo de 90º (nunca <60º) con respecto a la trayectoria de la corriente (línea) Se recomienda realizar mediciones a 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 150, 200 m y seguir con pasos de 100 m

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Procedimiento de Prueba Mediciones de la Impedancia de Grandes Subestaciones 11. Añada una tarjeta Sequencer por cada punto de prueba que se desee realizar 12. Continúe con el paso 8 para medir otro punto de prueba. 13. Guarde los Resultados de Prueba como un Archivo en el CPC100 14. Descargue el archivo de prueba en el PC desde el CPC100 15. Cargue el archivo de prueba en la Plantilla de MS Excel correspondiente. 16. Si hay mas de un archivo de prueba, cargue uno tras de otro.

Resultados de un Terreno Optimo

Resultados de un Terreno Dificil

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Procedimiento de Prueba Mediciones de la Impedancia de Grandes Subestaciones

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Procedimiento de Prueba Interpretación de resultados 1.00 sin compensación de corriente

Debido a la inductancia de la línea, una parte de la IOUT que se inyecta en la conexión a tierra no retorna por la conexión a tierra sino por el cable de tierra o el apantallamiento de la línea. Esta corriente Iapant se tiene que restar de la IOUT en consecuencia la impedancia de tierra se determina mediante Ztierra = Vmed / (IOUT – Iapant) Este efecto se compensa por medio de un factor de reducción de corriente “r” De acuerdo a CENELEC HD 637 S:1999 se tiene: - Para líneas aéreas de 110 KV: r = 0.98 Cables de tierra de acero r = 0.60 Cables de tierra de acero/aluminio -Para cables el factor r puede reducirse hasta 0.01 Por lo que se recomienda eliminar el efecto de la corriente Iapant desconectando el apantallamiento de la línea o el cable de tierra de la línea de alimentación. Si la desconexión no es posible, se recomienda medir la Iapant con una pinza amperimétrica y calcular el factor de reducción mediante: R = 1 – Iapant / IOUT

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Medición de Tensiones de Paso y de Contacto

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¿Por qué hacer esta medición? LA SEGURIDAD DEL PERSONAL Y DEL PÚBLICO MISMO REQUIEREN QUE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA SEA INSTALADA Y PUESTA EN SERVICIO CORRECTAMENTE Y CONFORME A LAS NORMAS APLICABLES. PARA DETECTAR POSIBLES PELIGROS AL TOCAR CERCOS O TORRES DURANTE UNA FALLA EN UNA SUBESTACIÓN. PARA DETECTAR ESTOS POSIBLES PELIGROS SE REALIZAN MEDICIONES DE LAS TENSIONES DE PASO Y DE CONTACTO EN TODOS LUGARES EXPUESTOS DE LA SUBESTACIÓN SIMULANDO UNA FALLA REAL MEDIANTE LA INYECCIÓN DE UNA CORRIENTE EN UNA LÍNEA ELÉCTRICA HACIA LA PRÓXIMA PUESTA A TIERRA DE CONEXIÓN ESTRELLA.

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¿Por qué hacer esta medición?

Puntos de Posible Peligro por Tensiones de Paso y Contacto

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Medición de Tensiones de Paso

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Tensión de Paso ES LA TENSIÓN A LA QUE PUEDE ESTAR SOMETIDA UNA PERSONA QUE CAMINASE EN LAS PROXIMIDADES DE UN TERRENO, EN EL MOMENTO DE PRODUCIRSE UNA FALLA (DISTANCIA PASO 1 METRO)

1m

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¿Como hacemos la medición? Medición de la Tensión de Paso La medición de la Tensión de Paso se puede medir siguiendo el mismo procedimiento y las mismas plantillas utilizadas para la medición de la Impedancia de Grandes Subestaciones.

V1 AC

I AC

Se recomienda realizar dos archivos de prueba, el primero entre 1 y 15 m con paso de 1m y el segundo entre 15 y 30 m también con pasos de 1m

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¿Como hacemos la medición? Medición de la Tensión de Paso La medición de la Tensión de Paso se puede realizar utilizando los electrodos de pie (25 Kg)en lugar de la sonda de prueba siguiendo el mismo procedimiento y las mismas plantillas utilizadas para la medición de la Impedancia de Grandes Subestaciones.

