Curso de Subestaciones

7/28/2019 Curso de Subestaciones

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CONFIGURACIN DE SUBESTACIONES

SUBESTACIN CON UN SOLO J UEGO DE BARRAS

Este tipo de subestacin dispone de un solo juego de barras para laconexin de los circuitos. Ante el dao de un interruptor el circuito quedarafuera de servicio


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SUBESTACIN CON BARRA PRINCIPAL MAS BARRA DETRANSFERENCIA

Esta configuracin posee una barra de transferencia que permite conectarlos circuitos a travs del seccionador de transferencia de cada baha (encaso de falla del interruptor propio del circuito o para mantenimiento de estesin sacar de servicio el circuito). Esta barra se energiza usando la baha detransferencia.La barra de transferencia solo puede alimentar un circuito a la vez.Al transferir un circuito este queda protegido por el interruptor detransferencia.

BARRA 3TRANSFERENCIA

BARRA 1 PRINCIPAL

BAHATRANSFERENCIA

Seccionadortransferencia


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SUBESTACIN CON DOBLE BARRA PARA ACOPLE Y TRANSFERENCIA

Esta configuracin tiene 2 barras que se pueden acoplar usando la baha deacople.Los circuitos se pueden alimentar de una barra o de otra y permite despejaruna barra para mantenimiento.De igual manera las bahas poseen un seccionador de transferencia que

permite conectar el circuito a travs del interruptor de la baha detransferencia.

BARRA 1

BARRA 2

BAHA ACOPLE YTRANSFERENCIA


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SUBESTACIN CONFIGURACIN INTERRUPTOR Y MEDIO

Esta configuracin se basa en 2 barras energizadas y un arreglo de 3interruptores llamado Dimetro y que alimenta 2 circuitos.Ante la falla de uno de los interruptores los 2 circuitos quedan alimentadospor los otros 2 interruptores del esquema.Este esquema es ms costoso, pero permite mayor grado de continuidad delservicio.


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EPSILON C.T.ASOLUCIONES TECNOLOGICAS

CURSO VIRTUAL DE OPERACIN DESUBESTACIONES ELECTRICAS

ESQUEMA FUNCIONAL DE UNA SUBESTACIN

En este capitulo se explicara como interactan los diferentes elementos quecomponen una subestacin elctrica para garantizar la operacin de unsistema de potencia de manera segura, eficiente y oportuna.

ESQUEMA

Las funciones principales de una subestacin son: Transformar tensiones Derivar circuitos de potencia

Las subestaciones se pueden clasificar as: Subestaciones de transmisin. Arriba de 230 kV Subestaciones de sub transmisin. Entre 230 y 115 kV Subestacin de distribucin primaria. Entre 115 y 23 kV Subestaciones de distribucin secundaria. Debajo de 23 kV

Espacialmente las subestaciones tienen definidas las siguientes reas Patio de maniobras. Es el lugar en donde se encuentran instaladoslos equipos de transformacin de tensin, equipos de maniobras,equipos de proteccin y de instrumentacin.

Edificio de control. Es el lugar en donde se encuentran instalados loselementos que permiten ordenar acciones de control (mmicos ocomputadores del sistema automtico de supervisin y maniobras)sobre los equipos instalados en el patio de maniobras. Tambin estnlos elementos del sistema de proteccin y el de servicios auxiliares.

Como interactan los diferentes elementos de una subestacin?

Los diferentes mdulos de una subestacin (transformadores, reactores,bancos de compensacin capacitiva, lneas de transmisin) se encuentranasociados a una baha de maniobras que generalmente esta conformada por(depende del tipo de configuracin de la subestacin):

Interruptor Seccionador de lnea Seccionador de barra


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Seccionador de transferencia

Estas bahas permiten la conexin o desconexin segura de estos

elementos.Las acciones de conexin o desconexin segura de estos elementos serealizan de manera normal a travs del SISTEMA DE CONTROL de lasubestacin (se explica mas adelante) y las maniobras en condiciones defalla se ordenan al sistema de control a travs del SISTEMA DEPROTECCIONES de la subestacin (se explica mas adelante). El sistema deprotecciones toma las seales de los elementos de instrumentacininstalados en el patio (CT y PT ).Ambos sistemas se alimentan con tensiones en corriente continua desde elsistema de servicios auxiliares de la subestacin.


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COMPONENTES

EQUIPOS DE PATIO

Estos equipos estn en el patio de maniobras de la subestacin y seclasifican de la siguiente manera:

Equipos de maniobra

Estos equipos permiten la conexin y desconexin segura de los diferentesmdulos que se encuentran en una subestacin.

Interruptores Seccionadores Cuchillas de puesta a tierra

Equipos para instrumentacin.

Estos equipos permiten tomar las medidas de las variables elctricasbsicas presentes en una subestacin (voltajes y corrientes en el nivel detensin de la subestacin)

Transformadores de corriente ( TC) Transformadores de potencial (TP)

Equipos de proteccin

Estos equipos protegen los elementos del patio de maniobras de sobretensiones.

Pararrayos

Transformadores

Estos equipos permiten elevar o bajar el voltaje para entregar potencia a otrosistema

Bancos de compensacin

Estos equipos permiten introducir elementos inductivos o capacitivos al

sistema con el fin de mejorar la calidad de la energa suministrada. Reactores Condensadores


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Sistema De Contro l

Los sistemas de control permiten dar mando de apertura o cierre a losequipos de maniobra de la subestacin.

Adems provee la sealizacin sobre el estado de los equipos y las alarmasasociadas a estos. Comnmente llamado mimico.En los tableros de control estas instalados los instrumentos que permitenverificar las variables elctricas de cada una de las bahas.

Voltmetros. Estn conectados a los transformadores de tensininstalados en el patio. Indican el voltaje en cada una de las fases.

Ampermetros. Estn conectados a los transformadores de corrienteinstalados en el patio. Miden la corriente que se transmite por loscircuitos.

Vatimetro de potencia activa. Mide la potencia activa que circula porel circuito supervisado. Tiene la posibilidad de indicar el sentido delflujo de esta potencia.

Vatimetro de potencia reactiva. Mide la potencia reactiva que circulapor el circuito supervisado.

Contadores de energa. Permiten medir la energa consumida en loscircuitos. Tiene la posibilidad de indicar el sentido del flujo de estaenerga

Generalmente el sistema de control se alimenta con 125 Vcc y el desealizacin y telecomunicaciones con 48 Vcc

Tipos de mando dependiendo desde el sitio en donde seejecutan:

Nivel 0. Mando desde los controles propios del equipo instalado en patio

Nivel 1. Mando desde las casetas de control construidas en los patios demaniobras. En una caseta se pueden controlar los equipos de maniobra devarias bahias.

Nivel 2. Mando desde la sala de contro l de la subestacin

Nivel 3. Mando remoto desde los centros de control.

Tipos de mando dependiendo la tecnologa utilizada.


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Las subestaciones ms antiguas tienen su sistema de control basado enlgica cableada. Este esquema utiliza rels de control y construye su lgicautilizando los contactos de estos.

En las subestaciones modernas se estn utilizando sistemas automticos decontrol y maniobras basado en PLC (controladores lgicos programables)y en programas informticos que permiten realizar maniobras desdecomputadores locales o remotos.

Funciones del control

El sistema de control permite la apertura y cierre remoto de losequipos de maniobra en patio.

Estas ordenes de control energizan bobinas de disparo o apertura delos interruptores o dan mando a motores que abren o cierran

seccionadores. En el caso de los interruptores las ordenes de control pueden ser

producidas por el operador o por los sistemas de proteccin de laslneas de transmisin o de los equipos de potencia.

Para que una orden de control sea efectiva el sistema debe verificarque las condiciones de operacin si estn dadas. Estas condicionesson llamadas enclavamientos y las colocan los reles de proteccinde las lneas o de los equipos o su condicin operativa.

