Subestaciones_Electricas_Encapsuladas

Francis Rodrguez, Ing. MBA

7 y 8 marzo, 2013

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS)

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Agenda

Tendencias Componentes tpicos Ventajas y desventajas Configuraciones tpicas Subestaciones mviles Normas y pruebas tpicas Construccin e instalacin Conclusiones

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2

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Tendencia de las subestaciones elctricas

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3

GIS (Gas Insulated Switchgear) Subestacin encapsulada

Equipos encapsulados

Sube

stac

in

pequ

ea

AIS

DTB

HIS

GIS AIS (Air Insulated Switchgear) Subestacin convencional DTB (Dead Tank Breaker) Subestacin con interruptor de tanque muerto

HIS (Hybrid Insulated Switchgear) Subestacin hbrida

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Tendencia de una subestacin encapsulada de 245 kV

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4

1970s 1980s 1990s


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5

TIPO

AIS DTB HIS GIS

Instalacin

Interruptor encapsulado

Seccionador encapsulado

Barraje encapsulado

TC encapsulado

TV encapsulado

Exterior Exterior Exterior

Exterior Interior


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6

TIPO AIS GIS Aplicaciones GIS

Espacio Ilimitado Limitado Ciudades, industrias y zonas montaosas

Ambiente Normal Extremo Contaminacin, viento y limitado acceso

Mantenimiento Normal Reducido Mano de obra costosa y escaza


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7

AIS 1960

AIS GIS 1980

AIS GIS 2000

AIS GIS 2020

HIS

HIS

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Componentes tpicos de una baha encapsulada trifsica

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8

Interruptor de potencia

Mecanismo de operacin

Transformador de voltaje

Transformador de corriente

Barraje doble con seccionadores

Panel de control Cableado de salida

Seccionador de puesta a tierra

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Ejemplo de baha encapsulada trifsica de ABB

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Barraje doble seccionadores

Panel de control

Cableado de salida

Fuente: ABB

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Ejemplo de baha encapsulada trifsica de SIEMENS

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10






Barraje doble seccionadores

Panel de control

Cableado de salida Fuente: Siemens

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Componentes tpicos de una baha encapsulada con cable

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1. Panel de control

2. Barraje doble con seccionadores

3. Mecanismo de operacin

4. Interruptor de potencia

5. Transformador de corriente

6. Transformador de voltaje

7. Seccionador de puesta a tierra

8. Cableado de salida

1 2 3 4 5 6

8

7

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Componentes tpicos de una baha encapsulada con aislador

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Barrajes monofsicos con seccionadores

Buje

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Seccionador manual de tres posiciones

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Cerrado

Tierra

Neutro

Cerrado Neutro Tierra

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Ventajas y desventajas comparativas

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AIS GIS Diseo estructural y espacial

Instalacin exterior Mayor espacio Exposicin a la intemperie Menor seguridad Menor confiabilidad Menor costo de equipos Menor vida til No requiere monitoreo de aire

Diseo modular y compacto Instalacin interior y exterior Menor espacio Aislamiento a la intemperie Mayor seguridad Mayor confiabilidad Menor costo de O&M Mayor vida til Monitoreo continuo de gas

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Reemplazo de una subestacin AIS por GIS

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Antes AIS

Despus GIS

Fuente: Toshiba 72 kV

40% libre

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Costo GIS / Costo AIS

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20

100kV 200kV 300kV 400kV 500kV

1.0

2.0

600kV 700kV 800kV

Costo de equipos

Costo de equipos + Costo de obras

Costo de equipos + Costo de obras + Costo de O&M

0

Fuente: I.K. International Publishing House 2008

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Tpica configuracin monofsica

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Fuente: Siemens 420 kV 1976

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Tpica configuracin trifsica

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22

Fuente: IEEE

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Configuracin en anillo externa

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Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Configuracin en anillo interna

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Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Subestaciones elctricas encapsuladas mviles

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Fuente: IEEE

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Subestaciones elctricas encapsuladas mviles

Restablecimiento rpido del servicio despus de emergencias. Servicio temporal durante mantenimientos y ampliaciones. Servicio temporal durante picos de demanda. Condiciones ambientales extremas. Impedimentos para ejecutar obras civiles. Dificultades para adquisicin de terrenos.

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Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Normas IEC aplicables (12 normas)

IEC 61869 Instrument transformers (replaces IEC 60044) IEC 60071 Insulation Coordination IEC 62271-203 High-voltage switchgear and controlgear IEC 60137 Insulated bushings above 1000 V IEC 60270 Partial discharge measurement IEC 60376 Specification and acceptance of new SF6 IEC 60480 Guide for checking SF6 IEC 62271-1 Common clauses or HV switchgear and controlgear standards IEC 60815-1/2 Guide for selection of insulators in respect of polluted conditions IEC 62271-209 Cable connections for gas insulated metal-enclosed switchgears IEC 62271-303 Use and handling of SF6 in HV switchgear and controlgear IEC 61639 Direct connection between GIS and power transformer

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Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Tpicas pruebas de fbrica

Pruebas tipo (pruebas realizadas sobre un tipo de diseo) Prueba de alta tensin Prueba de temperatura Prueba de gas Prueba ssmica

Pruebas de rutina (pruebas realizadas sobre un equipo fabricado) Prueba de alta tensin Prueba mecnica Prueba de gas

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Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Pruebas tipo - Prueba de alta tensin

Prueba dielctrica de una unidad de 245 kV

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Fuente: IEEE

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Pruebas tipo - Prueba de temperatura

Prueba de aumento de temperatura de una unidad de 170 kV aplicando hasta 6 kA de corriente en los conductores

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31

Fuente: IEEE

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Pruebas tipo - Prueba de gas

