Subestaciones eléctricas

Terminaciones de media tensión

Terminaciones de media tensión en subestaciones eléctricas-Contenido

Tipo de subestación • Frente muerto• Frente vivo

Conexión del sistema Tipo de cable

• Teoría del cable eléctrico• Nivel de voltaje

Selección de terminación• Dimensiones celda• Tamaño de terminación (dependiendo del cable)• Montaje de terminación

Pruebas eléctricas Cuidados en la instalación Comparación de tecnologías

Thermal Plant

Nuclear Plant

Hydro Plant

Big plant

Residential

220KV.

/ 220KV,110KV

10KV/ 380V

220KV,110KV/10KV

Underground Distribution Cable / 220V

10KV Distribution

Over Head Distribution Line/ 10KV

Underground Distribution Cable/ 10KV

Generation

220 V Distribution

Electrical Power NetworkElectrical Power Network

10KV Distribution

Transmission

Subestaciones de frente muerto

Bushing y conectores de codode amp máximo 200 AmpTipo Loadbreak

Conectores de codoFases vivas y neutro

Subestaciones de frente muerto

Tipo pedestal(Pad mounted) Tipo bóveda subterránea

Subestaciones de frente vivo

Celdas convencionales

Salida con toroide

Subestaciones de frente vivo

SubestacionesTipo cabina. Dimensiones de la celda

Subestaciones aéreas

SAB Alimentación y salida subterránea

Subestaciones aéreas-tendencia

Llegada invertida

Terminaciones – otras aplicaciones

Subestación transmisión Conexión red aérea

SISTEMAS TÍPICOS

WYE (Estrella)

(Sistema con neutro puesto a tierra o protección fase a tierra menor de 1 minuto)

100 %Nivel de Aislamiento

A

BC

DELTA

(Sistema sin puesta a tierrao sin protección fase tierra con liberación de falla a tierra menor de una hora)

133%Nivel de Aislamiento

A

B

C

La especificación del nivel de aislamiento del cable

debe ser realizada con base a la Tensión Fase-Fase

y el Sistema de instalación.

NIVELES DE AISLAMIENTO

El sistema de protección actuará y liberará la falla Fase-tierra: Según sistema americano

• 100% Level - dentro de 1 minuto

• 133% Level - dentro de 1 hora ( no más )

• 173% Level - tiempo no está determinado

Según IEC 183 guía para la selcción de cales aislados de A.T. se irá al nivel de aislamiento superiorEsto determinará en parte el tipo de cable

Tipos de Cables

• Unipolar o monopolar

• Tripolar

Capas de los Cables

• Conductor

• Blindaje del Conductor

• Aislación

• Blindaje de la Aislación

• Semiconductor

• Metálica

• Cubierta externa

Teoría electromagnética del cable eléctrico

Pantalla sobre el conducor

Capas del Cable

Lineas Equipotenciales

Métodos de control del campo eléctrico

Lineas EquipotencialesSistema Geométrico

Sistema Capacitivo

Lineas EquipotencialesSistema Capacitivo

TENSIONES NOMINALES Sistema americano (Fase-Fase)

2.5 kV 92.0 kV

5.0 kV 115.0 kV

Media 8.7 kV 138.0 kV

Tensión 15.0 kV 161.0 kV

25.0 kV 196.0 kV

34.5 kV 230.0 kV

46.0 kV 287.5 kV

69.0 kV 345.0 kV

500.0 kV …

Nota: Media Tensión = 2001 V - 34.5 kV

Selección de terminación según el tipo de cableCables patrones USA e IEC (nacionales)

• Se tiene cable definido– Según normas USA

– Según normas IEC

– Catálogo local

Selección de terminal según catálogo

• Tipo de cable y sección o calibre

• Nivel de tensión (tensión de servicio, tensión diseño del cable, tensión de la terminación)

• Tipo de instalación (frente vivo: interior, exterior; frente muerto )

• Características medio ambientales (nivel de contaminación, a.s.n.m.)

