Cambio de fase de trampa de onda, con tensión y pasaje de corriente en subestación de 150 kV (Parte 2)

Leer la primera parte parte de este artículo.

Después de desconectar el chicote desde la trampa de onda al seccionador, dejándola sin tensión, se comenzó a efectuar la bajada de la misma

Una vez retirada la trampa de ondas, se comenzó con la maniobra de:

d) retiro del cable del TTC fase 3.

Terminada esta maniobra, se trasladó la trampa de onda con sus respectivos chicotes a la fase 3 para su instalación. Se levantó la trampa de onda sin tensión. Para ello debió alejarse desde el pórtico el by pass colocado en la fase 3 mediante una pértiga con manopla.


e) Se procede a conectar los respectivos chicotes de cable de la trampa de onda primera a la cabeza de la seccionadora, luego se conectó el chicote del TTC de fase 3 a la línea y posteriormente se realizó la conexión del chicote corto de la trampa de ondas

Posteriormente, una vez colocada la trampa de ondas en su nueva ubicación, se desconectó.

g) retiro del by pass realizado en la fase 3 del lado de la seccionadora y de la línea.

Esta maniobra debió realizarse en simultaneo, utilizando los 2 andamios a efectos de que no quedaran elementos energizados.


Durante todos los procesos de conexión y desconexión de chicotes se observó que los morsetos originales, con mas de 20 años de colocados, así como otras piezas, presentaban visibles grados de corrosión, por lo que debieron realizarse trabajos adicionales a los originalmente propuestos, según lo señalado en los puntos h) a k).

Estos trabajos significaron la realización de un by pass en fase 2 para cambiar un morseto dañado.

Además, durante la sustitución de la trampa de onda, se detectaron que los aisladores de donde colgaba la misma presentaban signos de corrosión avanzada, por lo cual debieron ser sustituidos, así como otros morsetos de unión de cables que estaban corroídos por la sal marina, dado que esta subestación se encuentra cercana al Océano Atlántico.

Con estos últimos trabajos se dio por concluido el cambio de fase de la trampa de onda, quedando la misma sobre la fase 3.


Conclusiones:

El trabajo realizado implicó una gran variedad de trabajos con tensión, incluidos la desconexión y conexión con tensión de TTC en 150 Kv, trabajo en el cual no existían antecedentes en UTE.

Por otro lado se efectuaron trabajos con tensión y pasaje de corriente como fueron la realización de by pases y limpieza o sustitución de los morsetos corroídos.

Por último se señala la total coordinación entre los distintos sectores que intervinieron en el trabajo, que permitió la realización del mismo en un tiempo muy reducido y con total seguridad.


Este artículo fue escrito por el Ing Guillermo Lockhart (Jefe dpto Ing lineas y cables), Ing Carlos Curbelo (Especialista de lineas y cables) y el Sr Ariel Grene (Jefe tecnico de TCT) de la empresa UTE (Uruguay). Para contactos ccurbelo@ute.com.uy. Usado con permiso.

Cambio de fase de trampa de onda, con tensión y pasaje de corriente en subestación de 150 kV (Parte 1)

Con la entrada en servicio de la nueva estación de 500 Kv en San Carlos, Maldonado (Uruguay) y su posterior conexionado a la línea Maldonado Rocha de 150 kv, al efectuar las pruebas correspondientes se detectó que la trampa de onda que permitía la comunicación entre las Subestaciones San Carlos (150 Kv) y Rocha, que se encontraba en la fase 1, debía ser trasladada por razones técnicas de comunicación a la fase 3.

