lunes, 28 de septiembre de 2009

Método de Langrehr: portico de altura h y ancho a

Veremos ahora, el método de Langrehr graficamente, aplicado a un pórtico de entrada de linea, de altura h y ancho a.

En una subestación transformadora, suele haber varios de estos pórticos, por lo que se hace imprescindible poder determinar la zona de protección que determinan los hilos de guardia situados en la parte superior de cada extremo del mismo. Recordemos que este procedimiento se hace para verificar que los elementos y equipos dentro y en las adyacencias del pórtico , estén debidamente protegidos de las descargas atmosféricas.

A ambos lados del pórtico, la carpa de protección se determiná exactamente igual al caso de un poste de altura h, ya visto en este blog, por lo que no se comentará.El procedimiento que cambia es en la parte superior del pórtico, entre los dos hilos de guardia. Si el pórtico tiene un ancho a, se traza una perpendicular a dicho ancho en la mitad del pórtico, de longitud 2h, siendo h como dijimos , la altura de la parte superior del pórtico. Esto determinará un punto, desde allí hacemos un arco de circunferencia que una ambos hilos de guardia, marcando de esta forma, una carpa superior de radio R2, que sumada a las carpas de radio R1=2h, nos dará la zona de protección de la estructura ante descargas atmosféricas.


Método gráfico de Langrehr : poste de altura h


La idea es hallar graficamente la zona de protección que brinda un hilo de guardia (cable de protección) situado en la parte superior de un poste de altura h.

En una estación transformadora se necesita proteger todos los elementos y equipos ante descargas atmosféricas. Para ello se utilizán hilos de guardia, situados a una altura conveniente.

Se necesita determinar la zona de protección que brindan estos. En caso de que algún aparato cercano al poste se encuentre fuera del área determinada habrá que aumentar la altura del poste y con ello la altura del hilo de guardia aumentando, con ello, el espacio protegido.

Sea un poste de altura h, a partir de la altura del hilo de guardia se traza una recta vertical de altura h, luego una recta horizontal a ambos lados del poste de distancia
√3.h . De ahi se traza un arco de circunferencia de radio R=2h y nos dará la zona de protección que brinda el hilo de guardia.


domingo, 27 de septiembre de 2009

Esquema de conexión de la cámara de inspección de un descargador de sobretensión


En el siguiente esquema se observa como es la conexión de la puesta a tierra de un descargador de sobretensión de oxido metálico de 120 kV, en una salida de linea de 132 kV.

Este esquema viene a complementar con datos técnicos de materiales a la entrada sobre la cámara de inspección del descargador antes publicada.


Tomado de plano de detalles de PAT de TRANELSA y DISERVEL SRL (Argentina)


Cámara de inspección de un descargador de sobretensión


En la foto se observa una cámara de inspección de un descargador de sobretensión de oxido metálico de 120 kV de una salida de linea de 132 kV. En dicha cámara es donde se realiza la conexión de puesta a tierra (PAT) del descargador de sobretensión.

Por un lado tenemos la conexión que viene del descargador, más precisamente desde el contador de descarga que este posee.

Luego , la conexión a la jabalina , por medio de un tomacable apropiado.

Por último, se completa la conexión con dos conductores que van a lados distintos de la cuadricula de la malla de tierra que posee la subestación transformadora.


Se agradece muy especialmente al Ing. Gabriel Orellano de Bahía Blanca. Argentina, por la foto.


sábado, 26 de septiembre de 2009

Tipos de refrigeración en transformadores de potencia


Es habitual dotar al transformador de sistemas de refrigeración basados en bombas de aceite y ventiladores de aire, pero manteniendo una determinada capacidad de transformación cuando falla alguno de ellos.

En la tabla, se resumen los distintos tipos de sistemas de refrigeración más habituales empleados en transformadores sumergidos en aceite.

