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230/115/34.5kV Subestación Transformadora Universidad Tecnológica de Panamá Sede Regional de Chiriquí Facultad de Ingeniería Eléctrica Diseño de Subestación Transformadora de 230/115/34.5kV Líneas y Subestaciones Grupo: 2IE151 Integrantes: José A. Araúz 4-800-448 Jahanys Hernández 4-801-2306 Pablo J. Méndez 4-782-1771 Alan R. Morales 4-804-1148 Profesor: Ing. Edwin Aparicio 7 de junio de 2021 Panamá, República de Panamá Tabla de Contenido Objetivos generales………………………………………………………………… 1 Objetivos específicos ………………………………………………………………. 1 Introducción……………………………………………………………………….... 1 CAPITULO 1 - Parámetros de la Subestación …………………………………….. 2 1.1 Parámetros de la subestación…………………………………………………… 2 1.2 Diseño de la subestación (AutoCAD)………………………………..………… 3 CAPITULO 2 - Selección de Equipos …………………………………………….. 4 2.1 Autotransformador de Potencia…………………..…………………………….. 5 2.2 Interruptores de Potencial………….……………………..…………………... 7 2.2.1 Interruptores - Patio 230 kV……….…..……..………………………………. 7 2.2.2 Interruptores - Patio 115 kV………………………………………..………… 8 2.2.3 Interruptores - Patio 34.5 kV…………………………………………………. 8 2.3 Seccionadoras……………………………...…………………………………… 10 2.3.1 Seccionadoras - Patio 230 kV……………….…………………..…………… 11 2.3.2 Seccionadoras - Patio 115 kV…………………..……………………………. 12 2.3.3 Seccionadoras - Patio 34.5 kV………………………….……………………. 12 2.4 Transformadores de corriente………………………….……………………….. 14 2.4.1 Transformadores de corriente - Patio 230 kV………………………………... 14 2.4.2 Transformadores de corriente - Patio 115 kV………………………………... 15 2.4.3 Transformadores de corriente - Patio 34.5 kV……………………………….. 15 2.5 Transformador de tensión………………………………………………………. 17 2.5.1 Transformadores de tensión - Patio 230 kV………………………………….. 17 2.5.2 Transformadores de tensión - Patio 115 kV………………………………….. 18 2.5.3 Transformadores de tensión - Patio 34.5 kV…………………………………. 18 2.6 Barras………………………………………………………………………….... 20 2.6.1 Barras - Patios 230/115/34.5 kV……………………………………………... 20 2.7 Conductores…………………………………………………………………….. 22 2.7.1 Conductores - Patios 230/115 kV…………………………………………….. 22 2.7.2 Conductores - Patio 34.5 kV…………………………………………………. 22 2.8 Pararrayos………………………………………………………………………. 24 2.8.1 Pararrayos - Patios 230/115 kV………………………………………………. 24 2.8.2 Pararrayos - Patio 34.5 kV…………………………………………………… 25 2.9. Aisladores……………………………………………………………………… 27 2.9.1 Aisladores tipo poste para barras patio 230 kV………………………………. 27 2.9.2 Aisladores tipo poste para barras patio 115 kV………………………………. 28 2.9.3 Aisladores tipo poste para barras patio 34.5 kV 28 2.9.4 Aisladores tipo suspensión para líneas del patio 230 kV 29 2.9.5 Aisladores tipo suspensión para líneas del patio 115 kV 29 2.9.6 Aisladores tipo suspensión para líneas del patio 34.5 kV 30 Conclusión………………………………………………………………………….. 31 Anexos Anexo 1 - Catalogo de autotransformador INDUSTRIE ELETTRICHE DI LEGNANO Anexo 2 - Catalogo de interruptores de tanque muerto General Electric Anexo 3 - Catalogo de seccionadoras SDF de ABB Anexo 4 - Catalogo de seccionadoras ON de ABB Anexo 5 - Catalogo de pararrayos de INAEL Anexo 6 - Catalogo de transformador de corriente IMB de ABB Anexo 7 - Catalogo de transformador de potencial CPA de ABB Anexo 8 - Catalogo de Cables de Aluminio con Alma de Liga de Aluminio - ACAR Anexo 9 - Catalogo Aluminum Conductor Steel Reinforced - ACSR Anexo 10 - Catalogo Aislador Soporte tipo columna de EPRECSA Anexo 11 - Catalogo Aislador Tipo Suspensión de Hule Silicón de EPRECSA Anexo 12 - Catalogo Aislador Tipo Suspensión de Silicón de Industria Real 1 Objetivo general • Diseñar una subestación transformadora capaz manejar voltajes de 230/115/34.5 kV utilizando los conceptos aprendidos en el curso. Objetivos específicos • Calcular la cantidad necesaria de elementos de una subestación transformadora. • Seleccionar estratégicamente cada elemento de la subestación en los catálogos de equipos según las características de diseño requeridas. Introducción Una subestación transformadora se encarga de transferir el alto voltaje que ingresan a la subestación a un nivel de voltaje más bajo. Las líneas de transmisión entrantes se conectan a los autotransformadores por medio de bujes y cables a través, de cajas y extremos de sellado de cables. En este informe se presentará la subestación transformadora realizada, los equipos seleccionados, los cálculos realizados para determinar la cantidad de equipos a instalar en la subestación y, por último, se mostrarán los catálogos escogidos en los anexos. 2 CAPÍTULO 1 PARÁMETROS DE LA SUBESTACIÓN Dentro de este capítulo se expondrán los parámetros que deberá cumplir la subestación transformadora de 230/115/34.5 kV. Además, se presenta el diseño realizado como esquemático de la subastación. 1.1 Parámetros de la Subestación Tabla 1.1. Parámetros de diseño para la S/E Transformadora 230/115/34.5 kV. Características Voltaje nominal de operación (kV) 230/115/34.5 kV Configuración Interruptor y medio Corriente de Corto Circuito kA 30 Potencia del sistema (3𝜑) MVA 125 Entradas patio de 230 kV 3 Salidas patio de 230 kV 2 Entradas patio de 115 kV 2 Salidas patio de 115 kV 2 Entradas patio de 34.5 kV 1 Salidas patio de 34.5 kV 3 Sitio de Instalación Intemperie Conductor 230kV y 115kV 750 ACAR Conductor 34.5kV 477 ASCR Corriente equipos patio 230kV 2000 A Corriente equipos patio 115kV 1200 A Corriente equipos patio 34.5kV 600 A 3 1.2 Diseño de la subestación Figura 1.1. Diseño de la S/E HIERBABUENA, transformadora 230/115/34.5 kV. 4 CAPÍTULO 2 SELECCIÓN DE EQUIPOS Conocemos a una subestación como una instalación destinada a establecer los niveles de tensión adecuados para la transmisión y distribución de la energía eléctrica. Con la finalidad de realizar un diseño adecuado de una subestación transformadora, consignada a elevar o reducir los niveles de tensión, es necesario la selección correcta de los equipos a utilizar tomando en cuenta los parámetros de diseño establecidos [1]. Como se encuentra estipulado en la tabla 1, la subestación cuenta con tres patios cada uno a distintos voltajes, por ende, será necesario comprobar que los equipos cumplan con los requerimientos de voltaje y corriente en cada sección de la subestación. Los equipos a utilizar por cada patio se presentan como: • Transformador de potencia • Interruptores de Potencia • Seccionadoras • Transformadores de corriente • Transformadores de potencia • Barras • Conductores • Pararrayos • Aisladores 5 2.1 Autotransformador de Potencia Para efectos de reducción o elevación de voltaje dentro de la subestación transformadora, entre los patios de 230 kV y 115/34.5 kV, se implementaron tres transformadores de la reconocida firma italiana INDUSTRIE ELETTRICHE DI LEGNANO (anexo 1). Esto permitirá la alimentación e interconexión, cumpliendo con los niveles de potencia requeridos, entre los 3 patios dentro de la subestación. En la tabla 2.1 se aprecia las especificaciones del mismo. Tabla 2.1. Especificaciones del autotransformador trifásico. Especificaciones técnicas Tipo de transformador Autotransformador Número de la especificación NORMA ANSI C57.12.00 y C57.12.10. Nombre del fabricante INDUSTRIE ELETTRICHE DI LEGNANO Número de serie 96-2332 Número de fases Trifásico Frecuencia 60 Hz Tensiones asignadas 230/115/34.5 kV Potencia nominal 70/60/50 MVA Reglaje ∓2*2.5% Acoplamiento Ynynd11 Forma de refrigeración OA/FA/FDA Peso total 108 500 kg Estas especificaciones cubren todos los requerimientos de un (1) Autotransformador de Potencia tipo núcleo,con devanados de cobre y sistema de refrigeración con inmerso en liquido – aire forzado, para operación a 60 Hertz, conforme a la edición más reciente de las Normas ANSI C57.12.00 y C57.12.10. Todos los valores nominales se encuentran indicados en la placa de identificación. El transformador de potencia deberá ser diseñado para operar o ser usado como un transformador elevador (step up) y como un autotransformador reductor, según los requerimientos del sistema. El Autotransformador de Potencia Trifásico deberá ser suministrado con cambiador de tomas a ∓2*2.5%. Un diseño esquemático y los datos de placa del transformador se aprecian en las figuras 2.1 y 2.2. 6 Figura 2.1. Esquema del autotransformador INDUSTRIE ELETTRICHE DI LEGNANO -96-2332. Figura 2.2. Datos de placa del autotransformador INDUSTRIE ELETTRICHE DI LEGNANO - 96-2332. 7 2.2 Interruptores de Potencia Los interruptores de potencia son el elemento central de las subestaciones aisladas en aire (AIS) y aisladas en gas (GIS). Los interruptores de potencia de alta tensión son equipos mecánicos de maniobra que interrumpen y cierran los circuitos eléctricos (corrientes de trabajo y corrientes de fuga) y, en estado cerrado, conducen la corriente nominal. Se decidió escoger interruptores 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 [2]. Son equipos que ocupan menos espacio en la subestación, ya que el diseño permite colocar transformadores de corriente en ambos lados del equipo y se encuentran en la misma estructura que el interruptor. Cuentan con una alta capacidad sísmica, proporcionando mayor seguridad al equipo y en general a toda la subestación. Las especificaciones de los interruptores de cada patio se aprecian en la tabla 2.2 a la tabla 2.4. 