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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL CONO SUR DE LIMA (UNTECS) MONTAJE DE INTERRUPTOR Y SECCIONADOR DE POTENCIA DE 220 KV EN LA SUBESTACIÓN COBRIZA I – CAMPO ARMIÑO – HUANCAVELICA 2013 TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA PRESENTADO POR EL BACHILLER JUAN PABLO RAMÍREZ QUILLAHUAMÁN LIMA-PERÚ 2014
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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL CONO SUR DE LIMA
(UNTECS)
MONTAJE DE INTERRUPTOR Y SECCIONADOR DE POTENCIA DE 220 KV EN
LA SUBESTACIÓN COBRIZA I – CAMPO ARMIÑO – HUANCAVELICA 2013
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL TÍTULO DE
INGENIERO
MECÁNICO ELECTRICISTA
PRESENTADO POR EL BACHILLER
JUAN PABLO RAMÍREZ QUILLAHUAMÁN
LIMA-PERÚ
2014
2
ii
3
DEDICATORIA:
A Dios, por ser quien me ilumina, a
mis padres, a mis hermanos por su
apoyo, a mi universidad UNTECS.
iii
4
AGRADECIMIENTOS:
A DIOS, el dador de la sabiduría.
A mi UNIVERSIDAD por su
inversión en mi persona.
A la Empresa ELECTROWERKE
S.A. por formar parte de su familia.
A E.R.CH. por su valioso apoyo.
iv
5
INDICE
INTRODUCCION…………………………………………………….…………… 10
I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA …………….………………………. 12
1.1. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA. 12
1.2. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA. 13
1.3. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN. 14
1.3.1. ESPACIAL.
1.3.2. TEMPORAL
1.4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. 15
1.4.1. GENERAL.
1.4.2. ESPECÍFICOS.
1.5. OBJETIVOS. 15
1.5.1. GENERAL.
1.5.2. ESPECÍFICOS.
II. MARCO TEÓRICO…………………………………………………………. 16
2.1. ANTECEDENTES. 16
2.2. BASES TEÓRICAS. 17
2.2.1.- NORMAS LEGALES. 17
2.2.2.- REQUERIMIENTOS DEL MONTAJE ELECTROMECÁNICO 18
v
6
2.2.2.1.- ALCANCE DE LAS ESPECIFICACIONES. 18
2.2.2.2.- INFORMACIÓN REQUERIDA DEL PROYECTO. 18
2.2.2.3.- INGENIERÍA DE DETALLE DEL PROYECTO. 19
2.2.2.4.- TRABAJOS COLATERALES. 19
2.2.2.5.- MONTAJE DE INTERRUPTORES DE POTENCIA. 20
2.2.2.6.- MONTAJE DE SECCIONADORES. 20
2.2.2.7.- MONTAJE DE EQUIPO MENOR. 21
2.2.3.- SUBESTACIONES ELÉCTRICAS. ……………………….. 21
2.2.3.1.- TIPOS DE SUBESTACIONES. 22
2.2.3.2.- COMPONENTES Y EQUIPOS DE UNA
SUBESTACIÓN . 23
2.2.4.- CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS……………. … 26
2.2.4.1.- CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DEL SISTEMA 26
2.2.4.2.- CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO. 26
2.2.4.3.- TENSIONES NORMALIZADAS. 27
2.2.4.4.- TEMPERATURA AMBIENTE. 27
2.2.4.5.- CONTAMINACIÓN. 27
2.2.4.6.- CONDICIONES SÍSMICAS. 27
2.2.4.7.- FACTOR DE CORRECCIÓN POR ALTURA. 28
2.2.4.8.- NIVEL ISOCERAÚNICO. 29
2.2.4.9.- ALTURA DE LOS EQUIPOS SOBRE EL NIVEL DEL
SUELO. 30
2.3. MARCO CONCEPTUAL………………………………………………. 30
III. .METODOLOGÍA……………………………………………………………. .. 33
3.1. DETALLES PRELIMINARES. 33
3.1.1.- ALCANCES DEL PROYECTO. 33
3.1.2.- DATOS SOBRE LA SUBESTACIÓN COBRIZA I. 33
3.1.3.- INFORMACIÓN REQUERIDA SOBRE EL SUMINISTRO. 35
3.1.3.1.- Especificaciones Técnicas. 35
vi
7
3.1.3.2.- Condiciones de Operación. 37
3.1.3.3.- Rutas de acceso – Facilidades Técnicas. 38
3.2. DISEÑO DE INGENIERÍA…………………………………………….. 38
3.2.1.- BASES DE CÁLCULO. 38
3.2.2.- ESQUEMA UNIFILAR. 39
3.2.3.- CALCULOS ELECTRICOS. 40
3.2.3.1.- Nivel de aislamiento. 40
3.2.3.2.- Cálculo de la corriente 40
3.2.3.3.- Corriente de Cortocircuito. 42
3.2.3.4.- Altura de los equipos. 42
3.2.3.5.- Transformadores para instrumentación. 43
3.2.4.- EQUIPOS SELECCIONADOS DE ACUERDO A REPLANTEO. 43
3.2.5.- DISPOSICIÓN DE LOS EQUIPOS EN LA BAHÍA 220 kV 44
3.3. MONTAJE ELECTROMECÁNICO…………………………………… 46
3.3.1.- MONTAJE DEL INTERRUPTOR. 46
3.3.2.- MONTAJE DEL SECCIONADOR. 47
3.3.3.- CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES. 48
3.3.4.- RESULTADO DE PROTOCOLOS DE PRUEBAS 48
3.3.4.1.- Del Seccionador. 50
3.3.4.2.- Del Interruptor. 51
CONCLUSIONES…………………………………………………………….…. 52
RECOMENDACIONES………………………………………………………….. 53
BIBLIOGRAFÍAS…………………………………………………………………. 54
ANEXOS…………………………………………………………………………… 55
vii
8
INDICE DE TABLAS
Mínima distancia de Fuga………………………….…………………………… 27
Corrección por altitud……………………………………………………………… 29
Equipos existentes en la Subestación Cobriza I………………………………. 35
Características requeridas del interruptor ……………………………………… 35
Parámetros eléctricos del interruptor…………………………………………… 36
Parámetros eléctricos requeridos de los transformadores de tensión……… 36
Parámetros eléctricos requeridos de los transformadores de corriente….… 37
Condiciones de operación de los equipos…………………………………….. 37
Condiciones ambientales………………………………………………………… 43
Características eléctricas………………………………………………………… 44
Montaje del Seccionador (cronograma)………………………………………... 48
Montaje del Interruptor (cronograma)…………………………………………… 49
Matriz de consistencia…………………………………………………………….. 56
Tensiones Soportadas estandarizadas Norma DIN EN60071-1……………… 58
Nivel de aislamiento del Sistema……………………………………………… …. 59
Distancias mínimas de Seguridad……………………………………………….. 59
Clases de Precisión para transformadores de Instrumentación……………… 61
Dimensiones del Seccionador de Potencia SDCEM…………………………… 62
Dimensiones del Interruptor de Potencia HVB……..…………………………… 63
Placa de características de los equipos…………………………………………. 65
Listado de personal para montaje de equipos…………………………………. 66
