Coordinacion del aislamiento EEQ

COORDINACION DEL AISLAMIENTO

SUBESTACIONES AISLADAS POR AIRE.

SUBESTACIONES AISLADAS EN GAS SF 6

MODULOS PARA SUBESTACIONES

ENSAYOS PARA AISLAMEINTOS

LA SOPORTABILIDAD

ESPECIFICACIONES FRENTE A DISTURBIOS

SANTIAGO JARAMILLO V. 8vo ELECTRICA


SUBESTACIONES AISLADAS POR AIRE (AIS)

El objetivo es proporcionarmáxima confiabilidad, flexibilidadcontinuidad del servicio , altaseguridad operacional ydurabilidad de manera quesatisfagan las necesidades delsistema.

Fue históricamente la primera técnica utilizada con este aislante gaseoso, debidoa que : Mantiene sus propiedades dieléctricas , tiene una alta constante deionización , se renueva constantemente y por supuesto no cuesta nada.

La rigidez dieléctrica del aire a la presión de una atmosfera y a una temperaturade 25 ⁰c es de 30 Kv/ cm . Esta rigidez se mantiene en ciertos limites, ya que ésta esproporcional a su densidad volumétrica por lo que debido a altas alturas se debetener en cuenta la disminución de la rigidez dieléctrica del medio.

OBJETIVO DE ESTE DISEÑO


VENTAJAS DEL DISEÑO

- Montaje rápido y sencillo

- Costes reducidos de instalación

- Hasta un 50 % de espacio menos

- Precisan poco tiempo para la puesta enservicio de toda la subestación.

- El transporte de los módulos prefabricadosse puede efectuar en vehículos corrientes

- Bajo coste de las obras civiles necesarias

- Fácil mantenimiento e inspección

SUBESTACION DE ALTA TENSIÓN ABB AISLADA EN AIRE 170 KV.

SUBESTACIONES AISLADAS POR AIRE (AIS)


SUBESTACIONES AISLADAS POR GAS SF6 (GIS)

Las Subestaciones Eléctricas aisladas en gas usan este fluido para el aislamientoeléctrico de sus distintos componentes -maniobra, medición, barras, etc. en altatensión

Es un gas no tóxico, muy estable y no inflamable,además de inodoro e incoloro a condicionesnormales de presión y temperatura (1.013 hPa y

20°C).

Cuando se trata de alta tensión su denominacióncomún es GIS (Gas Insulated Switchgear). Enmedia tensión se denominan MV-GIS (MediumVoltage-Gas-Insulated Switchgear).

SF6 (hexafluoruro de azufre) es un gas halógenocuya estructura molecular está formada por un átomode azufre central, unido a seis de flúor. Su moléculaes químicamente inerte

MOLECULA DE SF6

F

F

F

F

F

F


Entre 1960 y 1970, aparecen las primeras GIS de alta tensión.

El conocimiento de los fenómenos involucrados en el corte que ocurre en lascámaras de los interruptores de SF6 han llevado a conseguir dimensionesdieléctricas más pequeñas, a la par de alcanzar un aumento de la confiabilidad deestos equipos.


Pero no sólo en la reduccióndel espacio presenta ventajasla instalación de una GIS enlugar de una AIS. Debenconsiderarse siempre dosaspectos importantes dondeexisten claras diferencias afavor de las GIS:

- Rápido montaje .

- Mantenimiento reducido.

MODERNA INSTALACION DE ALTA TENSIÓN AISLADA CON GAS ABB 300 KV.CONARMARIOS DEMANDO INTEGRADOPARA EQUIPOSDE CONTROL Y PROTECCION



Actualmente las subestaciones en gas ,se construyen en niveles de tension de hasta800 Kv en varias configuraciones, aunque los costos de inversion inicial puedenser altos, posteriormente se puede reducir muchos costos secundarios en suproyecto global como por ejemplo:

MODERNA INSTALACION DE ALTA TENSIÓN AISLADA CON GAS ABB 300 KV.CONARMARIOS DEMANDO INTEGRADOPARA EQUIPOSDE CONTROL Y PROTECCION

- Requerimiento mínimo deespacio

- Compatibilidad con elmedio ambiente

- Alta disponibilidad deoperación

- Mejoria en la seguridaddel personal y deoperación



COMPARACION DE LAS DIMENSIONES A IGUAL CARACTERISTICA ENTRE UNASUBESTACION DE AISLAMIENTO DE AIRE Y UNA CON AISLAMIENTO CON GASSF 6

SUBESTACIONEN SF6

SUBESTACION CONVENCIONAL AISLADA CONAIRE



DISYUNTOR EN SF6

TABLEROSDE CONTROL

SUBESTACION NUEVA CONOCOTO 138 – 46 KV EEQ

DESARROLLO DE LA TECNICA EN SISTEMAS BLINDADOS CON GAS

a) TÉCNICA CONVENCIONAL

*Revista

ABB08

1996

SALA DE CONTROL

SALA DE RELÉS Y APARATOS AUXILIARES

INSTALACIÓNBLINDADA

Panel de mando

cableado

Registrador de acontecimientos

SCADA distribución y medición

GIS

cableado

Tablero de mando


a) TÉCNICA MODERNA

*Revista

ABB08

1996

SALA DE CONTROL


Comunicación hombre – máquina

conexión serial para datos

GIS

cableado

Tablero de mando


a) INSTALACCION BLINDADA CON TÉCNICA INTELIGENTE

*Revista

ABB08

1996

SALA DE CONTROL


Comunicación hombre – máquina

conexión serial para datos

GISTablero de mando

Sensores y actuadores


ENSAYOS PARA AISLAMIENTOS

Se han establecido características mínimas para los aisladores de líneas; Antes sedistinguían los aisladores por la tensión de servicio a que estaban destinados, pero,actualmente, se estima que esta tensión no caracteriza a un aislador, ya que lo másconveniente en cada caso depende de las condiciones del aislador. Mediante loscorrespondientes ensayos, se han de estipular y comprobar las siguientescaracterísticas:

