Interruptores de Tanque Vivo PDF

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PARA REFERENCIA...

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Interruptores de Tanque Vivo Guía para el comprador

Índice

Índice Capítulo-Página

Productos

Introducción

A-2

Aclaraciones

B-1

Puffer, Auto-PufferTM

C-1

Características de diseño y ventajas:

Informatión técnica

Familia de interruptores LTB

D-1

Familia de interruptores HPL

E-1

Mecanismo de operación BLK

F-1

Mecanismo de operación BLG Mecanismo de operación FSA1

G-1 H-1

Mecanismo de operación Motor Drive MD

I-1

Catálogos técnicos: Familia de interruptores LTB

J-1

Familia de interruptores HPL

K-1

Mecanismo de operación BLK

L-1

Mecanismo de operación BLG

M-1

Mecanismo de operación FSA1

N-1

Mecanismo de operación Motor Drive MD

O-1

Opciones para aplicaciones especiales:

A-1

Aisladores de material compuesto

P-1

Conmutación controlada

Q-1

Monitoreo

R-1

Capacidad de resistencia sísmica

S-1

Control de calidad y pruebas

T-1

Datos para el pedido de presupuesto

U-1

Edición 4, 2008-10

Interruptores tipo tanque vivo — Guía del usuario

Introducción

Superando las expectativas de los clientes Interruptores tipo tanque vivo de ABB productos, ha dado como resultado interruptores de 550 kV sin condensadores de repartición; el Motor Drive con un sistema de servomotor que controla de forma precisa y monitoriza la operación de contacto y los interruptores LTB D con FSA1 que ofrecen una instalación rápida y sencilla en el emplazamiento. Nuestro programa de desarrollo está destinado especialmente a proporcionar un valor agregado a nuestros clientes.

ABB tiene más de un siglo de experiencia en el desarrollo, la prueba y fabricación de interruptores de alta tensión. A través de los años, nuestros interruptores han adquirido buena reputación gracias a su alta fiabilidad y larga duración, independientemente del clima o la situación geográfica. ABB está introduciendo actualmente la tecnología del futuro para interruptores de alta tensión. Nuestro trabajo de diseño, con mejoras constantes y la simplificación de nuestros Gama de productos

Interruptor tipo LTB Diseño del interruptor de SF6 Auto-Puffer™ Mecanismo(s) de operación para accionamiento por resorte o motor Interruptor tipo HPL Diseño del interruptor de SF6 tipo puffer Mecanismo(s) de operación a resorte

Tensión nominal máxima

Corriente nominal máxima

Corriente de corte nominal máxima

(kV)

(A)

(kA)

LTB D1/B

170

3.150

40

LTB E1

245

4.000

50

LTB E2

550

4.000

50

LTB E4

800

4.000

50

HPL B1

300

4.000

63

HPL B2

550

4.000

63

HPL B4

800

4.000

63

Modelo

Conmutación controlada

Switchsync™

Monitoreo de condición

OLM2

La información y las aplicaciones especiales que no se incluyen en esta Guía del usuario se ofertarán bajo pedido. Para más información sobre las Soluciones Configurables de Conmutadores de Alta Tensión con Interruptores SF6 LTB y HPL - (es decir, Interruptores Extraíbles, Interruptores Seccionadores Combinados y Módulos de Entrada de Línea), consultar los folletos que se suministran por separado. Ver especialmente Buyer’s and Application Guide, Compact air insulated HV switchgear solutions with Disconnecting Circuit Breaker. Catalogue publication 1HSM 9543 23-03en. Para más información sobre aplicaciones de conmutación controlada y relés Switcsync™ ver Controlled Switching, Buyer’s Guide/Appplication Guide. Catalogue publication 1HSM 9543 22-01en.

Interruptores tipo tanque vivo — Guía del usuario

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A-2

Aclaraciones

Aclaraciones Generalidades Especificaciones de las normas / del cliente

Existen normas nacionales e internacionales, además de las especificaciones del cliente. ABB puede cumplir con la mayoría de los requisitos, siempre y cuando sean de nuestro conocimiento. Las normas IEC o ANSI (ANSI/IEEE) son las más comunes. En caso de duda, adjunte una copia de la especificación con su consulta.

Pruebas

Las normas exigen pruebas de tipo (pruebas de diseño) y pruebas de rutina (pruebas de producción). Pruebas de tipo Las pruebas de tipo se realizan una sola vez en un objeto de prueba representativo de acuerdo con normas aplicables y no se repiten sin cargo adicional. El propósito de las pruebas de tipo es verificar las características de diseño. Pruebas de rutina Las pruebas de rutina se realizan en cada interruptor antes del suministro y de acuerdo con las normas aplicables. El propósito de las pruebas de rutina es verificar el montaje y el funcionamiento de cada interruptor en particular. Los certificados de las pruebas de rutina son enviados al usuario con cada suministro. Para pruebas de rutina más amplias, que superen las exigencias de las normas, se cobrará un cargo adicional. Consultar el capítulo especial en la página T-1, Control de calidad y Pruebas.