Presupuesto………………………………………………………………………… 67
viii
9
INDICE DE FIGURAS
Interruptores de Potencia………………………………………………………... 24
Ubicación geográfica de la Subestación Cobriza I…….……………………… 34
Mapa del SEIN Nov 2013 SET Cobriza I……………………………………….. 34
Rutas de acceso…………………………………..………………………………. 38
Esquema unifilar………………………….. ……………………………………… 39
Perfil de planta…………………………………………………………………….. 45
Interruptor de Tanque muerto HVB……………………………………………… 47
Seccionador de columnas giratorias SDCEM………………………………….. 48
Terminología en Electricidad Norma DGE……………………………………… 57
Mapa Isoceráunico del Perú……………………………………………………… 60
Dimensiones del Seccionador de Potencia SDCEM…………………………… 62
Dimensiones de Interruptor de Potencia HVB…………………………………… 63
Montaje del Seccionador SDCEM………………………………………………… 68
Montaje del Interruptor HVB……………………………………………………….. 71
ix
10
I N T R O D U CC I Ó N
El desarrollo de una obra de montaje electromecánico es una tarea
compleja, de hecho es un desafío al ingenio. Por esta razón el grado de
conocimiento y experiencia es fundamental para llevar a cabo un proyecto
electromecánico en subestaciones. Por ese motivo en este proyecto de montaje,
se describen las sucesivas etapas de ejecución desde su concepción hasta su
realización en terreno, con plazos bastante restringidos por los elevados montos
de inversión comprometidos. La estructura de este proyecto se compone de 3
capítulos.
El primer capítulo comprende el planteamiento del problema, la descripción
de la realidad problemática, los objetivos que se persiguen, sobretodo la
delimitación de la investigación que es el montaje de un seccionador y un
interruptor de potencia para habilitar una nueva celda de transformación en la SET
Cobriza I.
El segundo capítulo el desarrollo del marco teórico en donde definimos los
términos relacionados a este trabajo de investigación, montaje electromecánico,
equipos de subestaciones y las consideraciones elementales para la selección de
un equipo de potencia, el nivel de aislamiento y la influencia de la altura.
11
El tercer capítulo corresponde al desarrollo del trabajo de investigación
referente a la selección e instalación de un interruptor y un seccionador de
potencia, de cómo se llevó a cabo el montaje electromecánico, el resultado de las
pruebas realizadas a los equipos para su posterior puesta en servicio.
La realización de este proyecto se debe además a todo el personal técnico
contratista que estuvo involucrado, y al personal de la Subestación Cobriza I, que
nos brindaron todas las facilidades del caso para lograr un fin común. El montaje y
puesta en servicio de un interruptor de Potencia y un seccionador.
El autor
12
CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA.
SN POWER PERÚ es una empresa de generación eléctrica, compuesta
por ocho centros de producción ubicados a los largo del Perú que
contribuyen con 271 MW; 1600 GWh-año, es dueña de la Subestación
Cobriza I. Según sus planes de inversión del 2013 ha considerado la
ampliación de una bahía en 220 kV, para atender a sus nuevos
importantes clientes. Por tal motivo requiere el suministro, de un
interruptor y un seccionador de potencia, incluyendo transformadores de
medida y protección, para completar y habilitar una nueva bahía, a fin de
ser utilizados en su sistema de transmisión.
ELECTROWERKE es una empresa dedicada al rubro de subestaciones,
como es el suministro, montaje e instalación de los equipos
electromecánicos, cuenta personal altamente capacitado para este tipo de
actividades. Será la encargada de la realización de este proyecto.
La experiencia nos dice que una deficiente planeación en lo referente a
previsión y provisión (selección de equipos y/o materiales) durante un
montaje electromecánico, en una subestación, trae indefectiblemente
13
pérdidas económicas debido al alto costo de operaciones y el pago de
compensaciones a los usuarios.
Otro, una incorrecta maniobra debido a la presión de los tiempos puede
provocar además de daños humanos, pérdidas materiales, y el
desabastecimiento de energía eléctrica a terceros por daños en los
equipos de la subestación. Por esta razón el grado de conocimiento y
experiencia es fundamental para llevar a cabo un proyecto
electromecánico.
FIG. 1.1 Daños de un equipo por incorrecto transporte
1.2. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA.
Según la Norma DGE referente a las actividades y trabajos preliminares.
“El Contratista es responsable de la ejecución correcta de todos los
trabajos necesarios para la construcción y operación en conformidad con
el Estudio Definitivo y la Ingeniería de Detalle del proyecto, aun cuando
dichos trabajos no estén específicamente listados y/o descritos en el
presente documento (en la norma DGE)”.
Según el Proyecto Ley N° 2290/2012-CR Art. 04 sobre actores y
responsabilidades: “El ingeniero electricista o electromecánico es
responsable de las instalaciones eléctricas y electromecánicas”. De hecho
deberá estar capacitado para diseñar, construir, instalar, dirigir, mantener,
14
controlar e innovar sistemas destinados a la generación, transformación,
transmisión y aprovechamiento de la energía eléctrica en todas sus
aplicaciones.
El presente trabajo de investigación, surge por dos motivos:
- Primero, para mostrar al futuro profesional los criterios de selección
de equipos de potencia.