Electrodos de Pie

Voltímetro CP AL1

Para la medición de la Tensión de Paso se recomienda realizar dos archivos de prueba, el primero entre 1 y 15 m con paso de 1m y el segundo entre 15 y 30 m también con pasos de 1m

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¿Como hacemos la medición? Medición de la Tensión de Paso (MIE RAT 13) Además, la medición de la Tensión de Paso se puede realizar inyectando directamente la corriente de prueba en la tierra y medir la tensión utilizando los electrodos de pie (25 Kg)

V1 AC

Tierra Auxiliar

mínimo 25 m

mínimo 25 m

1m

Tierra a Medir

Para la medición de la Tensión de Paso se recomienda realizar dos archivos de prueba, el primero entre 1 y 15 m con paso de 1m y el segundo entre 15 y 30 m también con pasos de 1m

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Procedimiento de Prueba Mediciones de la Tensión de Paso (MIE RAT 13) 1. Ubicar el equipo de Medición a por lo menos 25 m de la tierra a medir (el CPC 100 debe estar a por lo menos 2 m del CP CU1)

2. Ubicar la pica de la Tierra auxiliar a por lo menos 50 m de la tierra a medir. 3. Conecte los cables de Inyección de Corriente (de 25m) al CP CU1 y sus respectivas pinzas kelvin a la tierra a medir y a la tierra auxiliar

4. Conecte la Salida I AC de la CP CU1 a la Entrada I AC de la CPC100 5. Conecte los cables de Medida (de 25m) a la entrada V1 AC del CPC100 y sus otros extremos a los electrodos de pie.

6. Configure el CPC100 para el rango de corriente de prueba determinado 7. Ajuste el Interruptor de Rangos de Corriente del CP CU1 al rango de corriente de prueba determinado

8. Seleccione y cargue en el CPC100 la Plantilla XML para la frecuencia de la Red (Ejemplo: “Ground Imp CU1 20A 60 Hz.xmt”)

9. Seleccione en la Plantilla la tarjeta “Introducir distancia aquí” 10. Seleccione “Guardar por defecto” para reutilizar posteriormente la tarjeta © OMICRON


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Procedimiento de Prueba Mediciones de la Tensión de Paso (MIE RAT 13) 11. Active la tarjeta de prueba para el punto de prueba elegido (Ejem. 1m) 12. Renombre la tarjeta de prueba con la distancia y la unidad (m o ft) sin espacios en blanco (Ejem. 1m)

13. Ubique los Electrodos de Pie separados entre si por 1m y a la distancia especificada de la tierra a medir (Ejem. 1m).

14. Efectúe las Prueba 15. Añada una tarjeta Sequencer por cada punto de prueba que se desee realizar 16. Continúe con el paso 11 para medir otro punto de prueba. 17. Guarde los Resultados de Prueba como un Archivo en el CPC100 18. Descargue el archivo de prueba en el PC desde el CPC100 19. Cargue el archivo de prueba en la Plantilla de MS Excel correspondiente. 20. Si hay mas de un archivo de prueba, cargue uno tras de otro.

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Procedimiento de Prueba Mediciones de la Tensión de Paso (MIE RAT 13)

V1 AC

Electrodos de Pie

Tierra a Medir

Tierra Auxiliar mínimo 25 m

mínimo 25 m

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1m

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¿Como hacemos la medición? Interpretación de Resultados (MIE RAT 13) De acuerdo a MIE RAT 13 tenemos que el Voltaje de Paso máximo admisible viene dado por la siguiente fórmula: Tabla Resumen:

Donde: t = duración de la falta en segundos. para t < 0.9 s K=72 y n =1. para 0.9 s < t < 3 s K=78.5 y n=0.18. para 3 s < t < 5 s Vp < 640 V. para t > 5 s Vp < 500 V.