2.2.1 Interruptores - Patio 230 kV Por la configuración interruptor y medio la subestación a diseñar, se requieren 3 interruptores por cada dos entradas o salidas. Para el patio de 230 KV se cuenta con 3 circuitos de entrada y 2 de salida, se tienen 3 bahías completas que requiere un total de 9 interruptores, una de estas entradas se da debido al acople del transformador. En total este patio requiere 9 interruptores. Tabla 2.2. Especificaciones del interruptor LW24-252 de General Electric para el patio de 230 kV. (Anexo 2) Especificaciones Técnicas Medio Interruptivo SF6 Ciclo de servicio O-0,3 s-CO-180 s-CO Tipo de Interruptor Tanque Muerto Frecuencia del Sistema 60 Hz Voltaje Nominal del sistema, kV rms 252 kV Voltaje Nominal de resistencia al impulso de onda completa (cresta kV-BIL) 1.050 kV Corriente nominal de régimen continuo 4000 A Corriente nominal de cortocircuito a máximo voltaje nominal 63 kA Mecanismo de Operación Por resorte Recierre Trifásico 8 2.2.2 Interruptores - Patio 115 kV Por la configuración interruptor y medio la subestación a diseñar, se requieren 3 interruptores por cada dos entradas o salidas. Para el patio de 115 KV se cuenta con 2 circuitos de entrada y 2 de salida, se tienen 2 bahías completas que requiere un total de 6 interruptores más 2 interruptores de acople de dos transformadores. En total este patio requiere 8 interruptores. Tabla 2.3. Especificaciones del interruptor LW24-126 de General Electric para el patio de 115 kV. (Anexo 2) Especificaciones Técnicas Medio Interruptivo SF6 Ciclo de servicio O-0,3 s-CO-180 s-CO Tipo de Interruptor Tanque Muerto Frecuencia del Sistema 60 Hz Voltaje Nominal del sistema, kV rms 126 kV Voltaje Nominal de resistencia al impulso de onda completa (cresta kV-BIL) 550 kV Corriente nominal de régimen continuo 3150 A Corriente nominal de cortocircuito a máximo voltaje nominal 40kA Mecanismo de Operación Por resorte Recierre Trifásico 2.2.3 Interruptores - Patio 34.5 kV Para el patio de 34.5 kV se cuenta con 1 circuito de entrada y 3 de salida, se tiene 2 bahías completa que requiere un total de 6 interruptores, y 1 bahía incompleta con una salida que requiere únicamente de 2 interruptores. En total este patio requiere 8 interruptores. Se seleccionó el interruptor LW24-72.5 de GE. (Anexo 2). Tabla 2.4. Especificaciones del interruptor LW24-72.5 de GE para el patio de 34.5 kV. Especificaciones Técnicas Medio Interruptivo SF6 Ciclo de servicio O-0 3s-COMin-CO Tipo de Interruptor Tanque Muerto Frecuencia del Sistema 60 Hz Voltaje Nominal del sistema, kV rms 72.5 kV Voltaje Nominal de resistencia al impulso de onda completa (cresta kV-BIL) 350 kV Corriente nominal de régimen continuo 3150 A Corriente nominal de cortocircuito a máximo voltaje nominal 40 kA Mecanismo de Operación Por resorte Recierre Trifásico 9 Nota: El total de interruptores para la subestación serian 25. En las figuras 2.3 y 2.4 se observan los interruptores seleccionados para los patios de 230 kV y 34.5 kV. Figura 2.3. LW24-126 GE, Interruptor de Potencia seleccionado para el patio de 115kV Figura 2.4. Diseño de LW24-126 de GE, Interruptor de potencia seleccionado para el patio de 115kV. 10 2.3 Seccionadoras En las subestaciones eléctricas las cuchillas seccionadoras permiten separar de manera mecánica un circuito de su alimentación por motivos de operación o por necesidad de aislar componentes del sistema para realizar mantenimiento [3]., garantizando visiblemente una distancia satisfactoria de aislamiento eléctrico. Las seccionadoras escogidas cuentan con las siguientes características: • Resistencia de contacto minimizada (solución energéticamente eficiente) Los conductores de aluminio que llevan corriente son soldados para minimizar la resistencia de las juntas. • Sin resortes externos en los dedos de contacto para una máxima fiabilidad: Los dedos de contacto de los contactos móviles de Los seccionadores tipo SDF están diseñados a partir de material conductor y sin resortes externos para una mayor fiabilidad. • Montaje fácil y rápida: Los conductores portadores de corriente y rotativos los pedestales están diseñados para facilitar el ajuste y alineación. • Enclavamiento de punto muerto para mayor confiabilidad en condiciones extremas: El enclavamiento del punto muerto del funcionamiento mecanismos aseguran que no haya inadvertidos cambios en la posición de conmutación abierta o cerrada incluso en condiciones externas extremas como tormentas, terremotos, etc. • Diseño superior de enclavamiento mecánico: El enclavamiento mecánico entre el interruptor de puesta a tierra y la cuchilla principal están diseñados de tal manera que no hay margen para un mal funcionamiento. • Pedestales giratorios fuertes: Esto asegura que la deflexión permanezca sin cambios a altas cargas mecánicas. • Adecuado para una amplia gama de condiciones ambientales: Los seccionadores pueden funcionar en una amplia gama de temperaturas, así como bajo contaminación condiciones ambientales. • Mínimo mantenimiento: Material superior y lubricante utilizado en la encapsulación de los pedestales hace que las seccionadores sean prácticamente libres de mantenimiento. Todos los seccionadores se pueden suministrar de forma manual o mecanismo accionado por motor, como se requiera. Cada seccionador tripolar o grupo de seccionadores de puesta a tierra requiere solo un mecanismo de operación. Las varillas de acoplamiento entre los polos individuales pueden ser continuamente adaptado. Los mecanismos operativos contienen interruptores auxiliares para control y señalización, así como disposiciones para enclavamientos eléctricos. El funcionamiento trifásico se realiza mediante Operación de cuadrilla mecánica o eléctrica. 11 Para la cantidad de juegos de cuchillas seccionadoras se tomará en cuenta que se necesitauna cuchilla antes y después de cada interruptor y también a la entrada y a la salida de cada línea. Por cada entrada y salida se utilizarán 1 seccionadora motorizada y 1 seccionadora. Y una seccionadora motorizada entre la barra de tensión. Las especificaciones de las seccionadoras de cada patio se aprecian en la tabla 2.5 a la tabla 2.7. Cada juego de seccionadoras está formado por 3 seccionadoras que operan en grupo. N° de juegos de cuchillas seccionadoras por patio= 2(N° de interruptores) + 2(N° de entradas) + 2(N° de salidas) + 3 (seccionadora de transformador) (1) 2.3.1 Seccionadoras - Patio 230 kV Para el patio de 230kV, que requiere 9 interruptores, cuenta con 3 circuitos de entrada y 2 de salida. N° de juegos de cuchillas seccionadoras= 2(9) + 2(3) + 2(2) + 3= 31 Serían 31 juegos de cuchillas: 8 juegos de cuchillas motorizadas, 5 juegos de cuchillas puesta a tierra y 18 juegos de cuchillas seccionadoras para los interruptores. Para el patio de 230 kV se seleccionó el modelo de seccionadora SDF 245kV de ABB. Los modelos de SDF de ABB son seccionadores que se pueden suministrar de forma manual o mecanismo accionado por motor, como lo requiere el cliente. Cada seccionador tripolar o grupo de seccionadores de puesta a tierra requiere solo un mecanismo de operación. Tabla 2.5. Especificaciones de la seccionadora SDF 245kV de ABB para el patio de 230 kV. (Anexo 3) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal 230 kV Voltaje Nominal Máximo 245 kV Frecuencia nominal 60 Hz Nivel básico de impulso (BIL)kV 750 kV Tipo de Accionamiento Tripolar Corriente nominal, A 2500 A Corriente momentánea (min) kA 63 kA 12 2.3.2 Seccionadoras Patio - 115 kV Este patio de 115kv, requiere 8 interruptores, este patio cuenta con 2 circuitos de entrada y 2 de salida. N° de juegos de cuchillas seccionadoras= 2(8) + 2(2) + 2(2) + 3 = 27 Serían 27 juegos de cuchillas: 7 juegos de cuchillas motorizadas, 4 juegos de cuchillas puesta a tierra y 16 juegos de cuchillas seccionadoras para los interruptores. Para el patio de 115 kV se seleccionó el modelo de seccionadora SDF 123kV de ABB. (Anexo 3). Tabla 2.6. Especificaciones de la seccionadora SDF 123kV de ABB, patio de 115 kV. Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal 115 kV Voltaje Nominal Máximo 123 kV Frecuencia nominal 60 Hz Nivel básico de impulso (BIL)kV 550 kV Tipo de Accionamiento Tripolar Corriente nominal, A 1600 A Corriente momentánea (min) kA 40 kA 2.3.3 Seccionadoras - Patio 34.5 kV Este patio de 34.5 kV requiere 8 interruptores, con 1 circuito de entrada y 3 circuitos de salida. N° de juegos de cuchillas seccionadoras= 2(8) + 2(1) + 2(3) + 3 = 29 Serían 29 juegos de cuchillas: 7 juegos de cuchillas motorizadas, 4 juegos de cuchillas puesta a tierra y 16 juegos de cuchillas seccionadoras para los interruptores y una seccionadora en la línea del autotransformador a la barra de 34.5 kV. Para el patio de 34.5 kV se seleccionó el modelo de seccionadora ONIII 30W/20-2 de ABB. Tabla 2.7. Especificaciones de la seccionadora ONIII 30W/20-2 de ABB para el patio de 34.5 kV. (Anexo 4) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal 34.5 kV Voltaje Nominal Máximo 36 kV Frecuencia nominal 60 Hz Nivel básico de impulso (BIL)kV 170 kV Tipo de Accionamiento Tripolar Corriente nominal, A 2000 A Corriente momentánea (min) kA 63 kA 13 Nota: El total de juegos de cuchillas seccionadoras para la subestación serian 87. En las figuras 2.5 y 2.6 se observan las seccionadoras seleccionadas para los patios de 230 kV, 115 kV y 34.5 kV. Figura 2.5. Seccionador SDF de ABB, modelo de 245kV y 123kV, seleccionados para los patios de 230kV y 115kV respectivamente. Figura 2.6. Seccionadoras modelos ONIII 30W/20-2 de ABB, modelo seleccionado para el patio de 34.5 kV 14 2.4 Transformadores de corriente Los transformadores de corriente se utilizan en la práctica, para medir la corriente sin interrumpir a las líneas de corriente. Por lo tanto, la medición de la corriente con la ayuda de los transformadores de corriente es muy segura. Cuando la corriente de un circuito es demasiado alta como para ser medida directamente por el dispositivo de medición, es necesario usar un transformador de corriente a través del cual dicho dispositivo sí pueda medir el circuito en cuestión [4]. Para la cantidad de trasformadores de corriente con que se diseñará cada patio se considerará que cada patio deberá contar con un CT a la entrada y otro CT a la salida en cada fase de cada interruptor. N° CT = (N° Interruptores) (3 fases*2) (2) En su diseño de serie, el transformador tiene un devanado de medición secundario y otro terciario para la protección contra los fallos de conexión a tierra, aunque puede disponer de otras configuraciones si fuese necesario. Las especificaciones de los transformadores de corriente de cada patio se aprecian en la tabla 2.8 a la tabla 2.10. 