INFORME DE SIMULACCIÓN DE PRUEBAS · PDF fileIEC 62271-200 (High voltage switchgear and...

COGNITOR Informe de Simulación de Pruebas 071 / 2014 Página 1 de 92

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INFORME DE SIMULACCIÓN DE PRUEBAS ELÉCTRICAS 071/2014

http://www.cognitor.com.br/TR_071_ESP_ValidacionSwitchgear.pdf

TÍTULO

VALIDACIÓN DEL Software SwitchgearDesign_307 para la simulación de pruebas de alta potencia (corrientes soportables de corta duración y cresta -fuerzas electrodinámicas, calentamiento y sobrepresiones del arco interno)

Software Switchgear_Design_307

NORMAS DE REFERÊNCIA

IEC 62271-200 (High voltage switchgear and controlgear - Part 200: AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV IEC 61439 - Low-voltage switchgear and controlgear assemblies. (to be published) IEC TR 62271-307: High-voltage switchgear and controlgear - Part 307: Guidance for the extension of validity of type tests of AC metal-enclosed switchgear &controlgear for rated voltages > 1 kV & < 52 kV

PREPARADO POR

Sergio Feitoza Costa

Contacto: Sergio Feitoza Costa Cognitor - Diseño de Laboratorios de Pruebas, Simulaciones de Pruebas Eléctricas y Capacitación Teléfono (55-21) 2465 3689 o (55-21) 3393 4600 Cel.: (55-21) 9 8887 4600 Email [email protected] Sitio: http://www.cognitor.com.br/es_home.htm

Revisión Fecha Paginas Descripción

0 14 Noviembre 2014 - Primera versión emitida

http://www.cognitor.com.br/TR_071_ESP_ValidacionSwitchgear.pdf




2. INFORME DE VALIDACIÓN DEL SOFTWARE. .................................................................... 4

4. SOFTWARE SWITCHGEARDESIGN_307: REQUISITOS DEL USUARIO (DATOS DE ENTRADA Y SALIDA), ENTRENAMIENTO DE CAPACITACION Y MANUAL. ..................................................... 13

5. EL MÉTODO DE VALIDACIÓN Y COMPARACIÓN ENTRE SIMULACIONES Y RESULTADOS DE INFORMES DE PRUEBAS O CÁLCULOS DE NORMAS IEC. .......................................................... 14

6. EL CRITERIO DE ACEPTACIÓN DE SIMULACIONES Y LAS CONCLUSIONES SOBRE SI EL SOFTWARE SE AJUSTA O NO AL USO PREVISTO. ..................................................................... 50

7. REQUISITOS DEL SISTEMA OPERATIVO, DE LOS REQUISITOS Y DISEÑO DEL SOFTWARE .... 50

8. IMPLEMENTACIÓN (CONSTRUCCIÓN O CODIFICACIÓN, LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN) . 50

9. INSTRUCCIONES DE INSTALACIÓN Y UTILIZACION. ......................................................... 50

10.

ADJUNTO A - METODOLOGÍA DE CÁLCULO, VALIDACIÓN Y REFERENCIAS ........................ 52

11.

ADJUNTO B - NORMAS TECNICAS DE REFERENCIA........................................................ 54

12.

ADJUNTO C - CALCULOS EN IEC 865-2 – 1994................................................................. 55

13. ADJUNTO D – INFORMES PARA COMPARACIÓN. ........................................................... 66

14. ADJUNTO E – INFORMACIONES ACERCA DE LA BROCHURE CIGRE QUE VA SER PUBLICADA

(ARCO INTERNO). ................................................................................................................ 77

15. ADJUNTO F- INFORMACIONES ACERCA DE IEC 62271-307 EN PREPARACION. ................. 82

16. ADJUNTO G- CELDA ET 651 ........................................................................................ 88




1. INTRODUCCIÓN.

Este informe fue preparado para ser utilizado en el entrenamiento de capacitación llamado “CONCEPTOS DE INGENIERÍA Y DISEÑO + software para SUBESTACIONES Y EQUIPOS PARA SUBESTACIONES “. Actualiza y complementa informaciones del libro " Texto de referencia para los cursos APARAMENTAS, CELDAS, CANALIZACIONES Y EQUIPOS para SUBESTACIONES y LÍNEAS" que puede ser bajado libremente http://www.cognitor.com.br/Book_SE_SW_2014_ES.pdf Tiene también el objetivo ayudar a los usuarios del software SwitchgearDesign que necesitan hacer validaciones de sus simulaciones. En este aspecto es posiblemente un documento único, en el mundo, en octubre de 2014. El software permite simular las pruebas de arco interno, corrientes soportables de corta duración y cresta y la prueba de calentamiento. No es un software académico y sin una herramienta para resolver problemas del día a día. El SwitchgearDesign fue desarrollado por Sergio Feitoza Costa, autor del informe, que tiene larga experiencia en la realización de pruebas de laboratorio y en diseño de equipos y laboratorios de pruebas. Sergio tiene muchos años de experiencia en proyectos de laboratorios de pruebas de alta potencia y alta tensión .Es miembro en grupos de trabajo de IEC y CIGRE incluyendo el de IEC que está preparando la nueva IEC 62271-307 y el grupo de CIGRÈ que está publicando en 2014 la nueva brochure Cigrè “Tools for the simulation of internal arc effects in MV and HV switchgear”. Hace algún tiempo, él era el presidente del Comité Técnico 32 de IEC. CV en http://www.cognitor.com.br/es_curriculum.htm Software sin una persona bien entrenada en los conceptos de ingeniería puede ser una fuente de problemas y no una solución. Por este motivo, el software es para uso libre solamente para las personas que pasaran por el entrenamiento de capacitación mostrado acá http://www.cognitor.com.br/SoftwareES.htm Las condiciones de utilización son “por cuenta y riesgo del usuario”. El autor y COGNITOR no son responsables de cualquier uso que pueden darse a los resultados obtenidos. En este Informe hay algunas hojas de informes de pruebas hechas en laboratorios y otras publicaciones utilizadas para la comparación de valores y validación están indicadas en anexo D. En los Informes de pruebas algunas partes están cubiertas con marcas para no permitir la identificación de nombres. Sugerencias y propuestas de nuevos estudios de caso para la validación son bienvenidos siempre y cuando vayan acompañados de informes de ensayos en que el equipo está correctamente identificado y los resultados de las pruebas mostrados. La buena identificación es como mostrada en esta “futura” norma GUÍA DE APLICACIÓN DE SIMULACIONES preparado por Sergio Feitoza y que se puede bajar en http://www.cognitor.com.br/GUIDE_Simulations_v0_October2010.pdf .

http://www.cognitor.com.br/Book_SE_SW_2014_ES.pdf

http://www.cognitor.com.br/es_curriculum.htm

http://www.cognitor.com.br/SoftwareES.htm

http://www.cognitor.com.br/GUIDE_Simulations_v0_October2010.pdf




2. INFORME DE VALIDACIÓN DEL SOFTWARE.

Este informe incluye las siguientes informaciones:

Norma / guía para aplicación de simulaciones para remplazar algunas pruebas de laboratorio.

Requisitos definidos por el usuario (datos de entrada y salida del software).

Manual del usuario del software (sección 7 del libro publicado en http://www.cognitor.com.br/Book_SE_SW_2014_ES.pdf

El método de validación utilizado y comparación entre simulaciones y resultados de informes de pruebas o cálculos de normas IEC.

El criterio de aceptación de simulaciones y las conclusiones sobre si el software se ajusta o no al uso previsto.

Requisitos del sistema operativo y de los requisitos del software.