- Segundo, la ejecución del montaje y puesta en servicio de un
interruptor y un seccionador de potencia en la línea 220kV, en la
nueva bahía de la SET Cobriza I, va cubrir la creciente demanda de
suministro de energía eléctrica, a sus nuevos clientes. Para lo cual
debe considerar ciertos parámetros básicos como son los criterios de
ingeniería de selección de equipos de potencia y la ejecución de un
proyecto electromecánico en forma eficiente y eficaz,
En ese sentido los resultados del presente proyecto de Montaje de
interruptor y seccionador de potencia en la línea 220 kV, en la
Subestación Cobriza I - Campo Armiño– Huancavelica, servirán como
referente en la tarea de desarrollar acciones de montajes e instalaciones
electromecánicos en otras subestaciones en 220 kV.
1.3. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.
1.3.1. ESPACIAL.
El presente proyecto se desarrolló dentro del patio de llaves de la
Subestación Cobriza I en Campo Armiño del distrito de
Colcabamba, Provincia de Tayacaja del Departamento de
Huancavelica.
15
1.3.2. TEMPORAL.
El Presente proyecto se desarrolló entre los meses de Mayo a
Setiembre del 2013.
1.4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.
1.4.1. PROBLEMA GENERAL.
¿Cómo es el montaje del interruptor y del seccionador de potencia
de la línea 220kvV en la subestación Cobriza I – Campo Armiño –
Huancavelica?
1.4.2. PROBLEMAS ESPECÍFICOS
¿Cuáles son los criterios técnicos de selección para la instalación
de un Interruptor de Potencia en la Línea 220 Kv para la
Subestación Cobriza I?
¿Cuáles son los criterios técnicos de selección para la instalación
de un Seccionador de Potencia en la Línea 220 Kv para la
Subestación Cobriza I?
1.5. OBJETIVOS.
1.5.1.- GENERAL.
Establecer el montaje del interruptor y seccionador de potencia de 220 kV
en la Subestación Cobriza I – Campo Armiño –Huancavelica.
1.5.2.- ESPECÍFICOS.
- Determinar los criterios de selección de un interruptor de potencia en
la línea 220 kV de la Subestación Cobriza I.
- Determinar los criterios de selección un seccionador de potencia en la
línea 220 kV de la Subestación Cobriza I.
16
CAPÍTULO II
MARCO TEORICO
2.1.- ANTECEDENTES.
El presente proyecto tiene como antecedentes las siguientes
investigaciones, las cuales guardan relación con este proyecto en el estudio
de las facilidades técnicas para la ejecución de proyectos electromecánicos.
Calderón Patiño, Álvaro Rolando; Revelo Mafla, Tarsicio, 2010. Tesis de
grado previo en la especialidad Mantenimiento Eléctrico. Estudio de
Factibilidad para implementación de una Subestación Eléctrica de
Distribución en el área de Concesión Nor-Oriental del EMELNORTE. En
la cual uno de sus objetivos fue realizar un levantamiento de información
de los parámetros eléctricos de los alimentadores G1 y G2 de la
Subestación San Gabriel y el alimentador L3 de la Subestación Tulcán.
Se utilizó el método exploratorio, en combinación con la investigación
propositiva. Con los resultados obtenidos en la situación actual de cada
alimentador se vio la necesidad la implementar una nueva Subestación
eléctrica en la zona d estudio, para mejorar la calidad del servicio.
Vassallo Elescano, Giovanni; 2007. Tesis de grado previo en la
especialidad de Ingeniería Mecánica. Subestación Eléctrica transportable
17
10MVA, 69/7.2 kV, SOUTHERN PERÚ – Cuajone, cuyo objetivo fue de
dar a conocer los aspectos técnicos sobre la construcción de una
subestación eléctrica transportable, además de plantear la utilización de
Subestaciones transportables en las operaciones de Superficie Mina para
que puedan ser aprovechadas a medida que cambia de ubicación las
zonas de explotación del mineral. También demostrar los beneficios
económicos de este avance tecnológico aplicado en la minería en el Perú,
además de disminuir los costos en el proceso de fabricación y reducir los
tiempos en la fabricación y ensamblaje. En cuya conclusión se demostró
que la subestación diseñada es más económica tanto para el fabricante
como para el cliente, la fabricación local además que el cliente puede
inspeccionar el proceso de construcción e integración de la subestación.
Ambos se relacionaron con este trabajo de investigación desde perspectivas
diferentes, el primero aportó en el criterio de estudio y selección de equipos
electromecánicos en base a análisis técnicos económicos. El segundo se
relaciona en cuanto a la ejecución del proyecto electromecánico.
2.2.- BASES TEÓRICAS.
2.2.1.- NORMAS LEGALES.
Ley de Concesiones Eléctricas Decreto Ley N° 25844. Decreto
Supremo Nº 009-93-EM.
DGE Dirección General de Electricidad, Ministerio de Energía y
Minas. 2003
Código Nacional de Electricidad (Suministro 2011).
Reglamento Nacional de Edificaciones 2011
ANSI (American National Standard Institute). El Instituto Nacional
Estadounidense de Estándares supervisa el desarrollo de
18
estándares para productos, servicios, procesos y sistemas en los
Estados Unidos.
NESC C2-2012 National Electrical Safety Code.
IEEE80-2000 Guide for Safety in AC Substations Grounding. Guía
sobre seguridad de aterramiento para subestaciones en AC.
2.2.2.- REQUERIMIENTOS DEL MONTAJE ELECTROMECÁNICO
2.2.2.1.- ALCANCE DE LAS ESPECIFICACIONES.
Estas especificaciones técnicas definen las principales
actividades que debe ejecutar el Contratista para el montaje
electromecánico de los equipos de potencia. Tienen por
objeto definir las exigencias y características del trabajo a
ejecutar, y en algunos casos, los procedimientos a seguir.
No excluye al contratista de su responsabilidad en cuanto a
la correcta ejecución de todos los trabajos, hasta la puesta
en servicio de los equipos instalados.
2.2.2.2.- INFORMACIÓN REQUERIDA DEL PROYECTO.
Características geográficas del lugar.
Memoria Descriptiva de los métodos, equipos y aparatos
propuestos para el montaje electromecánico del
Proyecto. Tablas de datos técnicos.