2.4.1 Transformadores de corriente - Patio 230 kV Para el patio de 230kV, que requiere 8 interruptores. N° CT= (9)(3)(2) =54 Serían 54 CT para el patio 230kV, donde se seleccionó el modelo de CT IMB 245 de ABB. Tabla 2.8. Especificaciones del transformador de corriente CT IMB 245 de ABB para el patio de 230 kV. (Anexo 6) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal del sistema (L-L kV) 230 Voltaje máximo de operación, kV 245 Frecuencia de operación, Hz 60 Numero de secundarios 2 Tipo multi-relación, MR 2000:5 Clase de exactitud C800 Corriente secundaria, amperios 2500 Medio aislante Aceite-papel-cuarzo 15 2.4.2 Transformadores de corriente - Patio 115 kV Para el patio de 115kV, que requiere 6 interruptores. N° CT= (8)(3)(2) =48 Serían 48 CT para el patio 115kV, donde se seleccionó el modelo de IMB 123 de ABB. Tabla 2.9. Especificaciones del transformador de corriente CT IMB 123 de ABB para el patio de 115 kV. (Anexo 6) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal del sistema (L-L kV) 115 Voltaje máximo de operación, kV 123 Frecuencia de operación, Hz 60 Numero de secundarios 2 Tipo multi-relación, MR 1200:5 Clase de exactitud C800 Corriente secundaria, amperios 2400 Medio aislante Aceite-papel-cuarzo 2.4.3 Transformadores de corriente - Patio 34.5 kV Para el patio de 34.5kV, que requiere 8 interruptores. N° CT= (8)(3)(2) =48 Serían 48 CT para el patio 34.5kV, donde se seleccionó el modelo de CT IBM 36 de ABB. Tabla 2.10. Especificaciones del transformador de corriente CT IMB 123 de ABB para el patio de 34.5 kV. (Anexo 6) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal del sistema (L-L kV) 34.5 Voltaje máximo de operación, kV 36 Frecuencia de operación, Hz 60 Numero de secundarios 2 Tipo multi-relación, MR 600:5 Clase de exactitud C800 Corriente secundaria, amperios 2400 Medio aislante Aceite-papel-cuarzo 16 Nota: El total de CT para la subestación serian 127. En las figuras 2.7 y 2.8 se observan el transformado de corriente seleccionado para todos los patios y el diseño del mismo. Figura 2.7. Transformador de corriente IMB (36 - 800 kV) de ABB, modelos de 245, 123 y 36, seleccionados para los patios de 230kV,115kV y 34.5kV respectivamente. Figura 2.8. Diseño del Transformador de corriente IMB de ABB. 17 2.5 Transformador de potencial El transformador de potencial (PT) es similar al transformador, que se utiliza para cambiar el voltaje en la línea. Sin embargo, el propósito por el cual el transformador transforma el voltaje es el de transmitir energía eléctrica [5]. La capacidad es muy grande, generalmente en kilovoltios amperios o megavoltios amperios como unidad de cálculo. El propósito por el cual el transformador de voltaje transforma el voltaje se usa principalmente para medir medidores y suministro de energía mediante dispositivos de protección de relé, medir el voltaje,la potencia y la energía eléctrica de la línea, o para proteger equipos valiosos en la línea cuando falla la línea Por lo tanto, la capacidad del transformador de voltaje es muy pequeño, generalmente solo unos pocos voltios amperios, docenas de voltios amperios y el máximo no es más de mil voltios amperios. +Transformadores Capacitivos: Los transformadores de tensión capacitivos separan del circuito de alta tensión los instrumentos de medida, contadores, relés, protecciones, etc. Y reducen las tensiones a valores manejables y proporcionales a las primarias originales. +Transformadores Inductivos: Los transformadores de tensión inductivos están diseñados para reducir las tensiones a valores manejables y proporcionales a las primarias originales, separando del circuito de alta tensión los instrumentos de medida, contadores, relés, etc. Las especificaciones de los transformadores de potencial de cada patio se aprecian en la tabla 2.11 a la tabla 2.13. La cantidad de PT por patio se define como: N° PT=Líneas de entrada + Líneas de salida + BarraB (3) 2.5.1 Transformadores de tensión – Patio 230 kV Para el patio de 230kV, se escogió el transformador de potencial CPA 230 de ABB. La cantidad de PT que se necesitan de este transformador es: N° PT=3+2+1=6, Se requerirán 6 transformadores de potencia para este patio. Tabla 2.11. Especificaciones del transformador de potencial CPA 230 de ABB para el patio de 230 kV. (Anexo 7) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal del sistema (L-L) kV 230 Voltaje máximo de operación kV 242 Nivel básico de asilamiento kV 1050 Tipo Divisor capacitivo Frecuencia de operación, Hz 60 Número de bobinas secundarias 2 Relación de transformación 1155/2000:1:1 Capacidad térmica nominal (VA) 600 Clase de exactitud 0.3 WXY, 0,6 WXYZ, 1.2/3P WXYZ Voltajes secundarios 115/66.4 18 2.5.2 Transformadores de tensión – Patio 115 kV Para el patio de 115kV, se escogió el transformador de potencial CPA 115 de ABB. La cantidad de PT que se necesitan de este transformador es: N° PT=2+2+1=5, Se requerirán 5 transformadores de potencia para este patio. Tabla 2.12. Especificaciones del transformador de potencial CPA 115 de ABB para el patio de 115 kV. (Anexo 7) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal del sistema (L-L) kV 115 Voltaje máximo de operación kV 121 Nivel básico de asilamiento kV 550 Tipo Divisor capacitivo Frecuencia de operación, Hz 60 Número de bobinas secundarias 2 Relación de transformación 600/1000:1:1 Capacidad térmica nominal (VA) 600 Clase de exactitud 0.3 WXY, 0,6 WXYZ, 1.2/3P WXYZ Voltajes secundarios 115/66.4 2.5.3 Transformadores de tensión – Patio 34.5 kV Para el patio de 69kV, se escogió el transformador de potencial CPA 69 de ABB. La cantidad de PT que se necesitan de este transformador es: N° PT=1+3+1=5 Se requerirán 5 transformadores de potencia para este patio Tabla 2.13. Especificaciones del transformador de potencial CPA 69 de ABB para el patio de 34.5 kV. (Anexo 7) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal del sistema (L-L) kV 69 Voltaje máximo de operación kV 72 Nivel básico de asilamiento kV 350 Tipo Divisor capacitivo Frecuencia de operación, Hz 60 Número de bobinas secundarias 2 Relación de transformación 350/600:1:1 Capacidad térmica nominal (VA) 600 Clase de exactitud 0.3 WXY, 0,6 WXYZ, 1.2/3P WXYZ Voltajes secundarios 115/66.4 19 Nota: El total de PT para la subestación serian 16. En las figuras 2.9 y 2.10 se observan el transformador de potencial seleccionado para todos los patios y las especificaciones del mismo. Figura 2.9. Transformador de potencial CPA de la Marca ABB. Figura 2.10. Características de rendimiento de los transformadores de potencial CPA. 20 2.6 Barras Las barras en una subestación son elementos que transportan con la corriente eléctrica. Se utilizan tubos de aluminio y están apoyadas en aisladores de porcelana o polímero, que a su vez están apoyados en bases de acero en fundaciones de concreto [1]. Deben estar separadas unas de otras por distancias de seguridad que son directamente proporcionales al nivel de voltaje que manejan. Las especificaciones de las barras seleccionadas se aprecian en la tabla 2.14. 2.6.1 Barras - Patios 230/115/34.5 kV Para las barras escogidas se usarán 3 tipos de diámetros diferentes de acuerdo con las corrientes para cada patio (2000, 1200 y 600). Tabla 2.14. Especificaciones de las barras para los patios 230/115/34.5 kV. Especificaciones Técnicas Patio 230 kV (2000A) Patio 155 kV (1200A) Patio 34.5 kV (600A) Tamaño nominal (plg) 3.5 2.5 1 Tipo de aleación 6063-T6 6061-T6 6063-T6 Cédula 80 80 80 Ampacidad (A) 2092 1345 650 Para evitar el efecto corona se analizará el patio de 230 kV, obteniendo un valor de 3.5 plg para el diámetro nominal de la barra escogida. El estándar 605 de la IEEE tiene los métodos para determinar el tamaño mínimo de la barra para evitar el efecto corona. En la tabla 2.15 se aprecia el diámetro permisible para minimizar el efecto corona en función de la altitud de nivel del mar. Este diámetro escogido cumple con lo expuesto en la tabla ya que no se producirá este efecto por tener un diámetro mayor a diámetro mínimo permisible, por ende, la altura del nivel del mar no afectará la barra y no habrá efecto corona. Tabla 2.15. Diámetro permisible para minimizar el efecto corona en función de la altitud de nivel del mar. 21 En las figuras 2.11 y 2.12 se observan las barras 6063-T6 y 6061-T6 respectivamente. Figura 2.11. Barra con aleación 6063-T6 cedula 80. Figura 2.12. Barra con aleación 6061-T6 cedula 80 22 2.7 Conductores Los conductores de cada patio fueron establecidos dentro de los parámetros a cumplir por la subastación. 