Tensión nominal

La tensión nominal es la tensión máxima (fase a fase), expresada en kV rms, del sistema para el que está destinado el equipo. Se conoce también como tensión máxima del sistema.

Nivel de aislamiento nominal

La combinación de valores de tensión que caracteriza el aislamiento de un interruptor con respecto a su capacidad para soportar esfuerzos dieléctricos. El valor nominal indicado rige para altitudes de ≤1.000 m sobre el nivel del mar. Para altitudes más elevadas, se introduce un factor de corrección. La definición ”sobre la distancia de seccionamiento” rige solamente para los seccionadores e interruptores seccionadores combinados.

LIWL nominal

La prueba de impulso tipo atmosférico se realiza con una forma de onda normalizada – 1,2/50 µs – para la simulación de sobretensión del tipo atmosférico. El nivel nominal soportado para impulsos tipo atmosférico (Lightning Impulse Withstand Level, LIWL) indica el nivel de resistencia requerido fase a tierra, entre fases y a través de contactos abiertos. El valor se expresa en kV como un valor de cresta. Para tensiones ≥300 kV IEC indica dos valores, una tensión LIWL en uno de los terminales principales y tensión de frecuencia industrial en el otro. Ejemplo 420 kV: 1.425 (+240) kV. Como alternativa, es posible aplicar un impulso de LIWL con la suma de las dos tensiones (1.665 kV) en un terminal, mientras que el otro está conectado a tierra. BIL (Basic Insulating Level), nivel básico de aislamiento, es una expresión antigua pero que significa lo mismo que LIWL. Rated Full Wave, onda completa nominal, suele utilizarse en normas ANSI/IEEE más antiguas pero significa lo mismo que LIWL.

Tensión nominal soportada a frecuencia industrial

Esta prueba sirve para mostrar que el aparato puede soportar las sobretensiones a frecuencia industrial que puedan ocurrir. La tensión nominal soportada a frecuencia industrial indica el nivel de tensión soportada requerida fase a fase, entre fases y a través de contactos abiertos. El valor se expresa en kV rms.

SIWL nominal

Para tensiones >300 kV, la prueba de tensión a frecuencia industrial es en parte reemplazada por la prueba de impulso tipo operación. La forma de onda 250/2.500 µs simula una sobretensión de operación. El nivel nominal soportado contra impulsos tipo operación (Switching Impulse Withstand Level, SIWL) indica el nivel de resistencia requerido fase a tierra, entre fases y a través de contactos abiertos. El valor se expresa en kV como un valor de cresta. El impulso de funcionamiento sólo es necesario para tensiones ≥300 kV. IEC indica dos valores, una tensión SIWL en uno de los terminales principales y tensión de frecuencia industrial en el otro. Ejemplo 420 kV: 900 (+345) kV. Como alternativa, es posible aplicar un impulso de SIWL con la suma de las dos tensiones (1.245 kV) en un terminal, mientras que el otro está conectado a tierra.

B-1

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Aclaraciones

Generalidades Tensión nominal soportada a impulso de onda cortada, fase a tierra y a través de contactos abiertos

El nivel nominal soportado contra impulsos de onda cortada en 2 µs y 3 µs respectivamente, indica el nivel de resistencia requerido fase a tierra y a través de contactos abiertos.

Frecuencia nominal

La frecuencia (industrial) nominal es la frecuencia nominal del sistema expresada en Hz, en la cual el interruptor está diseñado para funcionar.

El impulso de onda cortada se menciona solamente en las normas ANSI/IEEE y, por lo tanto, no rige para IEC.

Las frecuencias normales son 50 Hz y 60 Hz. Otras frecuencias, como 16 2/3 Hz y 25 Hz, pueden ser válidas para algunas aplicaciones ferroviarias. Corriente normal nominal

La corriente nominal normal (denominada a veces corriente nominal o corriente nominal continua) es la corriente continua máxima que puede soportar el equipo. La corriente se expresa en A rms. La corriente nominal se basa en una temperatura ambiente máxima de +40 °C. A temperaturas superiores puede que sea necesario reducir la corriente normal

Corriente nominal admisible de corta duración

La corriente nominal admisible de corta duración es la corriente máxima (expresada en kA rms) que el equipo podrá soportar en posición cerrada durante una corta duración indicada. La corriente nominal admisible de corta duración es igual a la corriente normal nominal en cortocircuito. Los valores normales de duración son 1 o 3 s.