Nota. Cuando se realiza una maniobra de un equipo desde elNivel 0 no se estn teniendo en cuenta los enclavamientos y se

debe estar seguro de que la maniobra a realizar es correcta.

Sistema de Protecciones.

Este sistema es el encargado de vigilar permanente el funcionamiento de losequipos de una subestacin para evitar que una falla los destruya o causeun colapso del sistema de potencia.).Ante estas fallas los equipos deben ser desconectados de manera oportuna.

Los reles de proteccin requieren seales de voltaje y corriente, estas sontomadas de los equipos de instrumentacin ( transformadores de voltaje y decorrienteProtecciones de una Subestacin:

Proteccin de lneaso Distanciao Sobre corriente


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o Onda portadora Proteccin de transformadores de potencia

o Diferencial

o Sobre corrienteo Protecciones mecnicas

Sobre presin Buchholz Nivel de aceite Temperatura de aceite Temperatura devanados.

Proteccin de barras Proteccin por falla de interruptores Proteccin de bancos de condensadores

Sistema de servicios auxiliares.

Este sistema es el encargado de proveer los voltajes en continua y alternanecesarios para los procesos de control y proteccin de la subestacin

Servicios auxil iares de corriente alterna

Generalmente las subestaciones poseen 3 fuentes de alimentacin decorriente alterna:

Devanado terciario de transformador de potencia a travs de untransformador llamado zig-zag

Transformador de distribucin alimentado con un circuito externo a lasubestacin

Grupo electrgeno (planta diesel)

Los servicios se proveen usando un tablero de distribucin que normalmentetienen 2 barrajes , uno para servicios esenciales ( respaldado por el grupoelectrgeno) y otro para no esenciales.

Los servicios esenciales son: Cargadores de bateras Alumbrado sala de control Inversores para sistemas de computo Motores de equipo de patio alimentados con corriente alterna


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Servicios auxiliares de corriente continua

Este sistema es el encargado de proveer la corriente para la alimentacin delos equipos de proteccin y control de la subestacin.

Los equipos de proteccin y control se alimentan con 125 Vcc y los equiposde comunicaciones y la sealizacin con 48 VccConfiguracin:

Bancos De Bateras

Su funcin es la de entregar voltajes de corriente continua a 125 y 48Vcc.Se utilizan celdas de 2,2 Vcc y se hacen bancos de 57 a 60 celdas para125Vcc y de 20 a 24 celdas para 48Vcc.Estos bancos de bateras deben tener una gran capacidad de autonomapara garantizar los sistemas de control y protecciones en una contingencia.

Cargadores de Bateras

Estos elementos se conectan a los servicios auxiliares de corriente alterna yrealizan el proceso de rectificacin (convierten corriente alterna en continua)y cargan los bancos de bateras.

PREGUNTAS1. CUALES SON LOS SISTEMAS BASICOS DE UNA SUBESTACION

a. PROTECCIONES, SERVICIOS AUXILIARES, CONTROL,EQUIPOS DE PATIOb. INTERRUPTORESc. TRANSFORMADORES

2. QUE ELEMENTOS TIENE UNA BAHIA DE MANIOBRASa. INTERRUPTOR, SECCIONADORES, CUCHILLA DE PUESTA

A TIERRAb. LINEASc. PARARRAYOS

3 EL SISTEMA DE PROTECCIONES SE ALIMENTA CONa) 125 Vccb) 125 Vcac) 220 V


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MANIOBRAS EN CONDICIONES NORMALES Y DE FALLA

Las operativas que se realizan en una subestacin estn divididas en 2

grupos

MANIOBRAS EN CONDICIONES NORMALESSon las maniobras que se ejecutan para realizar actividades normales de laoperacin de la subestacin.

o Preparar campo. Con el interruptor de la baha abierto y elcircuito sin aterrizar se cierran los seccionadores de barra y delnea.

o Despejar campo. Con el interruptor de la baha abierto y elcircuito sin aterrizar se abren los seccionadores de barra y delnea.

o Energizar un circuito por su campo prop io. Con el campopreparado y verificando que no exista ninguna alarma presente secierra el interruptor propio.

o Desenergizar un circuito por su campo propio. Se abre elinterruptor del campo propio. Posteriormente se debe despejar elcampo.

o Transferencia de un circuito energizado a barra detransferencia. Se transfiere un circuito energizado de la barraprincipal a la barra de transferencia.

Preparar campo de la baha de transferencia Cerrar interruptor de transferencia Cerrar seccionador de transferencia de la baha a transferir Apertura del interruptor de la baha transferida Despejar campo la baha transferida.

o Normalizacin de un circuito energizado por barra detransferencia a su propio interruptor. Se deshace la conexinpor barra de transferencia.

Preparar campo propio Cerrar interruptor propio Abrir seccionador de transferencia en el campo propio

Abrir interruptor de la baha de transferencia Despejar campo baha de transferencia.


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MANIOBRAS EN CONDICIONES DE FALLAEstas maniobras operativas son necesarias cuando se presentancondiciones anormales en las subestaciones.

Perdida de tensin en las barras. Ante la perdida de tensin en lasbarras de la subestacin se deben abrir todos los interruptores de los

circuitos. Aterr izar un circui to . Cuando sea necesario se debe aterrizar el

circuito usando el seccionador de puesta a tierra de cada baha conlas siguientes condiciones

o Interruptor propio abiertoo Campo propio despejado.

Eventos en equipos capacitivos. Cuando se presentan disparos debancos de condensadores se debe tener en cuenta el tiempo que losequipos requieren para descargarse. Este tiempo lo da el fabricantede los equipos. No se debe energizar el banco hasta que no hayatrascurrido este tiempo.

Eventos en equipos inductivos ( transformadores y reactores).Cuando se presentan disparos de estos equipos antes de suenergizacion se deben analizar las alarmas presentes de lossistemas de proteccin mecnicas (temperatura de aceite ydevanados, sobre presin, Rel Buchholz ) de aceite y elctricas(diferencial )

PREGUNTAS1. QUE SIGNIFICA PREPARAR CAMPO

a. CERRAR SECCIONADORES DE LINEA Y DE BARRA CON ELINTERRUPTOR PROPIO ABIERTO

b. CERRAR CUCHILLA DE PUESTA A TIERRAc. ENERGIZAR UN CIRCUITO


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2. CUANDO HAY PERDIDA TOTAL DE TENSION EN LA BARRA DE LA

SUBESTACION SE DEBE

a. ABRIR MANUALMENTE TODOS LOS INTERRUPTORESASOCIADOS A LA BARRAb. DESPEJ AR CAMPOc. ATERRIZAR LOS CIRCUITOS

IDENTIFICACIN DE FALLAS E INTERPRETACIN DE ALARMAS

Los equipos instalados en una subestacin poseen diseos que permitensealizar cualquier anomala que represente riesgo para el equipo o elsistema.

Estas alarmas se pueden clasificar de la siguiente manera:

LNEAS DE TRANSMISIN.Los reles de proteccin de las lneas pueden presentar alarmas por:

Sobrecorriente . cuando en la lnea se presentado un corto circuito Sobrecorriente temporizado. Cuando en la lnea se a presentado una

sobrecorriente que puede ser sobrecarga o un cortocircuito de altaimpedancia.

Proteccin distancia. Usado para lneas de transmisin. Identifica lafase fallada, la distancia a la que ocurri la falla.

INTERRUPTORESEstos equipos presentan alarmas sobre su condicin de funcionamiento quese pueden clasificar de la siguiente manera:

Alarma por bajo nivel del medio de extincin del arco elctrico ( gasSF6 , aceite o vaci). Indica que hay una perdida de estoscomponentes y que el equipo puede operar de manera segura pero seaproxima a una condicin critica.