Informaciones sobre el diseño del software, su implementación, lenguaje de programación, operación, suporte técnico, instalación y desinstalación

Todos los métodos y temas tratados en este informe fueran derivados de esfuerzos de Cognitor ya registrados y publicados en las referencias nacionales e internacionales cuyos enlaces para bajar libremente están mostrados en el Anexo 1. Estas referencias fueran publicadas principalmente en el periodo 2007 – 2014 y, entre otras, están:

Libro Aparamentas, celdas, canalizaciones y equipos para subestaciones y líneas

Una "Guía" para el uso de simulaciones de pruebas de laboratorio para aumentar la competitividad de la industria eléctrica

Celdas, cuadros, canalizaciones y otros equipos de transmisión y distribución: falta algo en las normas IEC y en las especificaciones de usuarios”

Validation of simulations of electrodynamical forces, temperature-rise and internal arc tests in switchgear (& main parts of a code)

Simulation, IEC standards and testing laboratories: joining the pieces for higher quality HV equipment”.

Validación de los informes de ensayo emitidos por laboratorios de pruebas reconocidos





3. NORMA TECNICA (GUIA) PARA APLICACIÓN DE SIMULACIONES PARA REMPLAZAR ALGUNAS PRUEBAS DE LABORATORIO.

El viejo concepto de que "todo debe ser probado en laboratorio" fue superado por la informática de bajo coste. Hoy el concepto de “probar todo” es defendido solamente por pocos que entienden que perderían con el uso generalizado de las simulaciones. Es un razonamiento de corto plazo. Por ejemplo, laboratorios de ensayos eléctricos y empresas de certificación pueden agregar a su experiencia en las la pruebas el gran potencial de las simulaciones para producir servicios más rentables para ellos y más útiles a la sociedad. Un laboratorio de pruebas neutro que puede demonstrar por comparación (validar) que las simulaciones ofrecen cerca de los mismos resultados que las pruebas puede agregar una buena fuente de fondos haciendo, además de los servicios de pruebas, también servicios de simulaciones. Construir un grande laboratorio tiene un costo del orden de magnitud de cincuenta al cien millones de dólares y por esto las pruebas he hacen son costosas. Como un negocio privado no es una inversión atractiva y por esto hay pocos laboratorios en el mundo. Algunos de los grandes fabricantes de actuación mundial tienen laboratorios de pruebas en sus matrices o países de origen. Este es su diferencial. Para desarrollar sus propios productos utilizan muchas simulaciones combinadas con las pruebas. Tienen equipes técnicas bien preparadas. Fuera de sus países de origen, no desarrollan casi nada nuevo. Sólo montan equipos sin agregar tecnología. El uso de simulaciones permite que los medios y pequeños fabricantes sean más competitivos y ellos están cambiando para mejor. El uso de las simulaciones de pruebas eléctricas es una solución posible, realista y cada vez más bien acepta. Sustituir los ensayos por cálculos o simulaciones no es idea nueva. Se aplica desde hace décadas en las normas técnicas como IEC 60076 - Transformadores de Potencia (pruebas de cortocircuito), IEC 61439 (conjuntos de aparamentas de baja tensión - “switchgear”) y la IEC 60439. Por ejemplo, la IEC 61439 (aparamentas de baja tensión) es posiblemente la más avanzada norma mundial en el uso de conceptos innovadores. La norma permite la sustitución de ciertas pruebas por simulaciones y por las llamadas "reglas de diseño". El concepto es que si un equipo es parecido con otro equipo ya probado en laboratorio atendiendo a ciertas reglas no se necesita testarlo. Para celdas de media tensión hay un trabajo de la misma naturaleza en progreso en la IEC. El grupo de trabajo IEC 31 WG / SC 17C está preparando el nuevo documento IEC/TR 62271-307: High-voltage switchgear and controlgear - Part 307: Guidance for the extension of validity of type tests of AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV. Sergio Feitoza es miembro del grupo de trabajo IEC que es preparando la norma. La publicación es prevista para ocurrir en julio del 2015. La manera de acelerar el uso sistemático de las simulaciones es a través de la preparación de una norma IEC más o menos con el texto presentado a seguir. Acá vamos llamar esta “futura” norma de GUÍA DE APLICACIÓN DE SIMULACIONES (Guía).




Se puede bajar un texto completo preparado por Sergio Feitoza en http://www.cognitor.com.br/GUIDE_Simulations_v0_October2010.pdf Como esta Guía aún no existe y no es probable que los grandes fabricantes internacionales, que dominan las comisiones técnicas de IEC, vengan a proponerla, es una acción interesante para muchos países crear una comisión en su Asociación Nacional de Normalización para prepararla. Un buen ejemplo es en Colombia donde fue creado un reglamento oficial que permite, bajo ciertas condiciones, el uso de cálculos y simulaciones 3.1) PREFACIO (de la Guía de Aplicación de Simulaciones) Ensayos de tipo en el laboratorio son la forma más eficaz para comprobar si un producto cumple con las especificaciones técnicas pertinentes de la norma. Ensayos de alta potencia eléctrica como el de arco interno, de calentamiento o de las corrientes soportables de corta duración y la cresta son costosos y requieren un largo tiempo de preparación. Técnicas de simulación de ensayos son utilizadas para predecir los resultados de algunos tipos de pruebas y permiten obtener información más completa de la que se puede obtener en el laboratorio. Las simulaciones se pueden aplicar en diferentes situaciones como:

(a) para evitar ensayar un equipo de características similares a otro equipo ya probado

(b) para evitar la duplicación de pruebas en los procesos de certificación de productos, cuando se hacen pequeños cambios en un producto ya certificado.

(c) para reemplazar el SF6 por aire en las pruebas de arco interno hechas en equipos aislados en SF6.

Dentro de ciertos límites, se puede utilizar la simulación para extrapolar los resultados de una prueba de laboratorio hecha en un cierto equipo para otro no probado que tiene construcción similar. La simulación es más fácil o más compleja, dependiendo del tipo de prueba o ensayo.

Para pruebas de calentamiento la simulación es más fácil de realizar y validar. Es necesario solamente comparar los resultados de las simulaciones con las mediciones de elevación de temperatura mostradas en los informes de las pruebas de laboratorio. Para la prueba de arco interno en conjuntos de aparamentas, celdas, canalizaciones y otros equipos la tarea es más compleja, pero posible. El que se debe verificar son los efectos de las sobrepresiones que se producen durante el arco y la posibilidad de quemar las personas en las inmediaciones por los gases calientes o partículas sólidas. La evolución de la sobrepresión en el tiempo es el agente principal para el suceso o fracaso en la prueba más las normas IEC aún no solicitan que la medición sea hecha y registrada en el informe de pruebas. Se pierde una gran cantidad de información útil, en los ensayos, debido a esta omisión..

http://www.cognitor.com.br/GUIDE_Simulations_v0_October2010.pdf




Ocurrirá en el 2014 la publicación de la brochure CIGRE WG A3.24 “TOOLS FOR THE SIMULATION OF INTERNAL ARC EFFECTS IN MV AND HV SWITCHGEAR”. En este trabajo que empezó en 2009 hay muchos y muchos casos que permiten la validación de simulaciones de pruebas de arco interno.

En la sección B.4 de este importante documento de CIGRÈ el GUÍA DE APLICACIÓN DE SIMULACIONES preparado por Sergio es mencionado en las referencias