Memoria Descriptiva de los métodos de prueba e
instrucciones para la puesta en servicio de los equipos y
aparatos, además de los protocolos de prueba.
Programa previsto para el montaje y puesta en
servicio de las subestaciones.
19
2.2.2.3.- INGENIERÍA DE DETALLE DEL PROYECTO.
Según la Norma DGE. El Estudio de Ingeniería de Detalle
de las subestaciones estará a cargo del Contratista y su
desarrollo se basará en el Estudio Definitivo del proyecto.
Será presentado a la Supervisión para su aprobación.
Considerando los alcances de este proyecto y comprenderá
las siguientes actividades, entre otras:
o Revisión de la documentación entregada con el Estudio
Definitivo.
o Elaboración de los esquemas unifilares principales y de
servicios auxiliares, con indicación del equipamiento a
ser instalado.
o Disposiciones generales con el equipamiento
considerado para cada instalación.
o Diseño de detalle de las estructuras de fijación de los
equipos.
o Distribución de terminales y conectores en alta y media
tensión.
o Diseño de los tableros de supervisión, control y mando.
o Esquemas eléctricos: Funcionales, Conexionado,
Borneras, Recorrido de cables de control.
2.2.2.4.- TRABAJOS COLATERALES.
Transporte de los equipos de potencia hacia la Obra,
bajo responsabilidad.
Ejecución de las obras a entera satisfacción del
propietario.
Pruebas y puesta en servicio de los equipos, entrega de
documentos técnicos finales del Proyecto.
20
2.2.2.5.- MONTAJE DE INTERRUPTORES DE POTENCIA.
Maniobras y traslado al sitio de montaje.
Montaje y nivelación de soportes y bases.
Montaje de aisladores y accesorios.
Tratamiento y llenado de gas SF6 con utilización de
equipos y accesorios adecuados.
Colocación y conexión del tablero local, conexión a
barras y al sistema de tierras.
Aplicación de pintura anticorrosiva y de acabado en
tanques, bases y tableros locales
2.2.2.6.- MONTAJE DE SECCIONADORES.
Almacenaje y control de piezas.
Maniobras y traslado al sitio de montaje.
Adaptaciones necesarias para fijar los equipos a las
estructuras base (soldadura, cortes).
Montaje y nivelación de soportes o bases.
Montaje de aisladores y accesorios.
Calibración y ajuste de cuchillas.
Colocación y conexión de tablero local, conexión a
barras y al sistema de puesta a tierra.
Aplicación de pintura anticorrosiva y de acabado en base
y tablero local.
Las pruebas necesarias para verificación del correcto
montaje y funcionamiento del equipo.
Ajustes para la operación de los seccionadores según
manual
21
2.2.2.7.- MONTAJE DE EQUIPO MENOR.
Este criterio involucra a pararrayos, aisladores, soporte tipo
columna, transformadores de corriente y tensión
monofásicos tipo pedestal, trampas de onda, dispositivos de
potencial y transformadores de servicios auxiliares.
Almacenaje y control de piezas
Maniobras de carga, descarga y transporte de los
equipos para llevarlos al sitio de instalación
Montaje y conexión de los equipos a sus tableros
locales, a las barras y al sistema de puesta a tierra
Pintura de partes vivas.
Personal técnico calificado, materiales, equipos y
herramientas para la ejecución de las pruebas de campo
de todas las instalaciones.
Las pruebas necesarias para verificación del correcto
montaje y funcionamiento del equipo
Pruebas de puesta en servicio
2.2.3.- SUBESTACIONES ELÉCTRICAS.
Una subestación es el desarrollo e implementación de un nodo del
sistema eléctrico de potencia. Incluye principalmente los
terminales de los dispositivos de control y maniobra y las
celdas de las líneas de transmisión o distribución.
De acuerdo a la naturaleza de la red dentro de la cual se
encuentra incluida la subestación, podría ser calificada por un
prefijo. Ejemplos: subestación de transmisión (de un sistema de
transmisión), subestación de distribución, subestación de 220
kV, subestación de 10kV. (Ver tensiones normalizadas)
22
2.2.3.1.-TIPOS DE SUBESTACIONES.-
De acuerdo a la naturaleza de la Red.
Subestación de Generación.- Es aquella que
funciona como patio de conexiones para una central
generadora,
Subestación de Transmisión.- Las subestaciones de
transmisión aumentan el voltaje a un nivel tan alto como
800 kV para distribución generalizada.
Subestación de Distribución.- Conjunto de
instalaciones para transformación y/o
seccionamiento de la energía eléctrica que la recibe de
una red de distribución primaria y la entrega a una red
de distribución secundaria.
Por la función que desempeñan:
Elevadora.- Elevan la tensión.
Reductora- Reducen la tensión.
De enlace.- Para interconectar líneas.
Rectificador.- Para convertir CA a CD.
Por su composición:
Tipo intemperie.- Para operación exterior.
Tipo interior.- Para operación interior.
Tipo blindada.- Para operaciones interiores o
exteriores.
23
2.2.3.2.- COMPONENTES Y EQUIPOS DE UNA SUBESTACIÓN.
CAMPO (BAHÍA O MÓDULO) DE CONEXIÓN.- Es el
conjunto de equipos necesarios para conectar un
circuito al sistema de barrajes colectores de un patio de
conexiones. Generalmente reciben el nombre de Celdas
que pueden ser: De llegada, de salida, de
transformación.
BARRAJES COLECTORES.- Elemento físico de un
patio de conexiones que representa el nodo del sistema,
INTERRUPTORES AUTOMÁTICO.- Un interruptor es
un dispositivo cuya función es interrumpir o restablecer
la continuidad en un circuito eléctrico. La operación de
apertura o de cierre la efectúa con carga (corriente
nominal), o con corriente de corto circuito (en caso de
alguna perturbación). Por la ubicación de las cámaras
puede ser en: Tanque Vivo o Tanque muerto.
El interruptor de alta tensión tiene tres componentes
principales:
- Cámara de interrupción: donde ocurre la conducción y
la interrupción de la corriente en el circuito de potencia.
Generalmente es un volumen cerrado que contiene los
contactos de apertura y cierre (make-break) y un medio
de interrupción (aire comprimido, aceite, SF6, vacío,
etc.) usado para el aislamiento y para apagar el arco.
