Equipos de Potencia

7/25/2019 Equipos de Potencia

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DIRECCION DE OPERACIONESGERENCIA DE TRANSMISION

COORDINACION DE TRANSMISIONBARINAS

ELABORADO POR: ING. RAFAEL ESTRADA


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1.TRANSFORMADOR DE POTENCIA

1.1. Que es un Transformador de Potencia ?

Es un aparato esttico, el cual mediante induccin electromagntica transfiere laEnerga Elctrica de un punto del Sistema conectado a la fuente de energa, a otroconectado a la carga, variando generalmente, parmetros de entrada ( voltaje y corriente )para adaptarlos al centro de consumo. Son los Equipos mas importantes y de mayor costo.Reducen el Voltaje a niveles de Distribucin y estn diseados con una relacin y

capacidad definida. Poseen un Sistema de Regulacin de Voltaje el cual puede ser operadocon o sin carga. Utilizan aceite dielctrico como medio de Aislamiento y de Refrigeracin,y un Sistema de Conservador para absorber los cambios de Temperatura.

1.2. Cual es su funcin ?

Suministrar la Energa Elctrica a voltajes favorables, considerando que se le deseeTransmitir, Distribuir o poner al Servicio de un Consumidor.

1.3. Cuales son sus componentes bsicos ?

a) Ncleo: Es la estructura de hierro laminado sobre la cual estn montados losdevanados primario y secundario. Su funcin es permitir el paso del flujo magntico( creado por el primario ) para concatenar el secundario. Su construccin exige unmaterial que sea buen conductor de dicho flujo ( minimizar corriente de excitacin ovaci ).

G

115 KV 115 /13.8KV

CARGA

13.8 KV

FUENTE DEENERGIA

CENTRO DE CONSUMO

I


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b)

Bobinas: Arrollado de un determinado numero de espiras hechas con cobre oaluminio. Generalmente existe un primario que recibe la energa a un determinadopotencial y un secundario que la entrega a otro potencial. En toda bobina elaislamiento slido es critico y se distinguen dos tipos:

Aislamiento Principal, que consiste en papel, barniz, etc. y que separa una espiraelctricamente de la otra adyacente.

Aislamiento Secundario, generalmente de papel, cartn, fibra de vidrio, madera yque separa toda la bobina del ncleo, de la cuba, de bobinas de otra fase y la de alta

tensin de la da baja tensin.Generalmente en Transformadores con aos de operacin las bobinas son maspropensas a fallar en los aislamientos secundarios bsicamente por envejecimientode la celulosa, oxidacin del aceite, etc. Por eso es que se dice: La vida til de lasbobinas es la vida til del Transformador .

c) Sistema de Regulacin (Conmutador ): Es un dispositivo que permiteacomodar al primario para las variaciones de voltaje de la Red de suministro a finde mantener constante la salida. Existen dos tipos Bsicos: Bajo Carga, quepermite conmutar con el Transformador energizado y el Sin Carga con el cual laconmutacin solo se hace con el Transformador desenergizado. Este ultimo modeloes el mas utilizado y las fallas mas comunes se presentan por falso contacto entrelos polos fijos y mviles. De dichas fallas en principio pueden ser detectadas porcromatografa de gases o por medicin de resistencia Ohmica de devanado.

d)

Aislamiento Slido: desde el punto de vista operativo se le llama aislamientoslido todo aquello que no es el aceite o el aire y comprende derivados de papelllamados Celulosa.

e) Aislamiento Liquido: El Aceite Mineral, patentado en 1887 y se uso porprimera vez en 1892 como aislante de un Transformador por la General Electric.

Sus funciones bsicas: Proveer rigidez dielctrica, Refrigerador / Transferidor decalor, Preservar ncleo y partes metlicas y minimizar contenido de oxigeno en lacelulosa ( evita formacin de sedimentacin ).

f) Tanque Principal y Cubierta Superior: Forman el elemento deencubamiento de la parte activa del Transformado. Existen dos tipos de Cuba: Tiposellado ( con tapa soldada o atornillada ) y Tipo abierto ( con tanque conservador ).


