Seminario CIGRE 2012: “Estado del Arte de la Tecnología en ... · Perturbaciones en las redes...
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GRID
Seminario CIGRE 2012: “Estado del Arte de la Tecnología en los Sistemas de
Transmisión”.
Perturbaciones en las redes eléctricas Dispositivos para su reducción
convencionales y actuales
Technical Institute - 25/05/2012 - P 2
Consideraciones Previas
Actualmente durante las maniobras normales de explotación de interruptores de poder (operaciones de cierre y apertura), existen elevados riesgos de provocar fenómenos transitorios durante la conmutación de tensión y corrientes fuertes. Es importante tener en consideración que estos transitorios, si bien se producen en los circuitos de poder, es posible que estos fenómenos se reflejen también en circuitos de control y servicios auxiliares, así como en sistemas de baja tensión circundantes.
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Consideraciones Previas
La energización de bancos de condensadores, reactores shunt, transformadores de poder y líneas en vacío, pueden causar transitorios graves sobretensiones elevadas o corrientes de inrush elevadas.
Por otro lado, la desenergización de cargas capacitivas, filtros de armónicas o reactores en derivación, pueden producir recebados o reencendidos, que resultan en impulsos de tensión progresivos escarpados.
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Consideraciones Previas
La magnitud de estos fenómenos transitorios dependen, en forma aleatoria, del punto en la onda donde se produce la apertura y/o cierre de los contactos principales del interruptor de poder.
Actualmente existen dispositivos convencionales, para reducir estas anormalidades, como resistencias de pre-inserción, reactores de amortiguación, o descargadores, a fin de limitar la magnitud y efecto de los transitorios de conmutación, sin embargo, estos dispositivos son costosos y en algunos casos resultan ser ineficaces o inseguros.
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Principio de funcionamiento de una cámara
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Principio de funcionamiento de una cámara
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Nociones básicas del arco eléctrico
Corriente “i” de forma sinusoidal
U caída de tensión A-B
Condición: Interruptor cerrado
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Nociones básicas del arco eléctrico
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Nociones básicas del arco eléctrico
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Nociones básicas del arco eléctrico
Condición: Apertura resistiva
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Nociones básicas del arco eléctrico
Condición: Apertura final
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Nociones básicas del arco eléctrico
Cuando el arco se extingue al pasar por cero se observan 2 fenómenos:
1. La tensión del arco tiende a alcanzar la tensión restablecida de la red.
2. La rigidez dieléctrica del medio entre los electrodos se regenera.
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Nociones básicas del arco eléctrico
El corte sólo será exitoso si:
La velocidad de restablecimiento de la rigidez dieléctrica (VD) es superior a la velocidad de aumento de la tensión transitoria de restablecimiento de la red (VATR).
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Nociones básicas del arco eléctrico
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Principio de interrupción
Vt : Volumen Térmico
Vc : Volumen de Compresión
Vc
Vt
Posición CERRADO Efecto térmico +
compression stage Efecto Térmico Posión Abierto
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Cámara de corte
Descripción
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Cámara de corte
Descripción
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Cámara de corte
Descripción
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Cámara de corte
Secuencia: Cierre
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Cámara de corte
Secuencia: Apertura Separación de los contactos principales
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Cámara de corte
Secuencia: Apertura Separación de los contactos de Arco
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Cámara de corte
Secuencia: Apertura Soplado Extinción del Arco
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Cámara de corte
Secuencia: Apertura Posición final
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Secuencia de maniobra
Cierre: Cp < Caux.
Apertura: Cp > Caux.
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Maniobras típicas
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Maniobras típicas
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Maniobras típicas
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Maniobras típicas
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Maniobras típicas
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Maniobras típicas
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Maniobras típicas
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¿Sistema de Pre-inserción?
¿Sistema mecánico?
¿Para que se utiliza?
¿Conexión serie o paralelo?
¿Permanente o transitoria?
Dispositivos convencionales
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Resistencia de Pre-inserción
Las resistencias de Pre-inserción se utilizan para limitar sobré tensiones en la red, durante operaciones de conmutación.
Las resistencias de Pre-inserción se utilizan únicamente durante el cierre y consisten en bloques de resistencias que son conectados en paralelo con la cámara de interrupción.
Los bloques de resistencias cerraran el circuito aproximadamente 8-12ms antes de los contactos de arco.
Valor típico es alrededor de 400 Ohms.
Las resistencias de Pre-inserción se utilizan principalmente para líneas en vacío, con tensiones de sistema superiores a 362kV.
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Resistencia de Pre-inserción
Circuito Interruptor Abierto
Inserción del resistor
Resistencia de Corto Circuito
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Resistencia de Pre-inserción
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Cámara de corte con resistencia de Pre inserción
Contacto Móvil
Biela Aislante
Acción Gato Hidráulico
Superficie Superior
Pistón
Superficie Inferior Acumulador óleo neumático
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Cámara de corte con resistencia de Pre inserción
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Cámara de corte
Descripción
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Ciclo de Operación Resistencia de Pre-inserción
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Resistencia de Pre-inserción
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¿Condensadores?
¿Cuándo se utilizan?
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Condensadores
Capacitores equipotenciales: Son en ciertas ocasiones utilizados en interruptores “multi-apertura” (dos o mas cámaras de ruptura idénticas conectadas en serie) con el fin de distribuir uniformemente la tensión a través del espacio entre los contactos.
Capacitores en paralelo: son utilizados para incrementar la capacidad de corto circuito de los interruptores. A capacitancia adicional incrementa el tiempo de demora de la tensión inicial de recuperación RRRV y por lo tanto tiene impacto principalmente en la respuesta frente a fallas en líneas cortas.
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Camara del
Interruptor
Gabinete de
accionamiento
Mecanismo
Columna aislante
Estructura
Interruptor mando tripolar
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Interruptor mando Monopolar
Camara del Interruptor Soporte de
Columna
Aislante
Accionamiento
Mecánico
Estructura
Gabinete Eléctrico
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Dispositivos actuales
En general las maniobras de los interruptores se efectúan de
forma aleatoria.
La instalación de un relé de sincronización permite
predeterminar las maniobras en un punto particular de la
sinusoide.
Actúa sólo en maniobras de explotación.
Estos dispositivos son de fácil integración.
Menor inversión y gastos respecto a los sistemas
mecánicos de inserción.
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Dispositivos actuales
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Dispositivos actuales
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Dispositivos actuales
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Dispositivos actuales
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Dispositivos actuales
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Dispositivos actuales
Sistema de Compensación
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Dispositivos actuales
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Dispositivos actuales
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Gracias por la atención