2.7.1 Conductores - Patios 230/115 kV Para los niveles de alta tensión se establece la utilización de conductor tipo 750 ACAR. El cable ACAR se usa como cable sin protección para líneas de transmisión y distribución y también como impedimento en subestaciones donde es muy conveniente considerando sus características mecánicas y eléctricas. Una comparación con CAA del mismo peso, el cable ACAR puede ofrecer alta ampacidad de y resistencia mecánica. Este conductor se implementará bajo especificaciones expuestas en la tabla 2.16. Tabla 2.16. Especificaciones de conductor ACAR 750 MCM 24/13F para los patios de 230 y 115 kV. (Anexo 8) Especificaciones Técnicas Conductor ACAR 750 MCM 24/13F Diámetro del conductor 25,3 mm Masa aproximada 1055 kg/km Resistencia eléctrica máxima AC 60Hz 75°C 0,098 ohm/km Ampacidad 840,0 A 2.7.2 Conductores - Patio 34.5 kV Para los niveles de media tensión se establece la utilización de conductor tipo 477 ACSR. Estos conductores de aluminio reforzado con acero se utilizan como cable de transmisión pues ofrece una resistencia óptima para el diseño de líneas mediante el trenzado de núcleo de acero para lograr la resistencia deseada sin sacrificar la ampacidad. Este conductor se implementará bajo especificaciones expuestas en la tabla 2.17. Tabla 2.17. Especificaciones de conductor Hen 477 AWG para el patio de 34.5 kV. (Anexo 9) Especificaciones Técnicas Conductor Hen 477 AWG Diámetro del conductor 22,43 mm Masa aproximada 1202.12 kg/km Resistencia eléctrica máxima AC 60Hz 75°C 0,141 ohm/km Ampacidad 666,0 A 23 En las figuras 2.13 y 2.14 se observan los conductores ACAR 750 MCM y Hen 477 AWG respectivamente. Figura 2.13. Conductor ACAR 750 MCM 24/13F para los patios de 230/115 kV. Figura 14. Conductor Hen 477 AWG para el patio de 34.5 kV. 24 2.8 Pararrayos Los pararrayos son los elementos de protección de los equipos de las subestaciones contra sobretensiones. La tensión asignada de estos pararrayos se selecciona de acuerdo con las sobretensionestemporales encontradas durante falla a tierra y la duración de la sobretensión [6]. Se debe colocar un pararrayos por fase a la entrada y a la salida de la subestación, con la finalidad de proteger todas y cada una de las líneas de descargas atmosféricas. Por ende, N° pararrayos= (fases) (N° entradas) + (fases) (N° salidas) (4) Las especificaciones de los pararrayos de cada patio se aprecian en la tabla 2.18 y 2.19. 2.8.1 Pararrayos – Patios 230 y 115 kV Para el patio de 230 kV: N° pararrayos = (3)(3) + (3)(2) = 15 pararrayos. Para el patio de 115 kV: N° pararrayos = (3)(2) + (3)(2) = 12 pararrayos. Tabla 2.18. Especificaciones del pararrayos tipo ZS para los patios de 230 kV y 115 kv. (Anexo 5) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal del Sistema (L-L kV) 230 kV BIL, kV 1050 kV Tipo de pararrayos ZS Clase de pararrayos Oxido metálico Corriente nominal de descarga tipo rayo (Lightning impulse classifying current) kA (pico) 10 kA RMS (duty – cycle voltaje) 249 kV Voltaje máximo continuo de operación MCOV, kV RMS 180 kV Capacidad simétrica de alivio de presión, RMS kA 40 kA 25 2.8.2 Pararrayos - Patios 34.5 kV Para el patio de 34.5 kV: N° pararrayos = (3)(1) + (3)(3) = 12 pararrayos. Tabla 2.19. Especificaciones del pararrayos tipo INZP-MC3 para el patio de 34.5 kV. (Anexo 5) Especificaciones Técnicas Voltaje Nominal del Sistema (L-L kV) 34.5 kV BIL, kV 200 kV Tipo de pararrayos INZP-MC3 Clase de pararrayos Polimérico Corriente nominal de descarga tipo rayo (Lightning impulse classifying current) kA (pico) 10 kA RMS (duty – cycle voltaje) 100 kV Voltaje máximo continuo de operación MCOV, kV RMS 30.6 kV Capacidad simétrica de alivio de presión, RMS kA 20 kA Nota: El total de pararrayos para la subestación será de 39 pararrayos. 26 En las figuras 2.15 y 2.16 se observan los pararrayos ZS y INZP-MC3 respectivamente. Figura 2.15. Pararrayos de subestación hasta 230 kV, tipo ZS. Figura 2.16. Pararrayos de subestación hasta 42kV, tipo INZP-MC3. 27 2.9 Aisladores La función de aislador es aislar la parte con carga eléctrica de los equipos o máquinas de otra parte cargada o no cargada pieza metálica. En la línea de alta tensión por encima de transmisión y distribución de energía con el fin de que las torres de transmisión o postes de apoyo a las líneas, los aisladores de alta tensión se utilizan para aislar el conductor vivo desde las torres de transmisión. También se requiere que los aisladores de alta tensión utilizados en la transmisión y el sistema de distribución para transportar grandes tensional o carga de compresión. 2.9.1 Aisladores tipo poste para barras patio 230 kV Aislador Soporte tipo columna de la empresa EPRECSA, modelo CP-6-1050. (Anexo 10) Tabla 2.20. Especificaciones del aislador soporte tipo columna de la empresa EPRECSA, modelo CP-6-1050. (Anexo 10) Especificaciones Técnicas Voltaje del Sistema, kV 230 Tensión de aguante del aislamiento, kV al impulso por rayo, 1246.1 Altura del aislador, mm 2300 Resistencia a la Flexión, N 6050 Resistencia a la torsión, N.m 7990 Voltaje de radio interferencia en pruebas a baja frecuencia, kV 141 Distancia de fuga, mm 6500 28 2.9.2 Aisladores tipo poste para barras patio 115 kV Aislador Soporte tipo columna de la empresa EPRECSA, modelo CP-6-550. Tabla 2.21. Especificaciones del aislador soporte tipo columna de la empresa EPRECSA, modelo CP-6-550. (Anexo 10) Especificaciones Técnicas Voltaje del Sistema, kV 115 Tensión de aguante del aislamiento, kV al impulso por rayo, 730 Altura del aislador, mm 1120 Resistencia a la Flexión, N 10190 Resistencia a la torsión, N.m 8840 Voltaje de radio interferencia en pruebas a baja frecuencia, kV 71 Distancia de fuga, mm 3400 2.9.3 Aisladores tipo poste para barras patio 34.5 kV Aislador Soporte tipo columna de la empresa EPRECSA, modelo CP-8-200. Tabla 2.22. Especificaciones del aislador soporte tipo columna de la empresa EPRECSA, modelo CP-8-200. (Anexo 10) Especificaciones Técnicas Voltaje del Sistema, kV 34.5 Tensión de aguante del aislamiento, kV al impulso por rayo, 225 Altura del aislador, mm 475 Resistencia a la Flexión, N 12323 Resistencia a la torsión, N.m 3452 Voltaje de radio interferencia en pruebas a baja frecuencia, kV 22 Distancia de fuga, mm 990 29 2.9.4 Aisladores tipo suspensión para líneas del patio 230 kV Aislador Tipo Suspensión de Hule Silicón de la empresa EPRECSA, modelo 9SYB120dA. Tabla 2.23. Especificaciones del Aislador Tipo Suspensión de Hule Silicón de la empresa EPRECSA, modelo 9SYB120dA. (Anexo 11) Especificaciones Técnicas Voltaje del Sistema, kV 230 Tensión de aguante del aislamiento, kV N/A Altura del aislador, mm 500 Resistencia a la Tensión, kN 120 Resistencia a la torsión, kN 50 Voltaje de radio interferencia en pruebas a baja frecuencia, micro voltios < 10 Distancia de fuga, mm 6125 2.9.5 Aisladores tipo suspensión para líneas del patio 115 kV Aislador Tipo Suspensión de Hule Silicón de la empresa EPRECSA, modelo 9SYB120dA. Tabla 2.24. Especificaciones del Aislador Tipo Suspensión de Hule Silicón de la empresa EPRECSA, modelo 115SYB120dA. (Anexo 11) Especificaciones Técnicas Voltaje del Sistema, kV 115 Tensión de aguante del aislamiento, kV N/A Altura del aislador, mm 450 Resistencia a la Tensión, kN 120 Resistencia a la torsión, kN 50 Voltaje de radio interferencia en pruebas a baja frecuencia, micro voltios < 10 Distancia de fuga, mm 3075 30 2.9.6 Aisladores tipo suspensión para líneas del patio 34.5 kV Aislador Suspensión tipo sintético de la empresa industria real, modelo 34SHL45C. Tabla 2.25. Especificaciones del Aislador Suspensión tipo sintético de la empresa industria real, modelo 34SHL45C. (Anexo 12) Especificaciones Técnicas Voltaje del Sistema, kV 34.5 Tensión de aguante del aislamiento, kV 1000 Altura del aislador, mm 400 Resistencia a la Tensión, kN 45 Resistencia a la torsión, N.m 47 Voltaje de radio interferencia en pruebas a baja frecuencia, micro voltios N/A Distancia de fuga, mm 3400 En la figura 2.17, 2.18 y 2.19 se muestran los aisladores para barras y para líneas especificados en las tablas previas. Figura 2.17. Aislador tipo columna de la empresa EPRECSA para barras utilizado en patios 230/115/34.5 kV 31 Figura 2.18. Aislador tipo suspensión de Hule silicon para líneas utilizado en patios 230/115 kV. Figura 2.19. Aislador suspensión tipo sintético para líneas utilizado en el patio 34.5 kV. 32 Conclusiones Por medio de los conocimientos adquiridos en el curso de “Líneas y Subestaciones” se logró diseñar una subestación transformadora capaz de manejar voltajes de 230/115/34.5 kV. Se realizaron los cálculos necesarios para determinar la cantidad requerida de los elementos solicitados para el correcto funcionamiento de la subestación (PTs, Cts, Pararrayo, etc...). Utilizando los parámetros técnicos facilitados por el profesor, se obtuvieron los equipos requeridos por medio de catálogos descargables de las empresas distribuidoras de dichos equipos. 33 Referencias [1]. Ing. E. Aparicio, Subestaciones Eléctricas, 2020. [2]. (2014). ELTROTEC. [Online]. Disponible en: http://www.eltrotec.com.pe/alt_int_tanque%20muerto.php [3]. Duván Felipe Albarado Merchán, “Elaboración de un plan de mantenimiento preventivo de los equipos críticos de las principales subestaciones de la empresa de energía de Boyacá S.A. E.S.P. aplicado por la empresa asistencia técnica industrial LTDA”. Universidad pedagógica y tecnológica de Colombia ingenieríaelectromecánica facultad seccional Duitama, 2017. [4]. (2009). DEPARTAMENTO DE SALUD Y SERVICIOS HUMANOS. Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional. “Seguridad Eléctrica”. [5]. Transformador de potencial (PT). [Online]. Disponible en: https://illustrationprize.com/es/700-potential-transformer-pt.html [6]. Náthali Elizabeth Morales Mariño, “Coordinación de aislamiento en subestaciones a nivel de 500 kV”. Escuela Politécnica Nacional, 2008. http://www.eltrotec.com.pe/alt_int_tanque%20muerto.php https://illustrationprize.com/es/700-potential-transformer-pt.html 34 ANEXOS ANEXO 1 GE Digital Energy g Interruptores de tanque muerto 72,5–800 kV: tecnología avanzada en un diseño compacto y confiable Con Primary PlusTM Conjunto de soluciones prediseñadas que digitaliza el equipo primario de XD|GE proporcionando instalación en fábrica y configuración de los sistemas de protección, monitoreo, diagnóstico y comunicación. ANEXO 2 Características y ventajas clave Menos espacio Los transformadores de corriente instalados en los aisladores permiten que el espacio requerido para la cimentación e instalación sea menor. Construcción y diseño compacto La avanzada tecnología de extinción de arco reduce de forma significativa el tamaño de los productos e incrementa la confiabilidad. Rendimiento sísmico excelente y capacidad de resistencia a la contaminación El interruptor de tanque muerto es idóneo para zonas en las que se producen terremotos con frecuencia, o tienen gran altura, o una severa contaminación. Diseño sin mantenimiento Mecanismo de accionamiento por muelle modular y mecanismo de funcionamiento hidromecánico integrado que mejora la fiabilidad de los productos, reduce los costes y minimiza los requisitos de mantenimiento. Interruptor SF6 de tanque muerto de 72,5 kV Primary Plus XD|GE ofrece Primary Plus™ para todos sus equipos de suministro de potencia críticos. Primary Plus es un conjunto de soluciones prediseñadas que proporciona a las compañías eléctricas y a las instalaciones industriales de gran envergadura un medio para reducir el tiempo y la mano de obra asociados a la construcción, la expansión y el mantenimiento de subestaciones, al tiempo que se sirve de tecnologías y metodologías familiares para los recursos de ingeniería existentes. Entre las soluciones instaladas y configuradas de fábrica de XD|GE, se incluyen las siguientes: • Equipo principal digitalizado mediante la sustitución de hilos de cobre de terminación individualizada y que requieren mucha mano de obra por interfaces físicas estandarizadas y protocolos de comunicación abierta (IEC 61850) • Sistemas de protección eléctrica optimizados para que cada aplicación y cada activo principal supervise condiciones de fallo y reaccione ante ellas • Equipo de redes de comunicación reforzado y de máxima seguridad que incluye mutiplexores de fibra óptica de intensidad inalámbrica industrial y switches Ethernet que proporcionan una infraestructura de red segura y fiable Interruptores de tanque muerto: 72,5–800 kV GEDigitalEnergy.com 6 Fig!1. Posición cerrada (resorte de cierre con carga) Fig!2. Posición abierta (resorte de cierre con carga) Fig!3. Posición cerrada (resorte de cierre sin carga) Resorte de disparo Resorte de cierre Leva Trinquete Cierre fijo Señal de cierre del disparo Bobina de cierre Bobina de apertura Trinquete Disparo fijo Señal de disparo Palanca Interruptor Fig!1. Posición cerrada (resorte de cierre con carga) Fig!2. Posición abierta (resorte de cierre con carga) Fig!3. Posición cerrada (resorte de cierre sin carga) Resorte de disparo Resorte de cierre Leva Trinquete Cierre fijo Señal de cierre del disparo Bobina de cierre Bobina de apertura Trinquete Disparo fijo Señal de disparo Palanca Interruptor Fig!1. Posición cerrada (resorte de cierre con carga) Fig!2. Posición abierta (resorte de cierre con carga) Fig!3. Posición cerrada (resorte de cierre sin carga) Resorte de disparo Resorte de cierre Leva Trinquete Cierre fijo Señal de cierre del disparo Bobina de cierre Bobina de apertura Trinquete Disparo fijo Señal de disparo Palanca Interruptor 3. Mecanismo de funcionamiento hidromecánico para interruptores El mecanismo hidromecánico se ha fabricado con las piezas funcionales unidas por módulos integrados. Para que su funcionamiento sea lo más fiable posible, se utilizan juntas tipo anillo "O" en los puntos de sellado, se usan resortes de disco para almacenar la energía, y se incorporan dos conjuntos de válvulas de control de apertura independientes en el diseño. Este mecanismo se puede accionar en una sola fase o en tres fases de forma eléctrica, y se puede accionar por segmento en tres fases de forma mecánica. 2. Mecanismo de accionamiento por resorte El diseño del mecanismo de accionamiento por resorte proporciona el alto rendimiento necesario para un funcionamiento fiable. La palanca acoplada en el dispositivo de bloqueo, que se suelta cuando se excita la bobina de disparo, la gira hacia la izquierda el muelle de disparo (Fig. 1). La leva y la rueda de trinquete acoplados en el dispositivo de bloqueo, que se suelta cuando se excita la bobina de cierre, y giran hacia la izquierda del resorte de cierre. La palanca se gira hacia la derecha, comprimiendo el muelle de disparo por par de torsión desde la leva (Fig. 2). En cuanto se completa la secuencia de cierre, el muelle de cierre se carga por medio del trinquete conectado al motor (Fig. 3). Mecanismo hidromecánico 1. Depósito de aceite a baja presión 2. Indicador de nivel de aceite 3. Barra de pistón de funcionamiento 4. Depósito de aceite de alta presión 5. Pistón de carga 6. Anillo de soporte 7. Resorte de disco 8. Interruptor auxiliar 9. Orificio de llenado de aceite 10. Valvula tipo garganta de cierre 11. Electroválvula de cierre 12. Válvula electromagnética de apertura 13. Valvula tipo garganta de apertura 14. Válvula de drenaje de aceite 15. Motor de almacenamiento de energía 16. Bomba de aceite tipo clavija 17. Válvula de alivio de presión 18. Interruptor de carrera Aceite a alta presión Aceite a baja presión (a) Sin carga, estado abierto (b) Con carga, estado abierto (c) Con carga, estado cerrado Mecanismo hidromecánico 1. Depósito de aceite a baja presión 2. Indicador de nivel de aceite 3. Barra de pistón de funcionamiento 4. Depósito de aceite de alta presión 5. Pistón de carga 6. Anillo de soporte 7. Resorte de disco 8. Interruptor auxiliar 9. Orificio de llenado de aceite 10. Valvula tipo garganta de cierre 11. Electroválvula de cierre 12. Válvula electromagnética de apertura 13. Valvula tipo garganta de apertura 14. Válvula de drenaje de aceite 15. Motor de almacenamiento de energía 16. Bomba de aceite tipo clavija 17. Válvula de alivio de presión 18. Interruptor de carrera Aceite a alta presión Aceite a baja presión (a) Sin carga, estado abierto (b) Con carga, estado abierto (c) Con carga, estado cerrado Mecanismo hidromecánico 1. Depósito de aceite a baja presión 2. Indicador de nivel de aceite 3. Barra de pistón de funcionamiento 4. Depósito de aceite de alta presión 5. Pistón de carga 6. Anillo de soporte 7. Resorte de disco 8. Interruptor auxiliar 9. Orificio de llenado de aceite 10. Valvula tipo garganta de cierre 11. Electroválvula de cierre 12. Válvula electromagnética de apertura 13. Valvula tipo garganta de apertura 14. Válvula de drenaje de aceite 15. Motor de almacenamiento de energía 16. Bomba de aceite tipo clavija 17. Válvula de alivio de presión 18. Interruptor de carrera Aceite a alta presión Aceite a baja presión (a) Sin carga, estado abierto (b) Con carga, estado abierto (c) Con carga, estado cerrado Mecanismo hidromecánico 1. Depósito de aceite a baja presión 2. Indicador de nivel de aceite 3. Barra de pistónde funcionamiento 4. Depósito de aceite de alta presión 5. Pistón de carga 6. Anillo de soporte 7. Resorte de disco 8. Interruptor auxiliar 9. Orificio de llenado de aceite 10. Valvula tipo garganta de cierre 11. Electroválvula de cierre 12. Válvula electromagnética de apertura 13. Valvula tipo garganta de apertura 14. Válvula de drenaje de aceite 15. Motor de almacenamiento de energía 16. Bomba de aceite tipo clavija 17. Válvula de alivio de presión 18. Interruptor de carrera Aceite a alta presión Aceite a baja presión (a) Sin carga, estado abierto (b) Con carga, estado abierto (c) Con carga, estado cerrado Aceite a baja presión Interruptores de tanque muerto: 72,5–800 kVInterruptores de tanque muerto: 72,5–800 kV GEDigitalEnergy.com 8 Servicios de ingeniería de proyectos globales XD|GE se dedica a asistir a sus clientes a la hora de alcanzar los objetivos establecidos en relación con sus sistemas y proporciona un conjunto de servicios profesionales para prestar su apoyo en la correcta implementación y el mantenimiento adecuado de los productos y las soluciones de XD|GE a nivel global. Desde el diseño hasta la implementación, pasando por la asistencia postventa, tiene a su disposición a un equipo de expertos técnicos y comerciales que le prestarán su ayuda para que haga uso de forma eficiente de las capacidades y los conocimientos sobre el producto de los que dispone XD|GE. Esta infraestructura de asistencia abarca el ciclo de vida completo del producto. Desde la coordinación de la logística de transporte hasta la realización de las pruebas de aceptación de las instalaciones y el servicio de garantía, el equipo altamente cualificado de XD|GE está disponible a lo largo de la implementación. El equipo de servicio de campo, exclusivo y experimentado, de XD|GE tiene un alcance global significativo, así como acceso a una extensa red de expertos en equipos de potencia de alto voltaje que cuentan con experiencia en una amplia variedad de aplicaciones y en diversos entornos. El centro de asistencia global XD|GE está disponible las 24 horas del día, los 7 días de la semana, para atender cualquier problema y asegurarse de que se responde a las necesidades de los clientes de la forma más rápida posible. Instalación y puesta en servicio especializadas • Logística que incluye la coordinación del transporte transoceánico e interior • Servicios de instalación que incluyen recepción, montaje, descarga y mano de obra (de tipo mecánico y eléctrico) • Comisionamiento de pruebas • Pruebas de aceptación en sitio Asistencia postventa y en la instalación • Servicio de atención al cliente global las 24 horas del día, los 7 días de la semana • Línea de respuesta urgente • Disponibles varios puntos de acceso al servicio de atención al cliente para obtener asistencia (teléfono, correo electrónico, fax y sitio web) • Disponibilidad de las piezas a través de un servicio de reserva de piezas de repuesto global • Sistema global de mantenimiento e instalaciones de reparación Asistencia y servicio Generador de tensión de impulso de 4.800 kV/720 kJ y generador de tensión CC de ±2.000 kV y 30 mA Interruptores de tanque muerto: 72,5–800 kV GEDigitalEnergy.com11 LW24-126 C 2030 1560251 4040 500 38 38 500 1000 22x2.4 1500 10 0 10 0 61 0 65 0 65 0 100 100 370 220 250 200 630 120 200 120 180 120x200 6-ø12 120 85 250 25 0 28 0 1000 13 00 18 00 17 5 10 00 15 30 38 20 2*4-M10 45 6101300 30 3200 1510 370 34 100 180 1510 800 22 5 10 70 50 45 16 70 38 20 10 2 (8 65 ) 12 05 20 70 4- ф1 4 2-M 10N1 2 39 00 17 5 17 50 53 0 10 00 23 00 R75 0 R750 Interruptor SF6 de 126-145 kV LW24-126 / LW24-145 Interruptores de tanque muerto: 72,5–800 kVInterruptores de tanque muerto: 72,5–800 kV GEDigitalEnergy.com 12 3.000 - 4.000 10 0° 100° 10 0° 2. 