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g)

Conexiones Externas: Las conexiones de los terminales de Lnea y Neutro delos arrollados se realizan por medio de aisladores pasantes ( Bushings ), los cualespueden ser del tipo condensador.

h)Sistema de Enfriamiento: Transfiere el calor desde las partes activas delTransformador al medio ambiente, y pueden ser: Naturales ( radiadores ), AireForzado ( ventiladores ) y combinacin de los dos. La Ventilacin Forzada es unarreglo de ventiladores, bombas de circulacin de aceite o intercambiadores de calorcuya finalidad es ayudar a la disipacin del calor generado permitiendo sobrecargaral transformador por encima de su capacidad nominal, esto se acciona por seales

enviadas por el termmetro con contacto.

i)

Sistema de Expansin ( Tanque Conservador ): Compensar lasvariaciones de nivel de aceite en el Transformador por cambios de Temperatura.Cuando el aceite del Transformador se Calienta, se dilata sea, aumenta devolumen, si no hubiera un espacio suficiente para este aumento, se producirnpresiones internas que daaran al aparato. Hoy en da su uso se limita en unidadesde 5 MVA en adelante. Permite grandes dilataciones volumtricas del aceite a la vezque hace posible la instalacin de rels Buchholz. El tanque conservador requiere deun respiradero va slica gel, cuyo color azulado indica que esta en buenascondiciones; si se torna rosado es seal que esta vencido.

j)

Accesorios: Entre los principales se tiene:

TAN UE DE EXPANSION

DEPOSITO DE SILICA GEL


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j.1) Termmetro de Aceite: Indica la temperatura a la cual opera eltransformador. Si a la lectura se le resta la temperatura ambiental se obtiene laElevacin o Rise el cual no debe superar el valor dado por el fabricante. Sedisponen de modelos con contactos auxiliares los cuales sirven para dar seal dealarma y disparo o encender en forma automtica la ventilacin forzada.Esta lectura no es la temperatura de los devanados (llamada hot-spot) sino del aceiteque los rodea. Para obtener la temperatura hot-spot se debe disponer del termmetrode imagen trmica.

j.2)Termmetro de Imagen Trmica: Es un termmetro normal (C) que

detecta la temperatura del aceite mas la elevacin de temperatura de los devanados.Como la corriente de carga del transformador produce por efecto joule uncalentamiento proporcional al cuadrado de dicha corriente, lo que se hace es quemediante un T.C (A) se detecta la corriente de carga con la cual se alimenta unelemento calefactor (E) va divisor de tensin (B). Este calefactor esta en contactocon el termmetro de manera que con una adecuada calibracin se tiene la lecturatermomtrica de los devanados compensada.

TERMOPOSO

TERMOMETRO

EA

C

B


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j.3) Medidor de Nivel: Indica el nivel de lquido dielctrico alcanzado a latemperatura de operacin que existe en el momento. Hay que considerar lasdilataciones volumtricas por temperatura que experimenta el aceite a la hora dechequear el nivel y nunca sobrepasarla. Para unidades mayores a 1000 KVA serecomienda usar el modelo con contactos auxiliares para telemetra.

j.4) Vlvula de alivio: Dispositivo que acta como vlvula check parapermitir la salida de gases pero no la entrada. Usado en tanques sellados a fin deevitar la deformacin mecnica de la cuba por sobrepresiones internas.Consta de un disco que tapa un orificio practicado en la tapa de la cuba, un resorte

calibrado que mantiene el disco hacia abajo y contactos auxiliares que sealizan siel disco se llega a abrir el orificio.

j.5) Rele de Sobrepresion ( Cualitrol ) : Es un dispositivo que detecta larapidez con la que aumenta la presin interna del tanque haciendo actuar un sistema

SEAL

INDICADOR DE NIVEL


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de contactos de alarma y disparo. Es interesante notar que este rel no acta por lamagnitud de la presin sino ms bien por la velocidad con la que aumenta,recurdese que mientras ms severa es la falla mas rpidamente se generan gasespor lo tanto su utilidad radica en que es capaz de sealizar la ocurrencia de fallasinternas tales como cortocircuitos severos donde la generacin de gases es sbita,no as puntos calientes o fallas de baja energa (descargas parciales o corona).

j.6) Llaves de Paso y Vlvulas Toma-Muestra: Es conveniente dejar almenos una llave de paso para drenaje en la parte inferior de la cuba y otra superiorpara recirculacin de aceite por medio de equipos auxiliares.

En unidades trifsicas ms que todo se acostumbra instalar una vlvula tomamuestra inferior y en unidades de 10 MVA en adelante otra superior, de esta formael muestreo del aceite es ms representativo.

j.7) Deshidratantes (Slica-Gel): Cuando el transformador se enfra, elaceite disminuye de volumen, luego el espacio desocupado por el aceite es ocupadopor aire, si este fuera hmedo cada da entrara agua al transformador, para evitarlose instala en el respiradero del transformador un material deshidratante que

absorbe toda la humedad que pueda entrar. Seco = Azul; Hmedo = Rosado.

CUALITROL

BUENA

MALA


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j.8) Rele Buchholz: Es una proteccin interna, ubicado entre tapa yconservador tanque de expansin.

