INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTERREZ DEPARTAMENTO: INGENIERÍA ELÉCTRICA-ELECTRÓNICA ELÉCTRICA-ELECTRÓNICA CARRERA: INGENIERÍA ELÉCTRICA MATERIA: MAQUINAS SINCRONICAS Y DE CD. TRABAJO:
INVESTIGACIÓN TEMA 2.3 SUBESTACION DE ALTA POTENCIA. ARREGLOS ELECTRICOS Y FÍSICOS DIMENSIONALES GENERAL.Y 2.4 SUBESTACIONES DE ALTA TENSION. CAPACIDADES Y SELECCIÓN DE LOS TC’S, TP’S, APARTARAYOS, CUCHILLAS E INTERRUPTORES DE ALTA TENSION.
INTEGRANTES DEL EQUIPO: AGUILAR LÓPEZ CÉSAR OBETH CHAVEZ AVENDAÑO MIGUEL ERNESTO
NOMBRE DEL DOCENTE: ING. FIDEL TOVILLA HERNANDEZ
SEMESTRE: 6° SEMESTRE
TUXTLA GUTIÉRREZ, GUTIÉRREZ, CHIAPAS A 8 DE MARZO DEL 2013.
INTRODUCCION.
Las subestaciones se pueden clasificar según la función que desempeñan en la red eléctrica como: - Subestaciones de generación, cuyo cometido es conectar e incorporar a la red la energía producida por los diferentes centros de generación de un país (térmicos, hidráulicos, eólicos, etc.) Estas subestaciones suelen tener que elevar el nivel de tensión de la energía, desde los valores de generación a los valores de transporte. - Subestaciones de transporte de la energía, desde su punto de generación hasta las áreas de consumo. Actúan de interconexión entre un número variable de líneas de la red. - Subestaciones de distribución, que conectan las líneas de transporte con las ramas de distribución de la energía, a menor nivel de tensión, para su transporte local y distribución. Atendiendo a las soluciones constructivas de la subestación, se pueden dividir en: - Subestaciones de intemperie, donde la aparamenta eléctrica y los embarrados están situados a la intemperie, enclavados sobre el Estandarización de las cimentaciones de una subestación terreno a través de estructuras metálicas o de hormigón y sus cimentaciones. - Subestaciones de interior, donde el conjunto de la subestación se ubica en edificaciones, utilizándose sistemas de construcción convencionales o prefabricados. Estos sistemas obedecen a Criterios ambientales o de emplazamiento. Dependiendo del tipo de aparamenta utilizada, se puede realizar otra clasificación: - Subestación convencional, que monta los componentes discretos convencionales conectados entre sí mediante conexiones realizadas in situ. Pueden realizarse en intemperie o interior. - Subestaciones blindadas, que utilizan los componentes integrados y montados en fábrica, protegidos mediante pantallas metálicas y aisladas generalmente mediante gas (SF6). Pueden realizarse en intemperie o interior.
INTRODUCCION.
Las subestaciones se pueden clasificar según la función que desempeñan en la red eléctrica como: - Subestaciones de generación, cuyo cometido es conectar e incorporar a la red la energía producida por los diferentes centros de generación de un país (térmicos, hidráulicos, eólicos, etc.) Estas subestaciones suelen tener que elevar el nivel de tensión de la energía, desde los valores de generación a los valores de transporte. - Subestaciones de transporte de la energía, desde su punto de generación hasta las áreas de consumo. Actúan de interconexión entre un número variable de líneas de la red. - Subestaciones de distribución, que conectan las líneas de transporte con las ramas de distribución de la energía, a menor nivel de tensión, para su transporte local y distribución. Atendiendo a las soluciones constructivas de la subestación, se pueden dividir en: - Subestaciones de intemperie, donde la aparamenta eléctrica y los embarrados están situados a la intemperie, enclavados sobre el Estandarización de las cimentaciones de una subestación terreno a través de estructuras metálicas o de hormigón y sus cimentaciones. - Subestaciones de interior, donde el conjunto de la subestación se ubica en edificaciones, utilizándose sistemas de construcción convencionales o prefabricados. Estos sistemas obedecen a Criterios ambientales o de emplazamiento. Dependiendo del tipo de aparamenta utilizada, se puede realizar otra clasificación: - Subestación convencional, que monta los componentes discretos convencionales conectados entre sí mediante conexiones realizadas in situ. Pueden realizarse en intemperie o interior. - Subestaciones blindadas, que utilizan los componentes integrados y montados en fábrica, protegidos mediante pantallas metálicas y aisladas generalmente mediante gas (SF6). Pueden realizarse en intemperie o interior.
2.3 SUBESTACION DE ALTA POTENCIA. ARREGLOS ELECTRICOS Y FÍSICOS DIMENSIONALES GENERAL.
2.3 SUBESTACIONES DE ALTA TENSIÓN. ARREGLOS ELÉCTRICOS Y FÍSICOS. DIMENSIONAMIENTO GENERAL. Una subestación eléctrica es usada para la transformación de la tensión de la energía eléctrica. El componente principal (y más caro) de una subestación eléctrica es el transformador Una subestación es un conjunto de máquinas, aparatos y circuitos, que tienen la función de modificar los parámetros de la potencia eléctrica, permitiendo el control del flujo de energía. Las subestaciones pueden ser de transmisión o de distribución, de alta o de media tensión, y sus componentes, y la disposición de estos, pueden variar de una subestación a otra, pero las características de los componentes siempre serán las mismas, y cada uno tendrá también dentro de la subestación, funciones específicas espe cíficas e importantes a la vez. Tipos de subestación Las subestaciones se pueden clasificar como sigue: • Subestaciones en las plantas generadoras o centrales eléctricas.• Subestaciones receptoras primarias.• Subestaciones receptoras secundarias.