Corriente nominal de cresta admisible

La corriente nominal de cresta admisible es el valor máximo del primer semiciclo principal (expresado en kA) durante una corriente admisible de corta duración que el equipo será capaz de soportar. El valor máximo está vinculado con el valor rms, la frecuencia y la constante de tiempo (τ). Los valores especificados son: - 2,5 x corriente nominal admisible de corta duración a 50 Hz a τ = 45 ms - 2,6 x corriente nominal admisible de corta duración a 60 Hz a τ = 45 ms - 2,7 x corriente nominal admisible de corta duración a 50/60 Hz a τ > 45 ms

Corriente nominal de corte en cortocircuito

La corriente nominal (de corte) en cortocircuito es la máxima corriente en cortocircuito simétrica en kA rms, que un interruptor será capaz de cortar. Dos valores están vinculados con la corriente nominal en cortocircuito: - el valor rms de la componente de la corriente alterna - la componente de corriente continua porcentual (en función del tiempo mínimo de apertura del interruptor y la constante de tiempo τ)

Corriente nominal de cierre en cortocircuito

La corriente nominal de cierre en cortocircuito es la corriente de cresta máxima contra la que el interruptor será capaz de cerrar y bloquear. Mencionada como capacidad de cierre y bloqueo en las normas ANSI/IEEE. La corriente nominal de cierre en cortocircuito es igual a la corriente nominal de cresta admisible. El valor de cresta está vinculado con el valor rms de la corriente nominal de corte en cortocircuito, frecuencia y constante de tiempo (τ). Los valores especificados son: - 2,5 x corriente nominal admisible de corta duración a 50 Hz a τ = 45 ms - 2,6 x corriente nominal admisible de corta duración a 60 Hz a τ = 45 ms - 2,7 x corriente nominal admisible de corta duración a 50/60 Hz a τ > 45 ms

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B-2

Aclaraciones

Aclaraciones Sistema y condiciones de conmutación Sistema de puesta a tierra

El sistema de puesta a tierra de la red puede variar según la región y la tensión del sistema. Para tensiones superiores, las redes tienden a tener una red efectivamente conectada a tierra. Para tensiones inferiores, los sistemas suelen tener una red con neutro no efectivamente conectado a tierra (redes aisladas o compensadas con bobina). El tipo de sistema de puesta a tierra es un parámetro importante para definir la tensión transitoria de restablecimiento.

Factor de primer polo

El factor del primer polo (kpp) depende del sistema de puesta a tierra de la red. El factor de primer polo se utiliza para calcular la tensión transitoria de restablecimiento para fallas trifásicas. En general, rigen los siguientes casos: - kpp = 1,3 equivale a fallos trifásicos en redes con neutro a tierra. - kpp = 1,5 equivale a fallos trifásicos en redes aisladas o redes compensadas con bobina. - kpp = 1,0 equivale a casos especiales, por ejemplo redes ferroviarias bifásicas. Existe un caso especial cuando hay una falla trifásica sin involucrar a tierra. Este caso equivale a kpp = 1,5. Este caso está incluido en las normas ANSI/IEEE.

Tensión nominal transitoria de restablecimiento

La tensión nominal transitoria de restablecimiento (TRV) es la tensión transitoria de cresta (expresada en kV) que equivale al primer polo cuando se interrumpe una falla trifásica a la corriente nominal de cortocircuito. La tensión nominal transitoria de restablecimiento (uc) se calcula de la siguiente manera (basada en IEC): Donde: Ur = Tensión nominal (kV) kpp = Factor de primer polo kaf = Factor de amplitud (Según IEC: 1,4 a 100% de corriente de cortocircuito) Ejemplo: A 145 kV con kpp = 1,5 la tensión nominal transitoria de restablecimiento será de 249 kV

Corriente nominal de cierre y corte fuera de fase

La corriente nominal de corte fuera de fase es la corriente máxima de corte fuera de fase que el interruptor será capaz de interrumpir. El valor estándar de la corriente nominal de corte fuera de fase es 25% de corriente nominal de corte en cortocircuito.

Fuera de fase

La tensión de restablecimiento a frecuencia industrial (rms) para condiciones fuera de fase puede calcularse como:

La tensión transitoria de restablecimiento correspondiente (uc) puede calcularse como:

Donde: Ur = Tensión nominal (kV) kpp = factor de primer polo (fuera de fase) o factor de tensión fuera de fase kaf = Factor de amplitud (Según IEC: 1,25) Ejemplo: A 245 kV con kpp = 2,0; la tensión transitoria de restablecimiento fuera de fase será de 500 kV Los valores estandarizados para los factores de tensión fuera de fase son: - 2,0 para redes con neutro efectivamente conectado a tierra - 2,5 para otras redes con neutro no efectivamente conectado a tierra. La tensión aplicada antes del cierre no es afectada por el sistema de puesta a tierra. La tensión máxima aplicada en condiciones fuera de fase es siempre 2 veces la tensión monofásica.