Funcin:Si dentro del transformador se producen burbujas de gas debidoa un corto-circuito entre espiras o cualquier otra causa, estas burbujas tienden a ir altanque de expansin, pero estando el rele ubicado en la va, las burbujas seintroducen en l y producen una presin que al cerrar dos contactos suena unaalarma o directamente dispara los disyuntores de A.T y B.T.

j.9)

Rele Jansen:Aparato de proteccin para dispositivos de conmutacin.

Instalado entre la cabeza del conmutador y el tanque de expansin.

Funcin:Al producirse un corto-circuito en el interior del conmutador, seorigina un flujo de aceite y gases en la direccin del conservador, que pasa por latubera donde esta instalado el Jansen, la violencia del flujo produce el cierre de uncontacto que ordena la apertura de los disyuntores de A.T y B.T.


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SISTEMA DE

EXPANSION

TANQUEPRINCIPAL Y

CUBIERTASUPERIOR

SISTEMA DEREGULACION

SISTEMA DEENFRIAMIENTO

BUSHINGDE ALTA

PARTE ACTIVA

BUSHING DE

BAJA

GABINETE


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2. DISYUNTOR2.1. Qu es un Disyuntor?

Es un equipo que se utiliza para conectar o desconectar un circuito, as comotambin para interrumpir la corriente de cortocircuito en el caso de fallas en la lnea,transformador de potencia o barras principales.

Los Disyuntores poseen una cmara de extincin del arco elctrico, la cualutiliza como medio aire, aceite dielctrico, vaco o gas SF6. El sistema deaccionamiento para la operacin puede ser mediante aire comprimido, resorte opresin de aceite con acumulador de Nitrgeno. La operacin de abrir o cerrarpuede realizarse en forma local o remota.

2.2. Componentes del Disyuntor

2.2.1.Cmara de Extincin

Es la parte del Disyuntor en la cual se realiza la operacin de cierre oapertura del mismo y esta formada por:

Elementos de ruptura, constituido por una cmara en donde seproduce el debilitamiento del arco elctrico.

Contactos fijos y mviles, los cuales forman los elementos deconexin o desconexin elctrica del circuito de potencia.

El medio de extincin, el cual tiene como funcin: Contribuir a la extincin del arco elctrico. Servir como medio de enfriamiento de la cmara, durante

el proceso de formacin del arco elctrico.

2.2.2. Mecanismo de Accionamiento

El Mecanismo de Accionamiento de un Disyuntor es el sistema por mediodel cual se suministra y/o se libera la energa necesaria para realizar las operacionesde apertura o cierre del mismo.

Existen tres (3) tipos de Mecanismos de Accionamiento:


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Hidrulico

Este sistema se emplea como fuente de energa para la realizacin dela maniobra, el aceite hidrulico sometido a presin con auxilio deuna motobomba y un recipiente con una presin inicial de nitrgeno.Su principio bsico radica en la propiedad del pistn diferencial.

Resorte

En este sistema se aplica, sobre el mecanismo de cierre, una energapreviamente acumulada por la accin de un resorte que ha sidoarmado con anterioridad manualmente o por medio de un motorelctrico.

Neumtico

Este sistema emplea el aire comprimido como fuente de energa parala realizacin de la maniobra del Disyuntor. En algunos casos seemplea el mismo principio del pistn diferencial utilizado en elmando hidrulico y, en otros casos, mediante una vlvula de mando.En ambos casos se utiliza un juego de electrovlvulas para lasoperaciones de cierre y apertura. Asimismo, la fuente de aire

comprimido puede provenir de un compresor incorporado al mandodel disyuntor o de una fuente central de aire comprimido.

2.2.3.Columna

En los Disyuntores de Alta Tensin, constituye el elemento intermedio entreel mecanismo de accionamiento y la cmara de extincin. Normalmente sirve deelemento soporte a esta cmara y como elemento de aislamiento a tierra de laspartes energizadas del disyuntor. Contiene en su interior el medio aislante (aceite,SF6, aire comprimido) y el elemento de maniobra del contacto mvil (varilla deaccionamiento).

2.3. Clasificacin de los Disyuntores

Segn el Medio de Extincin existen seis (6) tipos:

Aceite Pequeo Volumen Gran Volumen


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Hexafloruro de Azufre(SF6). Aire Comprimido. Vaco. Soplado Magntico.

2.3.1.Aceite

Pequeo Volumen de Aceite: En estos Disyuntores el volumen deaceite se limita al necesario para llenar la Cmara de Extincin, y la

exigencia para el corte de corriente se cumple por medio de la combinacinde flujos de aceite dependientes o independientes de la intensidad de lacorriente.