Subestaciones en las plantas generadoras o centrales eléctricas.-Estas se encuentran en las centrales eléctricas o plantas generadoras de electricidad, para modificar los parámetros de la potencia suministrada por los generadores, permitiendo así la transmisión en alta tensión en las líneas de transmisión. Los generadores pueden suministrar la potencia entre 5 y 25 kV y la transmisión depende del volumen, la energía y la distancia. Subestaciones receptoras primarias.- Se alimentan directamente delas líneas de transmisión, y reducen la
tensión a valores menores para la alimentación de los sistemas de subtransmisión o redes de distribución, de manera que, dependiendo de la tensión de transmisión pueden tener en su secundario tensiones de 115, 69 y eventualmente 34.5, 13.2, 6.9 o 4.16kV.Subestaciones receptoras secundarias.- Generalmente estas están alimentadas por las redes de subtransmisión, y suministran la energía eléctrica a las redes de distribución a tensiones entre 34.5 y 6.9 kV. Las subestaciones, también se pueden clasificar por el tipo de instalación, por ejemplo
Subestaciones tipo intemperie. Subestaciones de tipo interior. Subestaciones tipo blindado. Subestaciones tipo intemperie.- Generalmente se construyen en terrenos expuestos a la intemperie, y requiere de un diseño, aparatos y máquinas capaces de soportar el funcionamiento bajo condiciones atmosféricas adversas (lluvia, viento, nieve, etc.) por lo general se utilizan en los sistemas de alta tensión. Subestaciones tipo interior.- En este tipo de subestaciones los aparatos y máquinas están diseñados para operar en interiores, son pocos los tipos de subestaciones tipo interior y generalmente son usados en las industrias. Una subestación eléctrica es una instalación destinada a modificar y establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, para facilitar el transporte y distribución de la energía eléctrica. Su equipo principal es el transformador. Normalmente está dividida en secciones, por lo general 3 principales, y las demás son derivadas. Las secciones principales son las siguientes: 1. Sección de medición. 2. Sección para las cuchillas de paso. 3. Sección para el interruptor. Las secciones derivadas normalmente llevan interruptores, depende de qué tipo, hacia los transformadores. Como norma general, se puede hablar de subestaciones eléctricas elevadoras, situadas en las inmediaciones de las centrales generadoras de energía eléctrica, cuya función es elevar el nivel de tensión, hasta 132, 220 o incluso 400 kV, antes de entregar la energía a la red de transporte. Las subestaciones eléctricas reductoras, reducen el nivel de tensión hasta valores que oscilan, habitualmente entre 13,2, 15, 20, 45 ó 66 kV y entregan la energía a la red de
distribución. Posteriormente, los centros de transformación reducen los niveles de tensión hasta valores comerciales (baja tensión) aptos para el consumo doméstico e industrial, típicamente 400 V. Existen dos razones técnicas que explican por qué el transporte y la distribución en energía eléctrica se realizan a tensiones elevadas, y en consecuencia, por qué son necesarias las subestaciones eléctricas: Las pérdidas de potencia que se producen en un conductor por el que circula una corriente eléctrica, debido al Efecto Joule, son directamente proporcionales al valor de esta ( ). La potencia eléctrica transportada en una red es directamente proporcional al valor de su tensión y al de su intensidad ( ). Por tanto, cuanto mayor sea el valor de la tensión, menor deberá ser el de intensidad para transmitir la misma potencia y, en consecuencia, menores serán las pérdidas por efecto Joule.
Además de transformadores, las subestaciones eléctricas están dotadas de elementos de maniobra (interruptores, seccionadores, etc. y protección fusibles, interruptores automáticos, etc. que desempeñan un papel fundamental en los procesos de mantenimiento y operación de las redes de distribución y transporte.
Instalaciones eléctricas industriales
El alcance de una instalación eléctrica industrial inicia con la construcción de la acometida eléctrica que puede ser de media, alta o baja tensión. Para hacer una instalación eléctrica industrial, se tienen que tomar en cuenta desde un principio, la totalidad de los circuitos de fuerza, de iluminación y de sistemas especiales tanto en nuevas construcciones como remodelaciones. Remodelaciones de Instalaciones Eléctricas Industriales Para hacer una remodelación en un edificio o una estructura por que se requieren ampliar, las instalaciones eléctricas necesitan un análisis de cargas para proveer
racionalmente los requerimientos crecientes de estos nuevos equipos, haciendo modificaciones a la subestación o grupos motor generador. También se deben planear el servicio de mantenimiento de la instalación eléctrica así como de todos los equipos eléctricos utilizados.
Subestaciones eléctricas Las subestaciones eléctricas son una parte distintiva de toda instalación eléctrica industrial, ya que las empresas suministradoras de energía abastecen a los grandes consumidores en media y alta tensión. En las instalaciones eléctricas industriales con una subestación eléctrica, es el cliente el propietario del transformador reductor y el equipo de switcheo necesario para operar los circuitos de la instalación eléctrica y son alojados en la subestación eléctrica. Las subestaciones eléctricas están conformadas por tres secciones ó compartimentos a saber: el de alta tensión, el transformador reductor y el de baja tensión. Esta es la parte principal de una instalación eléctrica industrial.
Alta tensión
La sección de alta tensión en primer término, recibe los conductores de la instalación eléctrica de la acometida principal mediante terminales adecuadas, las cuales están sujetas a la estructura del compartimento por un yugo de madera. Es en esta sección donde se instalan cuchillas desconectadoras de operación sin carga que invariablemente tienen un bloqueo mecánico que impide que sean
abiertas con el interruptor principal en posición de cerrado, brindando así seguridad al operario de la instalación eléctrica. Apartarrayos Otro de los componentes principales de las instalaciones eléctricas industriales es el apartarrayo que se conecta al bus principal en las terminales de las cuchillas desconectadoras y brinda a la instalación eléctrica la protección contra voltajes transitorios y voltajes elevados sostenidos. Para toda instalación eléctrica de acometida de media tensión, se debe de instalar un apartarrayo en cada conductor no puesto a tierra de la acometida aérea ó subterránea. Los conductores entre el Apartarrayos y la red y entre el pararrayos y la conexión de puesta a tierra no deben ser de un calibre inferior a 13,3 mm2 en cobre ó 21,2 mm2 en aluminio (equivalente a 6 AWG y 4 AWG respectivamente). Fusibles limitadores de corriente En cualquier instalación eléctrica de subestación industrial se utilizan fusibles limitadores de corriente para media tensión, los cuales son utilizados como dispositivos de protección contra sobrecorriente en la instalación eléctrica. La selección adecuada de un fusible se basa en varios factores incluyendo entre otros la corriente nominal del circuito a proteger, el voltaje de operación, la frecuencia del sistema, la capacidad interruptiva y la necesidad de una adecuada coordinación con otros dispositivos de protección contra sobrecorriente de la misma instalación eléctrica.
Fusibles de Potencia Tipo limitadores de corriente
En la instalación eléctrica de una planta industrial se utilizan los fusibles limitadores de corriente para media tensión, son usados como dispositivos de protección contra sobrecorriente dentro de la subestación compacta de acometida y dentro de las subestaciones compactas unitarias para la protección de circuitos alimentadores, motores, transformadores y capacitores.