B-3

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Aclaraciones

Sistema y condiciones de conmutación Impedancia característica nominal y otras características de falla de línea corta

Cuando se produce un cortocircuito en una línea aérea cercana a un interruptor, las ondas progresivas generarán una primera parte muy pronunciada de la tensión inicial de la tensión transitoria de restablecimiento. La velocidad de aumento de la tensión de restablecimiento (Rate of Rise of Recovery Voltage, RRRV) depende de la corriente de cortocircuito y de la impedancia característica. La impedancia característica puede variar según el tipo de conductor, por ejemplo. En las normas (IEC e ANSI/IEEE), la impedancia característica ha sido normalizada en un valor de 450 Ω. Otras características para la falla de línea corta son el factor de cresta y el factor RRRV. Éstos han sido normalizados en los siguientes valores: Factor de cresta: 1,6 Factor RRRV: 0,2 (kV/µs)/kA para 50 Hz 0,24 (kV/µs)/kA para 60 Hz

Factor de tensión capacitivo

El factor de tensión capacitivo se utiliza para definir la tensión monofásica de restablecimiento para diferentes aplicaciones de conmutación capacitiva. El factor depende de lo siguiente: Aplicación - conmutación de línea sin carga - conmutación de cable sin carga - conmutación de bancos de condensadores Conexión a tierra de la red - neutro a tierra - neutro no efectivamente conectado a tierra (aislada o compensada con bobina) Los valores estándar para factores de tensión capacitivos para condiciones de funcionamiento normales son los siguientes: Conmutación de línea sin carga: - 1,2 (neutro efectivamente conectado a tierra) - 1,4 (neutro no efectivamente conectado a tierra) Conmutación de cable sin carga: - 1,0 (cables blindados en sistemas con neutro sólidamente conectado a tierra) - 1,2 (cables tipo cinta en sistemas con neutro efectivamente conectado a tierra) - 1,4 (en sistemas con neutro no efectivamente conectado a tierra) Conmutación de bancos de condensadores: - 1,0 (banco de condensadores con neutro a tierra en sistemas con neutro sólidamente conectado a tierra) - 1,4 (banco de condensadores con neutro aislado) Cuando sean aplicables diferentes factores de tensión capacitivos de diferentes aplicaciones, se deberá consultar el valor máximo. El factor de tensión se puede utilizar para calcular la cresta de tensión monofásica de restablecimiento: Donde: Ur = Tensión nominal kc = Factor de tensión capacitivo Ejemplo: ¿Cuál es la tensión de restablecimiento de cresta para un interruptor de 245 kV al conmutar una línea sin carga con un neutro a tierra? El factor de tensión es 1,2 debido a la red con neutro a tierra. La tensión de restablecimiento de cresta es:

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Aclaraciones

Aclaraciones Sistema y condiciones de conmutación Clase de conmutación capacitiva

Existen dos clases diferentes de conmutación capacitiva: Las definiciones son: Clase C1: Interruptor con baja probabilidad de recebado durante la conmutación capacitiva. Clase C2: Interruptor con muy baja probabilidad de recebado durante la conmutación capacitiva. Un interruptor diseñado para la Clase C2 se puede utilizar, por supuesto, para la Clase C1.

Corriente de ”inrush” capacitiva nominal y frecuencia de energización

La corriente de energización capacitiva nominal (valor de cresta) rige únicamente para interruptores destinados a conmutar bancos de condensadores (principalmente los bancos conectados ”back-to-back”). La corriente de energización se caracteriza por una corriente transitoria y una frecuencia muy alta. Los valores pueden variar debido a diferentes configuraciones de los bancos de condensadores, inductancia limitadora de corriente, etc. El valor normalizado de la corriente es 20 kA (valor de cresta) y con una frecuencia de 4,25 kHz.

Constante de tiempo

La constante de tiempo τ de la red es igual a la relación entre la inductancia y la resistencia en la red (L/R) y se expresa en ms. El valor estándar es 45 ms. La constante de tiempo afectará la componente de corriente continua requerida. Existe una relación entre la constante de tiempo y la razón X/R. Si se ha indicado una relación X/R requerida, la constante de tiempo en ms se puede calcular fácilmente dividiendo la relación X/R por (2 x π x f), donde f es la frecuencia nominal. Ejemplo: X/R = 14 equivale al tiempo de una constante de tiemp...