24
- Mecanismo de Operación: donde se inicia la energía
requerida para cerrar o abrir los contactos y para
apagar el arco.
- Control: donde se monitorea el estado y las órdenes
que se generan para operar al interruptor.
FIG. 2.2.3.2
SECCIONADORES.- Equipo en donde la operación de
apertura y cierre se efectúa sin carga (corriente). De
acuerdo a su función pueden ser: Seccionador de línea,
Seccionador de barra.
El diseño y la construcción de los seccionadores están
reglamentados de acuerdo con las normas IEC 60129 y
60273 o las normas ANSI C29.8 y C29.9, y responder
además a la IEC 60694 en lo que respecta a valores
nominales y de ensayos (tensión resistida a impulso y
60 Hz.).
Clasificación según su modo de accionamiento:
25
- Seccionadores de cuchillas giratorias.
- Seccionadores de cuchillas deslizantes.
- Seccionadores de columnas giratorias.
- Seccionadores de pantógrafo.
- Seccionadores semipantógrafos o tipo rodilla.
CUCHILLAS DE PUESTA A TIERRA.- La cuchilla de
puesta a tierra es el equipo más sencillo y sólo se
emplea como elemento de protección para aterrizar
circuitos durante trabajos de mantenimiento.
TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTOS. Reducen
la tensión y corriente a rangos seguros y medibles
(medida) y protección (relés). De acuerdo al tipo de
parámetro que utilizan son: Transformadores de tensión,
Transformadores de Corriente, Transformix.
TRANSFORMADORES DE POTENCIA.- Es aquel que
maneja grandes magnitudes de voltio amperios VA, los
cuales se expresan en KVA [kilo voltio amperios] o en
MVA [mega voltio amperios]. Usualmente se considera
un transformador de potencia cuando su capacidad es
de un valor a partir de: 500 KVA, 750 KVA, 1000 KVA,
1250 KVA o 1.25 MVA, hasta potencias del orden de
500 MVA monofásicos y de 650 MVA trifásicos.
APARTARRAYOS.- Equipo diseñado para la protección
contra sobretensiones.
OTROS:
Reactores De Derivación, Capacitores de Acoplamiento.
26
Filtros de Línea, Reactores Limitadores de Corriente,
Capacitores En Derivación, Capacitores en Serie,
Sistemas De Puesta A Tierra, Sistema De Medida,
Protección Y Control, Sistemas Auxiliares.
2.2.4.- CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS.
Es necesario conocer los siguientes parámetros:
2.2.4.1. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DEL SISTEMA.
Tensión nominal de la red.
Tensión máxima del sistema.
Frecuencia nominal.
Factor de Potencia.
Conexión del neutro.
Potencia de corto circuito.
Nivel isoceráunico.
2.2.4.2. CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO.
Tipo de mecanismo.
Medio de extinción del arco eléctrico.
Dimensiones y Peso.
Partes que la componen.
Tensión de diseño (Us)
Corriente nominal.
Corriente de corto circuito de corta duración.
Frecuencia nominal.
Tensión en DC.
Secuencia nominal de operación.
27
2.2.4.3. TENSIONES NORMALIZADAS:
- Baja Tensión: 380 / 220 V; 440 / 220 V
- Media Tensión: 10,0 kV (*) 20,0 kV (**); 22,9 kV 22,9 / 13,2
kV; 33 kV 33 / 19 kV
- Alta Tensión: 60 kV 138 kV 220 kV
- Muy Alta Tensión: 500 kV.
(*) Tensión usada en la SET Cobriza I.
(**) Tensión nominal en media tensión considerada en la
NTP-IEC 60038: CÓDIGO NACIONAL DE
ELECTRICIDAD (SUMINISTRO 2011).
2.2.4.4. TEMPERATURA AMBIENTE.
Básicamente se requiere conocer los valores extremos de
temperatura ya que de esta manera se determinará el circuito
de calefacción del interruptor.
2.2.4.5. CONTAMINACIÓN.
La práctica normal es usar una distancia de fuga de 1.5 cm
por Kv si la contaminación es un problema habremos de
incrementar esa distancia a un cm más por Kv
Tabla 2.2.4.5
Nivel de Polución
Mínima Distancia de Fuga Nominal mm/kV
I Ligera 16
II Media 20
III Fuerte 25
IV Muy Fuerte 31
2.2.4.6. CONDICIONES SÍSMICAS.
Es necesario agregar sistemas de amortiguamiento.
28
2.2.4.7. FACTOR DE CORRECCIÓN POR ALTURA Ka.
Para altitudes de emplazamiento superiores a 1000m se
recomienda el factor de corrección de altitud Ka dependiente
de la altitud de emplazamiento sobre el nivel del mar, para
tensión asignada de corta duración a frecuencia industrial y
tensión soportada asignada de impulso de rayo según IEC
62271-1.
El aumento de altitud produce disminución en la densidad del
aire, la cual a su vez disminuye el calor de la tensión del
flameo. La rigidez dieléctrica de algunas partes del
transformador que dependen total o parcialmente del aire
para su aislamiento, disminuye conforme la altitud aumenta,
los diferentes factores de corrección en base al aumento de
la altitud los podemos a observar en la siguiente relación:
(
)
Donde msnm es la altura.
Por ejemplo.
La distancia entre una barra energizada y la carcasa metálica del
equipo (que se encuentra aterrizada) es de 1 metro cuando
se encuentra a nivel del mar, a una altitud de 3.500 msnm
¿Cuánto deberá ser esta distancia?
(
)
29
Por ejemplo.
Un sistema eléctrico que opera a una tensión asignada de 17.5 Kv y
95 Kv a impulso de rayo a una altitud geográfica de 3000 m.s.n.m.
¿Cuánto será su tensión asignada de impulso de rayo?
(
)
Viendo las tensiones normalizadas se optará por el valor de
125 kVBIL (Ver tabla de tensiones normalizadas Anexo 03).
Otra forma es viendo la tabla de corrección por altitud.
Cuadro 2.2.4.7 Corrección por altitud.