Disparo o bloqueo por bajo nivel del medio de extincin del arcoelctrico ( gas SF6 , aceite o vaci). Indica que los niveles de estos

elementos son comprometen la seguridad del equipo y el sistema y seda orden de disparo del interruptor y bloqueo al cierre. ( algunosfabricantes programan el equipo para evitar que el interruptor dispareen esa condicin)

Alarma falla mecanismo de operacin. Se presenta cuando hay unaanomala en el sistema de operacin del interruptor, puede serperdida de aceite, dao en las bombas, resortes destensados. que el


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equipo puede operar de manera segura pero se aproxima a unacondicin critica.

Disparo o bloqueo por falla en el mecanismo de operacin. Perdida

de las condiciones de maniobra del equipo. El equipo se bloquea parael cierre

TRANSFORMADORES DE POTENCIA.Estos equipos presentan alarmas sobre su condicin de funcionamiento quese pueden clasificar de la siguiente manera:

Alarmas altas temperaturas de devanado y aceite. Se presentan

cuando las temperaturas del aceite y los devanados han llegado alimite establecido por el fabricante del equipo. Generalmente95oC.

Disparo altas temperaturas de devanado y aceite. Se presentancuando las temperaturas del aceite y los devanados han llegado alimite mximo establecido por el fabricante del equipo. Generalmente105 oC.

Alarma Rel Buchholz. Se presenta cuando hay un leve movimientode burbujas de gas en el aceite del transformador, producto de uncorto entre espiras. Es una alarma que requiere una atencin

inmediata por parte del personal de mantenimiento. Se puedepresentar despus de un movimiento telrico y no esta asociada adaos en el equipo.

disparo Rel Buchholz. Se presenta cuando hay un granmovimiento de burbujas de gas en el aceite del transformador,producto de un corto entre espiras. El equipo no debe energizarsenuevamente y se debe tomar muestras de aceite para anlisiscromatografico.

Disparo rele diferencial. Se presenta cuando el rele a detectado undesbalance en las corrientes que fluyen por los devanados. Estaasociado a un dao grave interno. El equipo no debe energizarse

nuevamente. Disparo sobrepresin. Se presenta cuando hay una sobrepresin

sbita del aceite de la cuba del transformador o el cambiador detomas. El equipo no debe energizarse nuevamente.

Alarma bajo nivel de aceite. Se presenta cuando el nivel del aceiteaislante a disminuido. Es posible que se este presentando una fugade aceite.


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SERVICIOS AUXILIARES

Este sistema esta compuesto por: Sistema de corriente alterna

o Alarma por perdida de alimentacin. Se presenta cuando las sepierden las fuentes de alimentacin de corriente continua.

o Alarma por activacin planta diesel. Cuando se pierde la fuenteprincipal de alimentacin de corriente alterna el sistemaconecta la planta diesel como suplencia.

Sistema de corriente continuao Cargadores de bateras

Alarma por perdida de alimentacin de corriente alterna. Alarma Bajo nivel de voltaje banco de bateras. Cuando

se pierde el voltaje de alimentacin de corriente alternapara los cargadores de bateras el sistema quedarespaldado por el banco de bateras y cuando estas sedescargan se alarma indicando niveles peligrosos.

Alarma Falla aislamiento. Se presenta cuando uno delos polos de corriente continua de los cargadores seaterriza.

Cuando se presenta una falla que requiere el disparo de un interruptor elrele respectivo activa el rele de DISPARO Y BLOQUEO que es el queordena el disparo del interruptor.Mientras la falla este presente el rele de DISPARO Y BLOQUEO seguiractivado.

PREGUNTA1. QUE PASA SI EL RELE DE DISPARO Y BLOQUEO CONTINUA

ACTIVADOa. EXISTE UNA FALLA PRESENTEb. EL CAMPO ESTA PREPARADO

c. HAY UN DISPARO POR SOBRECORRIENTE


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OPERACIN SEGURA DE SUBESTACIONES

Operar subestaciones de sistemas elctricos de potencia demanda

actividades con potenciales riesgos asociados con contacto elctrico omaniobras de equipos mecnicos.

Se debe recordar que las subestaciones poseen barrajes con niveles detensin bajo , medio y alto de corriente alterna, adems de sistemas deservicios auxiliares de corriente continua y equipos de patio inmersos enaceite o gases y con mecanismos de operacin de resortes, hidrulicos oneumticos.

SEGURIDAD EN LAS MANIOBRAS.o Cada maniobra debe ser coordinada con el Centro Local de

Control.o Se debe identificar claramente el equipo sobre el que se va

ejecutar la maniobra.o La ejecucin de las maniobras debe respetar la secuencia

establecida en el manual de operaciones.o El operador debe conocer las condiciones de enclavamiento de

los equipos del sistema. cuando esta presente alguna de estascondiciones el equipo no recibe mando remoto.

Anomala en los reles repetidores Fallas en caminos de cierre de interruptores Anomala en los mecanismos de operacin de los

interruptores. Anomala en los sistemas de extincin del arco en los

interruptores Presencia de seal de disparo de uno de los reles de

proteccin (rele de disparo y bloqueo accionado). Presencia de alarmas de transformadores:

Disparo por temperatura de aceite o devanados Disparo por actuacin del rel Buchholz Disparo por sobrepresin del aceite Disparo por bajo nivel de aceite

o

Para las maniobras que lo requieran ( cierre y apertura decuchillas de puesta a tierra, cierre de seccionadores en patio)se debe hacer uso de los elementos de proteccinpersonal(casco, guantes dielctricos, botas dielctricas, gafas).


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ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO SEGURO

El operador es un actor fundamental en los procesos de ejecucin delmantenimiento en las subestaciones. Los ejecutores de mantenimiento y el operador de la subestacin

deben realizar previo a los trabajos una reunin para analizar lascondiciones de ejecucin y las medidas de seguridad a tomarse

El operador de la subestacin deben identificar juntos los equiposa intervenir y demarcar las reas de trabajo. Se debe verificar elcumplimiento de las reglas de oro para el mantenimiento seguro.

Todo proceso de mantenimiento debe protocolizarse con laentrega por parte del operador del equipo disponible paramantenimiento al jefe de los trabajos y finalizarse con la entrega

por parte del jefe de los trabajos del equipo disponible para laoperacin.

COMUNICACIONES CON LOS CENTROS DE CONTROL.

Se deben establecer protocolos claros de comunicaciones entre losoperadores de las subestaciones y los operadores de los centros decontrol sobre las siguientes bases:

Los interlocutores deben identificar plenamente el rea a la que

pertenecen ( centro de control, subestacin XY). Las instrucciones de maniobra debe ser dadas claramenteidentificando los campos, circuitos o elementos a operar deacuerdo con la nomenclatura establecida.

El interlocutor debe repetir la orden de maniobra recibida yesperar confirmacin.

Una vez ejecutada la maniobra se debe confirmar claramente alcentro de control que esta fue finalizada.

ELEMENTOS DE SEGURIDAD.o Casco dielctricoo Botas dielctricaso Pantaln y camisa en algodno Guantes dielctricos.o Gafas con proteccin UV


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PROTECCIONES

Para su funcionamiento las subestaciones requieren de un Sistema de

Protecciones que mantenga una vigilancia permanente de los equipos allinstalados.Este sistema debe ser capaz eliminar o disminuir los daos que puedarecibir un equipo elctrico cuando se presenta una falla.Los rels utilizados para esta tarea estn diseados especficamente paracada modulo de la subestacin.

Esquema de Funcionamiento.

Cada modulo de la subestacin posee un conjunto de rels que reciben lasseales de corriente y voltaje provenientes de los equipos de

instrumentacin instalados en el patio de maniobras de la subestacin( transformadores de corriente y transformadores de tensin). Con base enestas seales y ante la presencia de un evento elctrico anormal el relejecuta las funciones programadas y si es pertinente emite una seal al relde disparo y bloqueo, este rel a travs del camino de disparo delinterruptor del modulo ordena su apertura.