Los factores que determinan la selección del fusible limitador adecuado son: El voltaje máximo de operación del circuito La corriente nominal de la carga alimentada La frecuencia del sistema La capacidad interruptiva necesaria La necesidad de coordinación de las protecciones de la propia instalación eléctrica Criterios de selección de Fusibles de Potencia
Cuando se trata de la protección de un transformador de la instalación eléctrica por medio de fusibles de potencia del tipo limitador de corriente, las recomendaciones son las siguientes: Seleccione el fusible de menor tamaño que soporte con un tiempo mínimo de fusión de 0,1 seg una corriente 12 veces la nominal del transformador a proteger. Selecciona un fusible que soporte de forma continua 1,6 veces la corriente nominal del transformador a proteger. Cumpla siempre los criterios de la sección 450 – 3 (a) (1) de la NOM-001SEDE-2005 En una instalación eléctrica industrial son generalmente preferidos los fusibles limitadores de corriente, sobre los interruptores de potencia en vacío o en SF6 por su precio y su bajo costo de mantenimiento y por ser extremadamente confiables en su operación. Finalmente hay que acotar que la mínima capacidad interruptiva permitida del fusible es la máxima potencia disponible de corto circuito en la instalación eléctrica y se expresa en Amperes Simétricos. Protección contra sobrecorriente de transformadores
El ajuste máximo de un dispositivo de protección contra sobrecorriente para un transformador de más de 600 V se establece en la Sección 450 – 3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-2005 Para la utilización de esta tabla se requiere conocer el %Z del transformador a proteger, el dato viene en la placa de características de todos los transformadores de una potencia igual ó mayor a 25 kVA. La impedancia de un transformador es un factor determinante para predecir en una instalación eléctrica el comportamiento del voltaje entre terminales bajo condiciones de carga plena y no carga así como para conocer la corriente en condiciones de corto circuito. A manera de ejemplo para un transformador trifásico de 112,5 kVA con un secundario de 208/120V la corriente nominal será de: I = kVA/1.732*.208 I = 312,27 Amperes La corriente de corto circuito trifásico será: Icc= In/%Z Icc = 312,27/0.055 Icc = 5,678 A Si él %Z de este transformador fuese 5,5 %
Pongamos ahora por caso que se tiene que seleccionar el fusible para proteger una instalación eléctrica con un transformador de 1,000 kVA con 23,000 Volts en el lado fuente y 480 Volts en el lado carga; y con 5,75 de %Z. En 450 – 3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-2005 se establece que el tamaño máximo de un fusible para un primario de 600 V ó más y cuya impedancia es menor al 6%, debe ser el 300% de la corriente nominal como máximo. In In = 25.10 A
=
1000
/1.732*23
Por corriente nominal el tamaño mínimo será 25.10 A x 1.6 lo cual nos da 40.16 A de tamaño de fusible.
Con lo anterior inferimos que nuestro fusible estará entre los 40 Amperes y los 75 A. Ahora buscaremos en las curvas tiempo – corriente del fabricante y trazaremos una línea en 0.10 Segundos y otra sobre el valor de 12 x 25.10 = 301.2 A y en el cruce de estas dos líneas deberá ser un punto en la gráfica que represente la corriente de magnetización máxima que se presentará en el primario del transformador en el momento de su energización. Nuestro objetivo será encontrar una curva que esté ligeramente arriba de este punto de inrush current (corriente de magnetización) para evitar que el fusible opere al conectar el transformador.
DIMENSIONAMIENTO GENERAL
ARREGLOS FISICOS. Una vez hecha la determinación del esquema de conmutación mejor adaptado para una aplicación particular de subestación, es necesario considerar el arreglo de estación que satisfaga las muchas necesidades físicas del diseño. A la disposición del ingeniero de diseño están los siguientes arreglos de estación. - Arreglos convencionales para intemperie, de interruptor y barra tipo abierto. - Arreglos de subestación de barra invertida - Subestaciones de tamaño pequeño, con revestimiento metálico de gas hexafluoruro de azufre. Los arreglos para intemperie de interruptor y barra tipo abierto se usan, en general, en conexión con estaciones de generación y subestación. La disposición y características generales del diseño de estructuras de conmutación para intemperie se ven influenciadas por la función y tipo de instalación y por su capacidad, voltaje y limitaciones de superficie del terreno ESTRUCTURA DE SOPORTE. Para soportar, montar e instalar debidamente el equipo eléctrico se requieren estructuras hechas de acero, aluminio , o madera, que requieren cimientos de concreto.
Una subestación tipica de tipo abierto requiere estructuras de anclaje para soportar conductores de líneas de transmisión; soportar estructuras para seccionadores, transformadores de corriente. Transformadores de potencial, apartarrayos, filtros de linea, transformadores de voltaje de capacitor; y estructuras de soportes para barras rigidas y tirantes de la estacion. Cuando las estructuras son de acero o aluminio requieren cimientos de concreto, sin embargo, cuando son de madera no se requieren estos cimientos. El diseño de las estructuras de soporte se ve afectado por la s separaciones entre fases y la altura libre bajo los hilos que se requieren, por los tipos de aisladores, por la longitud y peso de las barras y otros equipos, y por el viento y la carga de hielo En las subestaciones se requieren otros trabajos estructurales concretos que comprenden la selección y preparación del terreno, caminos, salas de control, registros, conduits, dusctos, drenajes, diques y cercas.
SELECCIÓN DEL TERRENO. Estos trabajos comprenden un estudio de topografía y la trayectoria de escurrimientos de la zona, junto con la investigación del subsuelo DIAGRAMAS UNIFILARES Y SÍMBOLOS CONVENCIONALES APLICADOS A LOS DIAGRAMAS DE SUBESTACION DIAGRAMA UNIFILAR El punto de partida para diseño de una subestación eléctrica es el llamado diagrama unifilar. Este diagrama debe mostrar la conexión y arreglo de todos los equipos eléctricos, es decir, barras, puntos de conexión, transformadores de potencia, acoplamiento entre bahías, interruptores, transformadores de instrumento, cuchillas desconectadoras, apartarrayos, etc.,Para elaborar el diagrama unifilar, se debe considerar el arreglo de barras, el grado de flexibilidad en operación y la confiabilidad; de hecho, antes de proceder a la definición de las características de los distintos elementos de la subestación; así como su posible localización, se debe elaborar al menos un diagrama simplificado en donde se indique el arreglo propuesto de barras y su posición relativa.Existen distintas variaciones para los arreglos de barras; la selección de un arreglo en particular, depende de varios factores, por ejemplo, el voltaje del sistema, la posición de la subestación en el sistema, la flexibilidad de operación, la confiabilidad en suministro, y el costo.
