MANTENIMIENTO DE SUBESTACIONES SUBESTACIONES ELÉCTRICAS Dr. Ángel Marroquín de Jesús
Nuevo Vallarta,Na Vallarta,Nayarit yarit 26 de junio del 2013. 2013.
Reglas del curso 1. 2. 3. 4.
Hacer Hacer todas todas las las pregu pregunt ntas as que que quier quieras. as. Prohi Prohibi bido do sali salirr con con dud dudas as.. No fuma fumarr dentr dentro o de la la sala sala de capa capacit citaci ación. ón. Respeta Respetarr el horario. horario. (Entradas (Entradas y Salidas Salidas el tiempo tiempo es justo justo para para el curso). 5. Hablarse Hablarse por el nombre nombre todos los partici participant pantes. es. (No (No manejemos manejemos títulos). 6. No contes contestar tar los celular celulares es durante durante la la exposición exposición (Respe (Respeto to por los los demás) 7. El que quiera quiera salir al baño hacerl hacerlo o en silencio. silencio. ( No es necesar necesario io interrumpir) 8. La ve verda rdad d absol absoluta uta no exis existe te.. 9. No hay hay alusi alusione oness perso persona nale les. s. 10.Respeto. 11.Participar activamente.
Contenido
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Gener Generali alidad dades es del manteni mantenimie mient nto o Clasifi Clasificac cación ión de subes subestac tacion iones es Fussibles Fu Apar Aparta tarr rraayos yos Secc Se ccio iona nado dorres Falla Fallass en en subes subestac tacion iones es Relev Re levado adore ress de prote protecci cción ón Interrupt Interruptores ores electromagné electromagnético ticoss Conc Conclu lusi sion ones es
Objetivo general
Proporcionar a los participantes los conocimientos teóricos y prácticos para ope operar y mantener en óptimas condiciones el funci uncion onam amie ien nto de subes ubesttacio acion nes eléc eléctr tric icaas en baja y media tensión, aplicando el mant manten enim imie ient nto o prev preven enti tivo vo y pred predic icti tivo vo..
Para el mantenimiento del equipo, es conveniente considerar los aspectos siguientes: a) Archivo histórico y análisis de resultados
b) Establecer las necesidades de mantenimiento para cada equipo.
c) Formular las actividades de los programas de mantenimiento
d) Determinar actividades con prioridad de mantenimiento para cada equipo en particular
e) Se debe contar con personal especializado y competente
Mantenimiento correctivo
Requiere poca planeación y control, pero sus desventajas lo hacen inaceptable en grandes instalaciones, ya que el trabajo es realizado sobre una base de emergencia.
Mantenimiento preventivo Las actividades tienen la finalidad de impedir o evitar que el equipo falle durante el período de su vida útil se apoya en experiencias de operación que determinan que el equipo después de pasar el período de puesta en servicio reduce sus posibilidades de falla.
Mantenimiento predictivo Combina las ventajas de los dos tipos de mantenimiento anteriores; para lograr el máximo tiempo de operación del equipo. Se aplican técnicas de revisión y pruebas más avanzadas, requiere de controles rigurosos para su planeación y ejecución.
Periodicidad en el mantenimiento
Concepto que ha venido variando significativamente con el tiempo producto principalmente del continuo desarrollo tecnológico alcanzado tanto en el diseño y fabricación de tales componentes, como en la implementación de nuevas y mejores técnicas de prueba, verificación, supervisión, monitoreo y diagnóstico.
Mantenimiento en transformadores
El tipo de mantenimiento que se aplica está ligado al costo del propio equipo y a la importancia de la función que desempeña.
ESPECIFICACIONES DISEÑO FABRICACIÓN PRUEBAS EN FABRICA EMBARQUE TRANSPORTE ENSAMBLE EN CAMPO PRUEBAS DE PUESTA EN SERVICIO PRUEBAS DE MANTENIMIENTO
Factores que afectan a las estrategias de mantenimiento.
Presión para la reducción de costos de mantenimiento Utilizar tecnologías que permitan alargar los periodos de mantenimiento sin afectar la confiabilidad de los equipos .
Rotación de personal Reducir los tiempos de capacitación de personal nuevo a través de la utilización de sistemas expertos.
Problemas de libranzas Favorecer la utilización de técnicas de diagnóstico en línea.
Subestación eléctrica
Conjunto de transformadores, convertidores, interruptores, etc., destinados a la alimentación de una red de distribución de energía eléctrica.
Edificio o ubicación al exterior donde la energía eléctrica de un sistema de potencia se transforma, convierte, controla, etc.
Clasificación de subestaciones eléctricas
De acuerdo a su voltaje Subestaciones de potencia (400, 230 y 115 kV) Subestaciones de distribución (115kV, 34.5 kV y 13.8 kV)
Por su construcción Las subestaciones convencionales son aquellas cuyos elementos, componentes están diseñados para operara al aire libre y por ende soportar los embates del clima; lluvia, viento, granizo, contaminación atmosférica, etc.
Tipo interior Son subestaciones cuyo equipo esta diseñado para operar en el interior de edificios o construcciones especial es para la subestación. Actualmente van perdiendo terreno frente a las blindadas debido a que las condiciones fabriles proporcionan mayor calidad.
Blindadas
Tienen un equipo eléctrico dentro de módulos herméticamente cerrados, aislados con gas SF6 (hexafluoruro de azufre) a presión con blindaje metálico. Equipo eléctrico en estos casos es más caro que el equipo convencional, la S.E. en hexafluoruro de azufre pueden en ciertas condiciones resultar más económicas.
1. Barra con seccionador/ seccionador de puesta a tierra combinados. 2. Interruptor de potencia 3. Transformador de corriente 4. Transformador de tensión 5. Seccionador de salida con seccionador de puesta a tierra 6. Seccionador de puesta a tierra rápido 7. Módulo de conexión de cables 8. Armario de control
Color amarillo : gas SF6 Color rojo: partes activas bajo alta tensión Color celeste : cerramientos Color marrón :material aislante Color rosa: partes baja tensión Color gris: partes mecánicas, estructuras
Por su tipo de servicio Las subestaciones eléctricas elevadoras se ubican en las inmediaciones de las centrales eléctricas para aumentar la tensión de salida de sus generadores. En México, 13.2 kV, 23kV, 34.5kV, 110kV, 220kV y 400 kV.
Reductoras de voltaje Se requiere elevar la tensión desde las fuentes de generación para transmitirla con un mínimo de pérdidas eléctricas y reducir posteriormente la tensión para utilizarla en donde se requerirá de acuerdo a las necesidades del usuario.
De enlace o maniobras
En los sistemas eléctricos se tienen variaciones considerables de carga, surge la necesidad de realizar maniobras de conmutación para modificar la estructura del sistema, para lograr con esto un régimen de operación económico, confiable y seguro.
Por las noches cuando hay poca demanda se desconectan líneas y transformadores y por las mañanas se vuelven conectar.
Subestaciones compactas tipo interior Son muy usadas en instalaciones industriales y comerciales, en el caso de grandes industrias, estas reciben la energía de subestaciones primarias para ser distribuida a distintos puntos de las instalaciones.
Recomendaciones generales para realizar pruebas eléctricas al equipo primario a) Para equipos en operación, con base en los programas de mantenimiento, tramitar los registros y licencias correspondientes.
b) Tener la seguridad de que el equipo a probar no este energizado. Verificando la apertura física de interruptores y/o cuchillas seccionadoras.
c) El tanque o estructura del equipo a probar, debe estar aterrizado. d) Aterrizar el equipo a probar por 10 minutos aproximadamente para eliminar cargas capacitivas que puedan afectar a la prueba y por seguridad personal.
e) Desconectar de la línea o barra, las terminales del equipo a probar.
f) En todos los casos, ya sea equipo nuevo, reparado o en operación, las pruebas que se realicen siempre deben estar precedidas de actividades de inspección o diagnóstico.
g) Preparar los recursos de prueba indispensables como son: Instrumentos, Herramientas, Probetas, Mesas de prueba, etc.
h) Preparar el área de trabajo a lo estrictamente necesario, delimitar el área de trabajo para evitar el paso de personas ajenas a la prueba; procurando se tengan fuentes accesibles y apropiadas de energía.