ALTITUD FACTOR DE
CORRECCIÓN
900 1.00
1200 1.02
1500 1.05
1800 1.08
2100 1.11
2400 1.14
2700 1.17
3000 1.20
3600 1.25
4200 1.30
4800 1.35
5400 1.39
6000 1.44
2.2.4.8. NIVEL ISOCERAÚNICO.
Para la ubicación de una Subestación es mucha importancia
conocer datos sobre las descargas atmosféricas que se
30
producen en la zona en la que se ubicará la Subestación,
puede ser datos mensuales o anuales, estos datos colaboran
para el diseño de las diferentes protecciones para la nueva
Subestación.
2.2.4.9. ALTURA DE LOS EQUIPOS SOBRE EL NIVEL DEL
SUELO.
La altura mínima hs, de las partes vivas sobre el nivel del
suelo en ningún caso debe ser inferior a 3 metros, si no se
encuentran aisladas por barreras de protección. La altura
mínima de la base de los aisladores que soportan partes
vivas no debe ser menor de 2.25 metros. Prescindiendo de
las tablas, la altura mínima de las partes vivas de cualquier
equipo se calcula de acuerdo con la siguiente expresión:
hs = 2.30 + 0.0105*Um
Donde Um es la máxima tensión de diseño del equipo en
cuestión.
2.3.- MARCO CONCEPTUAL
MONTAJE.- Montaje es el proceso mediante el cual se emplaza cada
pieza en su posición definitiva dentro de una estructura. Estas piezas
pueden ser de diferentes materiales pero las preferidas son las
estructuras metálicas y de hormigón. De acuerdo al proceso pueden ser:
- Montajes Civiles.
- Montajes Mecánicos.
- Montajes Electromecánicos.
BARRA.- Conductor de baja impedancia, al cual se conectan
separadamente varios circuitos eléctricos. Es aquel punto del sistema
31
eléctrico preparado para entregar y/o retirar energía eléctrica.
EQUIPOS DE MANIOBRA.- Dispositivos con los cuales se realizan las
operaciones en las subestaciones para la formación, división o paso de
la electricidad. Son elementos que tienen dos posibles estados: Abierto o
cerrado. Los equipos de maniobra son:
- Interruptor.
- Seccionador.
- Cuchilla de Puesta a Tierra.
-
CELDA O BAHÍA.- Es la agrupación: Seccionador – Interruptor –
Seccionador. Esta composición busca facilitar las tareas de
mantenimiento del principal equipo de la subestación: El interruptor.
INGENIERÍA DE DETALLE.- Es la ingeniería que sirve para la
construcción y montaje de la subestación. Incluye la definición de los
siguientes aspectos:
- Características técnicas de los equipos a utilizar.
- Ubicación detallada de los equipos.
- Número definitivo de equipos.
- Conexionado externo y alambrado en el interior de los gabinetes de
los equipos.
NIVEL ISOCERAÚNICO.- Es el número promedio de días al cabo del
año en los que hay tormenta.
RIGIDEZ DIELÉCTRICA.- Es la intensidad del campo eléctrico para el
cual el material deja de ser un aislador para convertirse en un material
conductor.
La rigidez del aire depende de la presión y varía entre 0.4 a 3.0 MV/m
32
TENSIÓN DE SERVICIO NORMAL.- Se expresa en Voltios. Es la
principal característica del sistema eléctrico. Determina el nivel de
aislamiento del sistema eléctrico.
BIL.- El significado de BIL es: Basic Isulation Level, en español, nivel
básico de aislamiento. El fabricante hace someter al aislador a voltaje de
impulso tipo rayo, esto de acuerdo a normas IEEE, y el valor de voltaje
que soporta el aislador antes de que exista disrupción por él, es el voltaje
que está en la placa de datos del equipo, es decir el KV BIL, es
importante tomar en cuenta que el BIL se modifica de acuerdo a la altura
(msnm) a la que será usado el equipo. Ver Anexo 03 pág. 55.
33
CAPITULO III
METODOLOGÍA
La presente investigación está enmarcada dentro de la investigación
Aplicada, es Descriptivo Explicativo y es de diseño Experimental.
3.1.- DETALLES PRELIMINARES.
3.1.1.- ALCANCES DEL PROYECTO.
Suministro, montaje, e instalación de Interruptor de Potencia Tripolar
en Hexafluoruro de Azufre - Incluye seccionador Tripolar y
Transformadores de medida y protección. (Bases Administrativas
CON-025-2012/SNPP).
3.1.2.- DATOS SOBRE SUBESTACIÓN COBRIZA I.
La Subestación de transmisión Cobriza I.es de propiedad de SN
POWER, recibe su alimentación a través de la Línea L-2227
proveniente de la Subestación Campo Armiño.
34
FIG. 3.1.2.1 Ubicación geográfica de la
Subestación Cobriza I
FIG. 3.1.2.2 Mapa del SEIN NOV 2013
SET COBRIZA I
35
Tabla 3.1.2 Equipos existentes en la Subestación Cobriza I (Patio de llaves)
CÓDIGO DENOMINACIÓN EQUIPOS CANTIDAD
--- Celda de Transformación
Transformador de Potencia 230//69/10 50/50/16.7MVA Ydy
01
--- Futura celda de transformación.
Transformador de Potencia 230//69/10 50/50/16.7MVA Ydy
01
PT-02 SEC-02 CL-01
Equipos en 10 kV
Transformador de Potencia 10/22.9 kV Seccionadores de barra 10 kV Celda de 10 kV
01 01 01
CL-01 Equipos en 22.9 kV Celda de 22.9 kV 01
3.1.3.- INFORMACIÓN REQUERIDA SOBRE EL SUMINISTRO.
3.1.3.1.- ESPECIFICACIONES TÉCNICAS.
Tabla 3.1.3.1.1
Características requeridas del equipo interruptor (seccionador).
ITEM CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DATO
01 Cantidad. 01
02 Tipo Similar a Tanque muerto.
03 Clase. Exterior, a la intemperie.
04 Número de polos. 03
05 Distancia entre polos. A ser indicada.
06 Sistemas de accionamiento. Mecánico (Trip-Free)
07 Sistemas de extinción de arco A ser indicada.
08
Presiones absolutas aproximadas de SF6. o Normal a 20°C (bar). o Mínima de funcionamiento. alarma (bar). o Bloqueo de funcionamiento (bar).
A ser indicada. A ser indicada. A ser indicada.