Como la Subestación Rocha es punta de línea, el trabajo debía ser realizado sin interrumpir el suministro de energía a toda la zona Este del país, que es alimentada por dicha Subestación en 150, 60 y 30 Kv

Desarrollo del trabajo:

El trabajo consistió básicamente en:

a) Colocar by pass en dos seccionadores
b) Retirar trampa de ondas de fase 1
c) Retirar cable de transformador de tensión capacitivo (TTC) de fase 1
d) Retirar cable de TTC en fase 3
e) Trasladar el chicote de fase 1 a la fase 3, conectando la trampa de onda y el TTC
f) Trasladar el chicote de la fase 3 a la 1 , conectando el TTC
g) Retiro del by-pass de los seccionadores.

Adicionalmente, durante el trabajo se debieron efectuar las siguientes tareas:

h) Cambio de morseto de unión de trampa de onda fase 3
i) Cambio de morseto de unión en trampa de onda fase 2 mediante la colocación de un by –pass
j) Cambio de aisladores sostén de la trampa de ondas
k) Limpieza de cables y morsetos de uniones en mal estado.

En la situación inicial la trampa de onda estaba colocada en las fases 1 y 2 y en la situación final se debía cambiar la trampa de la fase 1 a la 3.

Detalle el desarrollo de las tareas:

a) Colocar by- pass en dos fases:

A tales efectos, previamente se montó en el pórtico de la subestación, a la altura de la fase, un aislador line post de 150 KV con un chicote de cable para realizar el by pass al seccionador, la trampa de ondas y el TTC de fase 1, con la ayuda de 2 andamios modulares RITZ, armados simultáneamente

Un aspecto muy importante es que la conexión de ambos extremos del by-pass se debe realizar en forma simultáneamente, debido a que de lo contrario estaríamos conectando a potencial un extremo y el otro estaría próximo a tierra.

Luego de efectuada la maniobra de realizar el by pass de fase 1, y quedar directa la conexión entre la entrada de línea y la salida del seccionador, salteando la trampa de ondas, se procedió a

b) Retiro de la trampa de onda en fase 1.

Para ello se procedió primero a desconectar el chicote corto de la trampa de onda, utilizando un cortocircuitador.Posteriormente se realizó la tarea de:

c) desconectar el cable de bajada al TTC de la fase 1.

A tales efectos, sabiendo que se produciría una descarga del tipo capacitivo al desprenderse el chicote, se advirtió al personal encargado de la desconexión para que dicho arco no lo sorprendiera por su intensidad.

Se desprende el chicote usando un corto-circuitador con pértiga aislada.

Luego de realizada esta maniobra se procedió a alejar el conductor del by pass mediante una pértiga para bajar la trampa de ondas.


Mañana la segunda y última parte de este artículo.


Este artículo fue escrito por el Ing Guillermo Lockhart (Jefe dpto Ing lineas y cables), Ing Carlos Curbelo (Especialista de lineas y cables) y el Sr Ariel Grene (Jefe tecnico de TCT) de la empresa UTE (Uruguay). Para contactos ccurbelo@ute.com.uy. Usado con permiso.

Características de la bobina de onda portadora

Las líneas de transmisión también son utilizadas para la transmisión de señales de onda portadora entre 30 kHz y 500 kHz, para telecontrol, telefonía, teleprotección, telemedición, etc., comúnmente llamado "sistema de onda portadora"(carrier).

La bobina de onda portadora (tambien llamada bobina de bloqueo o trampa de onda) tiene la función de impedir que las señales de alta frecuencia sean derivadas en direcciones indeseables, sin perjuicio de la transmisión de energía en la frecuencia industrial.

La bobina de bloqueo es, por lo tanto, acoplada en serie con las líneas de transmisión de alta tensión que deben ser dimensionadas para soportar la corriente nominal de la línea en la frecuencia industrial y las corrientes de cortocircuito a las cuales están sujetas las líneas de transmisión.

Como es su construcción

Bobina Principal: La bobina principal conduce la corriente nominal de la línea de transmisión y es proyectado para soportar la corriente máxima de cortocircuito. El arrollamiento consiste en perfiles de aluminio de sección rectangular de alta resistencia mecánica. Dependiendo de la corriente, uno o más perfiles son conectados en paralelo. Cada espira es separada por trozos de fibra de vidrio. El arrollamiento es rígidamente inmovilizado por medio de crucetas de aluminio montadas en las extremidades del arrollamiento de la bobina principal y por uno o más tirantes aislados de fibra de vidrio.