De igual manera los interruptores y transformadores poseen variablesmecnicas ( presiones de gas,o aceite , funcionamiento de los mecanismosde operacin, temperaturas de aceite dielectrico y de devanados )quedeben supervisarse. Cuando hay una alteracin importante de estasvariables los rels de protecciones si es pertinente emite una seal al relde disparo y bloqueo, este rel a travs del camino de disparo del interruptordel modulo ordena su apertura.

TIPOS DE PROTECCIONES

Protecciones de Sobre CorrienteEstos rels actan cuando la corriente supervisada sobre pasa unvalor predeterminado. Son usados para proteger circuitos dedistribucin. Se pueden clasificar as:

o

Corriente definidao Tiempo definidoo Tiempo inverso

Estos rels protegen para fallas entre fases o de fase a tierra.


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Protecciones DiferencialesSupervisan las corrientes que entran y salen de un sistema, cuandose presenta una falla en alguno de los elementos la suma de las

corrientes que entran no es igual a las que salen y el rel acta paradesconectar el sistema fallado.Se usan para proteger las barras de la subestacin o los devanadosde los transformadores.Ante una falla en el barraje de la subestacin la proteccin diferencialordena el disparo de todos los interruptores asociados esta barra.

Proteccion Distancia.Este sistema se usa para proteger sistemas de transmisin deenerga. Al rel se le ingresan los parmetros elctricos de la lnea detransmisin y este supervisa las corrientes y tensiones de esta.

Cuando se presenta una falla en la lnea de transmisin , el rel conel valor de la impedancia y los valores de la corriente de falladetermina la distancia de la falla y de acuerdo a los criterios deprogramacin ordena la apertura del interruptor si la falla esta dentrode su zona de proteccin y adems enva una seala a travs de latele proteccin al rel de la subestacin del otro extremo.


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PREGUNTAS

1. LA PROTECCIN DISTANCIA SE USA PARA PROTEGERa. LNEAS DE TRANSMISINb. TRANSFORMADORESc. PARRARAYOS

2. LOS RELES DE PROTECCIN TOMAN LAS SEALES DEa. TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Y DE TENSINb. INTERRUPTORESc. PARARRAYOS


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INTERRUPTORES

DESCRIPCION

El interruptor es un dispositivo destinado al cierre y la apertura de un circuitoelctrico con carga en condiciones normales o de corto circuito.Es uno de los mas importantes elementos de una subestacin y sucomportamiento determina el nivel de confiabilidad que puede tener unsistema elctrico de potencia.El interruptor debe ser capaz de interrumpir corrientes elctricas deintensidad y factores de potencia diferentes, extinguiendo el arco elctricoque esta maniobra produce sin destruirse.

COMPONENTES DEL EQUIPOPARTE ACTIVA

Esta constituida por las cmaras de extincin del arco elctrico que soportanel los contactos fijos y el mecanismo de operacin que soporta los contactosmviles


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PARTE PASIVAEs la parte del interruptor que:

Protege elctrica y mecnicamente el interruptor Posee los puntos de izada para transporte Permite la fijacin del tablero de control

ACCESORIOS Vlvulas de llenado, descarga y muestreo del fluido o gas aislante Conectores de puesta a tierra Placas de datos Gabinete con los dispositivos de control, proteccin, medicin,

compresores, resortes , bobinas de cierre y apertura, calefaccin


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TIPOS DE INTERRUPTORESLos interruptores se pueden clasificar de 5 maneras de acuerdo al mtodode extincin del arco elctrico:

Interruptor de gran volumen de aceiteUtilizan aceite como medio de extincin del arco. Al producirse el arcose genera una gran cantidad de gas y debido al diseo de la cmara

de extincin este gas empuja un chorro de aceite a travs del arcoprovocando su alargamiento y enfriamiento hasta que se extingue alpasar la onda de corriente por cero.Para grandes capacidades de ruptura y tensiones elevadas se usa untanque para cada polo del interruptor y un accionamiento sincronizadopara los tres polos.


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Figure 1 Interruptor de gran volumen de aceite

Interruptor de pequeo volumen de aceiteUtilizan pequeos volmenes de aceite como medio de extincin

del arco. En general se usa en tensiones y potencias medias.Requiere solo el 5 % del aceite de los interruptores de granvolumen de aceite.El tiempo de extincin es aproximadamente de 6 ciclos.


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Figure 2 Interruptor de pequeo volumen de aceite.

Interruptores neumticosEn estos equipos la extincin del arco elctrico se realiza provocando unviolento chorro de aire que barre el aire ionizado por efecto del arco.El poder de ruptura aumenta proporcional a la presin del aire inyectado.La extincin del arco se realiza en un tiempo corto de 3 ciclosLa presin de aire en la cmara de extincin tiene unos valores mnimosa las que el fabricante informa que es seguro operar el equipo. Si lapresin no es la adecuada el equipo se bloquea para la apertura.

Son equipos de bajo costoNo provoca explosiones

Interruptores en vacoLos contactos de estos equipos estn en botellas especiales a las quese les ha hecho vaco casi absoluto.Al abrir los contactos dentro de la cmara de vaco no se produceionizacion, por lo tanto no se requiere soplado de arco ya que este \seextingue al paso por cero de la corriente despus del primer ciclo.Una perdida del vaco produce arco y puede destruir la cmara.Debido a su rapidez produce sobre tensiones entre sus contactos.

Es un interruptor compacto.Casi no requiere mantenimiento.


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Figure 3 Interruptor de Vacio

Interrupto res en SF6Sus cmaras de extincin operan bajo un gas llamado HexaFluoruro deAzufre. Este gas posee una gran capacidaddielctrica. Alcanza 3 vecesla rigidez dielctrica del aire. Esta propiedad del gas permite fabricar

equipos ms compactos y con menores necesidades de mantenimiento.Este gas posee caractersticas electronegativas, que es la propiedad decapturar electrones libres.Son los equipos mas usados en la actualidad.Los equipos pueden ser de polos separados o con las tres fases en unsolo recipiente.No es conveniente operar un interruptor de SF6 que ha bajado supresin por un fuga, debe bloquearse su circuito de control para evitarque habr en estas condiciones y cause un accidente.En lugares cerrados se debe tener cuidado con los escapes de SF6,pues puede asfixiar a las personas.


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Figure 4 Celdas en SF6


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Figure 5 Interruptor SF6 - 115 Kv

Los mecanismos de operacin de los contactos de los interruptores son de 2tipos:

Mando por resorteLa apertura o cierre de los contactos se produce con la energaacumulada en un resorte que es cargado por un motor elctrico(generalmente en DC). En caso de perdida de este motor se puedecargar el resorte de manera manual.

Mando hidrulicoLa apertura o cierre de los contactos se produce a travs de unsistema hidrulico de alta presin de aceite

El mecanismo de apertura y cierre de los interruptores se ejecuta usandobobinas que al ser energizadas por una orden de control o por la orden deuna proteccin liberan un trinquete que acciona los resortes o las vlvulasde alta presin de aceite.


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PREGUNTAS1. SE PUEDE ABRIR Y CERRAR UN INTERRUPTOR CON CARGA

a. SI

b. NOc. DEPENDE DE LA CARGA

2. SON TIPOS DE MEDIOS DE EXTINSION DEL ARCO ELECTRICOEN INTERRUPTORES

a. GAS SF6b. GRAN VOLUMEN DE ACEITEc. VACIOd. NINGUNO DE LOS ANTERIORES


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SECCIONADORES O CUCHILLAS

DESCRIPCIN

Son dispositivos que sirven para conectar o desconectar diversas partes deuna instalacin electrica, para efectuar maniobras operativas o paramantenimiento de los equipos.

Estos elementos pueden abrir circuitos bajo la tensin nominalperoNUNCA CUANDO ESTE FLUYENDO CORRIENTE A TRAVS DE ELLOS.

ANTES DE ABRIRSE UN SECCIONADOR DEBE ABRIRSE PRIMERO ELINTERRUPTOR CORRESPONDIENTE.