• Selección

Tablas de selección integral

Verificación dimensional –Hojas técnicas(TAMAÑO DE LA CELDA)

Verificación dimensional-Hojas técnicasVolatje, sección y diámetro sobre el aislamiento

Instalación de terminaciones

• Seguridad• Operarios calificados• Herramientas adecuadas• Manual de instrucciones• Limpieza• Supervisión• Veamos un montaje de terminación

autocontraible

Pruebas Aplicadas A Una Terminación De Media Tensión

Raren

Columna1

2.5 1.6 20 20 10 4.55 3.2 25 25 15 9

8.7 5.5 35 30 25 1515 9.5 50 45 35 2625 16 65 60 55 43

34.5 22 90 80 75 6046 19.5 120 100 100 53

Clase de aislamiento (KV)

Tensión máx a tierra (kV)

Tensión alterna

1min, seco

(kVrms)

10 seg, húmedo (kVrms)

6 h, seco (kVrms)

Ciclo de carga, seco

(kVrms)Columna

6Co

Columna 2

Columna 3

Columna 4

Columna 5

Pruebas dieléctricas de terminaciones en cables de aislamiento extruído (IEEE Std. 48)

Comparación de distintos Estándares

Ensayos Eléctricos después de instalación*NTP 370.255-1 y 2

Aplicar tensión contínua de 4Uo durante 15 minutos

Como alternativa y por acuerdo entre fabricante y comprador:

a) Ensayo de 5 minutos con la tensión alterna del sistema apli- cada entre conductor y pantalla metálica, ób) Ensayo de 24 horas con operación normal del sistema

*Ensayos para instalaciones nuevas

CASOS DE FALLASTerminaciones

• Preparación del Cable ( ~ 90%)

• Instalación Incorrecta (~ 6 % )

• Apoyos, Fijación Incorrecta ( < 1% )

• Otras Influencias ( Tormentas ) ( ~ 3% )

• Desconocidas ( < 1% )

FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES

No se retiró semiconductor Medidas erróneas.No control del campo

FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES

Tubo de control mal ubicado

Falla en el montaje mismo.No se cubrió resorte con cinta de vinilo

Cinta de silicona mal aplicada

FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES

Mala prensada del conector

FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES

Corrosión del conectorterminal

Corrosiónde la líneade tierra

Perforaciónpor aire dentrode la terminación

FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES

Falla por radio de curvatura menor alespecificado

Coloración de la silicona.Fenómeno estétitico. No cambio de propiedadesEléctricas y físicas

Corte profundode Cuchillo

Origen de la Falla fue

Corte con CuchilloCuando se retiró la

capa semiconductora del cable

Capa Semiconductora

del Cable

Tubo de Aislación Exterior

CONCLUSIÓN

• Lea primero las Instruciones

• Es necesario una perfecta preparación y limpieza del cable

- Entrenamiento

- Práctica

- Un equipo de Trabajo ( Team )

Porcelana

Tecnologías y materiales Disponibles

CintasGoma EPR y

Silicona

SILICONA Autocontraíble (Contraíble en Frío)

EVA - Termocontraíble

TERMINACIONES AUTOCONTRAÍBLES

Ejemplo de Terminaciones Contraíbles en frío (Autocontraíbles)

Joslyn JPT & Plymouth/Bishop ColdTerm

3M™ QT-II Termination 3M™ QT-III Termination

Plymouth Joslyn

SiliconeTape Top Seal

SiliconeTape Top Seal

Pull Tabs

Integrated 1-Piece

SiliconeGrease Silicone

Grease

Terminación Autocontraíble INSTALACIÓN QTIII

Aplicar sello masticSobre corte chaqueta de cable

Instalación tomatierra

Instalación del terminal

Instalación de la terminaciónRetirando núcleo

Instalación completa

Terminación exterior(con polleras)

Terminación interior(Tubular, sin polleras)

Terminación Autocontraíble de Silicona (VyD)

- Mayor Costo

- Centro de nylon desechable

+ Menor tiempo de instalación

+ Fácil de instalar. Menor dependencia del instalador

+ Sistema monotubular (todo en uno). Amplio rango de aplicación

+ Sello y campanas incorporados

+ Presión constante sobre cable y terminal (Sello clase 1A)

+ Material de silicona se comporta estable en todo tipo de ambientes

+ No requiere de fuego o calor ni necesita de accesorios (Seguridad)

+ Puede ser energizada inmediatamente

Tendencias en Redes

a nivel Global:

– Aumento de niveles de tensión. Cambio de 15 kV a niveles superiores.

– Incremento de demanda de electricidad, mejorando la red existente.

– Outsorcing para instalaciones.– Expansión global de Cías. de Distribución eléctrica – Cambio de líneas aéreas a subterráneas– Cambio de tecnología de cables: PILC a XLPE– Grandes fabricantes de cables europeos (Pirelli, Nexans,

Prysmium) recomiendan y ofrecen tecnología Autocontraíble.

Evolución en el uso de Tecnologías

Terminaciones

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1990 2005

Push on

Cold Shrink

Heat Shrink

Uniones

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1990 2005

Others

Push on

Cold Shrink

Heat Shrink

3Innovación