Gran Volumen de Aceite: Son aquellos que utilizan principalmente elaceite en grandes cantidades, como medio aislante, refrigeracin y extincindel arco.

2.3.2.Hexafloruro de Azufre

En este Disyuntor se emplea el gas SF6 a presin como medio deaislamiento y de extincin.

2.3.3. Aire Comprimido

Estos emplean el aire a presin como medio de soplado al centro del arcopara extinguirlo mediante el auxilio de toberas.

2.3.4. VacoEs aquel en el cual se emplea una cmara de extincin al vaco (10 -4 a 10-7

mm. Hg.) para la extincin del arco.

2.3.5.Soplado Magntico

El principio de interrupcin de estos Disyuntores, se basa en el principio dealargamiento y debilitamiento del arco elctrico por efecto del campo magntico,generado por una bobina de pocas espiras y ncleo de hierro, por lo cual circula lacorriente del Disyuntor en estado cerrado y durante la formacin del arco.Adicionalmente, existen mecanismos de fuelle que soplan aire hacia la cmara deextincin para contribuir al alargamiento del arco. Es el nico sistema cuya cmarade extincin es abierta.


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DISYUNTOR DE 115 KV, MARCA AEG, TIPO SI-145

CARACTERISTICA:MECANISMO DE ACCIONAMIENTO: NEUMATICO (AIRE COMPRIMIDO A UNAPRESION DE 9.8 bar )

MEDIO DE AISLAMIENTO: GAS SF6 (A UNA PRESION 6.8 bar )

MEDIO DE EXTINCION: GAS SF6 (A UNA PRESION 6.8 bar )

COLUMNA

MECANISMO DEMANDO

CAMARA DEEXTINCION

MOTOR COMPRESO

GABINETE DEMANDO

TANQUE DE AIRECOMPRIMIDO

INDICADORES DEAPERTURA -CIERRE

UNIDADMANOMETRODENSIMETRO

VIGILA PRESIDE GAS SF6


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DISYUNTOR DE 13.8 KV, MARCA TABLECEL, TIPOOX-15.

CONFIGURACION INTERNA DEL POLO

CAMARA DE EXTINCION ALVACIO (OPERACIN DE CIERRE Y

APERTURA)

TABLERO DE MANDO,SEALIZACION, MEDICION Y

CONTROL

CARACTERISTICA:MECANISMO DE ACCIONAMIENTO: MECANICO (ACCIONADO POR RESORTE ATRAVES DE UN MOTOR )

MEDIO DE AISLAMIENTO: GAS SF6 A UNA PREION DE 1 bar.

MEDIO DE EXTINCION: VACIO


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3. SECCIONADOR3.1. Qu es un Seccionador?

Es un equipo de maniobra diseado slo para abrir o cerrar un circuitoelctrico en condiciones energizadas o no, pero sin circulacin de corriente de cargao cortocircuito. Se utilizan principalmente para dejar el tramo con los equiposasociados completamente aislados o desenergizados, a objeto de realizar pruebas omantenimientos en dichos equipos, o cuando el tramo va a permanecerdesenergizado un periodo de tiempo determinado. Los Seccionadores vienendispuestos para las operaciones de cierre o apertura con mando manual o mandoelctrico; en este ultimo caso puede operarse localmente a distancia. En el caso detramo de Transformador sin Disyuntor los Seccionadores son del tipo Rompe arcos, el cual puede interrumpir la corriente magnetizante del Transformador.

3.2. Componentes del Seccionador

Columna de Aislamiento Cuchilla Base

Terminales Mecanismo de Accionamiento

3.2.1.Columna de Aislamiento

Forma el aislamiento a tierra respecto a puntos energizados del Seccionador.

3.2.2.Cuchilla

Parte mvil de contacto que embraga con otra, ya sea mvil o fija.

3.2.3. BaseEs el soporte metlico donde se fija el Seccionador.

3.2.4.TerminalesSon las piezas conductoras, generalmente planas, a las cuales se fijan los

conectores de los conductores de entrada y salida del Seccionador.

3.2.5.Mecanismo de Accionamiento

Es el elemento necesario para realizar las maniobras del Seccionador.


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3.3. Clasificacin de los Seccionadores segn las Condiciones deOperacin

De lnea y Barra Rompearcos De puesta a Tierra Cuchillas de Alta Velocidad

3.3.1. De lnea y BarraSe emplea para aislar un tramo y/o transferir un circuito.

3.3.2.RompearcosEst equipado con cuernos Rompearcos y es utilizado para energizar y

desenergizar transformadores en vaco.