86 0 Fase A 80 0 800 800 R9 .5 Bloque de puesta a tierraTerminal primario 924 Base de cemento Tornillo de fijación M30*800 Posición de puesta a tierra (2 lugares) Fase B Fase C 320 50 0 30 0 220 320 373 24 5 145 1. 38 0 24 5 1. 38 0 Placa de aleación de aluminio t22 A-A 3.000 - 4.000 (2.860) 1.220 A A LW24-252 esquema y base Diagrama P1 P2 P2 P1 P2 P1 P2 P1 A A C C 70 1. 22 0 A-A E E E E E E 14 545 45 4545 45 9-φ18 (2 .5 11 ) (5 .1 65 ) 1. 32 0 59 1 Interruptor SF6 de 252 kV LW24-252 Todas las medidas se proporcionan en milímetros (mm). Interruptores de tanque muerto: 72,5–800 kVInterruptores de tanque muerto: 72,5–800 kV GEDigitalEnergy.com13 873 700 510 920 LW23-363/Y 363kV DTB with single-breaker (1.438) (3.463) 6. 53 4 1. 50 0 4.000-5.000 4.000-5.000 Interruptor SF6 de 363 kV LW23-363 Interruptores de tanque muerto: 72,5–800 kVInterruptores de tanque muerto: 72,5–800 kV GEDigitalEnergy.com17 Especificaciones técnicas TIPO DE PRODUCTO LW24-72.5 LW24-126 LW24-145 LW24-252 LW23-363 LW13A-363 LW13A-550 LW13-800 2. Parámetros mecánicos 2. 1 Tipo de mecanismo Por resorte Por resorte Por resorte Por resorte/hidromecánico Por resorte/ hidromecánico Por resorte/ hidromecánico Hidromecánico 2. 2 Vida útil mecánica (ciclos) ≥ 5.000 ≥ 5.000 ≥ 5.000 ≥ 5.000 ≥ 5.000 ≥ 5.000 ≥ 5.000 ≥ 5.000 2. 3 Secuencia de funcionamiento nominal O-0,3 s-CO-180 s-CO 2. 4 Tiempo de cierre (ms) ≤ 100 ≤ 100 ≤ 100 ≤ 110 ≤ 100 ≤ 100 ≤ 100 ≤ 100 2. 5 Tiempo de apertura (ms) ≤ 30 ≤ 30 ≤ 30 ≤ 30 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 20 2. 6 Tiempo de interrupción (ms) ≤ 60 ≤ 60 ≤ 60 ≤ 60 ≤ 40 ≤ 40 ≤ 40 ≤ 40 2. 7 Tiempo de apertura/cierre (ms) 40-50 40-50 40-50 50-70 40-50 40-50 40-50 40-50 2. 8 Funcionamiento asincróno (ms) Entre polos Apertura Cierre ≤ 2 ≤ 4 ≤ 3 ≤ 4 ≤ 3 ≤ 5 ≤ 3 ≤ 4 ≤ 3 ≤ 4 ≤ 3 ≤ 5 2. 9 Funcionamiento asincróno (ms) En la interrupción Apertura Cierre ≤ 2 ≤ 3 ≤ 2 ≤ 3 ≤ 2 ≤ 3 ≤ 2 ≤ 3 2. 10 Número de cámaras de corte por polo 1 1 1 1 1 2 2/1 2 2. 11 Funcionamiento trifásico/ monofásico 3 3 3 3/1 1 1 1 1 2. 12 Presión de gas SF6 nominal (Mpa) 0,4/0,5 0,5 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5/0,6 0,6 2. 13 Fuga de gas SF6 al año (%) ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 2. 14 Peso (kg) 1.550 3.400 3.400 9.000 10.000 18.000 18.000/15.000 60.000 TIPO DE PRODUCTO LW24-72.5 LW24-126 LW24-145 LW24-252 LW23-363 LW13A-363 LW13A-550 LW13-800 1. Parámetros eléctricos 1. 1 Tensión nominal (kV) 72,5 126 145 252 363 363 550 800 1. 2 Frecuencia nominal (Hz) 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 1. 3 Corriente continua nominal (A) 3.150 3.150 3.150 4.000 3.150/4.000/ 3.150/4.000/ 5.000 5.000 5.000 1. 4 Corriente nominal de apertura de cortocircuito (kA) 40 40 31,5/40 50/63 50 50/63 50/63 50/63 1. 5 Corriente de cierre (kA) 100 100 80 125 125 125/160 135/171 135/171 1. 6 Resistencia a corriente pico nominal (kA) 100 100 80 125 125 125/160 135/171 135/171 1. 7 Distancia de fuga específica (mm/kV) 25/31 25/31 25/31 25/31 25/31 25/31 25 25 1. 8 Corriente de interrupción de fallo en la línea de tramo corto (kA) 36/30 36/30 28,35/23,63 45/37,5 45/37,5 (50 kA); 56,7/47,25 (63 kA) 1. 9 Corriente de interrupción fuera de fase (kA) 10 10 7,875 12,5 12,5 (50 kA)/15,75 (63 kA) 1. 10 Tensión admisible de frecuencia de energía momentánea (kV); conexión a tierra 160 230 275 460 510 510 740 960 1. 11 Tensión admisible de impulso de rayo nominal (kV); conexión a tierra 350 550 650 1.050 1.300 1.300 1.675 2.100 1.12 Factor de último polo que abre 1,5 1,5 1,5 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1.13 Duración admisible de corriente nominal momentánea (s) 4 4 3 3 3 3 3 3 Datos técnicos principales del interruptor de tanque muerto de 72,5 kV-800 kV* * Productos adicionales disponibles: consulte la página de pedido de productos para obtener el listado completo. Interruptores de tanque muerto: 72,5–800 kVInterruptores de tanque muerto: 72,5–800 kV GEDigitalEnergy.com 18 LW 24 - 72,5 / T 3.150 - 40 Interruptor SF6 para exteriores LW N.º de secuencia de diseño 24 13/ 13 A 23 Tensiónnominal 72,5 126 145 252 363 550 800 Sistema operativo: T: mecanismo de muelle Y: mecanismo hidromecánico T Y Corriente nominal (A) 1.250 2.000 3.150 4.000 5.000 Corriente de interrupción nominal (kA) 31,5 40 50 63 Notas sobre los pedidos: Proporcione la siguiente información cuando realice un pedido: 1. Tipo, descripción del producto y tipo de mecanismo. 2. Tensión nominal, corriente nominal y corriente de apertura de cortocircuito. 3. Índice de corriente, cantidad y clase de precisión y capacidad de salida nominal. 4. Clase de contaminación: clase III o clase IV. 5. Tensión de control del mecanismo: 220 V CC o 110 V CC. 6. Tensión del motor de almacenamiento de energía: 380 V CA o 220 V CA/CC o 110 V CA/CC. Pedidos Línea de interruptores de tanque muerto con mecanismo de muelle: Línea de interruptores de tanque muerto con mecanismo hidromecánico: LW24-72.5/T1250-31.5 LW24-252/Y4000-63 LW24-72.5/T2000-31.5 LW23-363/Y3150-50 LW24-72.5/T2500-31.5 LW23-363/Y4000-50 LW24-72.5/T3150-40 LW13A-363/Y3150-50 LW24-126/T3150-40 LW13A-363/Y4000-50 LW24-145/T3150-31.5 LW13A-363/Y5000-50 LW24-145/T3150-40 LW13A-363/Y3150-63 LW24-252/T4000-50 LW13A-363/Y4000-63 LW13A-363/Y5000-63 LW13A-550/Y5000-63 LW13-800/Y5000-63 Interruptores de tanque muerto: 72,5–800 kVInterruptores de tanque muerto: 72,5–800 kV — HIGH VOLTAGE PRODUC TS Horizontal centre break disconnector Type SDF, up to 550 kV • Minimized contact resistance • Easy and quick erection • Low friction design for smooth operation • Ice breaking capacity • Strong rotary pedestals • Minimal maintenance ANEXO 4ANEXO 3 2 H O R I ZO NTA L CE NTR E B R E A K D I S CO N N EC TO R PR O D U C T B R O C H U R E — ABB offers a wide range of reliable and energy efficient disconnectors to meet the requirements of different sites and network conditions. The disconnectors range from 72.5 kV to 550 kV. ABB disconnectors are designed as per IEC 62271-102 and IEC 62271-1 standards. 3 — Table of contents 04 Disconnectors from ABB Applications Regulations 05 Maximum reliability and minimal maintenance 06 Technical data 07 Mode of operation 08 Easy installation Main dimensions (mm) Series installation Parallel installation 4 H O R I ZO NTA L CE NTR E B R E A K D I S CO N N EC TO R PR O D U C T B R O C H U R E — ABB is a leader in power and automation technologies that enables utility and industry customers to improve their performance while lowering environmental impact. The ABB Group of companies operates in approximately 100 countries and employs around 145,000 people. Applications A mechanical device for providing isolation of power equipment from the network, a disconnector is suitable for switching very small currents or where no significant change in voltage occurs across the terminals. The option of earthing sections of power systems can be made available by providing each disconnector pole with one or two earthing switches. The horizontal centre break disconnectors type SDF are available for rated voltages up to 550kV. Regulations The SDF disconnectors are designed as per IEC 62271-102 and IEC 62271-1 standards. Other international regulations can be met on request. Type tests on the disconnectors are carried out by accredited testing laboratories in accordance with the latest regulations. Comprehensive electrical and mechanical routine tests are carried out on the poles and operating mechanism of each disconnector ensuring world-class quality. — Electric sub-station — Disconnectors from ABB ABB HV Disconnectors are in operation across the world in extreme and adverse conditions for decades, providing maintenance-free service with the highest benchmarks for operational reliability. 