En las pruebas de corrientes soportables de corta duración y cresta verificase la soportabilidad de aisladores y conductores frente a los efectos de las fuerzas electrodinámicas que se producen durante un corto circuito. Calcular las fuerzas y tensiones mecánicas no es tan complejo, pero su medición es difícil y no es demandada por las normas técnicas IEC. Sin embargo, los métodos de cálculo se han utilizado durante décadas y son bien aceptados en los medios técnicos. La principal referencia para validaciones en este caso es el documento IEC 61117: Method for assessing the short-circuit withstand strength of partially type-tested assemblies (PTTA). No hay otra forma conocida de hacer la validación de las simulaciones los esfuerzos electrodinámicos. Por este motivo los documentos IEC 61439 y IEC 62271-307 también los referencian con el mismo objetivo La mayor dificultad para validar los métodos de simulación de las pruebas eléctricas es que algunas mediciones simples no están especificadas en las normas IEC para que ser hechas en las pruebas en laboratorio. Faltan informaciones fiables para la comparación entre resultados de pruebas y simulaciones. La mayoría de los laboratorios no hace las mediciones que no se le pide en las normas técnicas, aunque sean simple de hacer. No obstante, algunos lo hacen cuando sea solicitada antes por el cliente. El propósito de esta Guía es proporcionar directrices para el uso sistemático de las simulaciones y cálculos utilizables para reemplazar algunas pruebas de laboratorio en situaciones donde el sentido común resulta ser razonable para hacerlo. Muestra los parámetros que deben ser registrados en los ensayos de laboratorio para permitir el uso futuro de las simulaciones en la extrapolación de los resultados de las pruebas. La Guía también indica los valores típicos de tolerancias aceptables para los valores calculados en comparación con los resultados de las pruebas de laboratorio. 3.2) ALCANCE Y CONTENIDO (de la Guía de Aplicación de Simulaciones) La Guía ofrece orientaciones para el uso de simulaciones y cálculos en la sustitución de las pruebas de laboratorio en algunas situaciones específicas. El más común es la utilización de los resultados de los ensayos ya efectuados en un cierto equipo, para predecir los resultados de la misma prueba en otro equipo de características similares pero que no ha sido probado. El uso de simulaciones para reemplazar las pruebas sólo es posible si las mediciones de ciertos registros están disponibles en el informe de la prueba. Esta Guía describe las mediciones mínimas y




registros fotográficos, que deben ser hechos y registrados en los informes de ensayo emitidos por laboratorios. Las mediciones y registros acá mencionados son de bajo costo y fácil realización. Estas mediciones y registros, además de hacer la prueba reproducible ayudan a los usuarios a identificar si el producto vendido es similar a lo que se ha sido probado en el laboratorio. En este Guía son presentados ejemplos casos completos con datos de entrada y de los resultados obtenidos para su uso como de calibración, validación y para demostrar si la utilización simulación es aceptable o no. No es un objetivo de esta Guía presentar los métodos de cálculo para la simulación de las pruebas. Se considera que un modelo o método es aceptable cuando se producen resultados que puedan ser validados dentro de tolerancias aceptables y, además, la validación se puede demostrar de forma objetiva y transparente para los usuarios. Aunque los conceptos presentados sean aplicables a cualquier producto eléctrico las aplicaciones más visibles ocurren en equipos de alta y baja tensiones: como tableros, celdas, conjuntos de aparamentas, canalizaciones, interruptores, seccionadores, fusibles y transformadores. 3.3) DEFINICIONES (de la Guía de Aplicación de Simulaciones) 3.3.1 - Prueba de calentamiento en laboratorio (concepto) El equipo es instalado en un sitio libre de corrientes de aire y se aplica la corriente nominal durante un tiempo suficiente para tener la estabilización de las temperaturas de los puntos medidos. La elevación de temperatura medida no debe ir más allá de ciertos límites especificados en la norma técnica correspondiente. Los resultados son influidos por la corriente que circula, el tipo de materiales, las resistencias de contacto, la temperatura del fluido, la geometría de los conductores, el volumen interno neto del compartimiento y la existencia o no de las aberturas de ventilación. Las resistencias de contacto y las áreas de ventilación son factores clave para los resultados. La prueba solo es reproducible si se ha registrado esta resistencia. Algunas normas solicitan a medir sólo la resistencia total por fase y por lo tanto debe ser solicitado al laboratorio para medir también la resistencia del interruptor, llave o fusible como se ve desde sus terminales. 3.3.2 - Prueba de corrientes soportables de corta duración / cresta en laboratorio (concepto)

Son hechas para verificar el efecto de las fuerzas y las altas temperaturas que se aplican a los aisladores y conductores durante un cortocircuito. Se puede calcular las fuerzas mecánicas que actúan en los aisladores (compresión, tracción y flexión) y las tensiones mecánicas en los




conductores utilizando las expresiones mostradas en [5] y métodos en las referencias en Anexo A y Anexo B [14, 15, 16, 22 y 23].

Las fuerzas deben ser mantenidas por debajo de los límites especificados por el fabricante del aislador de lo contrario el aislador puede ser destruido. Las tensiones mecánicas en los conductores deben quedarse por debajo de ciertos límites (del orden de 200 – 250 N/mm2 para el cobre de acuerdo con las mismas referencias arriba) de otra manera las barras van a sufrir una flexión permanente y visible.

Los resultados son afectados por la corriente de corto circuito, los materiales, y la geometría del sistema de los conductores y aisladores.

3.3.3 - Prueba de arco interno en laboratorio (concepto) La idea es crear un arco interno de cierta duración. Las consecuencias de las sobrepresiones provocadas son observadas. Algunos de los requisitos para ser aprobado en las pruebas son que las puertas no se abrirán permitiendo los gases calientes salir y los gases expulsados a través de los partes de alivio de presión no deben quemar los indicadores de algodón colocados cerca de las partes accesibles que simulan la piel de una persona en las cercanías. No son permitidos agujeros causados por el arco en las paredes exteriores. El equipo es aprobado en la prueba si los efectos de la sobrepresión provocada por el arco no conducen a riesgos potenciales para las personas en las proximidades. Los aspectos a considerar y métodos de evaluación están en la IEC 62271-200 (media tensión – Ref. 12) o IEC TR 61641 (baja tensión – Ref. 21). Para celdas aisladas en aire la principal causa de fallas durante las pruebas es la quema de los indicadores de algodón horizontales después de reflexiones de los gases calientes en el techo. Los principales factores que influyen en los resultados son el tensión, corriente, el volumen interno neto y el área y el tiempo de accionamiento de los dispositivos de alivio de presión. Las aberturas de ventilación, buenas en las pruebas de calentamiento, son un ejemplo de un camino potencial para la salida de los gases calientes, quemar los indicadores de algodón y de fracasar en la prueba. 3.3.4 - Simulación o cálculo para sustituir a una prueba de laboratorio y tolerancias. Uno método utilizado para predecir dentro de una cierta tolerancia, los resultados que se producirían en las pruebas de laboratorio especificadas en la norma. Los valores aceptables de tolerancia de los resultados de la simulación, en comparación con los resultados de las pruebas de laboratorio son los siguientes:




Tabla 1 - Tolerancias entre resultados de pruebas y simulaciones

Tipo de prueba Parámetro para comparar Valores típicos de tolerancias

Prueba de calentamiento Elevaciones de temperatura en partes de sólidos y fluidos

1% a 5%

Prueba de arco interno Sobrepresión en el compartimiento (cresta y

duración)

5% a 10%

Prueba de corrientes soportables de corta duración

y cresta

Fuerzas electrodinámicas y tensiones mecánicas

5% a 15%

En la sección B.4 de la “Brochure Cigrè” la tabla arriba es mencionada en las referencias

3.3.5 - Norma de produto. Norma que cubre un determinado producto o grupo de productos relacionados, por ejemplo, IEC 62271-200 (conjuntos de aparamentas de media tensión) o IEC 61439. 3.3.6 - Reproductibilidad del método de cálculo o simulación o de prueba Es la capacidad de obtener, para un cierto conjunto de datos de entrada, los mismos resultados de la prueba o de la simulación en diferentes momentos o en diferentes laboratorios. 3.3.6 - Validación de un método de simulación o de cálculo. Método de comparación entre los resultados en un informe de pruebas bien documentado emitido por un laboratorio de pruebas y los resultados de la simulación. El método de simulación es aceptable cuando es reproducible y muestra una diferencia en relación a los resultados de las pruebas de laboratorio menos que una tolerancia aceptable.




3.3.7 - Datos a registrar en informes de pruebas de calentamiento hechas en laboratorios. El equipo es aprobado en la prueba si el aumento de la temperatura de sus partes no excede ciertos límites dictados por las propiedades de los materiales conductores, materiales aislantes, fluidos y partes accesibles. Documentos IEC TR 60943 y IEC 60.890 son útiles para la comprensión de los conceptos. Los datos a registrar en los informes a través de textos, fotografías y dibujos son los siguientes:

La corriente eléctrica y la disipación de potencia total en el interior del compartimiento del fluido.

La resistencia total por fase y las resistencias significativas tales como los contactos de los interruptores, seccionadores y fusibles.