Fusibles Son dispositivos de protección confiables en redes de media tensión contra efectos dinámicos y térmicos causados por corto-circuito o sobrecargas superiores a la corriente mínima de interrupción de los fusibles.
En referencia de las normas NMX-J-149 e IEC 60282-1, "Se aconseja REMPLAZAR LOS TRES FUSIBLES cuando el fusible en una o dos de sus fases, de un circuito trifásico ha operado, a menos que se sepa con certeza que no ha habido sobrecorriente en los fusibles que no se fundieron."
Corriente nominal (In)
La corriente nominal de un fusible corresponde al valor máximo de corriente que el fusible puede conducir por tiempo indefinido sin llegar a la fusión y que genera una cantidad de calor tal que el fusible puede disipar satisfactoriamente.
Capacidad interruptiva (I1) (Corriente máxima de interrupción) La capacidad interruptiva (corriente máxima de interrupción) I1 corresponde a la máxima intensidad de corriente de corto-circuito que un fusible es capaz de interrumpir con seguridad.
Corriente mínima de interrupción (I3)
Para corrientes por encima de la corriente nominal In los tiempos de fusión son muy largos, y menores a medida que las corrientes son mayor es. En este rango (In e I3) la capacidad de disipación de calor del fusible es menor que la cantidad de calor generado en el interior, por lo que se presentan esfuerzos térmicos severos que pueden dañar al fusible.
Corriente mínima de interrupción (I3)
Corriente mínima de interrupción (I3)
Corriente mínima de interrupción (I3)
Para fusibles con corrientes nominales hasta de 63 A, la corriente mínima de interrupción I3 es aproximadamente 2.5 veces la corriente nominal In del fusible
Corriente mínima de interrupción (I3)
Para corrientes nominales mayores a 63 A, la corriente mínima de interrupción I3 es del orden de 3 veces la corriente nominal In del fusible.
Corriente mínima de interrupción (I3)
Mientras que para fusibles de corrientes nominales de 200 A y mayores corresponde a 4 veces la corriente nominal In.
Selección de la corriente nominal (In)
Para evitar la operación del fusible en el rango de sobrecarga. Se selecciona la corriente nominal In del fusible con un factor de sobredimensionamiento de acuerdo al equipo a proteger, que por ejemplo, En el caso de transformadores es de 1.6 a 2 veces la corriente nominal en el circuito.
Niveles de tensión máxima de interrupción correspondientes a la tensión nominal de fusibles.
No utilice lija o fibra para limpiar los casquillos si están sucios o ennegrecidos, ya que esto no afecta sus características de conducción eléctrica . Emplee un paño suave ligeramente humedecido con una solución de limpiador de plata sin materiales abrasivos.
Instalación y/o remplazo
1) Utilice pinzas especiales para manejo de fusibles de alta tensión (marca DRIWISA® tipo DW-018). 2) Utilice guantes aislantes debidamente garantizados para empleo en alta tensión. 3) Colóquese un casco de material aislante. 4) Tenga listo el cable, pértiga y equipo para conectar a tierra. 5) Tenga lista una cama de arena donde pueda depositar los fusibles.
6) Frente al equipo que contenga los fusibles, coloque una tarima aislante para alta tensión o una tarima de madera y un tapete aislante y permanezca encima durante todo el tiempo que dure la operación, más aún si el ambiente es húmedo.
7) Si trabaja en circuitos derivados o en subestaciones remotas, coloque letreros en el interruptor o subestación principal donde avise que se encuentra trabajando "NO CONECTAR, PELIGRO DE MUERTE" "HOMBRES TRABAJANDO"
8) Desconecte la alimentación de alta tensión: 8.1) Cerciórese que el desconectador con carga principal o interruptor principal esté abierto. De no ser así ábralo. 8.2) Abra la cuchilla de paso (sin carga). 8.3) Conecte la cuchilla de puesta a tierra (en caso de disponer de este tipo de equipo).
9) Abra la puerta de la celda; colóquese estratégicamente donde la puerta no lo golpee, ni reciba proyecciones del interior.
Precaución
LOS FUSIBLES PUEDEN ALCANZAR ALTAS TEMPERATURAS DE MANERA QUE AL ABRIR LA PUERTA DE LA CELDA, PUEDEN LLEGAR A RECIBIR UN IMPACTO TERMICO CUYO RESULTADO ES QUE SE ESTRELLE O ESTALLE LA PORCELANA DE LOS FUSIBLES, POR LO TANTO, PERMITA LA ENTRADA DE AIRE FRESCO LENTAMENTE.
10) Conecte el cable de tierra (utilice un cable de calibre adecuado y una pértiga), a la barra de tierra de la subestación o a estructuras aterrizadas, y después a las fases (en caso de no tener cuchilla de puesta a tierra integrada al equipo).
11) Cerciórese y determine la causa que hizo operar al fusible, ya sea cortocircuito o sobrecarga. Elimine la anomalía, retire los restos de materiales y realice una limpieza general.
13) Inspeccione los fusibles nuevos y cerciórese de que no muestran huellas de maltrato, rayaduras, roturas, grietas o fisuras en la porcelana ni abolladuras en los casquillos; si esto llegara a ocurrir, no los utilice, ya que su uso puede representar riesgos. Verifique que el perno percutor no este disparado ni fuera de su lugar.
14) Los casquillos tienen un recubrimiento de plata para brindar excelente conductividad y asegurar un contacto eléctrico adecuado. Para limpiar los casquillos de los fusibles y los clips de montaje, no utilice lija o fibra si están sucios o ennegrecidos.
15) Retire los fusibles anteriores con las pinzas DW-018 y remplácelos por fusibles DRIWISA® de las mismas características: Tipo, tensión nominal y corriente nominal.
Nunca utilice fusibles de marcas diferentes o de tipos, tensiones o corrientes nominales diferentes aun cuando sean de la misma marca, ya que sus características no son iguales.
En sistemas trifásicos se recomienda el remplazo de los tres fusibles aun cuando solamente uno haya operado ya que los restantes pueden estar dañados y causar problemas posteriormente (Norma IEC 60282-1 y NMX-J149-1).
PRECAUCION: LOS FUSIBLES PUEDEN AUN ESTAR CALIENTES. COLOQUELOS EN LA CAMA DE ARENA, Y DEJE PASAR SUFICIENTE TIEMPO ANTES DE TOCARLOS CON LAS MANOS.
18) Retire toda la herramienta que haya empleado y verifique que esté completa y no haya quedado nada en el interior del gabinete.
Protección de Transformadores
La correcta aplicación de fusibles, requiere del conocimiento de las características de operación tanto de la red como de los equipos a ella conectados.
Protección de transformadores monofásicos de una boquilla.
Protección de transformadores monofásicos de dos boquillas
Protección de transformadores trifásicos.
Protección de bancos de capacitores En la aplicación de fusibles de expulsión para la protección de bancos de capacitores contra sobrecorrientes, se deben tener en consideración las siguientes características de operación de éstos:
Debido a que la corriente transitoria de energización de los capacitores no se reduce en proporción a su corriente nominal, en las unidades pequeñas esta corriente de energización es un múltiplo mayor de aquella, por lo que la corriente nominal de los eslabones fusibles a seleccionar puede ser hasta de dos veces la corriente nominal de los capacitores.
Los criterios actuales establecen factores comprendidos entre 1.35 y 1.65 veces la corriente nominal de los capacitores.
Eslabones fusibles K o T para protección de bancos de capacitores
Mantenimiento a subestaciones compactas
ADVERTENCIA Es muy importante que siempre desenergice este equipo antes de trabajar en él, de lo contrario le puede causar lesiones serias o incluso la muerte.