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Medición de Tensiones de Contacto

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Tensión de Contacto ES LA DIFERENCIA DE POTENCIAL QUE A CAUSA DE UN DEFECTO PUEDE RESULTAR APLICADA A UNA PERSONA ENTRE LAS MANOS Y LOS PIES, AL TOCAR UNA MASA O UN ELEMENTO CONDUCTOR, NORMALMENTE SIN TENSIÓN ( DISTANCIA 1 METRO )

1m

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¿Como hacemos la medición? Medición de la Tensión de Contacto La medición de la Tensión de Toque se realiza generalmente en la periferia de un sistema de puesta a tierra, es decir, sobre la malla de una subestación y sobre los puntos periféricos conectados a tierra tales como la primera torre de una línea eléctrica o la tierra de otro sistema

V1 AC

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¿Como hacemos la medición? Medición de la Tensión de Contacto La medición de la Tensión de Paso también se puede realizar utilizando los electrodos de pie (25 Kg)en lugar de la sonda de prueba.

Electrodos de Pie

Voltímetro CP AL1

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¿Como hacemos la medición? Medición de la Tensión de Contacto (MIE RAT 13) Además, la medición de la Tensión de Contacto se puede realizar inyectando directamente la corriente de prueba en la tierra y medir la diferencia de potencial entre los electrodos de pie y la tierra a medir

V1 AC

1m

Tierra a Medir


mínimo 25 m

1m

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Procedimiento de Prueba Medición de la Tensión de Contacto Utilizando la L.T. 1. Realizar la Prueba de Estimación de Tensión de Línea Abierta 2. Conecte el sistema de Medición a la Línea Eléctrica • Cortocircuite las tres fases mediante el cable “cortocircuito” suministrado • Conecte uno de los bornes de la entrada V1 AC del CPC100 a la sonda de prueba y el otro a la superficie metálica de la subestación o malla a ser utilizada para la prueba

V1 AC

La entrada V SENSE y la salida V1 AC de la CP CU1 no es utilizada en esta aplicación

El rango de corriente configurado no debe sobrepasar el límite marcado por la tensión de línea abierta. © OMICRON


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Procedimiento de Prueba Medición de la Tensión de Contacto 3. Configure el CPC100 para el rango de corriente de prueba determinado 4. Ajuste el Interruptor de Rangos de Corriente del CP CU1 al rango de corriente de prueba determinado

5. Seleccione y cargue en el CPC100 la Plantilla XML para la frecuencia de la Red (Ejemplo: “Touch Voltage CU1 20A 60 Hz.xmt”)

6. Seleccione en la Plantilla la tarjeta “Enter Location Here” 7. Seleccione “Guardar por defecto” para reutilizar posteriormente la tarjeta 8. Active la tarjeta de prueba para el punto de prueba elegido. Por Ejem. Malla Esquina SW (Fence SW Corner)

9. Renombre la tarjeta de prueba con la Locación del punto a medir Por Ejem. “Fence SW Corner”

10. Efectúe las Prueba: Coloque las puntas de prueba conforme a lo antes descrito

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Procedimiento de Prueba Medición de la Tensión de Contacto 11. Añada una tarjeta Sequencer por cada punto de prueba que se desee realizar 12. Continúe con el paso 8 para medir otro punto de prueba. 13. Guarde los Resultados de Prueba como un Archivo en el CPC100 14. Descargue el archivo de prueba en el PC desde el CPC100 15. Cargue el archivo de prueba en la Plantilla de MS Excel correspondiente. 16. Si hay mas de un archivo de prueba, cargue uno tras de otro.