En adición a esto se deben considerar los siguientes aspectos técnicos, antes de tomar una decisión: - Simplicidad en el sistema. - El mantenimiento se debe realizar fácilmente, sin interrupción del servicio; o peligro para el personal de operación. - Se debe tener disponibilidad y arreglos alternativos; en el caso de salidas de servicio, o fallas en algunos equipos. - El arreglo del equipo no debe limitar la expansión y aumento en el crecimiento de la carga, hasta un valor determinado. - Debido a que de hecho, cada parte del equipo constituye un punto débil; de manera que en los casos necesarios se debe considerar la posibilidad de usar equipo adicional (redundancia en el equipo).; para cubrir posibles contingencias (fallas). - La instalación se debe realizar en forma tan económica, como sea posible, sin perder de vista la continuidad en el servicio.
CLASIFICACIÓN DE LAS SUBESTACIONES. Las subestaciones se clasifican de acuerdo a su nivel de tensión, de acuerdo a su configuración y de acuerdo a su función. De acuerdo al Nivel de Tensión: De Ultra Alta tensión (Un>800 kV.), De Extra Alta Tensión (300 kV.
1.- Por su operación: a) de corriente alterna. b) de corriente directa. 2.- Por la función que desempeñan: - elevadores (elevan la tensión) - reductores (reducen la tensión) - de enlace para interconectar líneas. - Rectificadores (convertir CA a CD) 3.- Por su composición: - tipo intemperie (para operación en el exterior) - tipo interior (para operar bajo techo) tipo blindada (para operación en interiores o exteriores) COMPONETES Y EQUIPO QUE CONFORMAN UNA SUBESTACIÓN Eléctrica. El equipo eléctrico en una subestación típica puede incluir lo siguiente. - Interruptor automático - Seccionadores - Conmutadores de puesta a tierra - Transformadores de corriente - Transformadores de potencial o transformadores de voltaje capacitor. - Capacitores de acoplamiento - Filtros de línea - Apartarrayos y/o espinterometros - Transformadores de potencia. - Reactores de derivación - Reactores limitadores de corriente
- Barras y aisladores de estación - Sistemas de puesta a tierra - Capacitores en serie - Capacitores en derivación.
2.4 SUBESTACIONES DE ALTA TENSION. CAPACIDADES Y SELECCIÓN DE
LOS TC’S, TP’S, APARTARAYOS, CUCHILLAS E INTERRUPTORES DE ALTA TENSION.
CAPACIDAD Y SELECCIONDE LOS TC’S.
La función de un transformador de corriente es la reducir a valores normales y no peligrosos, las características de corriente en un sistema eléctrico, con el fin de permitir el empleo de aparatos de medición normalizados, por consiguiente más económicos y que pueden manipularse sin peligro. Un transformador de corriente es un transformador de medición, donde la corriente secundaria es, dentro de las condiciones normales de operación, prácticamente proporcional a la corriente primaria, y desfasada de ella un ángulo cercano a cero, para un sentido apropiado de conexiones. El primario de dicho transformador está conectado en serie con el circuito que se desea controlar, en tanto que el secundario está conectado a los circuitos de corriente de uno o varios aparatos de medición, relevadores o aparatos análogos, conectados en serie. Un transformador de corriente puede tener uno o varios devanados secundarios embobinados sobre uno o varios circuitos magnéticos separados. Los factores que determinan la selección de los transformadores de corriente son:
- El tipo de Transformador de Corriente. - El tipo de instalación. - El tipo de aislamiento.
- La potencia nominal. - La clase de precisión. - El tipo de conexión. - La Corriente Nominal Primaria. - La Corriente Nominal Secundaria.
Tipo de Transformador de Corriente. Existen tres tipos de TC según su construcción: a) Tipo devanado primario. Este como su nombre lo indica tiene mas de una vuelta en el primario. Los devanados primarios y secundarios están completamente aislados y ensamblados permanentemente a un núcleo laminado. Esta construcción permite mayor precisión para bajas relaciones. b) Tipo Barra. Los devanados primarios y secundarios están completamente aislados y ensamblados permanentemente a un núcleo laminado. El devanado primario, consiste en un conductor tipo barra que pasa por la ventana de un núcleo. c) Tipo Boquilla (Ventana o Bushing). El devanado secundario está completamente aislado y ensamblado permanentemente a un núcleo laminado. El conductor primario pasa a través del núcleo y actúa como devanado primario.
Tipo de Instalación. Los aparatos pueden ser construidos para ser usados en instalaciones interiores o exteriores. Generalmente, por razones de economía, las instalaciones de baja y media tensión, hasta 25 KV., son diseñadas para servicio interior. Las instalaciones de tipo exteriores son de tensiones desde 34.5 KV a 400 KV., salvo en los casos donde, por condiciones particulares se hacen instalaciones interiores para tensiones hasta 230 KV. Es conveniente examinar además, el tipo de TC que se pueda instalar, dependiendo de las facilidades de mantenimiento.