Mantenimiento Preventivo
La subestación compacta generalmente no requiere de cuidados particulares de atención o mantenimiento. De cualquier modo, para asegurarse de una operación segura y confiable, son necesarias una serie de revisiones en intervalos de tiempo definidos, la frecuencia de los cuales dependerá de las condiciones ambientales y de operación. Dentro de los trabajos de mantenimiento preventivo, le recomendamos que efectúe las siguientes acciones al menos cada año:
Mecanismo de puesta a tierra
Las subestaciones cuentan con un sistema de puesta a tierra interconectado entre las cuchillas y los apartarrayos, el cual permite aterrizar las cargas residuales y tiene la finalidad de dar más protección en el momento de efectuar cualquier mantenimiento. Como se muestra en la figura.
Seccionadores
Los seccionadores se utilizan para la apertura y cierre de circuitos eléctricos casi sin carga. Durante esta maniobra pueden cortar corrientes despreciables (esto son corrientes de hasta 500 mA, p.ej. corrientes capacitivas de embarrados o transformadores de tensión).
Funciones de los seccionadores
La función de los seccionadores de puesta a tierra consiste en poner partes desconectadas de las celdas a tierra y – si se trata de seccionadores de puesta a tierra multipolares – de ponerlas en cortocircuito al mismo tiempo.
El mecanismo motorizado – previsto para seccionadores y seccionadores de puesta a tierra tipo 3D – consiste principalmente en un motor compound de c.c., grado de protección IP00, que acciona el eje excéntrico de un mecanismo de rotación libre a través de un engranaje de ruedas dentadas rectas de un solo nivel.
Mecanismo motorizado El mecanismo de rotación libre hace girar la manivela (2) en sentido antihorario. La manivela está unida a la palanca de accionamiento a través de una barra de accionamiento corta, y la palanca de accionamiento está conectada con el eje de maniobra (4).
Endurancia
Normalmente, los seccionadores y seccionadores de puesta a tierra se maniobran pocas veces. Por eso no han sido diseñados para un gran número de ciclos de maniobra. La endurancia mecánica y la endurancia de los contactos es de: 5,000 ciclos de maniobra para el seccionador 1,000 ciclos de maniobra para el seccionador de puesta a tierra.
Cuchillas seccionadoras sin carga
Son utilizadas como dispositivos de seccionamiento de circuitos, en sistemas de media tensión de 7.2kV hasta 38 kV, especialmente para aislar subestaciones, barras y circuitos de la fuente de suministro.
Mantenimiento preventivo de cuchillas de operación sin carga Al menos una vez al año o cada 30 operaciones: Cerciórese de que el equipo NO ESTÉ ENERGIZADO, cuando se realice el mantenimiento. Siga las reglas básicas de seguridad y utilice los accesorios de seguridad requeridos (tarima aislante, guantes, casco, cables para conectar a tierra, etc.).
Abra el equipo, limpie las superficies super ficies de contacto que se encuentren sucias con ayuda de un solvente solvente y aplique parafina DRIWISA®. NUNCA utilice otro tipo de grasa orgánica, aceite o cualquier tipo de lubricante lubricante industrial. industrial. Se recomienda recomienda lubricar cada 20 operaciones y/o lubricar en cada mantenimiento.
Lubrique ligeramente las partes móviles del mecanismo de operación, (mecanismo operador, operador, puntos de giro y flecha) con un lubricante industrial adecuado.
Realice varias varias operaciones de apertura y cierre del equipo a través través del mecanismo m ecanismo operador (disco, palanca o manivela).
Cuchillas seccionadoras con carga carga Tienen su principal pr incipal aplicación en subestaciones compactas y tableros de media tensión de servicio interior, interior, habiéndose convertido convertido en el equipo preferido preferido por la mayoría de los fabricantes fabricantes de subestaciones por su buen funcionamiento, funcionamiento, confiabilidad, calidad y diseño robusto, robusto, así como su amplia disponibilidad y bajo mantenimient ma ntenimiento. o.
Inspección visual y limpieza
Con la finalidad de detectar posibles daños al equipo o accesorios de la subestación se debe comprobar los siguientes puntos: Abra el aparato. Limpie las superficies de barras, aislamientos, contactos, boquillas que se encuentran sucias con desengrasante y solvente dieléctrico. Verificar que los tornillos de todas las uniones y conexiones se encuentren perfectamente apretadas.
Solamente aplique parafina como lubricante sobre las superficies de contacto. Nunca utilice grasa orgánica, aceite o algún tipo de lubricante industrial. Lubrique ligeramente las partes móviles del mecanismo de operación (mecanismo operador, puntos de giro flecha accionamiento resorte)
En el caso de cuchilla de paso de operación sin carga, verifique que las navajas estén alineadas entre sí y con respecto a los contactos fijos.
En el caso de desconectadores o de cuchilla de paso de operación con carga, compruebe que las barras o cables conectados a las terminales del desconectador o cuchilla de paso no ejerzan o apliquen fuerza alguna, ya que esto puede provocar que se desalinean las cámaras con respecto a los ganchos o bien desajustes que entorpezcan el buen funcionamiento del equipo.
En el caso de desconectadores de operación con carga, cerciórese presionando con ayuda de una pértiga o la mano, de que en la posición cerrado, los ganchos de arqueo hayan entrado hasta su tope en la cámara de extinción del arco.
Inspección de Acabados
El Acabado de la lámina de una subestación compacta, garantiza un uso en intemperie por 1000 horas en cámara salina, esta compuesto de un recubrimiento anticorrosivo que permite la óptima conservación del equipo. Se debe revisar el estado que guarda la pintura, en caso de presentar deterioro de debe efectuar retoque con pintura por aspersión.
Mantenimiento Correctivo
Los trabajos a efectuar dentro del mantenimiento correctivo dependerán de los resultados no satisfactorios obtenidos durante los trabajos periódicos efectuados en el mantenimiento preventivo. Dentro de las posibles fallas en las subestaciones compactas tenemos:
Fallas en los fusibles
Se pueden presentar fallas de corto circuito en las instalaciones, lo que provoca la operación de los fusibles.
Visita inesperada
Visita inesperada
Visita inesperada
Visita inesperada
Falla en los apartarrayos
Se pueden presentar fallas de sobretensiones en las instalaciones provocadas por descargas atmosféricas, lo que propicia fallas de los mismos.
Fallas en los devanados del transformador
Para resolver este tipo de fallas es muy importante que sean atendidas por personal capacitado y que sepa interpretar el funcionamiento del equipo, ya que su mala ejecución puede provocar la destrucción del equipo y la invalidez de la garantía.
Dentro de las fallas más frecuentes tenemos: • Conexiones flojas • Fallas entre espiras • Corto Circuito Externo • Sobretensiones • Sobrecargas
Sobretensiones temporales (permanentes)
Son aquellas sobretensiones originadas por incrementos en la tensión de red, generalmente superiores al 10% de su valor nominal y duraciones variables entre décimas de segundo y minutos. Suelen estar ocasionadas por pérdida de neutro y algunos otros fenómenos como la conexión/desconexión de condensadores o capacitores.
Seguridad
Las principales condiciones inseguras de la instalación, operación y mantenimiento de un transformador son:
Modificar arreglo de derivaciones (taps) inapropiadamente Voltajes mortales Equipo en movimiento Partes y componentes pesados
Cuchilla de operación sin carga
Relevadores de protección
Los relevadores son dispositivos que responden a algunos o a varias características del sistema eléctrico como son voltaje, corriente, frecuencia, factor de potencia, etc., los cuales se alteran al ocurrir una falla en el sistema.
En términos generales, un relevador eléctrico es un dispositivo que, colocado en un circuito eléctrico, produce cambios en otros circuitos o en el circuito propio. Un relevador de tipo sencillo consta de una bobina y un contacto conectados en la siguiente forma.
Estadísticas de fallas.
3%
2%
8%
10%
Líneas de transmisión y distribución 50%
Interruptores Transformadores
12%
Cables Equipo de control 15%
Transformadores de instrumento Otros
Causas que originan fallas en el sistema.