Deteccin de fuga de gas SF6

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Fuente: IEEE

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Pruebas tipo - Prueba ssmica

Prueba ssmica de una unidad de 550 kV

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Fuente: IEEE

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Pruebas de rutina - Prueba de alta rensin

Prueba de 1000 kV en corriente alterna sobre una unidad de 300 kV

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Fuente: IEEE

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Pruebas de rutina - Prueba mecnica

Inspeccin de dimensiones de una unidad de 145 kV

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Fuente: IEEE

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Pruebas de rutina - Prueba de gas

Deteccin de fuga de gas SF6

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Fuente: IEEE Fuente: Trafag

Fuente: SIEMENS

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Transporte de una baha encapsulada

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Fuente: ABB

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Construccin e instalacin de una subestacin encapsulada

Proyecto: Interconexin GCC

Subestacin: Al-Fadhili 400 kV

Ao: 2010

Cliente: GCCIA

Pas: Arabia Saudita

Ingeniera: SNC-Lavalin

Contratista: ABB

GIS Modelo: ELK-3 420 kV 50 Hz 3150 A 40 kA

Configuracin: 13 bahas (4 futuras) Interruptor y medio

Francis Rodrguez

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Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - Plano

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39

Fuente: ABB


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40

12 m

93.5 m

Edificio GIS con 7 bahas


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Fuente: ABB

2 reactores 125 MVAR


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Fuente: ABB

2 salidas Al-Zour

2 salidas Ghunan


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Fuente: ABB

2 salidas futuras

2 salidas futuras


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Fuente: ABB

3 salidas convertidor back-to-back

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - Secciones

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83.5 m

9 m

10 m

Fuente: ABB

Seccin del edificio GIS

Conexin al reactor Conexin a la lnea

Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - Construccin

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Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - Instalacin

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Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Conclusiones

Ms de 40 aos de desarrollo y ms 4000 subestaciones en el mundo confirman la tendencia creciente de la tecnologa GIS.

Las subestaciones encapsuladas reducen la superficie de una subestacin convencional entre un 30% y un 60%.

Su diseo modular permite variedad de configuraciones y ampliaciones sin prdida de servicio.

Su tiempo de entrega es mnimo gracias al despacho de unidades ensambladas y probadas en fbrica.

Las subestaciones encapsuladas combinan altos estndares de confiabilidad, seguridad y operatividad.

Las subestaciones encapsuladas estn libres de mantenimiento durante los primeros 15 aos de operacin.

Francis Rodrguez

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Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Gracias por su atencin

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El programa NOS IMPORTA encarna los valores y creencias esenciales corporativos de SNC-Lavalin. Es la piedra angular de todo lo que hacemos como empresa. Salud y Seguridad, Empleados, Medio Ambiente, Comunidades y Calidad: todos estos valores influyen en las decisiones que tomamos diariamente. Y lo ms importante es que nos dictan la manera en la que debemos servir a nuestros clientes y por lo tanto afectan la manera en la que nos perciben nuestros socios externos. El programa NOS IMPORTA es integral a la manera en la que nos desempeamos a diario. Es tanto una responsabilidad como una fuente de satisfaccin y orgullo ya que nos proporciona los importantes estndares para todo lo que hacemos.

NOS IMPORTAN la salud y seguridad de nuestros empleados, de las personas que trabajan bajo nuestra responsabilidad y de los usuarios finales de nuestros proyectos.

NOS IMPORTAN nuestros empleados, su crecimiento personal, su desarrollo profesional y su bienestar general.

NOS IMPORTAN las comunidades en las que vivimos y trabajamos, as como su desarrollo sostenible, y nos comprometemos a cumplir nuestras responsabilidades como ciudadanos del mundo.

NOS IMPORTA el medio ambiente y realizar nuestras actividades comerciales respetando el medio ambiente.

NOS IMPORTA la calidad de nuestro trabajo.

Nmero de diapositiva 1Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS)AgendaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Tendencia de las subestaciones elctricasSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Tendencia de una subestacin encapsulada de 245 kVSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Tendencia de las subestaciones elctricasSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Tendencia de las subestaciones elctricasSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Tendencia de las subestaciones elctricasSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Componentes tpicos de una baha encapsulada trifsicaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Ejemplo de baha encapsulada trifsica de ABBSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Ejemplo de baha encapsulada trifsica de SIEMENSSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Componentes tpicos de una baha encapsulada con cableSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Componentes tpicos de una baha encapsulada con aisladorSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Seccionador manual de tres posicionesSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Ventajas y desventajas comparativasSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Reemplazo de una subestacin AIS por GISSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Costo GIS / Costo AISSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Tpica configuracin monofsicaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Tpica configuracin trifsicaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Configuracin en anillo externaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Configuracin en anillo internaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestaciones elctricas encapsuladas mvilesSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestaciones elctricas encapsuladas mvilesSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Normas IEC aplicables (12 normas)Subestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Tpicas pruebas de fbricaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Pruebas tipo - Prueba de alta tensinSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Pruebas tipo - Prueba de temperaturaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Pruebas tipo - Prueba de gasSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Pruebas tipo - Prueba ssmicaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Pruebas de rutina - Prueba de alta rensinSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Pruebas de rutina - Prueba mecnicaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Pruebas de rutina - Prueba de gasSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Transporte de una baha encapsuladaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Construccin e instalacin de una subestacin encapsuladaSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - PlanoSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - PlanoSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - PlanoSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - PlanoSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - PlanoSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - PlanoSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - SeccionesSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - ConstruccinSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS) Subestacin Al-Fadhili 400 kV GIS - InstalacinSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)ConclusionesSubestaciones elctricas encapsuladas (GIS)Gracias por su atencinNmero de diapositiva 51

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