Tipo de Aislamiento. Los materiales que se utilizan. para el aislamiento dependen del voltaje del sistema al que se va a conectar, la tensión nominal de aislamiento debe ser al menos igual a la tensión más elevada del sistema en que se utilice. Los tipos de aislamiento se dividen en tres clases:
a) Material para baja tensión. Generalmente los TC's son construidos con aislamiento en aire o resina sintética, suponiéndose que lo común son las instalaciones interiores. b) Material de media tensión. Los transformadores para instalaciones interiores (tensión de 3 a 25 KV) son construidos con aislamiento de aceite con envolvente de porcelana (diseño antiguo), o con resina sintética (diseño moderno). Hay que hacer notar que la mayoría de los diseños actuales emplean el material seco, los aparatos con aislamiento en aceite o masa aislante (compound) se utilizan muy poco y sólo para instalaciones existentes. Los aparatos para instalaciones exteriores son generalmente construidos con aislamiento porcelana-aceite, aunque la técnica más moderna está realizando ya aislamientos en seco para este tipo de transformadores. c) Materiales para alta tensión. Los transformadores para alta tensión son aislados con papel dieléctrico, impregnados con aceite y colocados en una envolvente de porcelana. Es importante definir la altitud de la instalación sobre el nivel del mar, ya que las propiedades dieléctricas de los materiales y del aire disminuyen con la altitud. Normalmente todos los equipos se diseñan para trabajar hasta 1000 Mts sobre el nivel del mar, si la altitud es mayor el nivel de aislamiento debe ser mayor. Potencia Nominal. La potencia nominal que se debe seleccionar para los transformadores de medición, está en función de la utilización a que se destina el aparato. Para escoger la potencia nominal de un transformador de corriente, se hace la suma de las potencias nominales de todos los aparatos conectados al secundario. Se debe tener en cuenta por otro lado, la impedancia de las líneas, si las distancias entre los transformadores y los instrumentos de medición, son importantes. Se escoge la potencia normal inmediata superior a la suma de las potencias. Los valores normales de las potencias de precisión y de sus factores de potencia, según ANSI, están dados en la Tabla G.1. El tipo de conexión. Hay tres formas en las que normalmente se conectan los secundarios de los transformadores de corriente, en circuitos trifásicos: 1) en estrella; 2) en delta abierta o V y 3) en delta. 1) Conexión en estrella. En esta conexión se colocan tres transformadores de corriente, uno en cada fase, con relevadores de fase en dos o tres de las fases para detectar fallas de fase. En sistemas aterrizados, un relevador conectado en el
común de los tres TC's detecta cualquier falla a tierra o por el neutro. En sistemas no aterrizados conectados de la misma forma puede detectar fallas a tierra múltiples de diferentes alimentadores. Las corrientes en el secundario están en fase con las del primario. 2) Conexión en delta abierta. Esta conexión es básicamente la misma que la conexión en delta pero con una pierna faltante, usando solo dos TC's. Con esta conexión se puede lograr una protección contra falla entre fases, en las tres fases, pero solo ofrece protección de fallas a tierra para las fases en que se tiene TC y si el ajuste del relevador está por debajo de la magnitud de la falla. En esta conexión las corrientes del secundario están en fase con las del primario. Ya que, con esta conexión no es posible detectar las fallas de secuencia cero, rara vez se usa como única protección del circuito. Frecuentemente se acompaña con un TC de secuencia cero tipo dona. Este TC de secuencia cero se puede aplicar en sistemas aterrizados o flotados, y como estos transformadores y sus relevadores asociados no son sensibles a las corrientes de fase, estos pueden ser de relativa baja capacidad, por lo mismo pueden ser muy sensibles a fallas a tierra. 3) Conexión en delta. Esta configuración utiliza tres transformadores de corriente, pero a diferencia de la conexión en estrella, los secundarios de interconectan antes de conectarlos a los relevadores. Este tipo de conexión se utiliza para la protección diferencial de transformadores de potencia. La conexión en delta de los TC's se utiliza en el lado del transformador de potencia conectado en estrella, y la conexión en estrella de los TC's se usa en el lado del transformador conectado en delta.
CAPACIDAD Y SELECCIÓN DE LOS TP’S. “Transformadores de potencia y extra alta tensión tipo columnas (large core) “
Equipo diseñado y fabricado de acuerdo con normas y especificaciones nacionales e internacionales, para aplicación en subestaciones de tipo intemperie, reductoras o elevadoras de la tensión; así como para alimentación de la tensión de cargas trifásicas o monofásicas industriales a niveles de subtransmisión. CARACTERISTICAS GENERALES:
Capacidades: De 10 hasta 120 MVA Voltaje de AT: de 15 hasta 400 kv. Voltaje de BT: de 2,4 hasta 115 kv. “Transformadores tipo acorazado para horno de arco eléctrico.”
Equipo útil en la industria de la producción de hierro y acero a partir de la fusión de chatarra, como alimentador de los electrodos que producen el arco eléctrico necesario para la fusión; diseñado de acuerdo con normas nacionales e internacionales. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: De 5 hasta 200 MVA Voltaje de A.T: de 13,8 hasta 69 kV Voltaje de B.T: de 60 hasta 2 000 V “Reactores limitadores de corriente “
Equipo para aplicación en subestaciones de potencia, como limitador de corrientes de falla del sistema o de la corriente de arranque de máquinas, para enlazar 2 ó más buses de generadores a un bus común, para sincronización de circuitos y para paralelaje de Transformadores de diferente impedancia, entre otros usos; diseñado de acuerdo con normas nacionales e internacionales. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: Hasta 5 000 kVA. Tipo de enfriamiento: AA No. de fases: 1 ó 3 Frecuencia: 60 Hz Voltaje: hasta 34,5 kV Corriente nominal: hasta 2 000 A
Elevación de temperatura: 80°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas. Altura de operación: 1 000 m.s.n.m “Transformadores de mediana potencia tipo subestación.”
Equipo ideal en subestaciones de tipo intemperie reductoras o elevadoras de voltaje, para Alimentar cargas trifásicas o monofásicas industriales en niveles de subtransmisión; diseñado de acuerdo con normas nacionales e internacionales.
CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: Monofásicos de 5 hasta 20 MVA, Trifásicos de 5 hasta 60 MVA Tipo de enfriamiento: OA, OA/FA, OA/FA/FA, OA/FA/FOA, FOA No. de fases:1 ó 3 Frecuencia.: 60 Hz Voltaje de AT: de 13,8 hasta 161 kV Conexión AT: Delta o Estrella Voltaje de BT: de 2,4 hasta 34,5 kV Conexión BT: Delta o Estrella Elevación de temperatura: 55°, 65° ó 55°/65° C sobre un ambiente máximo de 40°C y Promedio de 30°C en un período de 24 horas Altura de operación: 1 000 m.s.n.m. Líquido refrigerante: Aceite mineral. “Transformadores de pequeña potencia tipo subestación.”
Transformador fabricado para uso en subestaciones de tipo interior o intemperie, para reducción de la tensión de subtransmisiones o de distribución primaria a tensiones de distribución o utilización, para cargas trifásicas o monofásicas industriales o comerciales;
Diseñado de acuerdo con normas nacionales, así como con normas internacionales. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: De 112,5 hasta 10 000 kVA Tipo de enfriamiento: OA u OA/FA No. de fases: 3 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: de 2,4 hasta 69 kV Conexión AT: Delta o Estrella Voltaje de BT: 220 a 34 500 V Conexión BT: Delta o Estrella Altura de operación: 1 000 m.s.n.m. Elevación de temperatura: 55°, 65° ó 55°/65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y Promedio de 30°C en un período de 24 horas. Líquido refrigerante: Aceite mineral, RTEMP, o silicona líquido “Transformadores de pequeña potencia tipo subestación de distribución.”