Tomado de CENTRALES TÉRMICAS DE CICLO COMBINADO (Sabugal Garcia)




Barras colectoras en 132 kV


Se observa en la foto, uno de los pórticos del doble juego de barras en 132 kV en una estación transformadora, donde se distingue las tres fases en cada barra.

Estas se extienden a lo largo de las entradas o salidas de líneas de 132 kV que tiene esta subestación.

Se llaman barras colectoras al conjunto de conductores eléctricos que se utilizan como conexión común de los diferentes circuitos que consta una subestación.

En una subestación se puede tener uno o varios juegos de barras que agrupen distintos circuitos en uno o varios niveles de voltaje, dependiendo del propio diseño de la subestación.

Las barras colectoras están formadas principalmente por los siguientes elementos:
  • Conductores eléctricos
  • Cadena de aisladores, que sirven como elemento aislante eléctrico y de soporte mecánico del conductor
  • Conectores y herrajes, o sea la morsetería, que sirve para unir los distintos tramos de conductores y para sujetar el conductor al aislador.

Fuente: Diseño de Subestaciones eléctricas ( José Martín)



lunes, 21 de septiembre de 2009

Características de los interruptores de potencia en celdas de MT

Los interruptores de potencia serán del tipo extraibles (ver foto de un interruptor extraido de una celda ABB) , montados sobre un bastidor o carro y podrán ser introducidos, extraídos y maniobrados por un solo operador. La operación inicial de extracción y la final de introducción, se efectuará mediante un dispositivo mecánico que permita realizar la maniobra en forma continua e independiente del esfuerzo del operador.

Deberá proveerse en la entrada de la celda un sistema de guía o autocentrado del carro, con el objeto de que la maniobra de introducción o extracción sea fácil y rápida.

El interruptor podrá encontrarse en cuatro posiciones básicas:

a.- Posición conectado.

b.- Posición de prueba.

c.- Posición seccionado.

d.- Posición extraido.

En la posición de prueba, el interruptor estará desvinculado de las barras de M.T.; sin embargo, los circuitos auxiliares de B.T. estarán habilitados para la realización de pruebas de funcionamiento, enclavamiento, señalización, etc.

En la posición seccionado, los circuitos de potencia y auxiliares estarán desconectados aunque el carro continuará vinculado a la estructura del tablero.

El interruptor será puesto a tierra mediante un patín deslizante, que mantenga la continuidad eléctrica hasta que haya sido extraido totalmente.

Los dispositivos de protección de los contactos de potencia, accionarán al pasar el interruptor de la posición en servicio a la posición seccionado de prueba.

La conexión de los circuitos de baja tensión, de control y comando, se realizará en forma manual por intermedio de una ficha multipolar tipo Harting, o de similar calidad técnica, la que se insertará en una base fija (contactos hembra) montada en el frente del interruptor. Su desconexión se podrá realizar manualmente siempre y cuando el carro se encuentre en la posición seccionado.

Tomado de "Especificaciones Técnicas Generales para Líneas de Alta Tensión y Estaciones Transformadoras" DPE DE BUENOS AIRES


Video de trabajo con tensión

video

En el presente video, tenemos el desarrollo de un trabajo con tensión en 220 kV en una estación transformadora.

Muchas gracias al Ing. Antonio Aguilar de Lima, Perú por facilitar esta interesante grabación.

Conceptos sobre celdas de MT

En general se entenderá como Celdas de Media Tensión ( en inglés Switchgear) al conjunto continuo de secciones verticales (Celdas) en las cuales se ubican equipos de maniobra (interruptores de potencia extraibles, seccionadores,etc), medida (transformadores de corriente y de tensión, etc), y, cuando se solicite, equipos de protección y control, montados en uno o más compartimientos insertos en una estructura metálica externa, y que cumple la función de recibir y distribuir la energía eléctrica.