5 — Maximum reliability and minimal maintenance Minimized contact resistance (energy efficient solution) The current carrying aluminum conductors are welded to minimize joint resistance. No external springs in contact fingers for maximum reliability The contact fingers of the moving contacts of disconnector type SDF are designed from special conducting material and without external springs for increased reliability. Easy and quick erection The current carrying conductors and rotary pedestals are designed for easy adjustment and alignment. Low friction design for smooth operation Maintenance-free linkages with stainless steel rod-end bearings require less drive power for operation and provide smooth motion transmission without any disturbance in the settings. (Corrosion-free electrical and mechanical joints) Dead centre interlocking for reliability under extreme conditions The dead centre interlocking of operating mechanisms ensure that there are no inadvertent changes in the open or close switching position even under extreme external conditions such as storms, earthquakes etc. Superior design of mechanical interlock The mechanical interlock between the earthing switch and main blade is designed in such a way that there is no scope for malfunction. Ice breaking capacity The disconnectors are capable of operating under severe ice conditions. Strong rotary pedestals This ensures that the deflection remains unchanged at high mechanical loads. Suitable for a wide range of environmental conditions The disconnectors can operate in a wide range of temperatures as well as under polluted environmental conditions. Minimal maintenance Superior material and lubricant used in the encapsulation of the pedestals makes the disconnectors practically maintenance-free. Design based on cutting-edge technology and experience The horizontal center break disconnectors type SDF consist of a steel base frame with two rotary pedestals, insulators, current carrying conductors (current path) and driving mechanisms. Steel components are hot dip galvanized to protect against atmospheric influences. Each of the three phases of the disconnector consists of two insulators mounted on maintenance free, sealed rotary pedestals which are carried by the steel base frame. The support post insulators carry the current paths consisting of two halves, with finger contacts and fist contacts. The current transfer takes place at the rotary heads of the two current paths via tulip-type contact fingers. The rotary heads can be turned 3600 and therefore the installation of a pipe connection or the straining of connection cable is possible in any direction. Flat terminal plates can be provided as per DIN standard 46203, NEMA or any other standards.. — 02 Tulip contacts for 2500 A current path terminal head — 03 Fist side current path rated for 1600 A — 04 Finger side path rated for 1600 A with earthing fixed contact mounted. — 02 — 03 — 04 6 H O R I ZO NTA L CE NTR E B R E A K D I S CO N N EC TO R PR O D U C T B R O C H U R E — Technical data — 03 72.5 kV SDF disconnector Voltage 72.5 kV * 123 kV 145 kV 170 kV 245 kV 300 kV 362 kV 420 kV 550 kV Type designation SDF72.5 SDF123 SDF145 SDF170 SDF245 SDF300 SDF362 SDF420 SDF550 Rated voltage (Ur) kV 72.5 123 145 170 245 300 362 420 550 Rated frequency (fr) Hz 50/60 Rated normal current (Ir) A 1600, 2500,3150,4000** Rated short-time withstand current, rated duration of short circuit (Ik,tk) kA, s 40/50/63, 1*** Rated peak withstand current (Ip) kAp 2.5x Ik (for 50 Hz) / 2.6x Ik (for 60 Hz) Basic insulation level Power frequency withstand voltage for 1 minute To earth and between poles kV 140 230 275 325 460 395 450 520 620 Across the isolating distance kV 160 265 315 375 530 435 520 610 800 Lightning impulse withstand voltage To earth and between poles kVp 325 550 650 750 1050 1050 1175 1425 1550 Across the isolating distance kVp 375 650 750 860 1200 1050 (+170) 1175 (+205) 1425 (+240) 1550 (+315) Switching impulse withstand voltage To earth and between poles kVp - - -850 950 1050 1175 Across the isolating distance kVp - - - 700 (+245) 800 (+295) 900 (+345) 900 (+450) * 36 kV on demand ** Higher currents on request *** 3s for 40 kA — 03 7 — Mode of operation The disconnector and earthing switch are operated via independent operating mechanisms. The operating energy from the operating mechanism of the disconnectoris transmitted to one of the rotary pedestals of one phase. A diagonal rod connects both the rotary pedestals of each column ensuring simultaneous operation of both columns. The three phases of the disconnector are connected by gang operating linkages for three phase operation. During opening and closing operation both the current paths rotate through an angle of 900. The current paths will be at right angles to the base frame in open position. Operating mechanism All disconnectors can be supplied by manual or motor operated mechanism, as required by the customer. Each three-pole disconnector or earthing switch group requires only one operating mechanism. The coupling rods between the individual poles can be continuously adapted. Operating mechanisms contain auxiliary switches for control and signaling as well as provisions for electrical interlocks. Three phase operation is conducted via mechanical or electrical gang operation. For maximum reliability the main contacts of the disconnector and earthing switch pass through the dead center positions shortly before they reach the end positions. This prevents accidental opening or closing of the units due to external influences (e.g. short-circuits, storm, earthquake). Interlocks The disconnector and earthing switch (when supplied) are mechanically interlocked. In operating mechanisms a blocking magnet can be installed as an additional interlocking facility, which in disconnected condition, makes operation of the operating mechanism impossible. Earthing switch unit The earthing switch unit, an optional assembly, consists of a hingedtype earthing switch fixed at the base frame. The unit can be mounted on either of the contact sides or on both sides as required. In case of the earthing switch, the operating energy is transmitted to the earthing switch shaft. The tubular contact arm swings upwards when the unit is closing. — 05 — 04 — 04 Linkages with spherical bearings — 05 Bearing on frame assembly — M ED I U M VOLTAG E PRODUC TS ON – Outdoor disconnector 24 – 36 kV, 400 – 2000 A Product features • Rated voltages 24, 36 kV • Rated currents 400 – 2000 A • Single or three phase design (ON I, ON III) • Operated with manual or motor drives (also remotely controlled) • Many ways of coupling with drive by common couplers and rods • Vertical-break opening • Fixed terminals for connection on both sides • Available with earthing switches on both sides • Durable porcelain insulators • Applicable standards IEC 62271-1, IEC 62271-102 Product benefits • Safe and visible isolating gap in open position • Proven and reliable design • High mechanical endurance • High electric parameters • Installation position: horizontal or vertical • Suitable for new installations or retrofit • Easy to install and commission • Minimal maintenance requirements • Possibility to work in various climatic condition and in various types of networks • Remotely controlled can work as sectionalizer in distribution network • Possibility to customize for tailor made solutions Safety and protection of personnel and assets Complete solution with various drives and control equipment Reliable operation guaranteed by proven design ANEXO 5ANEXO 4 24 0 1P L 15 6 9 -w 2- en . E d it io n 0 9 .2 0 20 — We reserve the right to make technical changes or modify the contents of this document without prior notice. With regard to purchase orders, the agreed particulars shall prevail. ABB AG does not accept any responsibility whatsoever for potential errors or possible lack of information in this document. We reserve all rights in this document and in the subject matter and illustrations contained therein. Any reproduction, disclosure to third parties or utilization of its contents – in whole or in parts – is forbidden without prior written consent of ABB AG. Copyright© 2020 ABB All rights reserved — ABB Contact Center tel.: +48 22 22 37 777 e-mail: kontakt@pl.abb.com ABB Sp. z o.o. – Branch in Przasnysz ul. Leszno 59, 06-300 Przasnysz tel.: +48 22 22 38 900 fax: +48 22 22 38 953 www.abb.pl Available optional configuration or equipment: • One phase design (ON I) • Earthing switches on both sides (3-phase disconnector only) • Manual operating mechanism NN1 with auxiliary contacts and interlock Technical data of basic 3-phase ON disconnector: Parameters O N II I 2 0/ 4 -2 O N II I 2 0/ 8 -2 O N II I 2 0/ 12 -2 O N II I 3 0/ 4 -2 O N II I 3 0/ 8 -2 O N II I 3 0W /4 -2 O N II I 3 0W /8 -2 O N II I 3 0W /1 6 -2 O N II I 3 0W /2 0 -2 Rated Voltage [kV] 24 36 Rated power frequency withstand voltage to earth and between phases [kV] 55 75 Rated power frequency withstand voltage across the isolating distance [kV] 75 100 Rated lighting impulse withstand voltage to earth end between phases [kV] 125 170 Rated lighting impulse withstand voltage across the isolating distance [kV] 145 195 Creepage distance [mm] 460 610 900 Rated current [A] 400 800 1250 400 800 400 800 1600 2000 Disconnector rated peak withstand current [kA] 50 50 63 Disconnector rated short-time withstand current 1 s [kA] 20 20 25 Earthing switch UD – lower earthing switch or UG – upper earthing switch* Earthing switch rated peak withstand current [kA] 40 50 63 Earthing switch rated short-time withstand current 1 s [kA] 16 20 25 Rated frequency [Hz] 50/60 Mechanical endurance [close/open cycles] 1000 Weight [kg] Without earthing switch 80 105 125 130 With earthing switch 90 120 140 150 * earthing switch from both side on request • Motor operating device UEMC50 • Rods and rod’s supports • Customer-specific configuration on request Representante para España INDUSTRIAS DE APARELLAJE ELÉCTRICO, S.A. Jarama, 5 • Polígono Industrial • E-45007 TOLEDO (España) Teléf.: 34 - 925 23 35 11 • Fax: 34 - 925 23 39 01 http: //www.inael.com • E-mail: inael@inael.com Cat. 3B/06/2000/ESP ANEXO 6ANEXO 5 14 