Equipo ideal en subestaciones de tipo interior, para reducción de la tensión de Distribución primaria en 3 hilos a tensiones de utilización en 4 hilos, para alumbrado y cargas trifásicas o monofásicas industriales, ligeros o comerciales; diseñado de acuerdo con normas nacionales, así como con normas internacionales. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: 112,5; 150; 225; 300; 500; 750; 1 000; 1 500; 2 000 kVA Tipo de enfriamiento: OA No. de fases: 3 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: 4 160; 13 200; 23 000; 34 500 V
Conexión AT: Delta Voltaje de BT: 220Y / 127, 440Y / 254 V Conexión BT: Estrella Altura de operación: 2 300 m.s.n.m. líquido refrigerante : Aceite mineral Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas. “Transformadores de distribución tipo subestación trifásico.”
Equipo fabricado para uso en subestaciones de distribución tipo intemperie, para reducción de tensión de distribución primaria en 3 hilos a tensiones de utilización en 4 hilos, para cargas trifásicas industriales, comerciales o rurales; diseñado de acuerdo con normas nacionales NMX-J-116. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: 225, 300, 500 kVA Tipo de enfriamiento: OA No. de fases: 3 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: 13 200 V Derivación en AT: +/-2x2.5% Conexión AT: Delta Voltaje de BT: 220Y / 127 V ó 440Y/254 V Conexión BT: Estrella Altura de operación: 2 300 m.s.n.m. Líquido refrigerante: Aceite mineral Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas “Transformadores de distribución tipo poste trifásico”
Transformador útil en redes aéreas, para reducción de la tensión de distribución primaria en 3 hilos a tensiones de utilización en 4 hilos, para alumbrado y cargas trifásicas o monofásicas domésticas, comerciales, residenciales o rurales;
diseñado de acuerdo con especificaciones K-0000-01 de CFE y Norma NMX-J116-ANCE.
CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: 15; 30; 45; 75; 112,5; 150 kVA Tipo de enfriamiento: OA No. de fases: 3 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: 13 200 y 23 000 V Derivaciones en AT: +/-2x2,5% Conexión AT: Delta Voltaje de BT: 220Y/127 V ó 440Y/254 V Conexión BT: Estrella Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas Altura de operación: 2 300 m.s.n.m. Líquido refrigerante: Aceite mineral Opcional: Tipo Costa para ambientes Cálidos “Transformadores de distribución tipo poste monofásico”
Equipo para ser aplicado en redes aéreas, para reducción de la tensión de distribución primaria en2 hilos a tensiones de utilización en 3 hilos, para alumbrado y cargas monofásicas domésticas, residenciales o rurales; diseñado de acuerdo con especificaciones K-0000-01 de CFE y Normas NMX-J-116-ANCE. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: 25; 37,5; 50 kVA Tipo de enfriamiento: OA No. de fases: 1 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: 13 |200 V
Conexión AT: 2 hilos Derivaciones en AT: +/-2X2,5% Voltaje de BT:120/240 V Conexión BT: 3 hilos Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas Altura de operación: 2 300 m.ls.n.m Líquido refrigerante: Aceite mineral Opcional: Tipo Cálido, autoprotegido “Transformadores de distribución tipo monofásico YT (unicornio) “
Transformador para ser aplicado en redes aéreas, para reducción de la tensión de distribución primario en 1 hilo a tensiones de utilización en 3 hilos, para alumbrado y cargas monofásicas domésticas rurales; diseñado de acuerdo con especificaciones K-0000-01 de CFE y Normas NMX-J-116-ANCE. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: 5; 10; 15; 25; 37,5; 50 kVA Tipo de enfriamiento: OA No. de fases: 1 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: 13 200YT/7 620 V Derivaciones en AT: +/-2x2,5% Conexión AT: Fase a tierra (YT) Voltaje de BT: 120/240 V Conexión BT: 3 hilos Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas Altura de operación: 2 300 m.s.n.m. Líquido refrigerante: Aceite mineral Opcional: Tipo Cálido, autoprotegidos
“Transformador de distribución tipo pedestal (DCS) trifásico “
Transformador o equipo para aplicación en redes subterráneas con sistema de alimentación en anillo y radial, para reducción de la tensión de distribución primaria en 4 hilos a tensiones de utilización en 4 hilos, para alumbrado y cargas trifásicas o monofásicas, domésticas comerciales; diseñado de acuerdo con especificaciones K-0000-07 de CFE y Normas NMX-J-285-ANCE. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: 300, 500 kVA Tipo de enfriamiento: OA No. de fases: 3 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: 13 200YT / 7 620 V Derivaciones en AT: +/-2x2,5% Conexión AT: Estrella aterrizada Voltaje de BT: 220Y/127 V Conexión BT: Estrella aterrizada Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas Altura de operación 2 300 m.s.n.m. Líquido refrigerante : Aceite mineral Opcional: Tipo Cálido “Transformadores de distribución tipo especial (DRS) trifásico “
Equipo fabricado para uso en redes subterráneas con sistema de alimentación en anillo, para reducción de la tensión de distribución primaria en, 4 hilos, para alumbrado y cargas trifásicas o monofásicas domésticas o residenciales; diseñado de acuerdo con especificaciones K-0000-08 de CFE y Normas |NMX-J-285-ANCE. CARACTERISTICAS GENERALES:
Capacidades: 75; 112,2; 150; 225 kVA Tipo de enfriamiento: OA No. de fases: 3 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: 13 200YT/7 620 V Derivaciones en AT: +/-2x2,5% Conexión AT: Estrella aterrizada Voltaje de BT: 220Y/127 V Conexión BT: Estrella aterrizada Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas Altura de operación: 2 300 m.s.n.m. Líquido refrigerante: Aceite mineral Opcional: Tipo cálido, con ITM en baja tensión (hasta 150 KVA) “Transformadores de distribución tipo pedestal (DRS) monofásico “
Transformador para redes subterráneas con sistema de alimentación en anillo, para reducción de la tensión de distribución primaria en 1 hilo a tensiones de utilización en 3 hilos, para alumbrado y cargas monofásicas domésticas o residenciales; diseñado de acuerdo con especificaciones K-0000-04 de CFE y Norma NMX-J-285-ANCE. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: 23; 37,5; 50; 75 kVA Tipo de enfriamiento: OA No. de fases : 1 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: 13 200YT/7 620 V Derivaciones en AT: +/-2x2,5% Conexión AT: Fase a tierra (YT) Voltaje de BT: 120/240 V
Conexión BT: 3 hilos Elevación de temperatura: 65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30 C en un período de 24 horas Altura de operación: 2 300 m.s.n.m. Líquido refrigerante: Aceite mineral Opcional: Tipo cálido, con interruptor en baja tensión “Transformadores de distribución tipo sumergible (DCS) trifásico.”