3.3.3. De puesta a TierraTal como su nombre lo indica, se utiliza para la puesta a tierra de lneas o

equipos, cuando en stos se realiza una labor de inspeccin, mantenimiento oreparacin.

3.3.4.Cuchillas de Alta VelocidadSon aquellas de mando elctrico automtico, cuya funcin es la de provocar

una falla franca a tierra por actuacin de las protecciones del transformador al cualse encuentra asociado.

3.4. Tipo de Mando de los Seccionadores

Por Prtiga Manual Directo

A distancia Elctrico Neumtico

3.4.1. Por PrtigaEs aquel, en el cual la maniobra se realiza por medio de una prtiga aislada

que se engancha a una pieza del Seccionador.


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3.4.2.ManualEs aquel, en el cual la maniobra se efecta accionando manualmente una

transmisin mecnica. Puede ser:

Directo:Cuando el conjunto mecnico est montado sobre la estructuradel mismo Seccionador.

A distancia: Cuando el conjunto mecnico no est colocado en laestructura del Seccionador y se opera por medio de un mecanismo detransmisin.

3.4.3.ElctricoEs aquel, en el cual el mando es accionado por medio de un motor elctrico.

Esta accin se puede realizar en forma local o remota.

3.4.4.NeumticoEs aquel, en el cual el mando es accionado por medio de aire comprimido.

La maniobra se efecta directamente o por medio de elementos elctricoselectrovlvulas).

CUCHILLA

TERMINAL

COLUMNA DEAISLAMIENT

MECANISMO DEACCIONAMIENTO

ESTRUCTURASOPORTE

SECCIONADOR DE 115 KV


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SECCIONADOR MONOPOLAR 13.8 KV ACCIONADO PO PERTIGA

PERTIGA

SECCIONADORTRIPOLAR CON MANDO

MANUAL DIRECTO


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4. TRANSFORMADORES DE MEDIDA

4.1. Qu es un Transformador de Medida?

Es un equipo, cuya funcin es reducir a valores no peligrosos ynormalizados, las corrientes y tensiones de una red elctrica a objeto de alimentarinstrumentos de medicin, proteccin y otros aparatos anlogos.

4.2. Tipos de Transformadores de Medida existentes Transformador de Corriente Transformador de Potencial

4.2.1.Transformador de Corriente

Es aquel en el cual la intensidad secundaria es, en condiciones normales deuso proporcional a la intensidad primaria y desfasada con relacin a la misma, unngulo prximo a cero, para una conexin adecuada.

El Primario de un Transformador de Corriente consta de una o variasespiras, que se conectan en serie con el circuito cuya intensidad se desea medir.

El Secundario alimenta a los circuitos de intensidad de uno o variosinstrumentos de medicin, proteccin y otros aparatos anlogos.

El Arrollado Primariopuede tener una, dos o tres intensidades nominalesprimarias. Puede tener uno o varios Arrollados Secundarios bobinados cada unosobre su circuito magntico.

El Ncleo del Transformador de Corriente, normalmente, es de formatoroidal con el arrollado secundario uniformemente repartido para reducir al mnimoel flujo de dispersin.

Los Transformadores de Corriente reducen las magnitudes de intensidad decorriente de la Lnea en Alta Tensin a magnitudes de Corriente reducidas, lascuales pueden ser manejadas por los equipos de proteccin y medicin del tramo;adicionalmente realiza una separacin galvanica entre los Equipos de Control con laLnea de Alta Tensin.


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Existen Transformadores de Corriente a nivel de Alta Tensin de dos Tipos: TipoNcleo en la Base y Tipo Ncleo en el Cabezote.

TIPO NUCLEO EN LA BASE

DIAFRAGMA

BORNES DECONEXIN

(AT)

TAPON DELLENADO

DEVANADOPRIMARIO

NUCLEOS

DEVANADOSECUNDARIO

BORNES DECONEXIN

ACEITE

TOMA DEMUESTRA


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TIPO NUCLEO EN EL CABEZOTE

4.2.2.Transformador de Potencial

Es aquel en el cual la tensin secundaria es, en condiciones normales de uso,proporcional a la Tensin Primaria y desfasada con relacin a la misma; un nguloprximo a cero para una conexin adecuada.

BORNES DE CONEXINBAJA TENSION


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El Primario de un Transformador de Potencial se conecta a los bornes,entre los cuales se desea medir la tensin.

El Secundario se conecta a los circuitos de tensin de uno o variosinstrumentos de medicin, proteccin y otros aparatos anlogos.

Los Transformadores de Tensin o Potencial reducen las magnitudes deVoltaje de Lnea en alta Pensin a magnitudes de Voltaje reducidos, los cualespueden ser manejadas por los equipos de proteccin y medicin del tramo.