GUÍA BÁSICA PARA LA SELECCIÓN DE PARARRAYOS 3 Esta breve guía, intenta cubrir los criterios de selección cuando los pararrayos se conectan entre fase y tierra. Si se nece- sitan detalles en mayor profundidad, rogamos nos consulten. El objetivo básico que se pretende conseguir con la utili- zación de pararrayos es dar el mayor margen de protección, contra sobretensiones, al equipo que se pretende proteger. En un equipo adecuadamente protegido por un pararrayos, las sobre- tensiones nunca podrán alcanzar valores superiores a aquellas que el equipo puede soportar. Una forma de definir el margen de protección es: . Es el valor de la tensión soportada por el equipo a los impulsos tipo rayo. Si el equipo sólo se clasifica por tensión soportada con dichos impulsos, el valor máximo de su tensión será de 245 kV. Este valor se corres- ponde con la tensión residual del pararrayos para un impulso de corriente correspondiente a la intensidad nominal de descarga (10kA) Para seleccionar el pararrayos debemos averiguar algu- nos parámetros fundamentales del mismo: Intensidad nominal de descarga/capacidad de absorción de energía. Tensión nominal. Capacidad para soportar sobretensiones temporales. En la norma UNE-EN 60099-4 la capacidad de absorción de energía de un pararrayos, está directamente relacionada con su corriente nominal de descarga, y se selecciona exclusiva- mente en función del valor de la corriente prevista que va a circu- lar por el pararrayos. Según CEI 99-5 (Recomendación para la selección y utilización de pararrayos), los pararrayos de10 kA de capacidad nominal de descarga serán los de utilización preferente en lasredes de hasta 245 kV de tensión máxima, aunque en algunos casos podrían utilizarse pararrayos de 5 kA. En las redes cuya tensión está comprendida entre 245 kV y 420 kV, la citada norma indica que los pararrayos de 10 kA de corriente nominal de descarga son, normalmente, suficientes para la protección de las mismas. A la hora de seleccionar la tensión nominal de un para- rrayos, el criterio básico es localizar el pararrayos de menor tensión nominal que pueda estar en servicio, garantizando una eficaz protección, durante un largo tiempo. Los pararrayos tipo ZS, ZSH, INZP-MC3 y ZSP, tienen valores de las tensiones asignadas de acuerdo con los valores establecidos en la norma UNE-EN 60099-4 de la misma manera las tensiones de servicio (NA) Nivel de aislamiento (NP) Nivel de protección del pararrayos. • • • A) Intensidad nominal de descarga/capacidad de absorción de energía B) Tensión nominal continuo U cumplen con lo especificado en la citada norma. La tensión asignada de los pararrayos, y en consecuencia su tensión de funcionamiento continuo, debe ser seleccionada de acuerdo con los siguientes criterios: a) En las redes con eliminación automática de los defectos a tierra, la tensión de funcionamiento continuo del pararrayos, debe ser igual o superior a la tensión máxima fase-tierra multiplicada por 1,05. Este factor tiene en cuenta, en las redes normales, el aumento del valor de cresta de la tensión debida a armónicos. b) En las redes con neutro aislado o puesto a tierra por me- dio de una bobina de compensación, sin eliminación auto- mática de los defectos a tierra, cuando no se conoce la dura- ción de dicho defecto, el valor de la tensión del funcio- namiento continuo del pararrayos debe ser igual a la máxi- ma tensión fase-tierra. No obstante, si se conoce el valor y la duración de las so- bretensiones en la red, podrá seleccionarse un valor más bajo de la U Los valores de las tensiones asignadas serán aquellos que se correspondan con las tensiones de funcionamiento continuo seleccionadas. En las líneas eléctricas pueden producirse sobretensio- nes temporales por diversos motivos entre los que cabe desta- car: Defectos a tierra. Pérdidas repentinas de la carga. Las sobretensiones debidas a defectos a tierra se produ- cen con facilidad en gran parte de las redes, y se deben a que un cortocircuito de ese tipo en una fase de un circuito, produce una elevación de la tensión a tierra de las otras dos fases que, cuando el neutro está aislado o puesto a tierra por medio de una impe- dancia, pueden alcanzar valores iguales a la máxima entre fases. Con neutros rígidos a tierra, las sobretensiones no alcanzan valo- res superiores al 140% de la tensión máxima. La duración de estas sobretensiones es igual al tiempo que tarda en despejarse la falta. En las redes con eliminación automática de la falta a tierra, este tiempo no es superior a 1 s. En las redes con neutro aislado o puesto a tierra por me- dio de una bobina de compensación, la duración del defecto a tie- rra no suele ser superior a 10 s. En las redes hasta 72 kV, la pérdida repentina de la carga puede producir sobretensiones con un valor máximo de 1,2 ve- ces la tensión nominal y una duración de unos pocos minutos. c c. a) Defectos a tierra: b) Pérdidas repentinas de carga: C) Capacidad para soportar sobretensiones temporales • • U =c (1,05) V máx 3 U =c V máx { (MP) Margen de = protección -1 } 100>33%, donde: (NA) Nivel de aislamiento del equipo (NP) Nivel de protección del pararrayos INFORMACIÓN PARA HACER LOS PEDIDOS TENSIÓN kV 0003 = 3 kV 0006 = 6 kV 0009 = 9 kV 0010 = 10 kV 0012 = 12 kV 0015 = 15 kV 0018 = 18 kV 0021 = 21 kV 0024 = 24 kV 0027 = 27 kV 0030 = 30 kV 0036 = 36 kV 0039 = 39 kV 0045 = 45 kV 0048 = 48 kV 0054 = 54 kV 0060 = 60 kV 0066 = 66 kV 0072 = 72 kV 0090 = 90 kV 0096 = 96 kV 0108 = 108 kV 0120 = 120 kV 0132 = 132 kV 0144 = 144 kV CONECTORES SUPERIOR E INFERIORCONFIGURACIÓN Los conectores redondos admiten conductores con diámetro comprendido entre 6,35 y 19 mm. Los conectores planos tipo NEMA admiten conductores con diámetros comprendidos entre 6,35 y 31,75 mm. REFERENCIA Z S P X X X X - X X X 1 Ref.: ZSP0108-1131 El embalaje normalizado es en caja de cartón para ten- siones de hasta 30 kV y en madera para las superiores. Embalaje: Pararrayos de 108 kV con tapa superior y base trípode. Conector superior redondo a 90º. Conector inferior a 45º Ejemplo: 1 - Conector redondo a 90º 2 - Conector plano de cuatro taladros a 90º 3 - Conector plano de cuatro taladros a 45º 1 - Tapa superior y base trípode 3 - Tapa superior e inferior 2 - Trípode superior y tapa base 4 - Trípode en base y tapa 7 3 5 7 .2 41.4 73 2 5 .4 44.5 4 4 .5 9 2 44.5 4 4 .5 45 ° 7 9 .4 134 En las grandes redes, la repentina pérdida de carga puede producir elevaciones de tensión que pueden alcanzar 1,5 veces la tensión a tierra o incluso algo más, cuando simultáneamente ocurren efectos Ferranti o de resonancia. El efecto de las sobretensiones es incrementar la co- rriente que circula por el pararrayos y en consecuencia aumenta la energía consumida por el mismo, produciéndose una eleva- ción en su temperatura que puede, según los valores, afectar a la estabilidad térmica del pararrayos. Los tiempos que los pararrayos pueden soportar dife- rentes valores de sobretensiones se indican en las curvas correspondientes a cada tipo de pararrayos. Estos tiempos se han determinado sobre pararrayos que previamente han absor- bido una importante energía, en términos generales la corres- pondiente a dos impulsos de larga duración más un determinado tiempo trabajando a la tensión máxima de funcionamiento continuo. Como ejemplo práctico podemos suponer una línea de 132 kV de tensión nominal (V ) cuya tensión máxima según MIE- RAT04 es de 145 kV, y su tensión máxima con respecto a tierra es En esta línea hemos instalado un pararrayos tipo ZS de 120 kV cuya tensión máxima, de funcionamiento continuo es de 98 kV. Supongamos que el valor de la sobretensión con respec- to a tierra, por pérdida brusca de la carga puede alcanzar un valor de 1,55 V = 83,7 x 1,55 = 130 kV y su duración es de 10 s. Supongamos que el valor de la sobretensión con respec- to a tierra, por defecto a tierra de un fase alcanza, en las otras dos fases con respecto a tierra el valor del 140 % de la máxima a tie- rra, es decir 83,7 x 1,4 = 117 kV. La duración del defecto a tierra es de 1 s. El pararrayos seleccionado debe ser de la menor tensión nominal que reúna las siguientes características: Tensión de servicio continuo superior a 83,7 x 1,05 > 88 kV. Debe soportar una tensión de 130 kV durante 10 s. Debe soportar una tensión de 117 kV durante 1 s. Un pararrayos de 120 kV de tensión asignada, tiene una tensión de funcionamiento continuo de 98 kV y en el gráfico 1 de la página 6, vemos que puede soportar: Durante 1 s. una sobretensión de 1,43 U es decir, 98 x 1,43 = 140 kV. Durante 10 s. una sobretensión de 1,36 U = 1,36 x 98 = 133 kV. Desde el punto de vista de tensión nominal y capacidad para soportar sobretensiones temporales, éste sería el pararra- yos adecuado. Falta comprobar que su margen de protección (MP) es superior al 33%. El valor de la tensión residual con un impulso de corriente de 10 kA, onda 8/20 de éste pararrayos es 271 kV (ver tabla nº 1 en pág. 7). Los niveles de aislamiento (NA) establecidos en el MIE- n t c c • • • • • V =t = 83,7 kV 145 3 RAT/2 para los equipos de 132 kV son de 450, 550, y 650 kV. En el peor de los casos, para el valor mínimo del nivel de aislamiento del equipo. Si el nivel de aislamiento del equipo es de 550 kV, el mar- gen de protección será: Para un nivel de aislamiento de 650 kV, el margen de protección será: El pararrayos seleccionado, protege adecuadamente el equipo de 132 kV, ya que en el peor de los casos, cuando los nive- les de aislamiento de la instalación son los mínimos normaliza- dos, el margen de protección es muy bueno pues alcanza un
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