Los materiales utilizados en las piezas conductoras y aislantes

Los tipos de revestimientos de contactos y conductores tales..

El fluido que rodea los componentes en un compartimiento y su temperatura (por ejemplo, en el fondo, en la parte superior y a 50% de la altura de la caja). Incluyese el volumen.

La velocidad de flujo de fluidos y las áreas de entradas y salidas de ventilación, así como la existencia de dispositivos que se cierran cuando ocurre un arco interno

El número de particiones horizontales en el interior del compartimiento y si es relevante para la prueba la posición relativa del equipo en relación con las paredes, techo y equipos vecinos (tal como se presenta en los principios de la norma IEC 60890)

Para tener la reproducibilidad, la medición de la resistencia total por fase y parciales como contactos de interruptores o fusibles, antes y después de la prueba, deben ser registradas en el informe de ensayo de laboratorio. Los valores de los datos antes mencionados deberán estar claramente registradas en el informe de prueba, a través de dibujos y fotos. 3.3.8 - Datos a registrar en informes de pruebas de arco interno hechas en laboratorios. El equipo se aprobó durante una prueba de si los efectos de las sobrepresiones que surjan durante el arco no causan riesgos potenciales para las personas en las cercanías. Los aspectos relevantes a tener en cuenta se muestran en la norma de producto correspondiente. IEC 62271-200 e IEC TR 61641 explican los conceptos involucrados. La curva de la sobrepresión en relación al tiempo es crucial para el buen o mal desempeño en la prueba y debe ser registrada. Los datos que afectan a la prueba y l simulaciones son los siguientes:

La corriente eléctrica y los materiales de los conductores y partes aislantes

El fluido que rodea al equipo en el compartimiento y su volumen.

La posición y la geometría espacial de los conductores y el área del dispositivo de sobrepresión y su velocidad de apertura.

Áreas de dispositivos de entrada y de salida para la ventilación y dispositivos que la cierren el cierre en el momento de un arco interno

La posición relativa de los equipos en relación con las paredes y el techo.




Para tener la reproducibilidad, la medición de la sobrepresión debe ser registrada en el informe de ensayo de laboratorio. Los valores de los datos antes mencionados deberán estar claramente registradas en el informe de prueba, a través de dibujos y fotos. 3.3.9 - Datos a registrar en informes de pruebas de corrientes soportables de corta duración y cresta hechas en laboratorios. El objetivo de la prueba es verificar la soportabilidad de aislantes y conductores a los efectos de las fuerzas electrodinámicas en que se producen durante un corto circuito sin arco. La comprobación se realiza mediante la inspección visual y comparándose la resistencia eléctrica por fase antes y después Los datos a registrar en los informes a través de textos, fotografías y dibujos son los siguientes: - La corriente eléctrica y los materiales utilizados en los conductores y partes aislantes - La resistencia mecánica a las cargas de tracción, compresión y flexión de los aisladores de apoyo y similares - La posición y la geometría espacial de los conductores, así como las principales resistencias eléctricas Para tener la reproducibilidad, la medición de la resistencia total por fase y parciales como contactos de interruptores o fusibles, antes y después de la prueba, deben ser registradas en el informe de ensayo de laboratorio. Los valores de los datos antes mencionados deberán estar claramente registradas en el informe de prueba, a través de dibujos y fotos. Si hay deformación permanente perceptible de conductores y otras partes deben ser registradas en fotos y sus dimensiones máximas deben ser estimadas y registradas en los informes de ensayo. 3.4) PROCEDIMIENTOS EN LAS COMISIONES QUE ELABORAN LAS NORMAS DE PRODUCTOS EN LA ASOCIACION NACIONAL DE NORMAS QUE IMPLEMENTE LA GUÍA Cuando se trata de la utilización de simulaciones y cálculos para la sustitución de las pruebas de laboratorio especificadas en las normas de producto, las comisiones que las preparan deben seguir las disposiciones de esta Guía, que se va a utilizar en conjunción con las políticas ISO / IEC. El estado de la técnica de simulación y los valores aceptables de tolerancia deben ser reevaluados en el mantenimiento de las normas. Comisiones desarrollando normas de productos, que traten de temas cubiertos por esta guía deben incorporar esta Guía, como referencia, en sus propias publicaciones. Si es necesario, se pueden especificar, en sus publicaciones propias, detalles adicionales relacionados con su área de producto.




4. SOFTWARE SwitchgearDesign_307: REQUISITOS DEL USUARIO (DATOS DE

ENTRADA Y SALIDA), ENTRENAMIENTO DE CAPACITACION Y MANUAL. El software fue para el desarrollo de equipos de media y baja tensiones para subestaciones, principalmente aparamentas, celdas, canalizaciones eléctricas y seccionadores. El software SwitchgearDesign_307 es aplicable, entre otros, a los productos de las normas IEC 62271, IEC 61439 y IEC 61641 y las correspondientes normas nacionales. Para su buena utilización es necesario tener un poco de experiencia de diseño de equipos eléctricos y tener comprendido los conceptos mostrados en el entrenamiento de capacitación presencial. El software permite la simulación de los siguientes ensayos: • Pruebas de corrientes soportables de corta duración y de crista. (Fuerzas electrodinámicas). • Pruebas de calentamiento. • Pruebas de arco interno (Cálculo de la sobrepresión, burnthrough y soportabilidad) • Mapeo de campos eléctricos y magnéticos (próximamente). Fue creado para para ser tan simple como es posible y permitir a fabricantes con acceso limitado a los laboratorios de pruebas, realizar pruebas virtuales antes de ir al laboratorio de pruebas para obtener un informe de pruebas de tipo utilizable en la comercialización. La herramienta reduce el tiempo y el costo de desarrollo de productos. Las características están en la Tabla 2.

Tabla 2 – Características del SwitchgearDesign_307

Características Versión Curso

Simulación de la prueba de calentamiento Sí Simulación de pruebas de corrientes soportables de corta duración y de crista. (Fuerzas y tensiones electrodinámicas).

Sí

Simulación de arco interno Sí

Visualización 3D de la geometría Sí

Módulo MVSW1 (celda de media tensión) Sí

Módulo LVSW1 e LVSW2 (aparamentas de baja tensión) Sí Modul0 DUCT_1 (canalizaciones) Sí

Módulo SWITCH (seccionador – no validado ) Sí

Base de datos y se puede modificar, guardar y crear nuevos casos. Viene con casos en y se puede crear otros

Curso de capacitación Si

ENTRENAMIENTO DE CAPACITACION

Para su utilización es necesario pasar por la capacitación. Más que aprender a utilizar el software, la capacitación intenta hacer los diseñadores entender mejor los conceptos de diseño y las normas técnicas. Solamente la buena comprensión de los conceptos de ingeniería permite interpretar con corrección los resultados del software.




Cualquier software nunca presentará resultados muy diferentes de los esperados intuitivamente por un diseñador con alguna experiencia. Así que algún resultado inesperado aparece asegúrate de que si hubo error en los datos de entrada

En el entrenamiento de capacitación cuyo programa está en algunas partes del texto mostrado en el enlace http://www.cognitor.com.br/SoftwareES.htm , todas las informaciones relevantes son explicadas y estudios de casos son mostrados y discutidos. Los requisitos y pantallas de entrada y salida de datos están mostrados en las secciones 3 y 7 del libro “APARAMENTAS, CELDAS, CANALIZACIONES Y EQUIPOS para SUBESTACIONES y LÍNEAS” de autoría de Sergio que si puede bajar libremente en el link Internet http://www.cognitor.com.br/Book_SE_SW_2014_ES.pdf

El “manual” del software es el contenido de las hojas presentadas en las sesiones 3 y 7 del libro y este informe acá.

5. EL MÉTODO DE VALIDACIÓN Y COMPARACIÓN ENTRE SIMULACIONES Y

RESULTADOS DE INFORMES DE PRUEBAS O CÁLCULOS DE NORMAS IEC.