Como ya han sido mencionadas cuales podrían ser las posibles causas que originan que los equipos eléctricos de un sistema eléctrico pudieran fallar, ahora se realiza una pequeña explicación acerca del estudio del fenómeno que origina la falla, entre las fallas más comunes se tienen las siguientes:
Sobrecarga Cortocircuito Caída de tensión Elevación de tensión Variación de frecuencias Inversión de flujo de potencia
Elementos que intervienen en un sistema de protección.
Inteligencia de disparo
Electromagnéticos . El relevador protector electromagnético ha sido utilizado ampliamente en la industria durante muchos años, con un alto grado de éxito.
Time Delay Voltage Relay
Time-overcurrent Relay
Transformadores de potencia.
Además de representar la mayor inversión, poseen un alto costo generado por la importancia logística que significan dentro del sistema eléctrico.
En el relación al sistema de enfriamiento se buscan fisuras en los radiadores, funcionamiento de abanicos, válvulas de radiadores (fugas de aceite), conservación de silica gel, la cual se debe cambiar cada dos años o aumenta la concentración de humedad y se degrada el transformador aceleradamente.
Estas fallas se pueden agrupar, dependiendo si ocurren en el propio transformador o fuera del mismo en: Fallas internas Fallas externas
Las fallas internas pueden ser subdivididas en dos grupos: a) Fallas incipientes b) Fallas eléctricas
Fallas incipientes. En general todas las fallas internas son muy serias, sobre todo porque siempre está presente el peligro de incendio. Sin embargo, existe un grupo de fallas llamadas incipientes, las cuales en su etapa inicial no son severas, pero pueden dar lugar a fallas mayores si no son libradas lo más rápidamente posible.
Fallas eléctricas. Las fallas eléctricas más severas son del siguiente tipo:
Fallas en los contactos de los cambiadores de derivación que produce puntos calientes, o bien, cortocircuito entre derivaciones.
Arqueo entre un devanado y el núcleo o tanque, debido a sobretensiones causadas por descargas atmosféricas, fallas externas o maniobras de switcheo en el sistema.
Arqueos entre devanados o entre espiras contiguas de capas diferentes de un mismo devanado, debido a la misma causa anterior o por movimiento de los devanados bajo la acción de fuerzas electromagnéticas durante cortocircuitos externos.
Las fallas externas son fallas que se presentan de las terminales del transformador hacia el sistema, pudiendo ser estas: a) Sobrecorrientes, debidas a sobrecargas o corto circuitos. b) Sobretensiones
Transformadores de instrumento.
Son equipos que permiten obtener valores reducidos de tensión y corriente para propósitos de medición y protección del sistema. El costo de estos equipos es menor que el de un transformador de potencia, sin embargo, las fallas asociadas a estos equipos pueden generar fallas catastróficas en todo el equipo primario.
Se revisa: Tierras Aislamiento Pruebas eléctricas Conexiones Fugas de aceite Tablillas de conexiones.
Apartarrayos Dispositivos destinados a absorber las sobretensiones producidas por descargas atmosféricas o por maniobras.
Clasificación de los apartarrayos Secundarios o de baja tensión Distribución Intermedia Estación
Aspectos a revisar Tierra bien conectada, sin sulfato. Puntos calientes Contaminación del aislamiento Antigüedad Pruebas eléctricas (aislamiento, factor de potencia)
La selección de la tensión del apartarrayo es de vital importancia, ya que ella determina el grado de protección del mismo y también su costo.
Bajo ningún aspecto el apartarrayo debe verse expuesto, en servicio a una tensión o sobretensión de frecuencia fundamental, 50 o 60 Hz, que exceda su extinción, pues de lo contrario el apartarrayo se vería sometido a una sobrecarga.
Si dicha sobrecarga excede el límite de descompresión que puede manejar las membranas internas y la válvula de alivio, el encapsulado de porcelana explota.
“La Comisión Federal de Electricidad (CFE) informó que la explosión registrada esta mañana en calles del Centro Histórico de la Ciudad de México se debió a una sobrecarga en la red de baja tensión, ocasionada por una falla en un equipo de medición y un apartarrayos de la red eléctrica”. El Economista, Noviembre 2010.
a) Cerámico
b) Polimérico
Interruptores
Son dispositivos que permiten la conexión y desconexión del equipo primario ante condiciones normales o de falla. Se les asocia con las protecciones eléctricas, su correcto funcionamiento permite aislar y proteger equipo adyacente al punto donde ocurre una falla. Tienen la característica de ser equipos dinámicos, pueden presentar problemas de índole eléctrico o mecánico.
Los principales puntos de revisión son:
Presiones de SF6. Presión neumática. Condiciones del mecanismo. Condiciones del aislamiento. Inspección de puntos calientes. Disparidad de polos. Factor de potencia.
Interruptores Electromagnéticos Los interruptores electromagnéticos tienen como función principal, interrumpir la corriente de los contactos si pasa más de la permitida. Son más rápidos y más precisos en el límite de corriente que los térmicos, y se emplea en lugares donde se necesita un corte rápido como alimentación de motores de gran tamaño.
Interruptores en Vacío
La función de un Interruptor en Vacío es obstaculizar la corriente eléctrica extinguiendo el arco que se produce al separarse los contactos. La cerámica de alta alúmina ofrece mayor resistencia mecánica y desgasificación fácil. Alto rendimiento, fiabilidad y larga vida asegurados. Interrupción de alta velocidad y corto tiempo de formación de arcos. Interrupción de alta velocidad y corto tiempo de formación de arcos.
Causas que originan un incidente de arco interno en un tablero
Condiciones ambientales (altas temperaturas, humedad, polvo, ambiente salino, agentes corrosivos en el medio ambiente). Operación incorrecta del equipo, olvido de herramienta dentro del tablero Falla de aislamiento Plagas (ratas, iguanas, gatos) Falta de mantenimiento
Resultado de un arco interno Calor - Temperatura que puede llegar 20,000 °C, gases calientes, metales fundidos, radiación térmica. Presión - Una rápida elevación de temperatura puede desencadenar en una explosión violenta. Toxicidad – Componentes tóxicos derivados de la fundición de los componentes del tablero.
Medio de extinción del arco por vacío
Disposición interna
Disposición interna del Interruptor de vacío ABB VD4X.
Compartimento de barras con seccionador de 3 posiciones: Conectado / Desconectado / Puesta a tierra.
Montaje Removible Es por mucho el interruptor de potencia de media tensión más común. Se utiliza casi exclusivamente hasta 38 kV. Antes de la introducción de los diseños en vacío, los interruptores de potencia de media tensión eran mucho más grandes Por ejemplo, una estructura vertical podía alojar un Interruptor de Tipo de Aire Magnético. El interruptor era removible, típicamente por medio de ruedas.
Condiciones de Seguridad en el Mantenimiento
En la medida de lo posible, debe evitarse el trabajo en conductores o equipos energizados.
Cuando se trabaje cerca o directamente con conductores energizados, se deberá utilizar herramientas aisladas.
La desenergización y energización de equipos, instalaciones eléctricas, subestaciones, debe hacerse bajo la supervisión de personal autorizado..
Convocar a una reunión informativa de 10 minutos sobre el servicio a cubrir, solicitando que las instrucciones de análisis de peligros potenciales y permiso de trabajo seguro se aplique.
PRUEBAS BÁSICAS DE DIAGNÓSTICO
PRUEBAS DE MONITOREO
CONTINUO
PROGRAMADO
PRUEBAS DE DIAGNÓSTICO
BÁSICAS
Temperatura en: tanque principal, tanque del cambiador, núcleo, bobinas y ambiente
Inspección visual
Resistencia de aislamiento
Pbas. eléctricas y Físico-Químicas del aceite
Factor de potencia
Gases disueltos
Cromatografía de gases
Relación de transformación
Descargas parciales
Descargas Parciales
Resistencia óhmica
Apriete de bobinas
Furaldehídos
Corriente de excitación
ESPECIALES Voltaje de recuperación Respuesta al impulso Respuesta a la frecuencia Descargas parciales
DESENERGIZACIÓN EN BAJA TENSIÓN
Desenergi Desenergizac zación ión de tableros tableros B.T B.T y TR
DESENERGIZACIÓN EN BAJA TENSIÓN
DESENERGIZACIÓN DE LA S.E.