Transformador o equipo para aplicación en redes subterráneas con sistema de alimentación en anillo y radial, para reducción de la tensión de distribución primaria en 4 hilos a tensiones de utilización en 4 hilos, para alumbrado y cargas trifásicas o monofásicas domésticas o comerciales. Diseñado de acuerdo con especificaciones K-0000-05 de CFE y especificaciones Luz y Fuerza. CARACTERISTICAS GENERALES: Capacidades: 300; 500; 750 kVA Tipo de enfriamiento: OA No. de fases: 3 Frecuencia: 60 Hz Voltaje de AT: 13 200YT/7 620 V; 23 000 V Derivaciones en AT: +/-2x2,5% Conexión AT: Estrella aterrizado Voltaje de BT: 220Y/127 V Conexión BT: Estrella aterrizada Elevación de temperatura: 55°/65°C sobre un ambiente máximo de 40°C y promedio de 30°C en un período de 24 horas Altura de operación: 2 300 m.s.n.m. Líquido refrigerante: Aceite mineral CUCHILLAS Y FUSIBLES
Definición y operación de cuchillas desconectadoras.
La cuchilla desconectadora es un elemento que sirve para desconectar físicamente un circuito eléctrico. Por lo general se operan sin carga, pero con algunos aditamentos se puede operar con carga, hasta ciertos límites. Cuchilla fusible. La cuchilla fusible es un elemento de conexión y desconexión de circuitos eléctricos. Tiene dos funciones: como cuchilla desconectadora, para lo cual se conecta y desconecta, y como elemento de protección. El elemento de protección lo constituye el dispositivo fusible, que se encuentra dentro del cartucho de conexión y desconexión. El dispositivo fusible se selecciona de acuerdo con el valor de corriente nominal que va a circular por él, pero los fabricantes tienen el correspondiente valor de corriente de ruptura para cualquier valor de corriente nominal. Los elementos fusibles se construyen fundamentalmente de plata (en casos especiales), cobre electrolítico con aleación de plata, o cobre aleado con estaño.
Criterios de selección. Según Harper, los criterios generales para la selección de las cuchillas son:
Garantizar un aislamiento dieléctrico a tierra y sobre todo en la apertura. Por lo general, se requiere entre puntos de apertura de la cuchilla un 15 o 20% de exceso en el nivel de aislamiento con relación al nivel de aislamiento a tierra. Conducir en forma continua la corriente nominal sin que exista una elevación de temperatura en las diferentes partes de la cuchilla y en particular en los contactos. Debe soportar por un tiempo especificado (generalmente 1 segundo) los efectos térmicos y dinámicos de las corrientes de cortocircuito. Las maniobras de cierre y apertura se deben realizar sin posibilidad de que se presenten falsos contactos o posiciones falsas aún en condiciones atmosféricas desfavorables. APARTARRAYOS
Naturaleza de las sobretensiones y sus efectos Las sobretensiones que se presentan en las instalaciones de un sistema pueden ser de dos tipos: 1. sobretensiones de tipo atmosférico.
2. sobretensiones por fallas en el sistema. Definición y operación de apartarrayos. El apartarrayos es un dispositivo que nos permite proteger las instalaciones contra sobre tensiones de tipo atmosférico. Las ondas que presentan durante una descarga atmosférica viajan a la velocidad de la luz y dañan al equipo si no se tiene protegido correctamente; para la protección del mismo se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos: 1. descargas directas sobre la instalación 2. descargas indirectas De los casos anteriores el más interesante, por presentarse con mayor frecuencia, es el de las descargas indirectas. El apartarrayos, dispositivo que se encuentra conectado permanentemente en el sistema, opera cuando se presenta una sobretensión de determinada magnitud, descargando la corriente a tierra. Su principio general de operación se basa en la formación de un arco eléctrico entre dos explosores cuya operación está determinada de antemano de acuerdo a la tensión a la que va a operar. Se fabrican diferentes tipos de apartarayos, basados en el principio general de operación; por ejemplo: los más empleados son los conocidos como "apartarrayos tipo autovalvular" y "apartarrayos de resistencia variable". El apartarrayos tipo auto valvular consiste de varias chapas de explosores conectados en serie por medio de resistencias variable cuya función es dar una operación más sensible y precisa. Se emplea en los sistemas que operan a grandes tensiones, ya que representa una gran seguridad de operación. El apartarrayos de resistencia variable funda su principio de operación en el principio general, es decir, con dos explosores, y se conecta en serie a una resistencia variable. Se emplea en tensiones medianas y tiene mucha aceptación en el sistema de distribución. La función del apartarrayos no es eliminar las ondas de sobretensión Presentadas durante las descargas atmosféricas, sino limitar su magnitud a valores que no sean perjudiciales para las máquinas del sistema.
Las ondas que normalmente se presentan son de 1.5 a 1 micro seg. (Tiempo de frente de onda). La función del apartarrayos es cortar su valor máximo de onda (aplanar la onda). Las sobretensiones originadas por descargas indirectas se deben a que se almacenan sobre las líneas cargas electrostáticas que al ocurrir la descarga se parten en dos y viajan en ambos sentidos de la línea a la velocidad de la luz. Los apartarrayos protegen también a las instalaciones contra descargas directas, para lo cual tiene un cierto radio de protección. Para mayor seguridad a las instalaciones contra las cargas directas se instalan unas varillas conocidas como bayonetas e hilos de guarda semejantes a los que se colocan en las líneas de transmisión. La tensión a que operan los apartarrayos se conoce técnicamente como tensión de cebado del apartarrayos. El condensador se emplea como filtro con los apartarrayos de los generadores. INTERRUPTORES DE POTENCIA
Definición y tipos de interruptores. Un interruptor es un dispositivo cuya función es interrumpir y restablecer la continuidad en un circuito eléctrico. Si la operación se efectúa sin carga (corriente), el interruptor recibe el nombre de desconectador o cuchilla desconectadora. Si la operación de apertura o de cierre la efectúa con carga (corriente nominal), o con corriente de corto circuito (en caso de alguna perturbación), el interruptor recibe el nombre de disyuntor o interruptor de potencia. Los interruptores en caso de apertura, deben asegurar el aislamiento eléctrico del circuito. Existen distintas formas de clasificar a los interruptores, una de ellas, según Harper, es por medio de extinción, pudiendo ser: interruptores en aceite (que ya no se utilizan), interruptores neumáticos, interruptores en vacío e interruptores en hexafloruro de azufre. También se clasifican los interruptores como de construcción de "Tanque muerto" o de "Tanque vivo". De tanque muerto significa que el tanque del interruptor y todos sus accesorios se mantienen al potencial de tierra y que la fuente externa y conexiones a la carga se hacen por medio de boquillas convencionales. De tanque
vivo significa que las partes metálicas y de porcelana que contienen el mecanismo de interrupción se encuentran montadas sobre columnas de porcelana aislante y están, por lo tanto, al potencial de línea. En la siguiente tabla se clasifican por medio de su interrupción y su disponibilidad. Los interruptores de aceite se pueden clasificar en 2 grupos: 1. Interruptores de gran volumen de aceite. 2. Interruptores de pequeño volumen de aceite. Interruptores de gran volumen de aceite. Estos interruptores reciben ese nombre debido a la gran cantidad de aceite que contienen. Generalmente se constituyen de tanques cilíndricos y pueden ser monofásicos. Los trifásicos son para operar a voltajes relativamente pequeños y sus contactos se encuentran contenidos en un recipiente común, separados entre sí por separadores (aislante). Por razones de seguridad, en tensiones elevadas se emplean interruptores monofásicos (uno por base de circuitos trifásicos. Las partes fundamentales en los interruptores son: Tanque o recipientes. Boquillas y contactos fijos. Conectores (elementos de conexión al circuito). Vástago y contactos móviles. Aceite de refrigeración.