A diferencia de los interruptores, los seccionadores no tienen cmaras parala extincin del arco elctrico.

COMPONENTES

Estn formadas por una base metalica de lamina galvanizada con 2 0 3columnas de aisladores que fijan el nivel bsico de impulso, y encima deestos la cuchilla con sus contactos mviles y fijos.La cuchilla esta formada por una parte fija y una mvil ( existen algunosseccionadores que tienen 2 partes mviles, llamados de apertura central).

Se pueden clasificar de la siguiente manera:

HORIZONTALES. Pueden ser de 2 0 3 postes . el mecanismo hacegirar uno de los postes , lo que ocasiona el levantamiento de lacuchilla mvil.


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o Horizontales de apertura central. La base esta en posicinhorizontal y posee 2 brazos mviles montados sobre sendascolumnas de aisladores. El seccionador queda cerrado aljuntarse en el centro los contactos mviles.


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VERTICALES. La base de estos equipos esta de manera vertical y elcontacto mvil se mueve en este sentido. Se usan resortes paraayudar al movimiento


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o Algunos equipos tienen la base horizontal pero el contactomovil se desplaza de manera vertical

SECCIONADOR PANTGRAFO. Son seccionadores construidos enun solo poste, sobre el cual se soporta la parte mvil. Esta parte estaformada por un sistema mecnico de barras conductoras con formade pantgrafo. La parte fija del seccionador est colgada de un cableo de un tubo exactamente sobre el pantgrafo, de tal manera que al

irse elevando la parte se conecta con la mordaza fija en la partesuperior.


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Los contactos son piezas fundamentales en el funcionamiento del equipo.Estn formados por dedos metlicos (en cobre o aluminio).

es muy importante mantener la presin adecuada entre los contactos paraevitar puntos calientes.

MANDO DE LOS SECCIONADORES

Se clasificar el mando de los seccionadores en tres grupos :A. Mando por prtiga.B. Mando mecnico manual.1. Mecanismos de biela y manivela2. Mecanismos por cadena galle y piones.

3. Mecanismos por rbol de transmisinEstos dos tipos de mandos son muy utilizados en instalaciones de mediatensin.C. Mando Elctrico1. Motor elctrico con reduccin.2. Grupo motor - bomba y transmisin hidrulica3. Grupo motor - compresor y transmisin neumtica.


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SECCIONADORES CON CUCHILLA DE PUESTA A TIERRACon el fin de proveer un mecanismo para aterrizar los circuitos existe unseccionador que posee un mecanismo llamado cuchilla de puesta a tierra.

Este consiste en un brazo metlico mvil que se conecta a un contacto fijoen el seccionador y permite la conexin fsica del circuito al sistema depuesta a tierra. Este mecanismo solo opera si el seccionador esta abierto.

OPERACINDesde el punto de vista de las maniobras estas pueden ser de formaindividual o de grupo.En las maniobras individuales se utilizan prtigas y se usan en tensionesinferiores a 20 kV.Para las maniobras de grupo el seccionador posee un mecanismo que

permite operar los tres elementos simultneamente. El mando se hacemanual o utilizando un motor.


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Los seccionadores deben estar provistos de un mecanismo para garantizarsu enclavamiento con la posicin del interruptor:

No abrir o cerrar cuando el interruptor esta cerrado

Impedir el cierre del interruptor si un polo del seccionador no abri ocerro completamente Impedir la operacin simultanea del interruptor y el seccionador.

PREGUNTAS1. QUE OCURRE CUANDO SE ABRE UN SECCIONADOR CON CARGA

a. SE DESTRUYE POR EL ARCO ELCTRICO PRODUCIDOb. ABRE SIN PROBLEMASc. NINGUNA DE LAS ANTERIORES


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BANCOS DE BATERIAS

Los sistemas de proteccin y control de las subestaciones se alimentan concorriente continua. Los valores de tensin utilizados son 125 Vcc y 48 Vcc.

Para proveer este tipo de energa se utilizan bancos de baterasconfigurados de la siguiente manera:

60 celdas para bancos de bateras de 125 Vcc, conectadas en serie. Paraproteccin y control.24 celdas para bancos de bateras de 48 Vcc, conectadas en serie. Parasealizacin y sistemas de comunicaciones (RTU, Teleproteccin)

Generalmente se utilizan celdas de bateras del tipo plomo acido

Composicin de las celdas:

Recipiente. Envase transparente plstico, que permite la inspeccin visualde los elementos interiores.

Placas. Las placas positivas estn fabricadas de Dixido de Plomo ( PbO2)y pueden ser planas o multitubular (hilera de tubos fabricados con malla defibra de vidrio trenzado, con una varilla de aleacin de plomo en su interior)Las placas negativas son planas y baadas de plomo.1

1 Diseo de Subestaciones Electricas,Martin J ose Raul,Mc Graw Hill


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Separadores. Elementos aislantes que mantienen separadas las placaspositivas y negativas.

Electrolito. Esta conformado por Acido Sulfrico disuelto en agua, cuandola celda tiene carga electrica completa la densidad del electrolito ser de1,21.

Funcionamiento de la Celda. Cuando la celda esta completamente cargadaen la placa positiva hay Dixido de plomo y en la negativa Plomo. Cuando secierra el circuito comienza la liberacin de la energa electrica almacenada

Cada celda entrega un valor de tensin aproximado de 2,15 Vcc.


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Consideraciones Generales

1. Los bancos de bateras se dimensionan de acuerdo con el tiempo de

respaldo que los sistemas asociados requieran.2. para mantener cargadas las celdas se utilizan cargadores de baterasque se alimentan de corriente alterna, estos realizan el proceso derectificacin y alimentan el banco con corriente continua3. la capacidad de un banco de bateras se mide en Amperios /Hora. Estevalor significa la cantidad de amperios dividida entre 10 que puede entregarun banco cada hora durante 10 horas. Ejemplo: un banco de bateras de 400A /h puede entregar 40 amperios/h durante 10 horas sin que su voltaje porcelda baje menos de 1,8 v en la ultima hora.4. los cargadores deben ser capaces de suministra 2 tipos de carga:

en flotacin . voltaje al que debe permanecer el banco de manera

normal. Son 2,23 v por celda en igualacin. Voltaje para recarga ocasional ejecutado de manera

peridica o cuando ha existido una descarga profunda del banco debateras. Son 2,33 v por celda.

Peligro de Explosin

Las bateras contienen cido sulfrico y producen mezclas explosivas dehidrgeno y oxgeno.

Los procesos de autodescarga generan gas hidrgeno aun cuando la baterano se encuentre en operacin, por lo que es recomendable asegurarse deque el manejo o almacenamiento de estos dispositivos se realice en reasperfectamente ventiladas.

Siempre que se trabaje con bateras o cerca de ellas, es igualmenterecomendable utilizar lentes de seguridad especiales y protectores faciales.Algunas sugerencias bsicas para su seguridad son:

Utilice protectores apropiados para sus ojos, cara y manos. Mantenga lejos de la batera cualquier sustancia inflamable o generadora

de chispa. Nunca trate de abrir una batera sin seguir las instrucciones especficas. Mantenga la batera cerrada mientras no se requiera suministro de

electrolito. Asegrese de que el rea de trabajo se mantiene en condiciones ptimas

de ventilacin.


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Nunca permanezca cerca de la batera mientras se ejecutan procesos deprueba y carga.

Extreme la seguridad cuando trabaje con herramientas metlicas o

conductores para prevenir cortos circuitos o chispazos.

Manejo De cidos

El cido de la batera o electrolito es una solucin de cido sulfrico y aguaque puede destruir la ropa o producir quemaduras en la piel. Extremeprecauciones cuando maneje electrolito y tenga siempre a mano unasolucin neutralizadora como puede ser bicarbonato de sosa o amoniaco

casero mezclado con agua.