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Procedimiento de Prueba Interpretación de resultados según VDE0101 / CENELEC De acuerdo a la Norma CENELEC HD 637 S1: 199, el electrodo de pie debe tener un tamaño de 400 cm2. El electrodo debe ser presionado contra el suelo con una fuerza de al menos 500 N (aprox. 50 kg). El electrodo de pie debe tener un buen contacto con la tierra. En mediciones con tierra seca o de hormigón, se recomienda colocar el electrodo de pie sobre telas mojadas o similar. Para las mediciones con un electrodo de pie la norma CENELEC recomienda tener en cuenta las resistencias adicionales, como se muestra en la figura siguiente El cuerpo humano es a ser representado por una resistencia de 1 kΩ conmutada en paralelo con la entrada de tensión durante la medición. En las zonas donde la gente suele usar zapatos, el calzado puede ser simulado por una resistencia de 1 kΩ de conmutación en serie de electrodos a tierra. En áreas tales como baños públicos en que los zapatos no son utilizados, esta resistencia no debe ser utilizado.

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Procedimiento de Prueba Interpretación de resultados según VDE0101 / CENELEC La Tensión de Contacto automáticamente calculada por la plantilla esta dada por: VTp = V1AC x IE / (IOUT x r) Donde “r” es el factor de reducción. La medición de la Tensión de Toque de acuerdo a VDE0101/CENELEC HD 637:1999, depende en gran medida de la Corriente de Tierra (IE) que es la máxima Corriente de falla que fluye por tierra durante un tiempo máximo de duración de la falla considerando a apropiada actuación del sistema de protección. Así, este valor debe ser ingresado en la plan tilla para completar el cálculo de la Tensión de Contacto.

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¿Como hacemos la medición? Interpretación de resultados según VDE0101 / CENELEC La tensión de contacto es considerada como aceptable si el valor calculado VTp es menor que el límite dado en la siguiente tabla dependiendo de la duración de la falla en segundos .

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Procedimiento de Prueba Interpretación de resultados según IEEE 80-2000, 81-1983 y 81.2-1991 La medición de la Tensión de Toque se realiza generalmente en la periferia de un sistema de puesta a tierra, es decir, sobre la malla de una subestación y sobre los puntos periféricos conectados a tierra tales como la primera torre de una línea eléctrica o la tierra de otro sistema Según el Estándar IEEE 81.2-1991 o método de sonda de prueba, la caída de tensión se mide cerca de los objetos de prueba a una distancia de 1 m y utilizando una sonda de prueba de 0.3 … 0.6 m de largo y 12 … 16 mm de diámetro que debe estar en su totalidad en contacto con el suelo. En caso que esta tensión dividida por una hipotética resistencia del cuerpo humano de 1 KΩ este por debajo del límite crítico para el cuerpo humano, entonces no son requeridas mediciones adicionales. La Tensión de Contacto automáticamente calculada por la plantilla esta dada por: VTp = V1AC x IE / (IOUT x r) Donde “r” es el factor de reducción.

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Procedimiento de Prueba Interpretación de resultados según IEEE 80-2000, 81-1983 y 81.2-1991 La medición de la Tensión de Toque de acuerdo a IEEE depende en gran medida de IE que es la máxima Corriente de falla que fluye por tierra durante una falla. Así, este valor debe ser ingresado en la plan tilla para completar el cálculo de la Tensión de Contacto.

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¿Como hacemos la medición? Interpretación de resultados según IEEE 80-2000, 81-1983 y 81.2-1991 La tensión de contacto es considerada como aceptable si el valor calculado VTp es menor que el resultado de las siguientes formulas VTp50 y VTp70 son los límites de la tensión de contacto para un cuerpo de 50 Kg y 70 Kg de peso respectivamente. Ts es la máxima duración de la falla en segundos asumiendo la correcta operación de la protección.

En caso el valor medido supere este valor se debe realizar una evaluación adicional para lo que se tiene dos métodos. Considerando la resistividad del terreno:

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¿Como hacemos la medición? Interpretación de resultados según IEEE 80-2000, 81-1983 y 81.2-1991 Considerando la resistencia de la huella:

La “Resistencia de Huella” puede medirse de la siguiente manera: Utilizando dos electrodos con un diámetro de 16 cm y un peso mínimo de 20 Kg cada uno, los que se colocarán a 0,5 m uno del otro y a 1 m del Objeto de Prueba. El suelo bajo los electrodos debe ser mojado y los electrodos deberán tener un medio conductor entre cada electrodo y el terreno (en casos críticos puede ser utilizada una almohadilla humedecida en una solución salina en la base de los electrodos de pie). Mediante la Tarjeta Quick, se alimenta una corriente en el suelo de 6 A y se mide la tensión, corriente e impedancia Z. El valor absoluto de la Impedancia Z en Ω puede ser utilizado como “Rfp” en las formulas indicadas. © OMICRON 11/11/2013


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¿Como hacemos la medición? Interpretación de resultados según IEEE 80-2000, 81-1983 y 81.2-1991 TENSIONES DE TOQUE Y PASO TOLERABLES (En subestaciones: Ver Reglas 190-304, 190-306, 190-308, 190 - 310 y 190 – 312)

Nota: 1. Tabla calculada de acuerdo al IEEE Standard N° 80. 2. La instalación de una subestación típica se diseña para una duración de falla de 0,5 segundos y el total de la superficie dentro del cerco es cubierto con una capa de piedra partida de 150 mm de espesor con una resistividad de 3 000 ohm - metro.

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Procedimiento de Prueba Mediciones de la Tensión de Contacto (MIE RAT 13) 1. Ubicar el equipo de Medición a por lo menos 25 m de la tierra a medir (el CPC 100 debe estar a por lo menos 2 m del CP CU1)

2. Ubicar la pica de la Tierra auxiliar a por lo menos 50 m de la tierra a medir. 3. Conecte los cables de Inyección de Corriente (de 25m) al CP CU1 y sus respectivas pinzas kelvin a la tierra a medir y a la tierra auxiliar

4. Conecte la Salida I AC de la CP CU1 a la Entrada I AC de la CPC100 5. Cortocircuite los electrodos de pie 6. Conecte los cables de Medida (de 25m) a la entrada V1 AC del CPC100 y uno de los extremos al puente entre los electrodos de pie.

7. Configure el CPC100 para el rango de corriente de prueba determinado 8. Ajuste el Interruptor de Rangos de Corriente del CP CU1 al rango de corriente de prueba determinado

9. Seleccione y cargue en el CPC100 la Plantilla XML para la frecuencia de la Red (Ejemplo: “Touch Voltage CU1 20A 60 Hz.xmt”)

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¿Como hacemos la medición? Mediciones de la Tensión de Contacto (MIE RAT 13)

V1 AC

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Tierra a Medir


mínimo 25 m

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1m

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Procedimiento de Prueba Mediciones de la Tensión de Contacto (MIE RAT 13) 10. Seleccione en la Plantilla la tarjeta “Enter Location Here” 11. Seleccione “Guardar por defecto” para reutilizar posteriormente la tarjeta 12. Active la tarjeta de prueba para el punto de prueba elegido. Por Ejem. Malla Esquina SW (Fence SW Corner)

13. Renombre la tarjeta de prueba con la Locación del punto a medir Por Ejem. “Fence SW Corner”

14. Efectúe las Prueba: Coloque el extremo del cable de medida libre en la locación seleccionada (Fence SW Corner)

15. Añada una tarjeta Sequencer por cada punto de prueba que se desee realizar 16. Continúe con el paso 12 para medir otro punto de prueba. 17. Guarde los Resultados de Prueba como un Archivo en el CPC100 18. Descargue el archivo de prueba en el PC desde el CPC100 19. Cargue el archivo de prueba en la Plantilla de MS Excel correspondiente. 20. Si hay mas de un archivo de prueba, cargue uno tras de otro.

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¿Como hacemos la medición? Interpretación de Resultados (MIE RAT 13) De acuerdo a MIE RAT 13 tenemos que el Voltaje de Contacto máximo admisible viene dado por la siguiente fórmula: Tabla Resumen:

Donde: t = duración de la falta en segundos. para t < 0.9 s K=72 y n =1. para 0.9 s < t < 3 s K=78.5 y n=0.18. para 3 s < t < 5 s Vc < 64 V. para t > 5 s Vc < 50 V.

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Gracias por su atención

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Entrenamiento CP CU1

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