Para la PRUEBA DE CORRIENTES SOPORTABLES DE CORTA DURACIÓN Y LA CRESTA (fuerzas electrodinámicas en aisladores y tensiones mecánicas en los conductores) la validación de las simulaciones es hecha por la comparación de los resultados de la simulación con cálculos de casos presentados en una norma IEC. No es posible hacer de otra forma como comparar mediciones de fuerzas y tensiones mecánicas con valores calculados debido al facto que no son medidas en laboratorios de pruebas. Laboratorios no miden las fuerzas durante la prueba, ya que es muy complicado de hacerlo y las normas IEC no lo requieren. Lo que se comprueba después de la prueba es sólo el estado físico del equipo y, si no hay daños. Entonces la validación utilizada en este Informe consistirá en comparar los estudios de caso con los resultados presentados en las normas IEC 6117 (Método para evaluar la resistencia a cortocircuito de aparamentas de baja tensión) y IEC TR 60865-2 (Cálculo de los efectos de corto circuito- Ejemplos de cálculo) con los mismos casos calculados en el software SwitchgearDesign. Estas normas IEC presentan una metodología completa y cálculos completos con todos los datos de entrada y salida para comparación. Fueran utilizados dos casos y los cálculos hechos en la Norma IEC que corresponden a los ítems 1 y 2 de la Tabla 3 en este informe.

http://www.cognitor.com.br/SoftwareES.htm





Para el ENSAYO DE CALENTAMIENTO serán utilizados informes de pruebas para comparación entre los resultados de las pruebas y los resultados de la simulación (ítems 4, 5 y 6 de la Tabla 3). Para el ENSAYO DE ARCO INTERNO los informes de pruebas de laboratorios con los dados necesarios son muy raros. La razón es que las normas no piden para medir las curvas de presión que es el parámetro más importante. En este informe, para validación, será utilizado uno informe de pruebas de laboratorio (ítem 7 de la Tabla 3) y dos resultados que serán publicados en la brochure Cigrè 2014 (ref. [18 ] del Anexo B y Anexo E) . Son los casos de los ítems 8 y 9 de la Tabla 3. En la Tabla 3 hay referencias de informes de pruebas utilizados con los respectivos comentarios. También están indicadas las figuras (pantallas del software) que muestran los datos de entrada utilizados en la simulación así como los números de las tablas que muestran la comparación de los resultados obtenidos en la prueba y en la simulación.




Tabla 3 – Informes de pruebas utilizados para la validación de la metodología y software Prueba Tipo de equipo

(pantalla software) Caso en el banco de dados del software

Informe de prueba

Comentarios FIGURAS con entradas y resultados simulación

TABLA con la comparación

Prueba x simulación

1 Corrientes soportables de

corta duración y cresta

Duct_1

Duct_01_validF_IEC865_2

Page 11

Cálculo en IEC 60865-2

(1994) Páginas 11-17

Datos de entrada

completos en IEC 865 Anexo C

Figura 1 Tabla 4



Duct_1

Duct_01_validF_IEC865_2

Page 19

Cálculo en IEC 60865-2

(1994) Páginas 19-27

Datos de entrada

completos en IEC 865 Anexo C

Figura 2

Página 355 y 356 del libro

Sergio(Seccion7)

Tabla 5

Página 357 del libro Sergio (Seccion7)



LVSW-2

LVSW2_01_M_R19901

INFORME 19901/009-C ( Anexo D)

Equipo aprobado en el ensayo de laboratorio

Figura 3

Tabla 6

4 Calentamiento LVSW-1

LVSW1_01_M_R67752

INFORME 67752

( Anexo D)

Interruptor 25 µΩ 768 w

Figura 4 Tabla 7

5 Calentamiento MVSW_1

MVSW1_02_M_R65111

INFORME 65111

( Anexo D)

Interruptor 54 µΩ

Figura 5 Tabla 8

6 Calentamiento Duct_1

Duct_03_3x150x10_R67131

INFORME 67131

( Anexo D)

Conexión 7 µΩ

Figura 6 Tabla 9

7 Arco interno MVSW_1

MVSW1_01_M_08-050

INFORME 08-050

( Anexo D)

Datos completos con sobrepresión

Figura 7

Tabla 10


MVSW1_02_caseD_Cigre

CASO D Brochure

Cigre ( Anexo E)


Figura 8

Tabla 11


MVSW1_02_caseC_Cigre

CASO C Brochure

Cigre ( Anexo E)


Figura 9

Tabla 12


MVSW1_02_caseG_Cigre

CASO G Brochure

Cigre ( Anexo E)


Figura 10

Tabla 11

11 Arco interno MVSW_1 AbsorberPaper2013

Paper Absorber

Figura 11

Tabla 12




Prueba Tipo de equipo

(pantalla software) Caso en el banco

de dados del software

Informe de prueba

Comentarios FIGURAS con entradas y resultados simulación

TABLA con la comparación

Prueba x simulación

12 Arco interno ACI_1 ACI_1_ET651Duple

x

CELDA ET651

Duplex Anexo G

Figura 12

Tabla 13

13 Calentamiento ACI_1 ACI_1_ET651Duple

x

CELDA ET651

Duplex Anexo G

Figura 13

Tabla 14

14 Calentamiento ACI_2 ACI_1_ET651Triple

x

CELDA ET651

Triplex Anexo G

Figura 14

Tabla 15

15 Calentamiento ACI_3

ACI_3_Breakers

Figura 15

Tabla 16

16 Calentamiento ACI_4

ACI_3_Breakers

Figura 16

Tabla 17




Figura 1 – Duct1 – Corrientes soportables de corta duración y cresta – IEC 865-2 –

Example1 - paginas .11-17 – Duct_01_validF_IEC865_2

1 a – Datos de entrada

1 b – Resultados




Tabla 4 - Duct1 – Corrientes soportables de corta duración y cresta

Estudio de caso – IEC 865-2 – Ejemplo 1 – paginas .11-17 (Anexo C )

COMPARACIÓN ENTRE RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN Y RESULTADOS DE LA IEC 865-2 Datos de entrada y gráficos de resultados en la Figura 1

Nomenclatura de los datos presentada en la Sección 7 del libro

Parámetro Resultado mostrado en la

norma IEC ( hojas en el

Anexo C )

Resultado de la simulación con el

Software SwitchgearDesign

Diferencia

Max. Tensión mecánica σH

(N/mm2)

73,3

76,0

3,5 %

Max. Tensión mecánica σT

(N/mm2)

No se aplica No se aplica

-

Total Max. Tensión mecánica

σH + σT (N/mm2)

73,3 76,0

3,5 %

Max Fuerza en el aislador de la fase B

(central) en compresión o

tensión (N)

No calculada 3 -


(central) en flexión (N)

1606 1611 0,3 %




Figura 2 – Duct1 – Corrientes soportables de corta duración y cresta – IEC 865-2 –

Ejemplo 2 – pag.19-27

2 a – Datos de entrada

2 b – Resultados




Tabla 5 - Duct1 – Corrientes soportables de corta duración y cresta

Estudio de caso – IEC 865-2 – Ejemplo 2 – paginas 19-27 (Anexo C) COMPARACIÓN ENTRE RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN Y RESULTADOS DE LA IEC 865-2

Datos de entrada y gráficos de resultados en la Figura 2 Nomenclatura de los datos presentada en la Sección 7 del libro

Parámetro Resultado mostrado en la norma IEC ( hojas en el

Anexo C )



Diferencia


(N/mm2)

24,7 25,0 1,2 %

Max. Tensión mecánica σT (N/mm2)

16,1 17,0

0,6 %


σH + σT (N/mm2)

40,8 42,0

0,5 %



tensión (N)

No calculada 11 -



1606 1611 0,3 %




Figura 3 – LVSW2 – Corrientes soportables de corta duración y cresta –

Prueba en laboratorio - INFORME DE PRUEBAS 19901/9-C (en el Anexo C)

3 a – Datos de entrada LVSW2_01_M_R19901

3 b – Resultados




Tabla 6 - LVSW2 – Corrientes soportables de corta duración y cresta

Prueba En Laboratorio - Informe De Pruebas 19901/9-C ( ANEXO C)