09 Circuitos de disparo. Dos sistemas independientes
10 Terminales. De cobre con platina estándar NEMA, con 04 agujero.
11
Aisladores. o Material o Color. o Línea de fuga mínima.
A ser indicada. A ser indicada. 6930 mm
36
Tabla 3.1.3.1.2
Parámetros eléctricos del Interruptor (seccionador)
ITEM CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DATO
01 Frecuencia nominal. 60 Hz
02 Tensiones: o Nominal. o De operación. o De prueba. o De prueba a impulso, con onda
normalizada 1.2/50 µs
245 kV 230 kV (a 2400 msnm). 460 kV rms 950 kV pico
03 Corrientes: o Nominal. o Nominal de interrupción de cortocircuito.
Componente alterna. Componente directa.
o Térmica de corta duración. o De conexión a cortocircuito.
600A A ser indicada. A ser indicada. A ser indicada. 32 kA pico
04 Duración de cortocircuito. A ser indicada.
05 Factor de primer polo. A ser indicada.
06 Ciclo de funcionamiento. A ser indicada.
07 Tiempo de conexión. A ser indicada.
08 Tiempo total de desconexión. A ser indicada.
09 Tensión de control y maniobra. 125 VDC
10 Tensión auxiliar para calefacción. 220 VAC, 60 Hz
11 o Contactos auxiliares: Número de contactos. Capacidad de contactos.
o Mecanismo de accionamiento.
12 NA, 12 NC 10 A, 125 VDC A resortes
Tabla 3.1.3.1.3 Parámetros eléctricos requeridos
del transformador de tensión
ITEM MEDICIÓN PROTECCIÓN
En bornes de 230 Kv (R, S, T).
o Clase de aislamiento
245 kV 245 kV
o Número de núcleos. 1 1
o Clase de precisión. 0.2 0.2
o Potencia. 20 VA 20 VA
o Relación. 230/1.73÷0.115/1.73 kV 230/1.73÷0.115/1.73 kV
37
Tabla 3.1.3.1.4 Parámetros eléctricos requeridos
del transformador de corriente
ITEM MEDICIÓN PROTECCIÓN
En bornes de 230 Kv (R, S, T).
o Clase de aislamiento
245 kV 245 kV
o Número de núcleos. 1 1
o Clase de precisión. 0.2 0.2
o Potencia. 20 VA 20 VA
o Relación. 30-50/5 800-1200-1500/5
3.1.3.2.- CONDICIONES DE OPERACIÓN
Tabla 3.1.3.2 Condiciones de operación de los equipos
ITEM PARÁMETROS. DATO
01 Altitud 2400 m.s.n.m.
02 Instalación Exterior
03 Humedad Relativa: o Máxima. o Mínima.
90% 50%
04 Temperatura ambiente: o Máxima. o Mínima.
40% -10%
05
Condiciones Sísmicas: o Aceleración horizontal. o Aceleración vertical. o Frecuencia.
0.5 g 0.3 g 0-10 Hz
06 Contaminación ambiental Mediana contaminación
38
3.1.3.3.- RUTAS DE ACCESO – FACILIDADES TÉCNICAS.
3.2.- DISEÑO DE INGENIERÍA.
3.2.1.- BASES DE CÁLCULO.
El proyecto se elaboró tomando como referencia las normas indicadas
en la base teórica en Normas Legales.
FIG. 3.1.3.3.1 Terreno en ciertos
tramos abrupto, trocha con elevada
pendiente.
FIG. 3.1.3.3.2 Presencia de cables de Alta tensión (220 kV). Altura máxima para vehículos 3 m
39
3.2.2.- ESQUEMA UNIFILAR.
FIG. 3.2.2 Disposición de los
equipos en la subestación
40
3.2.3.- CÁLCULOS ELÉCTRICOS.
3.2.3.1.- NIVEL DE AISLAMIENTO.
Efectos de altitud.- Según la Publicación IEC N° 71-A, el
factor de corrección de incremento de la tensión de diseño
de los equipos es de 1.25%, por cada100 metros de
exceso a partir de los 1000 m.s.n.m. En nuestro caso
usaremos la fórmula.
(
)
(
)
La subestación Cobriza I está ubicada a 2400 m.s.n.m. a
Según la Norma DIN EN 60071-1 (Ver anexo 03 pág. 56)
la tabla de tensiones soportadas estandarizadas para 245
kV, posee un rango mínimo de 850 kV BILL, por lo tanto.
(Rango máximo).
Según la tabla 3.2.4.2 sobre las características eléctricas
requeridas del interruptor se solicita un valor de 950
kVBIL, se selecciona un valor superior 1050kVBIL
Efectos por contaminación ambiental.- El grado de
polución es de baja contaminación, no se usará factores
de corrección.
3.2.3.2.- CÁLCULO DE LA CORRIENTE.
DEL INTERRUPTOR Y DEL SECCIONADOR.
41
√
DEVANADO CAPACIDAD
MVA VOLTAJE
KV CORRIENTE
A
PRIMARIO P 50.0 220 164.02
SECUNDARIO S 50.0 69 522.96
TERCIARIO T 16.7 10 1205.22
En donde la suma de potencias S es Fasorial
Sp + Ss + St = 0
PARA EL INTERRUPTOR
( ) ( )
Ver pág. 60 - 61 – Catálogo de Interruptores HVB
La selección de 2000A obedece a las siguientes razones:
- Los interruptores de la marca HVB de la serie HS (con gas
SF6) vienen de fábrica con valores de 2000A, 3000A, 4000A,
debido a la demanda de estos equipos en otros países
industrializados y la normalización de estos valores. El
mismo criterio con el valor de 40kA, 50kA 63kA (Corrientes
de corto circuito).
- Su fabricación en serie abarata su costo.
- En nuestro país el consumo de corriente es bajo, por lo que
fabricar uno acorde a nuestra realidad elevaría el precio del
producto.
42
- El poder de corte de ruptura son datos propios de cada
subestación y son proporcionados por la empresa eléctrica
que solicita equipos de potencia. De todas formas su cálculo
es llevado a cabo por especialistas (Ver norma EN 60865).
Entre los métodos de cálculo tenemos el de la impedancia,
composición, convencional y simplificado.
- El valor del BIL del sistema son tensiones internacionales
estandarizadas según Norma DIN EN 60071 - 1
Ver anexo 03 pág. 56
3.2.3.3.- CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO.