La bobina principal es de construcción robusta y liviana. Se trata de una estructura abierta, con aislamiento en aire, que resulta en excelentes propiedades de enfriamiento. Debido a esta construcción, no ocurrirán grietas en la superficie de la bobina. Su baja capacidad propia implica una elevada frecuencia de autoresonancia, volviendo este proyecto particularmente adecuado para aplicaciones en alta frecuencia, tal como en sistemas de onda portadora. Estas importantes características aseguran un excelente desempeño, principalmente en la ocurrencia de un cortocircuito. Esto permite que se alcance una larga vida útil.

Dispositivos de sintonía: El dispositivo de sintonía es montado en el tirante central localizado en el interior de la bobina principal. Es de fácil acceso y puede también ser fácilmente reemplazo en el caso de una eventual alteración de la faja de operación, sin que sea necesario remover la bobina de bloqueo. Todos los componentes del dispositivo de sintonía son escogidos para garantizar una excepcional fiabilidad operacional y una vida útil prolongada. El dispositivo de sintonía puede ser fijo o ajustable para sintonía simple, de doble frecuencia o de banda ancha.

Todos los componentes son encapsulados con una triple capa resistente a la intemperie, protegiendo el dispositivo de sintonía de los constantes cambios climáticos y eventuales choques mecánicos. Los coeficientes de temperatura de los elementos del dispositivo de sintonía son escogidos de forma que se obtenga un alto grado de estabilidad en la sintonía.

Dispositivo de Protección: El dispositivo de protección es conectado en paralelo con la bobina principal y el dispositivo de sintonía, para evitar que la bobina de bloqueo sufra algún daño debido a una sobretensión transitoria. Las características del dispositivo de protección son escogidas para soportar elevadas sobretensiones transitorias, siendo que éste no debe empezar a actuar debido a la tensión que surge entre los terminales de la bobina de bloqueo en el caso de un cortocircuito, y tampoco debe permanecer en operación después de la respuesta a una sobretensión momentánea entre los terminales de la bobina de bloqueo, causada por la corriente de cortocircuito. En las bobinas de bloqueo, son utilizados dispositivos de protección de óxido de cinc (ZnO), sin centelleador.

Como es su montaje

Montaje Suspendido: Todos las bobinas de bloqueo son suministradas con un cáncamo para izar, fijado directamente en el tirante central. Para este tipo de montaje, un cáncamo adicional es añadido a la cruceta inferior para soportar la bobina de bloqueo, evitando oscilaciones.

Montaje Vertical: Para este tipo de montaje, las bobinas de bloqueo son suministradas con pedestal de aluminio. Los pedestales tienen una altura adecuada para evitar el calentamiento excesivo del soporte del aislador o del transformador de tensión capacitivo (TPC) debido al campo magnético de la bobina principal.

Algunos accesorios

Rejilla de Protección anti Pájaros: Las rejillas de protección contra pájaros evitan la entrada de aves al interior de la bobina principal. La rejilla es hecha de fibra de vidrio con protección contra UV y resistente al calor . La presencia de la rejilla de protección contra pájaros no perjudica el enfriamiento de la bobina de bloqueo.

Además del proyecto estándar, el cual consiste en un inductor principal, un dispositivo de sintonía y un dispositivo de protección, los siguientes accesorios están disponibles, en caso de que sea solicitado :

• Conectores de línea (aluminio o bimetal) para conexión directa del conductor de alta tensión

• Anillos anticorona. En caso de que no haya ningún requisito especial con relación al nivel de descarga de corona, su instalación no es necesaria para tensiones nominales de hasta 245 kV. Si es necesario, los anillos anticorona son construidos de tubos de aluminio . En este caso, el diámetro total de la bobina de bloqueo es aumentado en 40 mm y la altura total de la bobina, en 2x100 mm. En el caso de montaje sobre pedestal, la altura total es solamente aumentada en 100 mm, pues el anillo anticorona inferior se proyecta sobre el pedestal.