ESTE CASO NO ES PRESENTADO EN LA NORMA IEC Y LAS MEDICIONES DE FUERZA Y TENSIONES NO SON MEDIDOS EN LABORATORIO

Datos de entrada y gráficos de resultados en la Figura 3


Parámetro Resultado EN

LABORATORIO (Anexo C)



Diferencia


(N/mm2)

Inspección visual

550 (*)

-

Max. Tensión mecánica σT (N/mm2)

Inspección visual

No se aplica

-


σH + σT (N/mm2)

Inspección visual

550 (*)

-



tensión (N)

Inspección visual

14180 (*) -



Inspección visual

No se aplica -

(*) Valores de interese en los conductores 1 hasta 6 – menos resistentes. Percibir que el limite generalmente utilizado es 375 N/mm2 = 1.5 x 250 N/mm2 pero en este caso bien sucedido el valor fue 550 N/mm2 = 2.2 x 250 N/mm2




Figura 4 – LVSW1 – CALENTAMIENTO

Prueba en laboratorio - INFORME DE PRUEBAS 67752 (l Anexo D) 4 a – Datos de entrada

4 b – Resultados




Tabla 7 – LVSW1 – CALENTAMIENTO

Prueba en laboratorio - INFORME DE PRUEBAS 67752 (En el Anexo D)


Barras desnudas

Con aperturas de ventilación – con 180 m3/h de flujo de aire correspondiente a velocidad mediana de 0,078 m/s = 180 / (0,8x0,8) , área efectiva de entrada de aire 168 cm2 y carga térmica

adiciónale de 783 W más resistencia de barras, contactos y conexiones) Resistencia del interruptor vista de los terminales – 25 µΩ por fase (768 W)

Punto de medición Elevación prueba ( K )

Simulación ( K )

Diferencia

A - Terminales para la conexión a los conductores externos

53 53 < 5 %

B – C – D - Uniones entre barras y interruptor ( **)

78 al 89 87 al 92 < 5 %

E – Unión entre barra vertical y horizontal

76 85 < 8 %

F – Punto de corto circuito 46 (***) 76 Termopar correcto ¿

Puerta 8 (*) <9 < 12,5%

Aire interno 32 ( * ) 36 al 70 ( * )

(*) No está indicada la posición donde fue medido en la prueba – sin fotografías - y el valor puede cambiar mucho con la posición. En la simulación la parte baja tiene 36K y en el techo tiene 70 K. En la media altura tiene alrededor de 50K. ( ** ) Punto crítico en las pruebas (***) Posiblemente el termopar no estaba bien fijado. Ver temperatura en el punto E de la misma barra




Figura 5 – MVSW1 – CALENTAMIENTO

Prueba en laboratorio - Informe De Pruebas 65111 ( Anexo D) 5 a – Datos de entrada

5 b – Resultados




Tabla 8 – MVSW1 – CALENTAMIENTO

Prueba en laboratorio - INFORME DE PRUEBAS 65111 (En el Anexo D)


Barras desnudas Sin aperturas de ventilación

Resistencia del interruptor vista de los terminales – 54 µΩ por fase


Simulación ( K )

Diferencia


39 39 < 5 %

B – C – D - Uniones entre barras y interruptor ( **)

56 al-72 51 al 72 < 5 %

E – Unión entre barra vertical y horizontal

44 45 < 5 %

F – Punto de corto circuito 34 35 < 5 %

Puerta 12 (*) 11 < 15 %

Aire interno No medido 13 al 26 ( *** )

(*)No está indicada la posición donde fue medido en la prueba – sin fotografías - y el valor puede cambiar mucho con la posición. ( ** ) Punto crítico en las pruebas (***)En la simulación la parte baja tiene 13K y en techo 26 K. En la media altura tiene ~ 20K




Figura 6 DUCT1 Calentamiento

Prueba en laboratorio INFORME DE PRUEBAS 67131 (Anexo D) 6 a – Datos de entrada Duct_03_3x150x10_R67131

6 b – Resultados Duct_03_3x150x10_R67131




Tabla 9 DUCT1 CALENTAMIENTO

Prueba en laboratorio - Informe De Pruebas 67131 ( Anexo D)


Barras desnudas de cobre Sin aperturas de ventilación

Resistencia de la conexión 7 µΩ


Simulación ( K )

Diferencia


72,4 74 < 5 %

B – Conductor # 2 No medido 88 -

C – Conductor #3 83,9 82 < 5 %

D – Conductor #4 (** conexión)

84,5 90 < 10 %

E – Conductor # 6 No medido 88 -

F – #7 – Punto corto circuito 66,6 66 < 5 %

Lado de la envolvente 30,2 (*) 22 (*)

Aire interno (50% altura) No medido 51 -

( * ) No está indicada la posición donde fue medido en la prueba – sin fotografías - y el valor puede cambiar mucho con la posición (del 9 al 51/2 = 25 K) ( ** ) Punto crítico en las pruebas




Figura 7 – MVSW1 – Arco Interno

In laboratorio - Informe de pruebas 08-050 (Anexo D) 7 a – Input data MVSW1_01_M_08-05

7 b – Resultados MVSW1_01_M_08-050




Tabla 10 MVSW1 ARCO INTERNO

Prueba en laboratorio Informe De Pruebas 08-050 ( Anexo D) Datos de entrada y gráficos de resultados en la Figura 7


Indicadores Obtenido en prueba

Valor simulación

Diferencia

Máxima presión (kPa) y sobrepresión sobre la presión atmosférica ΔP ( % )

154 kPa

(52-56 %)

152 kPa

( 50% )

< 5%

Duración de la sobrepresión ( ms)

46 42 < 15%

Integral de la curva de sobrepresión en el tiempo (bar*s*1000)

- 9

Tiempo para alcanzar la presión máxima (ms)

~ 15 11 (*)

Tiempo para volver al 50% de la presión máxima (ms)

~ 25 (*) 20

Tensión de arco (V) - 1251

Velocidad de arco (m/s) - 41

( * ) El oscilograma del laboratorio es pequeño para permitir una buena evaluación de los valores de las duraciones de tiempo




Figura 8 MVSW1 ARCO INTERNO

CASO D EN BROCHURE CIGRE ( Anexo E)

8 a – Datos de entrada MVSW1_02_caseD_Cigre

8 b – Resultados MVSW1_02_caseD_Cigre





CASO D BROCHURE CIGRE (Anexo E)


Indicadores Obtenido en la prueba

Valor simulación

Diferencia


353 kPa (V1)

138 kPa

(V2)

370kPa ( V1 )

129 kPa

(V2)

<15 % ( V1 )

< 10 % ( V2 )


~ 72 78 < 5 %


--- 99 -


~ 13 18


~ 25

43

Tensión de arco (V)

Avg F-T 350 / 250

460

Velocidad de arco (m/s)

- 51





CASO C EN BROCHURE CIGRE (Anexo E)

9 a – Datos de entrada MVSW1_02_caseC_Cigre

9 b – Resultados MVSW1_02_caseC_Cigre





CASO C EN BROCHURE CIGRE (Anexo E)


Indicadores Obtenido en prueba

Valor simulación

Diferencia


138 kPa 2 arcos

(*)

145 kPa 3 arcos

(*)

< 10%


70 40


9


20 13


27


400 449


19

( * ) Nota: Los cálculos mostrados en la Figura 9b hechos utilizando un numero de arcos igual a 3, En la tabla de la Brochure Cigre el cuadro del Anexo E. (folleto CIGRE) el número de "arcos” es 2 El software utiliza siempre 3 arcos para el cálculo. La sobrepresión con 3 arcos es un poco más grande que para 2 arcos.