Por razones constructivas y de aislamiento, los Transformadores dePotencial se fabrican con ncleo rectangular y los secundarios (si hay ms de uno)

se bobinan sobre el mismo ncleo. Los Transformadores de Potencial se utilizanpara medir tensiones:

Entre Fases Entre Fase y Tierra

A partir de los 72.5 KV, todos son del tipo Fase-Tierra.Segn los niveles de tensin, el aislamiento puede ser:

Tensin hasta 52 KV: Generalmente es aislamiento tipo seco moldeadoen Resina Epoxy tratada y colada bajo vaco.

UBICADOS EN LAS CELDAS DE 13.8 KV


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Tensin Superior a 52 KV: El transformador es del tipo tanque conaislamiento externo constituido por porcelana, y aislamiento internoformado por un bajo contenido de aceite y papel impregnado de aceite.

TRANSFORMADOR DE POTENCIAL 115 KV

5. DEFINICIONES BASICAS5.1SERVICIOS AUXILIARES: Son todos aquellos equipos que permiten

suministrar la energa necesaria para el control, mando, sealizacin,proteccin, registros, mediciones, etc., de los Equipos de Potencia, tanto encondiciones normales de funcionamiento de la fuente de Energa principal,como en condiciones de emergencia por desconexin o falla de la misma.

BORNE DECONEXIN A. T

BORNE DECONEXIN B. T

AISLAMIENTOEXTERNO

( PORCELANA)

CUBA DELACEITE


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5.2 CORRIENTE ALTERNA: Es aquella que cambia de sentido en eltiempo y que toma valores segn la funciones matemtica seno, repitindosede forma peridica.

5.3 CORRIENTE CONTINUA: La Corriente Continua es el resultado delflujo de electrones por un conductor, que va del terminal negativo al terminalpositivo de la batera, pasando por una carga.

5.4 TRANSFORMADORES DE SERVICIOS AUXILIARES: SonTransformadores de Potencia de baja capacidad (KVA). Un Transformador dePotencia es un aparato esttico, el cual mediante induccin electromagnticatransfiere la energa elctrica de un punto del sistema conectado a la fuente deenerga, a otro conectado a la carga, variando generalmente parmetros deentrada (voltaje y corriente) para adaptarlos al centro de consumo (carga).

5.5 PLANTA DE EMERGENCIA: Se utiliza en una subestacin parasuplir la falta de energa en los servicios auxiliares de corriente alterna yadems alimentar los sistemas de comunicaciones. La capacidad de estosequipos vara segn la necesidad del sistema de los servicios auxiliares.

5.6 BATERIAS: Son las fuentes de acumulacin de energa elctrica, quetienen por finalidad cubrir las cargas ms importantes de los servicios decorriente continua cuando falta totalmente la alimentacin en barra de losservicios de corriente alterna y, en todas circunstancia, las solicitudes deenerga para el accionamiento de los sistemas de protecciones y mandos en losequipos de maniobra.

5.7RECTIFICADORES: Son los equipos que permiten convertir la corrientealterna en continua.

En general los servicios auxiliares de Corriente Alterna y Continua debencumplir con tres (3) condiciones bsicas:

Confiabilidad: Los sistemas de servicios auxiliares deben seraltamente confiables para permitir la operacin adecuada de todos losequipos de la subestacin y minimizar las posibles fallas de la misma,debido al mal funcionamiento de los equipos por falta de alimentacinauxiliar.


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Seguridad: El sistema deber ser seguro, de tal forma, queindependientemente del tipo de falla, ste pueda en cualquier momentoalimentar los equipos necesarios para restablecer las condiciones deservicio.

Flexibilidad: El sistema debe ser flexible, para permitir hacerreparaciones y mantenimiento en forma fcil, sin interrumpir laalimentacin auxiliar.

5.8. Equipos que conforman los Servicios Auxiliares

La configuracin y los equipos que conforman los servicios auxiliares en lassubestaciones dependen intrnsicamente de los esquemas normalizados desubestacin que posee CADAFE.

Subestaciones de tipo radial: Radial II, Radial I. Subestaciones de tipo nodal: Nodal III, Nodal II, Nodal I, Nodal

400T.

Pero bsicamente los servicios auxiliares estn conformados por:

Corriente Alternaa) Transformadores de Servicios Auxiliares.

b) Planta de Emergencia.

Corriente Continuaa) Rectificadores.

b) Bateras.