Las Celdas de Media Tensión tipo Metalclad, están definidas según la norma IEC 60298, y sus principales características son:

  • Equipos en compartimientos con grado de protección IP2X o mayor.
  • Separaciones metálicas entre compartimientos.
  • Al extraer un equipo de Media Tensión, existirán barreras metálicas (“shutters”) que impedirán cualquier contacto con partes energizadas.
  • Compartimientos separados al menos por: 1) cada interruptor o equipo de maniobra, 2) elementos a un lado del equipo de maniobra (por ej.: Cables de poder) 3) elementos al otro lado del equipo de maniobra (por ej. : Barras) y 4) equipos de baja tensión (por ej. : relés)
  • Cuando las celdas son de doble barra, cada conjunto de barras debe ir en compartimiento separado.

Tomado de ENERSIS CHILE

jueves, 17 de septiembre de 2009

Efecto corona





Dado que el aire no es un aislante perfecto y debido a la elevada concentración de campo eléctrico alrededor de los cables, para valores importantes de tensión (elevado gradiente de potencial), cuando dicho gradiente supera cierto valor crítico se produce la ionización del aire con un débil resplandor que rodea al cable, esto es lo que se denomina "EFECTO CORONA". Este efecto depende del tamaño y del estado de la superficie de los cables, de la separación entre ellos y de las condiciones atmosféricas (fundamentalmente la humedad ambiente y el grado de contaminación ambiental por brisas marinas, polución industrial, etc.).

El efecto corona, es una de las causas de perdidas en las lineas de transmisión de energia.

Para más videos sobre el tema, recomendamos buscar en YOU TUBE y apareceran decenas de ellos.

Bobina de onda portadora




Podemos observar que , en la estación transformadora de la foto, existen dos bobinas de onda portadora conectadas cada una en serie con la línea de alta tensión, montadas sobre dos fases , que suspenden desde el pórtico de entrada de línea, con doble cadena de aisladores en V, para quitarle grados de libertad.

Estas bobinas son dispositivos que tienen una impedancia despreciable a frecuencia industrial, de tal forma de que no perturbe la transmisión de energía, pero debe ser relativamente alta para cualquier banda de frecuencia usada para comunicación por portadora.

Esta colocada en dos
fases para tener una en funcionamiento y la otra como reserva ante cualquier desperfecto.

Este sistema de comunicación vincula dos subestaciones (comunicacion a distancia). Cabe aclarar que la frecuencia portadora , del orden de las 10 kHz, no entra a la barra.


Diagrama unifilar de una salida de linea en 132 kV

En la imágen observamos un diagrama unifilar completo de una salida o entrada de línea en 132 kV exterior de una estación transformadora típica.

Para su mejor comprensión se recomienda ampliar el diagrama haciendo clik sobre él .

En primer lugar observamos el doble juego de barras colectoras (puede llevar simple o triple juego de barras dependiendo de las características del proyecto).

Luego vienen los seccionadores de barra , en el cual se indica el mando motorizado y el manipulador predispositor.

El interruptor de potencia de AT , como se aprecia, también lleva mando motorizado y manipulador predispositor.

Observamos luego , un transformador de corriente, doble núcleo, es decir un núcleo para medición (con amperímetro, watímetro y vármetro) y otro núcleo para protección (con relé de impedancia y de máxima corriente).

Obsérvese el seccionador de puesta a tierra. Este tiene una cuchilla especial para ponerlo a tierra. Se aprecia también, el dibujo de la bobina de enclavamiento electromecánico que tiene este seccionador.

La bobina de onda portadora y el capacitor de acoplamiento están para lo referente a las comunicaciones y telemando de la estación transformadora.

Por su parte, el descargador de sobretensión (con su correspondiente contador de descarga), protege a la instalación de sobretensiones debidas a descargas atmosféricas y sobretensiones de maniobra.

En este Blog puede verse un diagrama unifilar en otro nivel de tensión haciendo click aquí.


lunes, 14 de septiembre de 2009

Corte lateral de una celda de MT

En la imagen tenemos un corte lateral de una celda ABB modelo Unigear ZS2.