CASO G EN BROCHURE CIGRE (Anexo E)

10 a – Datos de entrada MVSW1_02_caseG_Cigre SF6

10 b – Resultados MVSW1_02_caseG_Cigre





CASO G EN BROCHURE CIGRE ( Anexo E) ES LO MISMO CASO D PERO CON SF6



Valor simulación

Diferencia


330 kPa (V1)

170 kPa

(V2)

381 kPa ( V1 )

145 kPa

(V2)

<15 % ( V1 )

<15 % ( V2 )


~90 57


--- 82 -


~ 15 17


~ 40

36


Medio F-T 400

551

Velocidad de arco (m/s) - 51




Figura 11 – MVSW1 – ARCO INTERNO

Articulo: Effect of Arc Energy Absorber in a Wind Turbine Switch unit IEE Transactions Vol. 28 N0 2 April 2013

11 a – Datos de entrada MVSW1_Absorber

EN PREPARACIÓN

11 b – Resultados MVSW1_Absorber

EN PREPARACIÓN




Tabla 14 MVSW1_Absorber ARCO INTERNO

Articulo: Effect of Arc Energy Absorber in a Wind Turbine Switch unit IEE Transactions Vol. 28 N0 2 April 2013



Valor simulación

Diferencia








EN PREPARACIÓN




Figura 12 ACI_1 ARCO INTERNO

CASO CELDA ET 651 ACI1_ET651Duplex (Anexo G)

12 a – Datos de entrada ACI1_ET651Duplex

12 b – Resultados ACI1_ET651Duplex




Tabla 15 ACI_1 ARCO INTERNO




Valor simulación

Diferencia


129


93


43


67


87

Tensión de arco (V) 2599

Velocidad de arco (m/s) 22

A la espera de algún informe de la prueba completa para permitir la validación

Esta es una celda de media tensión utilizada en un país de América del Sur




Figura 13 – ACI1 CALENTAMIENTO

CASO CELDA ET 651 ACI1_ET651Duplex ( Anexo G)

13 a – Datos de entrada ACI1_ET651Duplex

13 b – Resultados ACI1_ET651Duplex




Tabla 16 – ACI_1 – CALENTAMIENTO






Simulación ( K )

Diferencia


14

B –cable cerca del fusible 31

C –terminal de llave 35

D –terminal de llave 43

E – cable en la parte arriba 46

F – Punto de corto circuito 39

Puerta 4,5

Aire interno 9






Figura 14 – ACI_2 CALENTAMIENTO

CASO CELDA ET 651 x ( Anexo G)

14 a – Datos de entrada ACI_2_ET651Triplex

14 b – Resultados ACI_2_ET651TRIPLEX





CASO CELDA ET 651 ACI_2_ET651TRIPLEX (Anexo G)





Simulación ( K )

Diferencia


31

B –cable cerca de la llave 31

C –cable arriba 32

D –terminal de llave 43

E – terminales 41

F – Cable parte baja 14

Puerta 4

Aire interno 10






Figura 15 ACI_3 CALENTAMIENTO

CASO ACI_3_Breakers (Adjunto G)

15 a Dados de entrada ACI_3_Breakers

15 b – Resultados ACI_3_Breakers




Tabla 18 ACI_3 CALENTAMIENTO

ACI_3_Breakers (Anexo G)



Resistencia de cada conexión 8 µΩ + 1400 W suma de interruptores


Simulación ( K )

Diferencia

A (Figura)

42

B 56

C 75

D 91

E 93

F 88

Puerta 14

Aire interno (50% H)

65




Figura 16 ACI_4 CALENTAMIENTO

CASO ACI_4_Breakers (Adjunto G) 16 a Dados de entrada ACI_3_Breakers

16 b – Resultados ACI_4_Breakers





ACI_4_Breakers (Anexo G)



Resistencia de la conexión 8 µΩ + 1400 W


Simulación ( K )

Diferencia

A

56

B 85

C 89

D 95

E 82

F 77

Puerta 23

Aire interno (50% H)

57




6. EL CRITERIO DE ACEPTACIÓN DE SIMULACIONES Y LAS CONCLUSIONES SOBRE

SI EL SOFTWARE SE AJUSTA O NO AL USO PREVISTO.

No hay una norma que pueda definir estés criterios y por lo tanto estamos utilizando como criterio los valores mostrados en la Tabla 1 (borrador de la norma) Con base en estos valores se puede decir que en as simulaciones son bien representados los aspectos principales del análisis del proyecto de un equipo

7. REQUISITOS DEL SISTEMA OPERATIVO, DE LOS REQUISITOS Y DISEÑO DEL

SOFTWARE

No hay requisitos especiales para ordenadores. A lo largo del curso en todos los equipos en los que se instaló el software funcionó bien

8. IMPLEMENTACIÓN (CONSTRUCCIÓN O CODIFICACIÓN, LENGUAJE DE

PROGRAMACIÓN)

El software fue desarrollado en Delphi 7 (antes Borland y ahora Embarcadero) y la versión más reciente es compilado en Delphi 2010

9. INSTRUCCIONES DE INSTALACIÓN Y UTILIZACION. Las condiciones de uso son "el uso es bajo su propio riesgo", el autor del software y COGNITOR no es responsable de cualquier resultado o el uso dado a los resultados.

Después de descargar o copiar el archivo de instalación SetUp_SwitchgearDesignES.zip (tamaño de 4.2MB) guárdelo en un directorio de su ordenador. Para instalar SwitchgearDesign_307 descomprimir el archivo y luego haga clic en el botón derecho del ratón en el archivo comprimido y luego haga clic en la izquierda en "Ejecutar como Administrador”. Dé clic en Aceptar en todo y cuando le pida la contraseña durante la instalación tipo para150413kalo Después de la instalación, un icono SwitchgearDesign se creará en el "desktop ", y también en la lista de programas de botón de inicio.

En el ordenador será creado un solo directorio c:|SwitchgearDesign donde estarán los archivos necesarios. Si usted percibir que no ha sido creada de forma automática un atajo en el “desktop” es conveniente crearlo al archivo C:\SwitchgearDesign \ SwitchgearDesign.exe




El archivo SwitchgearDesign.exe, las tablas de la base de datos y todos los demás archivos se instalará en este directorio y sus subdirectorios. Nada se instalará fuera de este directorio Este es el que habrá:

Se trata de un instalador que está diseñado para permitir el software que funciona bien en todos los equipos y sistemas operativos. Aunque ya se han instalado en muchas computadoras diferentes, a veces cuando está instalado en otro PC puede ser necesario agregar otro archivo en el instalador no dar más errores de la instalación. Un mensaje típico es... "Este archivo no existe. " Por lo tanto, si se produce un error en la instalación envíame con el mensaje de error a [email protected]. Este software, según lo previsto en el programa de entrenamiento es sólo para su uso dentro de la propia empresa del participante que recibió el instalador. La transmisión de copias a terceros sin previa autorización por escrito de Cognitor non es permitida.




10. Adjunto A - METODOLOGÍA DE CÁLCULO, VALIDACIÓN Y REFERENCIAS

El método de cálculo e información sobre la validación de las simulaciones se presentan en los artículos siguientes: [ 1 ] Libro APARAMENTAS, CELDAS, CANALIZACIONES y EQUIPOS para SUBESTACIONES y LÍNEAS Autoría: Sergio Feitoza Costa , 2013 Bajar libremente en http://www.cognitor.com.br/Book_SE_SW_2014_ES.pdf [ 2 ] Una "GUIA" PARA EL USO DE SIMULACIÓNES DE PRUEBAS DE LABORATORIO PARA AUMENTAR LA COMPETITIVIDAD DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA (2011) http://www.cognitor.com.br/Articulo_Competitividad_Esp_04102011.pdf [ 3 ] “VALIDATION OF SIMULATIONS OF ELECTRODYNAMICAL FORCES, TEMPERATURE-RISE AND INTERNAL ARC TESTS IN SWITCHGEAR (& main parts of a code) (2010) Author: Sergio Feitoza Costa Presented at the CIGRE Technical Seminar "Modeling and Testing of Transmission and Distribution Switchgear" March 24, 2010 Brisbane – Australia Download : http://www.cognitor.com.br/Validation_Simulations_English.pdf [ 4 ] VALIDAÇÃO DE SIMULAÇÕES DE ENSAIOS DE ARCO INTERNO, DE FORÇAS ELETRODINÂMICAS E DE ELEVAÇÃO DE TEMPERATURA (e partes do código-fonte) . (2010) Autoria: Sergio Feitoza Costa Revista ELETRICIDADE MODERNA – Junho 2010 - pag.194 Download http://www.cognitor.com.br/Validation_Simulations_Portugues.pdf [ 5 ] “CELDAS, CUADROS, CANALIZACIONES Y OTROS EQUIPOS DE TRANSMISION Y DISTRIBUCION: FALTA ALGO EN LAS NORMAS IEC Y EN LAS ESPECIFICACIONES DE USUARIOS” Autoría: Sergio Feitoza Costa http://www.cognitor.com.br/Switchgear_Busbar_Standards_Review_Spanish.pdf Publicado en Revista RBE Energía (Madrid / España) - Enero/Febrero 2010 - pag 62 - http://www.cognitor.com.br/RBE_Energia.zip [ 6 ] “Simulation, IEC STANDARDS AND TESTING LABORATORIES: JOINING THE PIECES FOR HIGHER QUALITY HV EQUIPMENT”. Author: Sergio Feitoza Costa Paper published PS1-06 in the CIGRÈ International Technical Colloquium - Rio de Janeiro - September 2007 http://www.cognitor.com.br/Artigo_Cigre_SergioFeitozaCosta_Cognitor.pdf