Utilice protectores apropiados para sus ojos, cara y manos. Si accidentalmente el electrolito entra en contacto con los ojos, haga el

esfuerzo por mantenerlos abiertos y lvelos inmediatamente con agualimpia durante 15 minutos al menos. Busque atencin mdica a labrevedad.

Si llegara a ingerir electrolito, beba grandes cantidades de agua o leche.NO induzca el vmito. Busque atencin mdica a la brevedad.

PREGUNTAS1. CUAL ES EL MNIMO VALOR DE VOLTAJE AL QUE PUEDE

LLEGAR UNA CELDA DE UN BANCO DE BATERAS SIN RECIBIRDANO.

a. 1,8 Vccb. 2,0 Vccc. 1,5 Vcc

2. ANTES DE ENTRAR A UNA SALA DE BATERAS SE DE BE HACERLO SIGUIENTEa. AIREAR LA SALAb. DESCONECTAR EL BANCO DE BATERASc. ENCENDER LOS CARGADORES


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CARGADORES DE BATERAS

Su funcin es la de transformar corriente alterna tomada de los serviciosauxiliares de la subestacin en corriente continua para mantener de manerasimultanea cargados los bancos de bateras y soportar los sistemas deproteccin y control de la subestacin.

Generalmente el proceso de rectificacin de la corriente alterna se realizautilizando tcnicas de control de fase con puente completo de tiristores.

Los cargadores de bateras se alimentan con corriente alterna y antela ausencia de esta los sistemas de control y proteccin de lasubestacin quedan soportados por los bancos de bateras y eltiempo de respaldo depende de la capacidad de los propios bancosde bateras.Cuando los bancos agotan su capacidad de entregar energa alsistema el cargador de bateras desconecta las bateras para evitarque estas sufran daos irreversibles.

Los cargadores de bateras son diseados para que pueda soportarsimultneamente los sistemas de proteccin y control de lasubestacin y cargar los bancos de bateras en condiciones deflotacion y de igualacin.


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Carga en flotacin. Es la condicin natural de suministro de carga enla que debe mantener el sistema.

Carga en igualacin. Cuando el sistema a trabajado soportado solocon los bancos de bateras y regresa la alimentacin de corrientealterna, el cargador de bateras automticamente cambia a lacondicin de igualacin (aumentando el voltaje de salida en corrientecontinua del cargador) para permitir recuperar la carga perdida

Carga rpida. Los cargadores de bateras poseen una opcin pararealizar una carga rpida de los bancos de bateras.

Adicionalmente los cargadores de bateras poseen un tablero dedistribucin en donde estn instalados los interruptores que alimentan

las cargas del sistema.


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TRANSFORMADORES

Son maquinas electromagnticas cuya funcin principal es cambiar la

magnitud de las tensiones elctricas.

Los transformadores estn conformados por los siguientes elementos:

Parte activa Parte pasiva Accesorios Protecciones

PARTE ACTIVASon los elementos que se encuentran dentro del tanque principal: Ncleo

Es el circuito magntico, esta conformado por laminas de acero alsilicio. La forma del ncleo cambia de acuerdo con el tipo detransformador a construir. Sobre el se realiza el enrollamiento de lasbobinas


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Bobinas.

Estas constituyen el circuito elctrico. Se fabrican usando alambre de

cobre (de aluminio en algunos casos). Las bobinas se forran conmaterial aislante que generalmente es papel. Estos devanados debentener conductos para enfriamiento permitiendo la circulacin delaceite aislante en el que se sumerge la parte activa del transformador.Las bobinas por su manera de construirse pueden ser rectangulares,cilndricas o tipo galleta.Generalmente los transformadores traen un devanado de alta, undevanado de baja y un devanado de media tensin.

Cambiador de derivaciones.Es el mecanismo que permite regular la tensin de la energa que

fluye por un transformador. Puede ser operado de manera automticao manual y generalmente se instalan en el lado de alta tensin.Generalmente esta en un compartimiento distinto con aceiteindependiente.

Bastidor.Es el conjunto de elementos estructurales que rodean el ncleo y lasbobinas. Su funcin es soportar los esfuerzos mecnicos yelectromagnticos que se desarrollan en el funcionamiento delequipo.

PARTE PASIVAConsiste en el tanque que aloja la parte activa del transformador y lasumerge en aceite dielctrico.Este tanque debe ser:

o Hermticoo Soportar el vaci absoluto sin deformarseo Proteger mecnica y elctricamente el equipoo Ofrecer puntos de apoyo para el transporteo Soportar los sistemas de refrigeracin del aceite ( ventiladores

, radiadores, bombas de aceite).

El tanque conservador posee un sistema de secado de aire que seencarga de extraer la humedad del aire aspirado por el equipo enperiodos de contraccin (poca demanda). Para eso utiliza unelemento qumico llamado silica que cambia de color cuando se hasaturado con el agua extrada.


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ACCESORIOS. Tanque conservador.

Es un tanque extra localizado sobre el tanque principal y comunicadocon este y su funcin es la de absorber la expansin del aceite queesta en el tanque principal debido a los cambios de temperatura,producto de los incrementos de carga.Este tanque debe permanecer lleno hasta la mitad.

BujesSon los aisladores terminales de las bobinas de alta y baja tensin deltransformador. En su interior estn alojados los transformadores decorriente que permiten medir las corrientes que entran y salen delequipo

TableroEs el gabinete en el que se encuentran alojados los controles y lasprotecciones de las bombas de aceite, ventiladores, cambiador dederivaciones y el sistema de monitoreo de temperatura del aceite y losdevanados.

Vlvulas.

Es el conjunto de dispositivos que se usan para el llenado, vaciado ymantenimiento del aceite del transformador.


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PROTECCIONESEs el conjunto de elementos que protegen al equipo de las fallas:

Monitoreo de temperatura.

En la parte superior del tanque conservador esta instalado un pozoque aloja una termo sonda que permite medir la temperatura delaceite. Esta termo sonda enva una seal electrica proporcional a latemperatura del aceite a un dispositivo mecnico o electrnico que laprocesa. Con el valor de la temperatura del aceite y la corriente quecircula por los devanados se calcula la temperatura de estos demanera indirecta. Esta ecuacin para el calculo de la temperatura essuministrada por el fabricante del equipo.

Los transformadores se pueden fabricar con refrigeracin forzada(ONAF), o sea con radiadores , ventiladores y bombas de circulacinde aceite o natural (ONAN), o sea solo con radiadores y sin ningunaayuda mecnica.

El equipo de monitoreo de temperatura debe realizar las siguientesoperaciones en equipos de refrigeracin ONAF:

o Cuando la temperatura del aceite o los devanados alcanza los65 oC debe ordenar el arranque de la primera etapa derefrigeracin (ventiladores )

o Cuando la temperatura del aceite o los devanados alcanza los85 oC debe ordenar el arranque de la segunda etapa derefrigeracin (segundo grupo de ventiladores o bombas decirculacin forzada del aceite)

o Cuando la temperatura del aceite o los devanados alcanza los95 oC debe activar una alarma que indica que el equipo tieneproblemas de temperatura de aceite o devanados y que sedeben tomar acciones correctivas ( disminuir la carga, revisarlos sistemas de refrigeracin)

o Cuando la temperatura del aceite o los devanados alcanza los105 oC debe ordenar el disparo del interruptor asociado al

transformador para evitar un dao irreversible en el equipo.


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Rel Buchholz

Es un dispositivo mecnico que se instala en la tubera que comunicael aceite del tanque principal y el tanque conservador. Su funcin esdetectar burbujas de gas presentes en el aceite..La operacin de esta proteccin indica que hay gases disueltos en elaceite y estos pueden ser producto de descargas parciales(arco entreespiras). Esta condicin es sumamente grave y pone en riesgo la vida

til del equipo.Cuando se presentan movimientos telricos es posible que laproteccin acte por que aparecen burbujas producto del movimientodel aceite .


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Rel de Sobre presin.