LIBRANZA POR PARTE DE C.F.E.
VERIFICACIÓN DE AUSENCIA DE POTENCIAL
CIERRE DE CORTACIRCUITOS POR CFE
ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO A S.E.
PRUEBAS DE OP. DEL SECCIONADOR
ENERGIZACIÓN DE TR. Y T. B.T.
RESISTENCIA DE AISLAMIENTO OBJETIVO: Verificar el grado de humedad o deterioro del sistema aislante aceite-papel.
DESCRIPCION GENERAL: Las pruebas se realizan con un medidor de resistencia de aislamiento, el cual está integrado por una fuente de corriente directa (500-5000 V) y un medidor de la corriente circulante, la cual es proporcional a la resistencia. La escala está graduada directamente en Megohms.
CIRCUITO EQUIVALENTE V I = -------Z
Micro-amperímetro graduado en Megohms
R
Transformador
C
bajo prueba
REPORTE DE PRUEBAS CONEXIONES DE PRUEBAS
TEMP
° C
LINEA GUARDA
TIERRA Tiempo de prueba (min)
15 seg 30 seg 45 seg 1 min 2 min
3 min 4 min 5 min 6 min 7 min 8 min 9 min 10 min Indice 1 : 0.5 Indice 10 : 1
LECTURAS Valor Medido
Multiplicado
LECTURAS Corregido a 20 °C
Valor Medido
Multiplicado
Corregido a 20 °C
LECTURAS Valor Medido
Multiplicado
Corregido a 20 °C
FACTORES DE CORRECCIÓN Y VALORES MÍNIMOS RECOMENDADOS Temperatura en °C del transformador
Factor de Corrección
Temperatura en °C del transformador
Factor de Corrección
90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40
66.0 49.0 36.2 26.8 20.00 14.8 11.0 8.1 6.0 4.5 3.3
35 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15
2.5 1.8 1.1 1 0.75 0.59 0.40 0.30 0.22 0.16 0.12
Voltaje entre fases Kv
Meghoms
Voltaje entre fases Kv
Meghoms
1.2 2.5 5.0 8.6 15.0 25.0 34.5
32 68 135 230 410 670 950
46.0 69.0 115.0 138.0 161.0 196.0 230.0
1240 1660 3100 3720 4350 5300 6200
INDICE DE ABSORCIÓN > 1.5 INDICE DE POLARIZACIÓN > 2.0
RESISTENCIA DE AISLAMIENTO TRANSFORMADOR DE DOS DEVANADOS CONEXIÓN DELTA - ESTRELLA Diagrama de conexiones
Diagrama esquemático
LINEA RH
H vsB + T
ALTA
GUARDA
H1
H2
TANQUE Y NUCLEO
R HX
H3
TIERRA
BAJA X0
X1
X2
X3 ΜΩ 5
KV
Rx
Kilovol s
MEGGER
LINEA
vsH
B GUARDA H1
H2
X0
X1
H3
X2
TIERRA
X3 ΜΩ 5
KV
Kilovol s
MEGGER
TIERRA
Bvs H T H1
H2
H3 GUARDA
X0
X1
X2
X3 ΜΩ 5
KV
LINEA
MEGGER
Kilovol s
FACTOR DE POTENCIA OBJETIVO: Medir la calidad del sistema aislante con base en el método de disipación de la energía liberada por las pérdidas internas de los aislamientos, ante la fricción molecular producida por el campo eléctrico. Estas pérdidas se traducen en calor y son un índice de la degradación del material. DESCRIPCIÓN GENERAL: Las pruebas se realizan con un medidor de factor de potencia, el cual está integrado por una fuente de corriente alterna de entre 1,000 y 12,500 Volts, un medidor de la potencia activa (W) y un medidor de la potencia aparente (VA). Con estos valores es posible determinar la capacitancia del dieléctrico y sus pérdidas (factor de potencia).
REPORTE DE PRUEBAS
P R U E B A
CONEXIONES TENSION DE
MILIVOLTAMPERES
MILIWATTS
FACTOR DE POTENCIA (%)
PRUEBA
A.T.
B.T.
GUARDA
(kV) LECTURA K
mVA LECTURA K mw Medido Temperatura
1 2 3 4 5 6 7 8 9
VALORES MÁXIMOS RECOMENDADOS F.P. < 0.5 % F.P. 0.5 % a 1.0 % F.P. > 1.0
EXCELENTE BUENO REVISAR
FACTOR DE POTENCIA TRANSFORMADOR DE DOS DEVANADOS CONEXIÓN DELTA - ESTRELLA Diagrama de conexiones
Diagrama esquematico CH ALTA
Hv
H1
Lv
H3
H2
TANQUE Y NUCLEO
C HX
BAJA x
X0
X1
X2
X3
T
MEU
Hv Lv
H1
H3
H2
X0
X1
X2
X3
T
MEU
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN OBJETIVO: Verificar la polaridad y la relación de transformación de los devanados, para asegurar que no existen corto-circuitos entre vueltas o errores en las conexiones de boquillas y cambiadores de derivaciones DESCRIPCIÓN GENERAL: Las pruebas se realizan con un probador de relación de transformación (TTR), el cual está integrado por un alternador de 8 Volts que se conecta a un transformador elevador de relación de vueltas variable con escala graduada.
REPORTE DE PRUEBAS VOLTAJE TERMINALES: TERMINALES: TERMINALES: TAP AT / BT TEORICA MEDIDA % DIF. TEORICAMEDIDA % DIF. TEORICAMEDIDA % DIF.
RELACIÓN TEÓRICA
-
RELACIÓN MEDIDA
RELACIÓN TEÓRICA
x 100
< 0.5
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN Diagrama de conexiones
TRANSFORMADOR DE DOS DEVANADOS CONEXIÓN DELTA-ESTRELLA
A.T. (Negro) A.T. (Rojo)
Diagrama vectorial
H1
H2
Fase A
H3
X2 H2
X0
X1
X2
X3
X1 TTR A.T. (Negro) A.T. (Rojo)
H2
X0
X1
Fase B
H3
X2
X3
TTR A.T. (Negro) A.T. (Rojo)
A.T. (Negro) A.T. (Rojo)
H1
H2
X0
X1
Fase C
H3
X2
X3
TTR A.T. (Negro) A.T. (Rojo)
H3 X3
A.T. (Negro) A.T. (Rojo)
H1
H1
X0
RESISTENCIA OHMICA DE LOS DEVANADOS OBJETIVO: Conocer el valor de la resistencia óhmica de los devanados, lo cual se requiere para la medición de pérdidas y elevación de temperatura del transformador. Asimismo, detectar problemas en las conexiones internas o en los contactos del cambiador de derivaciones. DESCRIPCIÓN GENERAL: Las pruebas se realizan con un puente de Wheaston-Kelvin, el cual está integrado por una fuente de corriente directa, resistencias patrón de valor conocido (para fijar la escala) y una década de resistencias variables con galvanómetro para el balance del puente.
REPORTE DE PRUEBAS
RESISTENCIA OHMICA DE LOS DEVANADOS Alta Tensión Baja Tensión Pos. Cambiador Term. Term. Term. Suma Constante R amb. Temperatura R a 75 °C I2 R a 75 °C Cap.
I2 R a 75 °C Cap.
I2 R a 75 °C Cap.
Terciario
RESISTENCIA OHMICA TRANSFORMADORES DE DOS VANADOS CONEXIÓN DELTA - ESTRELLA Diagrama de conexión
Diagrama vectorial X2 H2 X1 H1
X0
H3 X3
H1
H3
H2
C1
X0
X1
X2
X3 P1
P2
C2
OHMETRO
RESISTENCIA OHMICA
RIGIDEZ DIELÉCTRICA DEL ACEITE OBJETIVO: Verificar la resistencia a la ruptura por arco eléctrico del líquido aislante.