a) Línea de fugab) Distancia disruptivac) Tensión de coronad) Tensión disruptiva, en seco, a la frecuencia normale) Tensión disruptiva, bajo lluvia, a la frecuencia normalf) Tensión disruptiva, con ondas de sobretensión de frente rectog) Tensión de perforaciónh) Carga de rotura mecánica (tracción, compresión, flexión, torsión, según cada

tipo de aislador)i) Carga de rotura combinada electromecánica Peso unitariok) Forma y medidas, según plano acotado



Línea de fuga. Es la distancia entre las fuerzas conductoras de las que está provisto el aislador, en las condiciones que se establecen para los ensayos de tensión disruptiva, medida sobre la superficie del aislador

Distancia disruptiva. Es la distancia, en elaire, entre las piezas de las que está provisto elaislador, en las condiciones establecidas paralos ensayos de tensión disruptiva También sedenomina distancia de contorneamiento.

Distancia d

isruptiva



Tensión de corona. Es el valor eficaz de la tensión, expresado en kilovoltios,al que deja de ser visible, en la oscuridad, toda manifestación luminosa encualquier punto del aislador, causada por la ionización del aire (efecto corona).

Tensión disruptiva. Se denominatambién tensión de contorneamiento yes el valor eficaz de la tensiónexpresado en kilovoltios, en el que seproduce la descarga disruptiva o descargade contorneamiento en el aislador. Ladescarga disruptiva se produce a travésdel aire bajo aspecto de una chispa oarco, o de un conjunto de chispas yarcos, que establecen conexión eléctricaentre las piezas metálicas del aislador,sometidas a la tensión de servicio.


SOPORTABILIDAD

El aislamiento es parte interna de los equipos en un sistema de potencia y consiste de una combinación de diferentes tipos de materiales sólidos , líquidos y gaseosos .

CURVA DE SOPORTABILIDAD DE EQUIPAMIENTO

CURVA CARACTERISTICA DEDESCARGADE PARARAYOS

CURVA CARACTERISTICADE DESCARGA DECENTELLADORES

E (Kv)

t

LA SOPORTABILIDAD DE UNAISLAMIENTO (NO AUTORECUPERABLE)ES LA MAYOR TENSIÓN QUE PUEDESOPORTAR SIN QUE HAYA UNADESCARGA DISRUPTIVA A TRAVÉS DELMISMO

El gráfico representacualitativamente unacomparación entre laprotección ofrecida por losdispositivos de protección yla soportabilidad de losequipos.


SOPORTABILIDAD

Tensión soportable Nominal a la frecuencia industrial de corta duración

Es el valor especificado de tensión a la frecuencia industrial que un equipodebe soportar en condiciones de ensayo especificadas y durante un periodo detiempo generalmente no superior a (1) un minuto.

Tensión soportable Nominal de Impulso de Maniobra (atmosférico)

Valor de cresta especificado, de una tensión de impulso de maniobra(atmosférico) para el cual no debe ocurrir descarga disruptiva en unaislamiento sometido a un numero determinado de aplicaciones encondiciones especificadas.

Este concepto es aplicable solamente al aislamiento no autorecuperable.Esta tension también es denominada Nivel de Aislamiento a Impulso deManiobra (o atmosférico)


SOPORTABILIDAD

Cuando se habla de nivel de Aislamiento a Impulso de Maniobra de unaislamiento no autorecuperable se refiere a la tension soportable al impulso demaniobra estadistica. Para simplicidad de la expresion se adopta lo siguiente.


TRANSFORMADOR DE S/E 300 KVA 4200 / 480 VCENTRAL H. CUMBAYA EEQ

BIL ( basic impulse level ) Tension soportable alimpulso atmosférico ó nivel de aislamientoatmosférico

PLACA DE CARACTERISTICAS DEESTE TRASFORMADOR DONDEENTRE OTROS DATOS ESTA ELNIVEL DE AISLAMIENTO EN ALTAY BAJA TENSION (BIL)


SOPORTABILIDAD


CUBICULO DE UN SECCIONADOR TRIPOAR 36 KV 800 A

BSL ( basic switching level ) Tension soportableal impulso de maniobra ó nivel de aislamientoal impulso de maniobra

PLACA DE CARACTERISTICAS DEESTE SECCIONADOR DONDE SEINDICA LA TENSION SOPORTABLEAL IMPULSO DE MANIOBRA (BSL)


SOPORTABILIDAD

Como regla general, la coordinación de aislamiento son trazadas en el siguiente diagrama

PIC

ODE

TENSION

A: Prueba de aislamiento en onda cortada

B: Prueba normal de aislamiento

C: Aislamiento nominal de BIL

D: Disparo del frente de onda, en el pararayos.

E: Disparo máx. de impulso atmosférico en elpararayos

F: Tensión IR en el pararayos.

G: Disparo de impulso de switcheo(maniobra) en el pararayos.

TIEMPO EN MICROSEGUNDOS

1 10 100 1000 10000

A BC

D

E F G

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