Es un dispositivo mecnico instalado en la parte superior del

tanque principal. Su funcin es la de aliviar las presiones internasdel aceite.Estas altas presiones pueden ser producida por corto circuitos y sino son evacuadas el transformador puede explotar.Cuando este rel acta libera aceite caliente a grandes presionesy sealiza con una bandera en forma vertical. Esta proteccindebe rearmarse de manera manual.Cuando se presentan movimientos telricos es posible que laproteccin acte producto del movimiento del aceite.


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Proteccin Diferencial.

Esta es una proteccin electrica que se encarga de supervisar lascorrientes que circulan por los devanados del transformador, lasuma de estas corrientes debe ser cero.Cuando se presenta una falla en alguno de los devanados apareceun desbalance de corriente y el rel acta ordenando ladesconexin del transformador.


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PREGUNTAS1. CUANDO SE PRESENTA UN DISPARO DEL INTERRUPTOR DEL

TRANSFORMADOR DE POTENCIA POR REL BUCHHOLZ SE DEBEHACER LO SIGUIENTE NO ENERGIZAR EL EQUIPO ENERGIZAR EL EQUIPO DESCONECTAR VENTILADORES

2. QUE ESTA PASANDO CUANDO LA SILICA CAMBIA DE COLOR

SE HA SATURADO DE AGUA EL EQUIPO ESTA MUY CALIENTE HAY BAJO NIVEL DE ACEITE


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TRANSFORMADORES DE TENSIN- PT

Los Transformadores de Tensin son elementos fundamentales para el

esquema de medida de una subestacin electrica.Estos permiten medir de manera segura y confiable el voltaje en las barrascolectoras o en las derivaciones a circuitos u otros elementos de lasubestaciones.Hay que recordar que por los niveles de tensin presentes en lassubestaciones son - 13,2 kv, 34,5,kv,115,kv, 230 kv, y 500 kv y los PT lo quehacen es convertir estos valores a niveles de tensin manejables para losinstrumentos de medicin y de proteccin.Normalmente las conversiones se hacen a 120 v

estos elementos se conectan en paralelocon las barras colectoras.

Los mas comunes son los Transformadores de Tensin Capacitivos.

CONSTRUCCIN

Descripcin de las Partes PrincipalesTransformador de tensin capacitivo es una combinacin del divisorcapacitivo y unidad electromagntica.

Divisor capacitivoDivisor capacitivo consiste de un juego de capacitores en forma de placasconectados en serie, hechos de dielctrico compuesto. En el interior delaislador de porcelana se halla una membrana metlica elstica para lacompensacin de la dilatacin del impregnante sinttico.J uego de capacitores es un conjunto compuesto de una o ms unidadesindependientes hermticamente cerradas, las cuales se colocan una sobreotra segn la tensin nominal de la red.Aislador es hecho de la porcelana para aislante de alta calidad, en formacilndrica y con esmalte de color marrn o se puede usar un otro color deesmalte a solicitud del Cliente.La distancia de fuga del aislador es determinada segn la contaminacin de

la atmsfera en el lugar de instalacin. Los valores estandartizados de ladistancia de fuga son: 20, 25 o 31 mm/kV de la ms elevada tensin delequipo, segn la solicitud del Cliente.Terminales primarios son hechos de cobre electroltico 030 x 80 mm o dealuminio. Los terminales de cobre son protegidos contra la corrosin pormedio de estaadura por inmersin en caliente.


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Unidad electromagnticaUnidad electromagntica consiste de una bobna de reactancia, untransformador intermedio y un dispositivo para supresin de las oscilaciones

ferroresonantes en el transformador.En la cuba del transformador se halla un saltachispas, el cual protege elcapacitor de media tensin y la unidad electromagntica contra las sobretensiones.Unidad electromagntica es llena de aceite de alta calidad con adicin delinhibidor que mejora la resistencia del aceite al envejecimiento. Ladesgasificacin y deshidratacin del aceite se realizan bajo alto vaco. 2

2 http://www.taitsa.com.ar/esp/tmat_66_500/tmat_vcu.htm


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Sus diferentes ncleos estn divididos dependiendo su uso: De precisin para los contadores de energa. Para alimentacin del sistema de proteccin de la subestacin

Estos PT tienen una limitacin en la cantidad de equipos que se le puedenconectar a cada ncleo y se conoce comoburden.

La perdida de la seal de voltaje que estos equipos entregan hace queacten mal las protecciones y las medidas sean errneas.

PREGUNTAS

1. COMO SE CONECTA UN TRANSFORMADOR DE POTENCIALa. EN SERIE CON EL CIRCUITO A MEDIRb. EN PARALELO CON EL CIRCUITO A MEDIRc. EN SERIE O EN PARALELO


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2. CUAL ES EL VALOR QUE ENTREGA EN EL SECUNDARIO UN TP

a. 120 V

b. 220 Vc. 48 V


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TRANSFORMADORES DE CORRIENTE- CT

Los Transformadores de corriente son elementos fundamentales para el

esquema de medida y proteccin de una subestacin electrica.La funcin de un transformadores de corriente es la reducir a valoresnormales y no peligrosos, las caractersticas de corriente en un sistemaelctrico, con el fin de permitir el empleo de aparatos de medicinnormalizados, por consiguiente ms econmicos y que pueden manipularsesin peligro.

Un transformador de corriente es un transformador de medicin, donde lacorriente secundaria es, dentro de las condiciones normales de operacin,prcticamente proporcional a la corriente primaria. Estas relacionesnormalmente son 100/1, 400/5, 800/5

El primario de dicho transformador est conectado en serie con el circuitoque se desea controlar, en tanto que el secundario est conectado a loscircuitos de corriente de uno o varios aparatos de medicin, relevadores oaparatos anlogos, conectados en serie.

Un transformador de corriente puede tener uno o varios devanadossecundarios embobinados sobre uno o varios circuitos magnticosseparados.

Tipo de Transformador de Corriente. Existen tres tipos de TC segn suconstruccin:

a) Tipo devanado primario. Este como su nombre lo indica tiene mas de unavuelta en el primario. Los devanados primarios y secundarios estncompletamente aislados y ensamblados permanentemente a un ncleolaminado. Esta construccin permite mayor precisin para bajas relaciones.

b) Tipo Barra. Los devanados primarios y secundarios estn completamenteaislados y ensamblados permanentemente a un ncleo laminado. Eldevanado primario, consiste en un conductor tipo barra que pasa por laventana de un ncleo.

c) Tipo Boquilla (Ventana o Bushing). El devanado secundario estcompletamente aislados y ensamblado permanentemente a un ncleolaminado. El conductor primario pasa a travs del ncleo y acta comodevanado primario.

Tipo de Aislamiento. Los materiales que se utilizan. para el aislamientodependen del voltaje del sistema al que se va a conectar, la tensin nominal


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de aislamiento debe ser al menos igual a la tensin mas elevada del sistemaen que se utilice. Los tipos de aislamiento se divide en tres clases:

a) Material para baja tensin. Generalmente los TC's son construidos conaislamiento en aire o resina sinttica, suponindose que lo comn son lasinstalaciones interiores.

b) Material de media tensin. Los transformadores para instalacionesinteriores (tensin de 3 a 25 KV) son construidos con aislamiento de aceitecon envolvente de porcelana (diseo antiguo), o con resina sinttica (diseomoderno).

Los aparatos para instalaciones exteriores son generalmente construidoscon aislamiento porcelana-aceite, aunque la tcnica mas moderna estrealizando ya aislamientos en seco para este tipo de transformadores.

c) Materiales para alta tensin. Los transformadores para alta tensin sonaislados con papel dielctrico, impregnados con aceite y colocados en unaenvolvente de porcelana.

Sus diferentes ncleos estn divididos dependiendo su uso: De precisin para los contadores de energa. Para alimentacin del sistema de proteccin de la subestacin

Estos CT tienen una limitacin en la cantidad de equipos que se le puedenconectar a cada ncleo y se conoce como burden y se mide en VoltioAmperios.