DESCRIPCION GENERAL: Las pruebas se realizan con un probador de rigidez dieléctrica el cual esta integrado por una fuente de alta tensión con velocidad de incremento de voltaje controlada de 0 a 60,000 Volts, una copa para alojar el líquido aislante y electrodos normalizados para producir el arco eléctrico. La medición del voltaje al cual se produce la ruptura dieléctrica del aceite se mide a través de un vóltmetro y un divisor de tensión.
CIRCUITO EQUIVALENTE COPA DE PRUEBA
DIVISOR DE TENSION
VOLTMETRO
RIGIDEZ DIELÉCTRICA DEL ACEITE
FUS
MEDIDOR DE RIGIDEZ DIELÉCTRICA
FACTOR DE POTENCIA DEL ACEITE OBJETIVO: Verificar las pérdidas dieléctricas del líquido aislante, a temperatura ambiente y a temperatura de operación.
DESCRIPCION GENERAL: Las pruebas se realizan con un puente de Shering, el cual esta integrado por una fuente de corriente alterna a 60 Hz., una copa para alojar el líquido aislante y electrodos normalizados para producir el gradiente eléctrico. La medición de las pérdidas se realiza a través de la medición de la capacitancia y la potencia aparente.
Cos θ y Tan δ Cos θ =
watts VA
Tan δ
watts VAR
δ VAR
VA
=
.
Cos θ = Tan δ
θ watts
Cuando δ tiende a cero
REPORTE DE PRUEBAS RIGIDEZ DIELECTRICA Y FACTOR DE POTENCIA DEL ACEITE Muestra 1
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
Prueba 4
Prueba 5
Temperatura = SUMA
PROMEDIO
OBSERVACIONES PASA PASA PASA
Rigidez
42 kV
39 kV
43 kV
40 kV
41 kV
205
41 kV
FP 20 °C FP 100 °C
O.O35%
0.032 %
0.039%
0.041%
0.033%
0.180
0.036%
0.45 %
0.38 %
0.39 %
0.42 %
0.51 %
2.15
0.43 %
TOLERANCIAS RIGIDEZ > 40 kV para aceite nuevo RIGIDEZ > 30 kV para aceite envejecido FP A 20 °C < 0.05 % FP A 100 °C < 0.5 %
FACTOR DE POTENCIA DE ACEITE AISLANTE
Diagrama de conexión
Hv
Nivel de Aceite
Lv
COPA DE PRUEBA MEU
PRUEBAS FISICO-QUIMICAS AL ACEITE
PRUEBA
Resistividad a 2500 V ( Ω / cm) Densidad relativa Temperatura de inflamación ( °C) Temperatura de ignición ( °C) Tensión interfacial (dinas/cm) Color Union Contenido de agua (ppm) Contenido de partículas Aspecto físico
LIMITES
200 x 10 6 Mínima 0.840 a 0.870 146 Mínima 156 Mínima 36 Mínima 1 Máximo 10 Máximo En proceso de Normalización Brillante
DETECCION DE PROBLEMAS A TRAVES DE PRUEBAS AL ACEITE
CROMATOGRAFÍA DE GASES OBJETIVO: Verificar el contenido de gases disueltos en el aceite, los cuales son indicativos de problemas internos que pueden conducir a una falla.
DESCRIPCIÓN GENERAL: Las pruebas se realizan con un cromatógrafo que permite dividir y cuantificar los diferentes gases disueltos en el líquido aislante.
DIAGNÓSTICO RÁPIDO CON TRES GASES CLAVE • Hidrógeno.- Es el gas “alarma” ya que es poco soluble en el aceite y se presenta con cualquier tipo de falla. Las descargas parciales se caracterizan por producir altas cantidades de hidrógeno sin un notorio aumento de otros gases. Su valor límite es de 200 partes por millón (ppm).
• Etileno.- Cuando su contenido es de más del doble de la cantidad de acetileno, es indicativo del sobrecalentamiento de algín metal, por lo general de conectores, tornillería o laminaciones. Su valor límite es de 60 ppm.
• Acetileno.- La presencia del acetileno es la condición más peligrosa, ya que cantidades tan pequeñas como 5 ppm significan la existencia de un arqueo interno, lo cual es sumamente destructivo.
PARTICIPACIÓN DE LA CELULOSA El siguiente paso después de encontrar un contenido anormal de alguno de los gases clave, es revisar las cantidades de monóxido y dióxido de carbono, para dar una idea del origen de la falla. Los valores límites de estos gases son 1,000 ppm para el monóxido de carbono (CO) y 10,000 ppm para el dióxido de carbono (CO2 ). Una mejor indicación se logra a través de la relación CO/CO 2 Si el contenido de CO es mayor a la décima parte del contenido de CO2 , es muy probable que contemos con aislamiento sólido quemado, lo cual indica que la degradación es más peligrosa.
MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO RELACIÓN DE DORNENBURG 0.001
0.01
0.1
1.0
Metano
10.0
100.0
10.0
Hidrógeno CH4
1.0
H2
0.1
Acetileno
C2H2
Etileno
C2H4
MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO TRIANGULO DE DUVAL 100
0
% CH4 Metano 80
20
60
Señalar los porcentajes de cada gas y trazar líneas paralelas al lado anterior, de manera que las tres coincidan en un punto. El área en que se ubique el punto representa la condición del transformador. 40
40
60
20
80
a = Área de alta energía b = Área de baja energía c = Descargas, corona d = Calentamiento T< 200 °C e = Calentamiento 200 400 °C % C2H4 Etileno
0 100
80
60
40
20
0
%C2H2 Acetileno
100
MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO CÓDIGO DE ROGER RELACION DE GAS
RANGO < 0.1 0.1 < R < 1.0 1.0 < R < 3.0 > 3.0 < 1.0 > 1.0 < 1.0 1.0 < R < 3.0 > 3.0 < 0.5 0.5 < R < 3.0 >3
METANO HIDROGENO ETANO METANO ETILENO ETANO ACETILENO ETILENO
METANO HIDROGENO
ETANO METANO
ETILENO ETANO
ACETILENO ETILENO
0 3 1ó2 1ó2 0 0 1 1
0 0 0 1 1 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 2
0 0 0 0 0 0 0 0
0 3 0 0
0 0 0 0
0 0 2 1ó2
1 1ó2 2 1ó2
CODIGO 3 0 1 2 0 1 0 1 2 0 1 2
DIAGNOSTICO Deterioro Normal Descarga ´parcial Ligero sobrecalentamiento (150 °C) Sobrecalentamiento de 150 a 200 °C Sobrecalentamiento de 200 a 300 °C Sobrecalentamiento general en conductores Corrientes circulantes en el devanado Corrientes circulantes en núcleo y tanque. Uniones sobrecalentadas Descarga de baja energía Descarga superficial Centelleo contínuo Arcos de corriente
DETECCIÓN DE PROBLEMAS A TRAVÉS DE CROMATOGRAFÍA DE GASES
Generación de Gases durante la descomposición de la Celulosa Aislante (Gibeault / Hall / Noirhomme)
MONOXIDO de CARBONO CO
S E V A L C S E S A G
DIOXIDO de CARBONO CO2
100
References: M. Duval, Electra,133,40 (1990 ). T.V. Oommen, Gas Generation in Power Transformers
200
250
300
Temperatura de la Falla( ºC )
400
500
Generación de Gases durante la descomposición del Aceite Dieléctrico (Gibeault / Hall / Noirhomme) HIDROGENO H2
S E V A L C S E S A G
METANO CH4
ETANO C2 H6 ETILENO C2 H4 ACETILENO C2 H2
References:
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
INTERRUPTORES
CONDUCTOR IDEAL I
INT. C
Υ
z
Zi
POSICION CERRADO
Ra I
AISLANTE IDEAL
INT.
C Υ
Z
POSICION ABIERTO
Debe ser capaz de interrumpir la corriente a la que fue diseñado, rápido y en cualquier instante, sin producir sobrevoltajes peligrosos.