Published also in in Energy Pulse weekly, September, 28 , 2010 http://www.energypulse.net/centers/article/article_display.cfm?a_id=2338


http://www.cognitor.com.br/Articulo_Competitividad_Esp_04102011.pdf

http://www.cognitor.com.br/Validation_Simulations_English.pdf

http://www.cognitor.com.br/Validation_Simulations_Portugues.pdf

http://www.cognitor.com.br/Switchgear_Busbar_Standards_Review_Spanish.pdf

http://www.cognitor.com.br/RBE_Energia.zip

http://www.cognitor.com.br/Artigo_Cigre_SergioFeitozaCosta_Cognitor.pdf

http://www.energypulse.net/centers/article/article_display.cfm?a_id=2338




[ 7 ] VALIDACIÓN DE LOS INFORMES DE ENSAYO EMITIDOS POR LABORATORIOS DE PRUEBAS RECONOCIDOS Revista SETOR ELETRICO - Edição 82 - Novembro 2012 http://www.cognitor.com.br/ValidatingReports_Esp.pdf [ 8 ] PAINÉIS , QUADROS E BARRAMENTOS: FALTA ALGO NAS NORMAS IEC E NAS ESPECIFICAÇÕES DE USUARIOS Autoria: Sergio Feitoza Costa Publicado na edição de junho 2010 da Revista O SETOR ELÉTRICO - pag.146 Download http://www.cognitor.com.br/Switchgear_Busbar_Standards_Review_Portugues.pdf [ 9 ] “SIMULATIONS AND CALCULATIONS AS VERIFICATION TOOLS FOR DESIGN AND PERFORMANCE OF HIGH-VOLTAGE EQUIPMENT” Co-authors: M. Kriegel, X. Zhu, M. Glinkowski, A. Grund, H.K. Kim, P. Robin-Jouan, L. Van der Sluis, R.P.P. Smeets, T. Uchii, H. Digard, D. Yoshida, S. Feitoza Costa CIGRE WG A3-20 publication A3-210 (2008) - Presented at the Congress Cigre - Paris 2008 [ 10 ] SIGNIFICANT PARAMETERS IN INTERNAL ARC SIMULATION AND TESTING, CIGRE WG A3.24, CIGRE A3 SESSION, 2009 M. Kriegel, R. Smeets, N. Uzelac, R. Pater, M. Glinkowski, P. Vinson, S. Feitoza Costa, G. Pietsch, E. Dullni, Th. Reiher, L. van der Sluis, D. Yoshida, H.K. Kim, K. Y. Kweon, E. Fjeld, [ 11 ] Paper FINDING THE OPTIMAL SWITCHGEAR DESIGN: A comparison between aluminum and copper and an idea of new concept. Autoría: Sergio Feitoza Costa & Marlon Campos Publicado en Portugués en la edición Enero 2014 de la Revista O SETOR ELÉTRICO bajo el título de ALUMINIO X COBRE EN PROYECTOS DE LOS PANELES ELÉCTRICOS (PÁGINA 136) Download : http://www.cognitor.com.br/DesignOptimization.pdf

http://www.cognitor.com.br/ValidatingReports_Esp.pdf

http://www.cognitor.com.br/Switchgear_Busbar_Standards_Review_Portugues.pdf

http://www.cognitor.com.br/DesignOptimization.pdf




11. Adjunto B - NORMAS TECNICAS DE REFERENCIA

[ 12 ] IEC 62271-200 Ed. 2.0 b:2011 : High-voltage switchgear and controlgear - Part 200: AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV

[ 13 ] IEC TR 60890: A Method of Temperature-rise Assessment by Extrapolation for Partially Type-Tested Assemblies (PTTA) of Low-Voltage Switchgear and Controlgear

[ 14 ] IEC 61117: Method for assessing the short-circuit withstand strength of partially type-tested assemblies (PTTA)

[ 15 ] IEC 60865-1: Short-circuit currents – calculation of effects – Part 1: Definitions and calculation

[ 16 ] IEC 60865-2: Short-circuit currents – calculation of effects – Part 2: Examples of calculation

[ 17 ] IEC TR 60943: Guidance concerning the permissible temperature rise for parts of electrical equipment, in particular for terminals

[ 18 ] CIGRE Brochure No. xxx, 2014, “Tools for the simulation of effects of the internal arc in MV and HV switchgear”

[ 19 ] IEC 61439-1 Ed. 2.0 (2011) – Low-voltage switchgear and controlgear assemblies - Part 1: General rules

[ 20 ] IEC 61439-2 Ed. 2.0 (2011) – Low-voltage switchgear and controlgear assemblies - Part 2: Power switchgear and controlgear assemblies

[ 21 ] IEC TR 61641(2008) – Enclosed Low Voltage Switchgear Assemblies – Guide for testing under Conditions of Arcing due to Internal Fault. [ 22] ABB Switchgear Manual - ABB Pocket Book - Switchgear Manual - 10th revised edition Edited by ABB Calor Emag Schaltanlagen AG Mannheim and ABB Calor Emag Mittelspannung GmbH Ratingen - Previous editions: (published till 1987 by BBC Brown Boveri, since 1988 by ABB) - First edition 1948 - http://pt.scribd.com/doc/23692182/ABB-Switchgear-Manual-11th-Ed-2006 [ 23 ] Sergio Feitoza Costa´s M.Sc. thesis on Electrodynamical Forces at http://www.cognitor.com.br/electrodynamic.pdf COPPE / UFRJ – Janeiro - 1981

http://pt.scribd.com/doc/23692182/ABB-Switchgear-Manual-11th-Ed-2006

http://pt.scribd.com/doc/23692182/ABB-Switchgear-Manual-11th-Ed-2006

http://www.cognitor.com.br/electrodynamic.pdf




12. Adjunto C - CALCULOS EN IEC 865-2 – 1994

La norma puede ser comprada en el sitio IEC WEBSTORE http://webstore.iec.ch/

http://webstore.iec.ch/




13. Adjunto D – INFORMES PARA COMPARACIÓN.

INFORME 19901/009-C – PRUEBA DE CORRIENTES SOPORTABLES DE CORTA DURACIÓN Y DE CRESTA.




INFORME 67752 – PRUEBA DE CALENTAMIENTO




INFORME 65111




14.Adjunto E – INFORMACIONES ACERCA DE LA BROCHURE CIGRE QUE VA SER

PUBLICADA (arco interno).




15.Adjunto F- INFORMACIONES ACERCA DE IEC 62271-307 EN PREPARACION.

IEC/TR 62271-307: High-voltage switchgear and controlgear - Part 307: Guidance for the extension of validity of type tests of AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1

kV and up to and including 52 kV. Estas informaciones no sin aun confirmadas – están en estudios




16.Adjunto G- CELDA ET 651

INFORME DE SIMULACCIÓN DE PRUEBAS · PDF fileIEC 62271-200 (High voltage switchgear and...

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