La perdida de la seal de corriente que estos equipos entregan haceque acten mal las protecciones y las medidas sean errneas.

PRECAUCIN:En un Transformador De Corriente por el que esta circulando corriente

por su devanado primario NO se deben abrir las conexiones de losdevanados secundarios sin antes cortocircuitarlas. Sin cortocircuitar seproducirn sobre tensiones peligrosas para las personas y losequipos.


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PREGUNTAS

3. COMO SE CONECTA UN TRANSFORMADOR DE CORRIENTEa. EN SERIE CON EL CIRCUITO A MEDIRb. EN PARALELO CON EL CIRCUITO A MEDIRc. EN SERIE O EN PARALELO

4. QUE ES EL BURDENa. ES LA CAPACIDAD DE EQUIPOS EN VOLTIO AMPERIOS

QUE SE PUEDEN CONECTAR EN EL SECUNDARIO DEL TCb. ES EL NIVEL DE AISLAMIENTO DEL TCc. ES LA RELACION DE CORRIENTE DEL TC


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PARARRAYOS

Son dispositivos elctricos formados por un serie de elementos

resistivos no lineales y explosores que limitan la amplitud de las sobretensiones originadas por descargas atmosfricas, operacin deinterruptores o desbalances del sis tema.3Este efecto es logrado con elementos quimicos (generalmente xidosde zinc) que cambian sus condiciones dielectricas ante fuertessobretensiones.

Su funcin princ ipal es la de proteger los equipos de una subestacin ya las personas que deban trabajar en sus patios de los efectos dainosde una sobretensin.

Caractersticas Fundamentales: El pararrayos debe comportarse como un aislador mientras la

tensin aplicada no exceda los valores predeterminados paracada subestacin.

Convertirse en conductor cuando la sobretensin alcance el valorpredeterminado y conducir a tierra la onda de corriente producidapor la onda de sobretensin.

Cuando desaparece la sobretensin y se restablece la tensinnominal el pararrayos debe ser capaz de interrumpir la corriente.



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Tipos de sobretensiones

1. Sobretensiones de impulso por rayo. Generadas por descargasatmosfericas2. Sobretensiones impulso por maniobras. Generadas por la operacinde interruptores.3. Sobretensiones de baja frecuencia. Generadas por los rechazos decarga de un sistema, por desequilibrios de una red o cortocircuitos defase a tierra.

Estos equipos cuentan con contadores de descargas y en algunoscasos con medidores de corriente de fuga ( indicando el estado delpararrayos).

Es muy importante vigilar la operacin de estos contadores puespueden ayudar a identificar cuando se estn presentandosobretensiones en la subestacin o cuando el equipo esta en malestado.

PREGUNTAS

1. QUE FUNCIN CUMPLE UN PARARRAYOS EN UNA SUBESTACINa. LIMITAR SOBRETENSIONESb. TRANSFORMAR CORRIENTEc. MEDIR VOLTAJE

2. COMO SE PRESENTAN LAS SOBRETENSIONESa. POR UNA DESCARGA ATMOSFERICAb. POR UNA MANIOBRA DE UN INTERRUPTORc. CORRECTAS LA a Y LA b


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PARARRAYOS

Son dispositivos elctricos formados por un serie de elementos

resistivos no lineales y explosores que limitan la amplitud de las sobretensiones originadas por descargas atmosfricas, operacin deinterruptores o desbalances del sis tema.4Este efecto es logrado con elementos quimicos (generalmente xidosde zinc) que cambian sus condiciones dielectricas ante fuertessobretensiones.

Su funcin princ ipal es la de proteger los equipos de una subestacin ya las personas que deban trabajar en sus patios de los efectos dainosde una sobretensin.

Caractersticas Fundamentales: El pararrayos debe comportarse como un aislador mientras la

tensin aplicada no exceda los valores predeterminados paracada subestacin.

Convertirse en conductor cuando la sobretensin alcance el valorpredeterminado y conducir a tierra la onda de corriente producidapor la onda de sobretensin.

Cuando desaparece la sobretensin y se restablece la tensinnominal el pararrayos debe ser capaz de interrumpir la corriente.



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Tipos de sobretensiones

4. Sobretensiones de impulso por rayo. Generadas por descargasatmosfericas5. Sobretensiones impulso por maniobras. Generadas por la operacinde interruptores.6. Sobretensiones de baja frecuencia. Generadas por los rechazos decarga de un sistema, por desequilibrios de una red o cortocircuitos defase a tierra.

Estos equipos cuentan con contadores de descargas y en algunoscasos con medidores de corriente de fuga ( indicando el estado delpararrayos).

Es muy importante vigilar la operacin de estos contadores puespueden ayudar a identificar cuando se estn presentandosobretensiones en la subestacin o cuando el equipo esta en malestado.

PREGUNTAS

3. QUE FUNCIN CUMPLE UN PARARRAYOS EN UNA SUBESTACINa. LIMITAR SOBRETENSIONESb. TRANSFORMAR CORRIENTEc. MEDIR VOLTAJE

4. COMO SE PRESENTAN LAS SOBRETENSIONESa. POR UNA DESCARGA ATMOSFERICAb. POR UNA MANIOBRA DE UN INTERRUPTORc. CORRECTAS LA a Y LA b


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GLOSARIO

Con carga. Cuando por el circuito o el equipo esta circulando

corriente elctrica.

Onda de corriente por cero. La corriente alterna se representa enuna onda senosoidal que se alterna 60 veces por minuto. En cadaciclo la corriente pasa por el valor de cero.

Ciclos. Unidad de medida de tiempo en la que la onda de corrientealterna toma un valor positivo y uno negativo. Son aproximadamente7 milisegundos

Dielctrica

RTU Unidad Terminal Remota. Equipo que permite la comunicacinentre la subestacin y el centro de control. Transmite el estado de losequipos y las variables anlogas y recibe los comandos de controldesde el centro de control.

Tele proteccin. Equipo que permite la comunicacin entre los relesde distancia que protegen una lnea de transmisin ubicados en lassubestaciones terminales de la lnea.

Flotacin. Nivel de carga suministrado por los cargadores a losbancos de bateras en condiciones normales.

Igualacin. Nivel de carga suministrado por los cargadores a losbancos de bateras para mantenimiento o despus de una descargaprolongada.

Inductivos. Transformadores, autotransformadores y reactores.

Capacitivos. Bancos de condensadores. Mmico.diagrama unificar de la subestacin creado en los tableros

de control, que permite identificar el estado de los equipos y darcomandos de control.


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Baha. Unidad constructiva ubicada en los patios de maniobras de la

subestacin que permite la conexin de lneas, bancos de

condensadores, transformadores, reactores.

Sala de cont rol. Espacio fsico en la subestacin en la que estninstalados los equipos de control y proteccin.

Centros de control. Centro que permite el control y supervisin lassubestaciones de una regin.

PLC (controladores lgicos programables ). Equiposmicroprocesados que se usan para realizar labores de supervisin ycontrol en la automatizacin de las subestaciones.

Enclavamientos. Condiciones que deben cumplirse para el cierre deun interruptor.

Sobretensin. Valor transitorio extremadamente alto del voltaje quese presenta en una subestacin en un evento.

Aceite Dielctr ico. Aceite de origen mineral con propiedadesdielctricas que se usa como aislante y refrigerante entransformadores.

Tensin Nominal. Es el valor tensin de trabajo a la que vienendiseados los equipos de una subestacin.

Arco Elctr ico. Es el flujo de electrones producido por la proximidadde dos electrodos de diferente potencial elctrico.

Nivel Bsico De Impulso.

ONAF. Refrigeracin de transformadores forzada con ventiladores obombas de aceite

ONAN. Refrigeracin de transformadores de tipo natural.

Burden. . Es la capacidad de carga que se puede conectar a untransformador, expresada en VA. (Voltio Amperios)


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Curso de Subestaciones

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