Zi
Debe de ser capaz de cerrar rápidamente y en cualquier instante, bajo corrientes de falla, sin soldarse los contactos por las altas temperaturas.
Y = Generador = Impedancia de generador C = Consumidor = Impedancia de consumidor INT = Interruptor = Resistencia de arco
CLASIFICACIÓN DE INTERRUPTORES DE POTENCIA •Según
su medio de extinción del arco arco
.Interruptores en aire .Interruptores en aceite (en pequeño y gran volumen de aceite) .De soplo de aire (neumático) .Interruptores Interruptores en Hexafloruro Hexafloruro de azufre (SF6) .Interruptores en vacío •Según
a). b). c). d).
su mecanismo de accionamiento
Resorte Neumático Hidráulico Otros
INTERRUPTORES INTERRUPTORES DE HEXAFLORURO HEXAFLORURO DE AZUFRE (SF6) VENTAJAS:
•.Gas no flamable •.Gas no tóxico, a presión atmosférica atmosférica su rigidez es aprox. 2 veces mayor que la de arco •.A presión presión de 3 bar la rigidez dieléctrica es igual que la del aceite •.Excelente propiedad como medio de extinción del arco.
DESVENTAJAS: •.Los productos de descomposición del gas SF6 originados por arqueo eléctrico son tóxicos •.El SF6 es mas mas pesado que el aire y tiende a permanecer en lugares bajos por lo que desplaza el oxigeno del aire y causa asfixia. •.El polvo blanco de floruros metálicos que se forma cuando existe una falla debe confinarse con cuidado.
VENTAJAS
DESVENTAJAS
•Es inflamable •Posibilidad de que se forme una mezcla explosiva con el aire •Elevado costo de mantenimiento por la composición del aceite
•Durante el arqueo el aceite actúa como productor de hidr hidrooge geno no,, gas que ayu yudda a enfriar y extinguir el arco •Proveer el aislamiento de las partes vivas con resp respec ecto to a tier tierra ras. s. •Proporcionar el aislamiento entre los conntacto co actoss desp espués de que el arco arco se ha ex exti ting nguuido. ido.
INTERRUPTORES EN VACIO VENTAJAS •Tas •Tasaa de recu recupe pera raci ción ón diel dieléc éctr tric icaa muy muy elev elevad adaa •El interruptor no se ve afectado en su funcionamiento por variaciones básicas en inten intensi sida dadd de corr corrie iente nte •Lar •Larga ga vida vida útil útil sin sin mant manten enimi imien ento to •Ahorra •Ahorra espaci espacioo DESVENTAJA Solo se aplican hasta niveles de 69 KV, su aplicación en tensiones mayores tropiezan con dificultades de la conexión de sus cámaras, sin embargo quizá se resuelva pronto y en forma satisfactoria.
RESISTENCI RESISTENCIA A DE AISLA AISL A MIENTO MIENTO OBJETIVO: Verificar erific ar que el el nivel niv el de aisl aislamiento amiento entre entre partes cond uctoras ucto ras de fase diferente y entre fases y ti erra, sea sea adecuada adecuada en funci ón de la tensión no minal de operación. DESCRIPCION GENERAL GENERAL:: Las pruebas se realizan realizan con un medidor d e resistencia de aislamiento, el el cual está integrado por una fuente de corriente directa dir ecta y un medido r de corr iente circul ante, la cual es es proporc pro porc ional a la resistenci a. La escala del del amperímetro esta graduada dir ectamente ectamente en
REPORTE DE PRUEBAS
Tiiempo de prueba
Fase A 1 MΩ
Fase B 2 MΩ
3 MΩ
Fase C 4 MΩ
15 seg 30 seg 1 min
VALORES DE ACEPTACIÓN 250 M
kV
5 MΩ
6 MΩ
TIEMPO DE OPERACIÓN
OBJETIVO: Verificar las condiciones de operación del mecanismo de los contactos de los interruptores, determinando los tiempos de interrupción en sus diferentes formas de maniobra, así como la verificación del sincronismo de sus polos o fases.
DESCRIPCION GENERAL: Las pruebas se realizan con un analizador de interruptores el cual esta integrado por un control de mando para las bobinas de apertura y cierre. Tiene entradas que reciben señales digitales que registran los tiempos de cierre y apertura de los contactos
REPORTE DE PRUEBAS S I M U L T A N E I D A D CIERRE POLOS
TIEMPO m s eg .
APERTURA POLOS
1-2
1-2
2-3
2-3
3-1
3-1
VALORES DE ACEPTACIÓN
APERTURA: 3 a 8 CICLOS CIERRE: 6 A16 CICLOS SIMULTANEIDAD: 1/2 CICLO DE DIFERENCIA
TIEMPO m seg.
DIAGRAMA DE CONEXIONES
RESISTENCIA DE CONTACTOS OBJETIVO: Determinar la resistencia entre puntos de contacto para verificar el ajuste de los m ismos. DESCRIPCION GENERAL: Las pruebas se realizan con un m icro-ohmetro (ducter) el cual esta integrado por una fuente de CD, mide los miliamperes, que son leídos directamente en una escala, cuya unidades están dadas directamente en mil iohms. Una resistencia alta en los contactos produce un calentamiento térmico excesivo, lo cual puede ser origen de una falla si no se realizan los ajustes de contacto necesarios oportunamente.
REPORTE DE PRUEBAS CONTACTOS
MICRO-OHMS
OBSERVACIONES
Fase A Fase B Fase C
VALORES DE ACEPTACIÓN 13.8 K V
75-250
34.5 K V
100-300
69 KV
200-500
115 K V
200-600
FACTOR DE POTENCIA OBJETIVO: Determinar las perdidas en el dieléctrico de cámara interruptiva y aisladores. DESCRIPCION GENERAL: Las pruebas se realizan con un medidor de factor de potencia, el cual esta integrado por una fuente de corriente alterna y un medidor de potencia activa (w) y un medidor de potencia aparente (va). Con estos valores es posible determinar la capacitancia del dielctrico y sus perdidas (factor de potencia)
REPORTE DE PRUEBAS CONEXIONES
No. MODO 1 2 2 2 2 6 7 8 9
Hv
Lv
VOLTAJE APLICADO 2.5 KV MILI VOLT - AMPERS MILI WATTS MEDIDO MULT mVA MEDIDO MULT mW
GROUND GROUND GROUND GROUND GROUND
UST
VALORES DE ACEPTACIÓN 0.5-2 % 0-15 mW
% FACTOR DE POTENCIA MEDIDO CORR.20ºC
CAPAC.
INTERRUPTOR EN AIRE Resitencia de aislamiento LINEA
1
3
5
TIERRA
A
B
C ΜΩ
2
4
5 KV
Resistencia de contactos
Kilovolts
MEGGER
6
1
3
5 L A I C N E T O P
A
B
C FUS
Factor de potencia 2
Hv
1
3
5
Lv
A
B
C
2
4
6
MEU
4
6
DUCTER
E T N E I R R O C
APARTARRAYOS
APARTARRAYOS Objetivo: Disminuir las sobretensiones originadas en el sistema, protegiendo de esta manera el aislamiento del equipo y permitiendo además que la red continúe su operación.
Características: •Debe
ser capaz de soportar sin daño la corriente de descarga y mantener la tensión al valor de protección previsto. •Extinción •No
de la corriente subsecuente
degradación con la temperatura
•Trabajo
en condiciones de contaminación
CLASIFICACION DE SOBRETENSIONES •
.Falla tierra .Rechazo de carga .Ferró resonancia •
.Conexión y desconexión de cargas .Carga atrapada .Switcheo de cargas capacitivas .Switcheo de cargas inductivas •
A P A R T A R R A Y O S Resistencia de aislamiento
Factor de potencia
LINEA
Hv
Lv
ΜΩ 5
KV
MEGGER
TIERRA
Kilovolts
MEU
RESISTENCIA DE AISLAMIENTO OBJETIVO: Verificar que el nivel de aislamiento proporcionado por la porcelana sea el adecuado en función de su tensión nominal de operación. DESCRIPCION GENERAL: Las pruebas se realizan con un medidor de resistencia de aislamiento, el cual está integrado por una fuente de corriente directa y un medidor de corriente circulante, la cual es proporcional a la resistencia. La escala del amperímetro esta graduada directamente en en megohms .