5.8.1 Servicios Auxiliares de Corriente Alterna


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a) Sistemas normales de Corriente Alterna: Las fuentes normales que suplenla potencia para los servicios auxiliares de corriente alterna puedenescogerse de las siguientes alternativas:

1) El terciario de los autotransformadores.2) Transformadores de servicios auxiliares.3) Sistema de distribucin adyacente a la subestacin.

b) Sistema de emergencia de Corriente Alterna: Las fuentes de potencia deemergencia pueden ser:

1) Grupo electrgeno (Planta de emergencia).2) Un alimentador de una subestacin adyacente.3) Una lnea local de distribucin.4) Alguna combinacin de las anteriores.

c) Tipos de cargas que alimentan los Servicios Auxiliares: Las cargas en lassubestaciones alimentadas por los servicios auxiliares de corriente alternapueden dividirse en tres categoras:

Carga Normal: Es la carga conectada a los servicios de corrientealterna de la subestacin que funciona en condiciones normales.

Carga Esencial: Es la mnima carga de la subestacin que senecesita para que sta funcione.

Carga de Emergencia: Es la carga a la cual hay que suplir lamnima potencia auxiliar para que la subestacin entre enservicio, despus de haber salido totalmente del sistema.

d) Esquemas normalizados de Servicios Auxiliares de Corriente Alterna deCADAFE

Subestacin Radial II: Son de 208-120 V, suministrados a travsde tres (3) transformadores monofsicos de 5 KVA cada uno.

Subestacin Radial I: Son de 208-120 V, suministrados a travsde dos (2) transformadores de 30 KVA cada uno.

Subestacin Nodal III: Son de 208-120 V, suministrados atravs de dos (2) transformadores de 75 KVA cada uno.


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Subestacin Nodal II (115 TD): Son de 208-120 V,suministrados a travs de dos (2) transformadores de 150 KVAcada uno.

Subestacin Nodal I (230 T): Son de 440 V y 208-120 V. Lasalternativas de alimentacin son las siguientes:

Terciario de autotransformador. Si no existe barra de 34.5 y 13.8 KV, se utilizar

una fuente externa (lnea de 34.5 13.8 KV). Una planta de emergencia de 350 KVA.

La barra de 440 V permitir conectar circuitos de fuerza y, al mismo tiempo,alimentar dos (2) transformadores de 440/208-120 V, 150 KVA cada uno, paraservicios internos y alumbrado.

Subestacin Nodal 440T: Comprende:

Dos transformadores de 34.5 KV/480 V, concapacidad de 1000 KVA cada uno.

Dos transformadores de 480/208-120 V, concapacidad de 150 KVA cada uno.

Una planta de emergencia con capacidad para 500KVA.

5.8.2. Servicios Auxiliares de Corriente Continua

5.8.1 Bateras: Existen dos tipos:

a) Acumuladores de Plomo cido: Sus elementos constitutivos son

pilas individuales formadas por un nodo de plomo, un ctodo dexido de plomo y cido sulfrico como medio electroltico.

b)Acumuladores de Nquel Cadmio: Estn basadas en un sistemaformado por Hidrxido de Potasio y Cadmio metlico. Poseenciclos de vida mltiples, presentando la desventaja de surelativamente baja tensin. Pueden ser recargadas hasta 1000


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veces y alcanzan a durar decenas de aos. No contienenMercurio, pero el Cadmio es un metal con caractersticas txicas.

En trminos generales, los primeros representan una inversin inicial menor encomparacin a los segundos. As mismo, los segundos presentan, a igualdad decondiciones, una mayor expectativa de vida que los primeros, pudiendo serempleados en aplicaciones muy rigurosas sin que esto afecte extraordinariamente surendimiento.

En el caso especfico de CADAFE, los esquemas normalizados de servicios

auxiliares especifican que se debe utilizar acumuladores de Nquel Cadmio parasubestaciones de tipo radial y acumuladores de plomo cido para subestaciones detipo nodal.

5.8.2 Rectificadores : En nuestras Subestaciones, los Rectificadores permitenque los Bancos de Bateras operen bajo las condiciones siguientes:

a) Rgimen de Flotacin: Esta es la condicin normal de operacinde un banco de Bateras. En esta condicin por el Banco deBateras circula una pequea corriente de carga que permitecompensar las pequeas variaciones de la corriente de descarga

originadas por el envejecimiento, la temperatura, la carga, etc.Esta condicin permite utilizar el Banco de Bateras a su plenacapacidad cuando sea necesario.

b) Rgimen de Igualacin: Cuando en una Subestacin, porcualquier contingencia ocurrida no se dispone de la alimentacinde Corriente Alterna, el Banco de Bateras debe proporcionar laalimentacin de Corriente Continua requerida para el mando,proteccin y alumbrado de emergencia. Una vez normalizada laalimentacin de corriente alterna, el Banco de Bateras debe sersometido a un rgimen de IGUALACION o CARGA RAPIDApor un tiempo proporcional al de la ausencia de la alimentacin

de corriente alterna. Esta condicin operativa permite que elBanco de Bateras pueda recuperar su plena capacidad, despusdel trabajo realizado. Los fabricantes de Bateras tambinrecomiendan la aplicacin de un rgimen de Igualacin en loscasos siguientes:

Si la gravedad especifica de cualquier celda hadisminuido mas de diez ( 10 ) puntos de su valor aplena carga.