Tomado de catálogos de la empresa Areva

Componentes de una Estación transformadora

Al observar una estación transformadora, fotos o planos, vemos torres, estructuras donde están amarradas las líneas, y conductores (barras) de la estación, llama generalmente la atención su tamaño, la vista siguiendo estas estructuras sube. Encontramos conductores tensados entre aisladores, o sostenidos por ellos, debajo los equipos cuya cabeza se encuentra en tensión y están sostenidos por aisladores y soportes estructurales. Los conductores se deben unir entre sí y a los equipos, mediante morseteria adecuada.

En el suelo de la estación observamos canales de cables, por los que corren los cables de comando, medición, protección que están sumergidos en un ambiente de elevada interferencia electromagnética (corrientes y tensiones elevadas son causa de los intensos campos magnéticos y eléctricos que inducen en los cables sus efectos).

En el subsuelo se encuentra tendida una red de tierra que tiende a mantener el suelo de la estación con características equipotenciales, para evitar peligros a las personas y controlar interferencias electromagnéticas. Además se tienen obras civiles, fundaciones, drenajes, caminos.

En la estación se encuentran además edificios, ya en el campo, kioscos, y fuera del campo, edificio de comando donde se concentra esa función, medición, protección, telecomando etc.

En la Estación Eléctrica encontramos distintas construcciones, instalaciones y equipos con funciones particulares y características definidas. Ya hemos citado los distintos equipos de la estación, pero conviene tratar de hacer alguna clasificación, en principio por función:

• instalaciones y equipos de potencia o principales: interruptor, seccionadores, transformadores de medición, descargadores, trampa de onda, y transformadores de potencia.
  

• instalaciones y equipos de control y auxiliares: comando, señalización, protecciones, servicios auxiliares, servicios esenciales.

Tomado del excelente libro "Diseño de estaciones transformadoras" (Ing. Alfredo Rifaldi) de la Universidad Nacional de La Plata (Argentina)

Salida de linea de 132 kV

En las fotos, podemos dar un vistazo a una parte de una salida de linea en 132 kV intemperie , de una estación transformadora.

Antes de comenzar, recomiendo observar el diagrama unifilar de una salida de este tipo e ir comparando con los aparatos que tenemos en la instalación.

En primer lugar se observa que a la estación transformadora llega una línea de transmisión de 132 kV por medio un poste doble llamado terminal de linea (1).

Luego, tenemos un cuello muerto (2) y acometemos a los descargadores de sobretensión (número 4 en la foto, tenemos uno por fase, o sea tres en total) y estos a los capacitores de acoplamiento (número 3 en la foto, tenemos dos en la instalación).

Luego , observamos las dos bobinas de onda portadora (llamadas también trampa de onda, identificadas con el número 8). Estas están montadas sobre el pórtico de salida de linea (7).

Obsérvese los seccionadores (6 y 9 en la foto, uno tiene cuchilla de puesta a tierra).

Por su parte se observa los tres transformadores de tensión (TV), uno por fase (número 5 en la foto) y los transformadores de corriente (TI), también uno por fase, identificado con el número 10 en otra foto)

Fuera de imagen, de los TI se conectan al interruptor de linea y de este a los seccionadores de barra que a su vez acometen al juego de barras dispuesto en el diseño de la estación transformadora.

En la tercera foto se observa desde una vista mas cercana la misma instalación.

Para la mejor comprensión del tema se recomienda revisar las entradas del blog en los etiquetas específicas de cada aparato, donde se encontrarán comentarios y fotos de los mismos.

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.