REPORTE DE PRUEBAS Tiempo de prueba
Fase A MΩ
Fase B MΩ
Fase C MΩ
15 Seg. 30 Seg. 1 Min.
VALORES DE ACEPTACIÓ A CEPTACIÓN N 40 M KV
FACTOR DE POTENCIA OBJETIVO: Determinar las perdidas dielectricas del aislamiento de porcelana, Así As í com c om o las l as co nd ic i o nes de lo s r esi st or es elect ele ct ri co s
DESCRIPCION DESCRIPCION GENERAL: GENERAL : Las pruebas se realizan con un medid or de factor de pot encia, el cual Está integrado por una fuente de corriente alterna, un medidor de Potencia activo (w ) y un medid or de potenc ia aparente aparente (va) (va) .
REPORTE DE PRUEBAS PRUEBA NO.
MODO
CO NEXI ONES HV
LV
VOLTAJE APLICADO
mW
I
M IDE
mA
1
GROUND
1
-- - - - - -
FASE A
2
GROUND
2
-- - - - - -
FASE B
3
GROUND
3
-- - - - - -
FASE C
VALORES VAL ORES DE ACEPTACIÓN ACEPTACIÓN 0-10 mW
TRANSFORMADORES DE MEDICIÓN
RESISTENCIA DE AISLAMIENTO OBJETIVO: Verif icar el estado que guardan los ais lamientos d e manera que puedan soportar conforme a normas las tensiones nominales de operación. DESCRIPCION GENERAL: La prueba se realiza con u n medido r de resist encia de aislamiento por medio del cu al se aplica una fuente de tensió n de corri ente dir ecta, que prod uce una corr iente de fug a en el aislamiento. La lectura se obtiene del medido r, directament e en mega ohms .
REPORTE DE PRUEBAS TIEMPO DE ALTA vs. BAJA + TANQUE PRUEBA MΩ FASE A
ALTA vs. BAJA MΩ
FASE B FASE C FASE A
FASE B FASE C FASE A
15 SEG. 30 SEG 1 MIN.
VALORES DE ACEPTACIÓN
30 M
BAJA vs. ALTA + TANQUE MΩ
KV
A 20ºC
FASE B FASE C
PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO
VALORES ACEP TABLES = > 50,000. M Ω
FACTOR DE POTENCIA OBJETIVO: Verificar la calidad del aislamiento referente a la humedad y ot ros contaminantes, lo cual se refleja en una relación de pérdidas. Estas pérdid as indican un deterioro del material aislante. DESCRIPCIÓN GENERAL: La prueba se realiza con un medidor de factor d e potencia el cual esta integrado por una fuente de corriente alterna, un medidor de potencia activa (W) y un medidor de potencia aparente (VA). Con estos valores se determina la capacitancia del dieléctrico y sus pérdidas.
REPORTE DE PRUEBAS TRANSFORMADOR DE POTENCIAL MONOFÁSICO PRUEBA NO.
MODO
CONEXIONES Hv
Lv
mW
mVA
%FP
CAP
MIDE
1
UST
H1
X1 Y1
CH
2
GUARD
H1
X1 Y1
CHX+CHY
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE PRUEBA NO.
MODO
CONEXIONES Hv
Lv
1
GUARD
P1 P2
S1 S2
2
GUARD
S1 S2
P1 P2
mW
mVA
VALORES DE ACEPTACIÓN 0.5 -1.2% 0.9W
%FP
CAP
MIDE
TRANSFORMADORES DE MEDICION
•Transformadores de
corriente •Transformadores de potencial Los transformadores de medición son elementos modestos instalados en la red de alta tension, su papel es de sensor e interfaz entre el lado de alta tensión y el lado de baja tensión en la red eléctrica.
PREPARACION DE LOS TRANSFORMADORES DE MEDICION PARA LAS PRUEBAS DE DIAGNOSTICO
•
Desenergizar el equipo bajo prueba.
•
Drenar todas las cargas estáticas.
•
Limpiar la porcelana del equipo.
•
Desconectar los cables de las terminales primarias y secundarias.
Cortocircuitar los cables de las terminales primarias y secundarias según la prueba a realizar. •
•
Practicar la prueba de acuerdo al procedimiento.
CALIBRACION DE RELEVADORES OBJETIVO: Verificar que los parámetros de operación de los relevadores de protección operen adecuadamente de acuerdo a especificaciones del fabricante.
DESCRIPCION GENERAL: Las pruebas se realizan con equipo el cual está integrado por una fuente variable de corriente, una fuente de variable de voltaje y un temporizador, este equipo tiene un alto grado de exactitud y precisión; con las cuales son simuladas las condiciones d e operación.
CODIGO DE RELEVADORES MAS COMUNES CODIGO
TIPO DE RELEVADOR
21
RELEVADOR DE DISTANCIA
27
RELEVADOR DE BAJO VOLTAJE
32
RELEVADOR DIRECCIONAL DE POTENCIA
37
RELEVADOR DE BAJA CORRIENTE
40
RELEVADOR DE PERDIDA DE CAMPO
50
RELEVADOR INSTANTANEO DE SOBRECORRIENTE
51
RELEVADOR DE SOBRECORRIENTE CON RETRASO INTENCIONAL
81
87
RELEVADOR DE FRECUENCIA RELEVADOR DE PROTECCION DIFERENCIAL
CURVAS CARACTERISTICAS DEL RELEVADOR DE SOBRECORRIENTE. EXTREMADAMENTE INVERSO
MUY INVERSO O P M E I T
INVERSO
INSTANTANEO
MULTIPLOS DE CORRIENTE MINIMA DE OPERACIÓN (PICK-UP)
REPORTE DE PRUEBAS
PRUEBA PICK-UP
DROP-OUT
BANDERA
CURVA CARACTERISTICA
VALOR ESPERADO
MEDIDO
% DE ERROR
RESULTADO
CONEXIONES INTERNAS DE RELEVADOR IFC53B UNIDAD TIEMPO - CORRIENTE TSI
TSI
INST. A
C
B
D
5A
4 1
3
5 6
2
DIAGRAMA DE CONEXIONES RELEVADOR 50/51
Relevador 50/51 Tipo IFC538
FUENTE DE PODER F2500 SE AL DE CORRIENTE TEMPORIZADOR
Elementos que intervienen en un sistema de protección.
Inteligencia de disparo
Electromagnéticos . El relevador protector electromagnético ha sido utilizado ampliamente en la industria durante muchos años, con un alto grado de éxito.
Time Delay Voltage Relay
Time-overcurrent Relay
Maniobras desde el piso. Cuando se trabaja cerca de equipo energizado o con posibilidad de energizarse, como es el caso de cuchillas tripolares, camión grúa, transformador de pedestal, etc., como protección al trabajador contra los potenciales de paso y de contacto, se usa una manta equipotencial en el piso, que se conecta al electrodo de puesta a tierra donde se aterrizó el equipo.
Maniobras en líneas aéreas. En líneas de distribución, se deben poner "tierras" en uno o a ambos lados del lugar de trabajo dependiendo del tipo de sistema (3F3H, 3F4H) y de la impedancia de la línea.
La conexión del cable de puesta a tierra del lado del planeta tierra siempre debe ser la primera en conectarse después de desconectado el circuito, y, luego, separando el cable del cuerpo y usando el equipo personal de seguridad, hacer la conexión a los conductores de línea
Subestación eléctrica
Reglas para trabajar sin tensión en baja y media tensión
Conexión del conductor de puesta a tierra (temporal)
Descarga a Tierra de Energía Almacenada de los Cables de Acometida
Descarga a Tierra de las Barras Principales
Descarga a Tierra de la Energía Almacenada en los Cables de Alimentación a TR