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Si el voltaje de cada celda ha disminuido mas de0.05 voltios del promedio del banco cuando esta enflotacin.

Independientemente de lo antes mencionado, unavez cada seis (06) meses.

6. SISTEMA DE COMPENSACION:

6.1 QUE ES EL SISTEMA DE COMPENSACION?Este sistema esta formado bsicamente por Condensadores Estticos enDerivacin en Serie, y por Reactancias, a objeto de controlar la Tensin enun circuito o en una barra mediante la inyeccin de potencia reactiva.

6.2 QUE ES UN CONDENASADOR ?

Es un equipo capaz de almacenar energa elctrica y se emplea en circuitoscon factor de potencia en atraso.

6.3 ELEMENTO CAPACITIVO:

Es una parte indivisible del Condensador, formada en electrodos separadospor un dielctrico.

6.4 UNIDAD CAPACITIVA :

Esta formada por uno o varios elementos capacitivos, colocados dentro de unacaja comn con terminales accesibles.

6.5 BANCO DE CONDENSADORES:

Es grupo de unidades capacitivas conectadas elctricamente entre si.

6.6 FACTOR DE POTENCIA:

Todo usuario de Energa Elctrica tiene una cierta Tensin de alimentacin V( Volts ) que aplicada a los motores y/o artefactos de iluminacin y/ocalefactores, etc., dar lugar a una cierta corriente I ( Amp ). Ambasmagnitudes pueden ser representadas mediante vectores o, mas propiamente


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favores que tendrn entre si un cierto Angulo o desfasaje, que dependerdel tipo de carga considerada.La distintas clases de potencia que un circuito elctrico puede intercambiarcon la Red que alimenta son:

6.6.1 POTENCIA ACTIVA: Es la que efectivamente se aprovecha comopotencia til en el eje de un motor, la que se transforma en calor en laresistencia de un calefactor, etc.

P= Vx Ix COSU

6.6.2

POTENCIA REACTIVA: Es la que los campos magnticos de losmotores, de los reactores o balastos de iluminacin etc.,intercambiancon la Red sin significar un consumo de Potencia Activa en formadirecta.

Q= Vx Ix SENU

6.6.3 POTENCIA APARENTE: Es la que resulta de considerar la Tensinaplicada al consumo y la corriente que este demanda, esta Potencia eslo que limita la utilizacin de Transformadores, Lneas de alimentaciny dems elementos componentes de los circuitos elctricos.

S= Vx I

Efectuadas estas definiciones y teniendo en cuenta que tanto en lasinstalaciones industriales como comerciales y residenciales, el tipo deconsumo es preponderantemente inductivo puede decirse que el diagramafasorial de un consumo tipo, teniendo en cuenta las Potencias ser:

I x COS U

V

PU

QS

I x SEN U


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En la que se puede apreciar claramente que, para una misma Potencia Activa P,que efectivamente utilicemos, tendremos que la corriente I y la potenciaaparente S son mnimas cuando el Angulo U = 0 dicho de otra forma, cuandoCos U = 1.Al Cos U se lo identifica como FACTOR DE POTENCIA siendo suslimites de variacin entre 1 y 0, y su compensacin o aproximacin a unomediante el uso de Capacitares en Instalaciones Industriales.

6.7. COMPENSACION DEL FACTOR DE POTENCIA

De acuerdo a lo explicado podemos decir, despreciando las perdidas porcalentamiento y las perdidas en las lneas y dems elementos de Distribucin,que la Potencia Aparente que recibe un Consumidor se descompone en Activa yReactiva pudiendo hacerse el siguiente esquema:

La Potencia Activa debe ser inevitablemente suministrada por la Red pero nosucede lo mismo con la reactiva que, salvo los casos especiales en que sedisponga de maquinas sincrnicas, puede ser compensada con la conexin deCapacitores quedando el esquema :

RED

CARGA

Potencia Activa

RE

D

CAR

GA

Potencia Activa

Potencia Reactiva Total

CAPACITOR

Potencia Reactivasuministrada por laRed

Potencia Reactivasuministrada por elCapacitor


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