Cuando opera el interruptor debido a una falla, los contactos móviles se desplazan hacia abajo, separándose de los contactos fijos. Al alejarse los contactos móviles de los fijos, se va creando una cierta distancia entre ellos, y en función de esta distancia está la longitud del arco eléctrico. El arco da lugar a la formación de gases, de tal manera que se crea una burbuja de gas alrededor de los contactos, que desplaza una determinada cantidad de aceite. En la siguiente figura, se aprecia el proceso de interrupción.
Conforme aumenta la separación entre los contactos, el arco crece y la burbuja se hace mayor, de tal manera que al quedar los contactos en su separación total, la presión ejercida por el aceite es considerable, por lo que en la parte superior del recipiente se instala un tubo de fuga de gases. Los interruptores de grandes capacidades con gran volumen de aceite originan fuertes presiones internas que en algunas ocasiones pueden explosiones. Para disminuir estos riesgos se idearon dispositivos donde se forman las burbujas de gas, reduciendo las presiones a un volumen menor. Estos dispositivos reciben el nombre de "cámaras de extracción" y dentro de estas cámaras se extingue el arco. El procedimiento de extinción es el siguiente: 1. Al ocurrir una falla se separan los contactos que se encuentran dentro de la cámara de extinción. 2. Los gases que se producen tienden a escapar, pero como se hallan dentro de la cámara que contiene aceite, originan una violenta circulación de aceite que extingue el arco. 3. Cuando el contacto móvil sale de la cámara, el arco residual se acaba de extinguir, entrando nuevamente aceite frío a la cámara. 4. Cuando los arcos se han extinguido, se cierran los elementos de admisión de la cámara. En la siguiente figura se expone un diagrama de un interruptor de gran volumen de aceite con "Cámara de extinción". El elemento de desconexión en los interruptores de gran volumen de aceite lo constituyen los contactos móviles. Estos contactos se pueden accionar en general de 3 maneras distintas:
Mecánicamente, por medio de sistemas volante-bielas o engrane-bielas. Magnéticamente, por medio de un electroimán conocido como bobina de disparo que acciona el trinquete de retención de los contactos móviles al ser energizado; se puede energizar manualmente (por medio de botón) o automáticamente (por medio de relevador). La acción de conexión o desconexión se puede efectuar substituyendo el volante o los engranes con un motor eléctrico que puede operarse a control remoto.
Interruptores de pequeño volumen de aceite.
Los interruptores de reducido volumen de aceite reciben este nombre debido a que su cantidad de aceite es pequeña en comparación con los de gran volumen. (Su contenido varía entre 1.5 y 2.5% del que contiene los de gran volumen.) Se constituyen para diferentes capacidades y voltajes de operación y su construcción es básicamente una cámara de extinción modificada que permite mayor flexibilidad de operación. El funcionamiento de este interruptor es el siguiente: 1. Al ocurrir una falla se desconecta el contacto móvil 3 originándose un arco eléctrico. 2. A medida que sale el contacto móvil, se va creando una circulación de aceite entre las diferentes cámaras que constituyen el cuerpo. 3. Al alcanzar el contacto móvil su máxima carrera al aceite que circula, violentamente extingue el arco por completo. 4. Los gases que se producen escapan por la parte superior del interruptor. Interruptores de aire. Debido al peligro de explosión e incendio que representan los interruptores en aceite, se fabrican los interruptores neumáticos, en los cuales la extinción del arco se efectúa por medio de un chorro de aire a presión. El aire a presión se obtiene por un sistema de aire comprimido que incluye una o varias impresoras, un tanque principal, un tanque de reserva y un sistema de distribución en caso de que sean varios interruptores. El proceso general es el siguiente: 1. Cuando ocurre una falla la detecta el dispositivo de control, de tal manera que una válvula de solenoide acciona a la válvula principal (2), ésta se abre, permitiendo el acceso de aire a los aisladores huecos (1). 2. El aire a presión que entra en los aisladores huecos presiona por medio de un embolo a los contactos (5). 3. Los contactos (5) accionan a los contactos (6) que operan simultáneamente abriendo el circuito. 4. Como los aisladores huecos (1) se encuentran conectados directamente a las cámaras de extinción (3), al bajar los contactos (5) para accionar a los contactos
(6) el aire a presión que se encuentra en los aisladores entra violentamente a la cámara de extinción (3) extinguiéndose el arco.
CONCLUSIONES
Aguilar López César Obeth
Chávez Avendaño Miguel Ernesto En este trabajo pude conocer muchas cosas que hay en las subestaciones de forma teórica como los interruptores de grandes capacidades con gran volumen de aceite originan fuertes presiones internas que en algunas ocasiones pueden explosiones. Para disminuir estos riesgos se idearon dispositivos donde se forman las burbujas de gas, reduciendo las presiones a un volumen menor. Estos dispositivos reciben el nombre de "cámaras de extracción" y dentro de estas cámaras se extingue el arco. Existen distintas formas de clasificar a los interruptores, una de ellas, según Harper, es por medio de extinción, pudiendo ser: interruptores en aceite (que ya no se utilizan), interruptores neumáticos, interruptores en vacío e interruptores en hexafloruro de azufre. Es muy importante conocer los mas que se pueda acerca de las subestaciones de potencia pues como se realizó este trabajo es demasiado amplio pero se remarca lo mas importante y adecuado.