A continuación se detallan las descripciones:

1- Compartimiento de interruptor, este debe ser extraible.
2- Compartimiento de barras.
3- Compartimiento de cables.
4- Compartimiento de aparatos de BT.
5- Conducto para la evacuación de los gases producidos por el arco electrico.
6- Transformador de corriente
7- Transformador de tensión.
8- Seccionador de puesta a tierra.

Filtro de silicagel



Durante el funcionamiento del transformador, el aceite aislante sufre variaciones en su volumen debido al cambio de temperatura. Esto produce la aspiración o expulsión de aire por el tanque de expansión, con la consiguiente humidificación del aceite y sus consecuencias negativas para la aislamiento
El
filtro de silicagel es un accesorio que llevan todos los transformadores que cuentan con tanque de expansión. Debe estar cargado con silicagel cuyo color no sea rosado. Su función es la de asegurar que el aire que ingresa al interior de la máquina no contenga humedad que , como hemos dicho, es el principal agente que ataca al líquido refrigerante.

sábado, 12 de septiembre de 2009

Relés Detectores de Gas tipo Buchholz

Estos dispositivos hacen parte de la protección principal del transformador.
Actúan por la detección de los gases acumulados en su cámara, por falta de aceite o por el flujo de aceite provocado por descargas eléctricas internas o cortocircuitos en el transformador.
Cada relé es calibrado, simulado y puesto a prueba dentro de valores especificados por normas internacionales.
El producto de la foto pertenece a la firma Celectra.

Plataforma equipotencial


La plataforma o felpudo equipotencial visto en la imágen , se encuentra en una subestación frente al comando de todos los aparatos de operación manual, y esta destinada a proteger al operador de eventuales contactos eléctricos de la manija del aparato y de peligrosas tensiones de paso que puedan ocurrir.

La conexión eléctrica a la malla de tierra de la subestación se efectúa con dos cables de cobre de 50 mm cuadrados de sección.

Tiene un enrejado de marco de hierro galvanizado y chapa de hierro galvanizado , montado sobre 4 aisladores de 3 kV de forma de tener un potencial flotante.

viernes, 11 de septiembre de 2009

Poste de retención

Observamos en la foto, un poste retención de hormigón armado triple, es decir tres tres postes simples unidos mediante 4 vínculos (identificado con el número 1 en la imagen).

Luego tenemos 3 ménsulas (inferior, superior e intermedia, ver 2).

Con el número 3 identificamos la doble cadena de retención de aisladores que unen los cables de energia.

Se observa en el número 4 un cable de energia correspondientes a una de las tres fases. En la parte superior del poste tenemos el cable de protección o hilo de guardia (ver 6) en su ménsula correspondiente (ver 5).

Vínculos de hormigón armado

En estructuras dobles o triples (ver foto) , para lograr una mejor respuesta a las cargas, los postes se en­cuentran unidos mediante vínculos, que se colocan de acuerdo a la distancia que existe desde la ménsula inferior al suelo, donde éstas también hacen de vínculos superiores, dado que se encuen­tran enhebradas en los postes y fijadas a ellos.

Lleva 2 vínculos si la altura de la ménsula inferior hmi es menor a 10 metros, lleva 3 vínculos si la hmi esta entre 10 y 12 metros. Por último si la altura de la ménsula inferior esta entre 12 y 15 metros el poste llevará 4 vinculos.

Dispositivo de protección de cuba


En la foto se aprecia el dispositivo de protección de cuba de un transformador , con lo cuál se aísla totalmente la cuba del mismo, a acepción de un único conductor que es la línea de fuga , el cual está conectado a un toroide monofásico montado sobre la maquina (transformador de corriente tipo intemperie) que censa cualquier descarga a tierra.

La protección esta integrada por un relé de sobrecorriente (instantaneo, monofásico y ajustable) provistos con contacto de alarma y desenganche.

Es de hacer notar que esta protección es una de las tantas que puede poseer un transformador.

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