Se seleccionará una Icc de 50 kA (De acuerdo a lo
solicitado por la empresa contratante). Ver Anexo 06
equipos HVB.
3.2.3.4.- ALTURA DE LOS EQUIPOS (partes energizadas)
Sobre el nivel del suelo y/o la barra.
Donde Um es la tensión máxima
43
3.2.3.5.- TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTACIÓN
Según requerimiento se usarán equipos con clase de
precisión 02, tanto para el circuito de medición como el de
protección. (Ver anexo 04)
3.2.4.- EQUIPOS SELECIONADOS DE ACUERDO AL REPLANTEO.
La selección de equipos fue verificada y aprobada por la empresa que
requería el suministro (SN POWER)
Tabla 3.2.4.1 CONDICIONES AMBIENTALES
DESCRIPCIÓN UNID REQUERIDO GARANTIZADO
Altura sobre el nivel del mar. m 2400 2400
Instalación (interior o exterior). Exterior Exterior
Humedad relativa o Máxima. o Mínima.
% %
90 50
90 50
Temperatura ambiente o Máxima. o Mínima.
°C °C
40 -10
40 -10
Tropicalización. Clima Templado Clima Templado
Condiciones Sísmicas. o Aceleración horizontal. o Aceleración vertical. o Frecuencia.
g g Hz
0,5 0,3 0-10
0,5 0,3 0-10
Grado de polución Mediana contaminación
Mediana contaminación
44
Tabla 3.2.4.2 CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
DESCRIPCIÓN UNID REQUERIDO GARANTIZADO
Frecuencia industrial Hz 60 60
Tensiones o Nominal. o De operación a 2400 msnm. o Factor de variación de voltaje
nominal (k). o De prueba a 60 Hz, 60 s o De impulso con onda
sincronizada de 1.2/50 us
kV Kv Kv Kv pico
245 230 Indicar 460 950
245 230 1 460 1050
Corrientes o Nominal. o Nominal de interrupción de
cortocircuito a tensión nominal. - Componente alterna. - Componente continúa.
o Corriente térmica de corta duración (3 s)
o Corriente dinámica. o Corriente de conexión en
corto circuito.
A kA % kA kA kA pico
600 A ser indicada. A ser indicada. A ser indicada. A ser indicada. 32
3000 De acuerdo a Norma. 40 100 32
Tiempo total de desconexión. ms ≤ 60 ≤ 60
Tiempo de conexión. ms ≤ 80 ≤ 80
Ciclo de funcionamiento. A ser indicada. O-0.3s-CO-3min-CO
Tensión de control y maniobra. VDC 125 125
Límites de la tensión de control y maniobra.
VDC
90-140
90-140
Tensión auxiliar para calefacción a 60 Hz.
220
220
Contactos auxiliares. VAC 12NA – 12NC 12NA – 12NC
3.2.5.- DISPOSICIÓN DE LOS EQUIPOS EN LA BAHÍA.
- Seccionador de barra marca SDEM 245 kV.
- Soporte Porta barras.
- Interruptor de Potencia de Tanque muerto marca HVB 245 kV.
- Transformador de Potencia 220/69/10 Kv – 50/50/16.7 MVA
FIG. 3.2.5 Plano de perfil de planta
Seccionador Porta barras Interruptor Transformador de barra
3.3.- MONTAJE ELECTROMECÁNICO.
3.3.1.- MONTAJE DEL INTERRUPTOR. (Ver anexo 09)
Previa charla de seguridad, delimitación de área de trabajo.
Aterramiento del camión grúa. Se deben realizar las siguientes
actividades.
Control Mecánico.
- Control de datos de placa del equipo según protocolo de fábrica.
- Control de calidad de los equipos de izaje: Grúa, eslingas, estrobos.
- Control de montaje, conexión y fijación del interruptor
- Control del equipamiento de la caja de control y mando eléctrico.
- Puesta a tierra.
- Control de la presión de gas SF 6 de fábrica.
Pruebas Eléctricas
- Verificación de operaciones de apertura y cierre con cada uno de
los tipos de mando previsto y del correcto funcionamiento de los
contadores de maniobras.
- Verificación del ciclo de operación y del indicador de posición.
- Verificación del cierre y la apertura simultánea de los contactos.
- Revisión de la tensión mínima de operación de la bobina de
disparo.
- Verificación por simulación las protecciones, recierres, alarmas y
señalizaciones.
- Verificación de los bloqueos de operación para posiciones
irregulares del equipo y el sistema de bloqueos por mando eléctrico.
- Medición de factor de potencia y capacitancia.
- Medición de resistencia de contactos.
- Medición de resistencia de aislamiento.
46
47
- Medición de tiempos de operación y discrepancia entre polos,
desplazamiento y velocidad de contactos.
- Prueba a los transformadores de corriente.
o Saturación
o Relación de transformación y polaridad.
o Resistencia de bobinados.
o Resistencia de aislamiento
- Comprobación de ausencia de fuga de gas
3.3.2.- MONTAJE DEL SECCIONADOR. (Ver anexo 08)
Control mecánico.
- Verificación del número y ubicación de los seccionadores.
- Control de los datos de placa según protocolo de fábrica.
- Control de montaje conexiones de líneas y puesta a tierra.
Control del mecanismo de accionamiento.
- Control del bloqueo mecánico en los grupos de seccionadores de
línea y de tierra.
Pruebas eléctricas.
- Operaciones de apertura y cierre con cada uno de los equipos.
FIG. 3.3.1 Interruptor de tanque muerto instalado en
la SET Cobriza I Marca HVB
48
- Verificación de los enclavamientos y de la indicación de posición en
los tableros, si las hay.
- Verificación el cierre y apertura simultánea de los contactos.
- Realización de pruebas de medición de aislamiento con megómetro
de tensión no menor de 2,500 V c.c. para equipos con tensión hasta
30 kV, y 5,000 V c.c. para equipos con tensión mayor de 30 kV,
aplicándola entre cada fase y masa, y fases entre sí.
3.3.3.- CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.
Considerando solamente las actividades propias de montaje y
puesta en servicio de equipos, esto se realizó en 02 etapas:
DEL SECCIONADOR.
Se realizó entre los días11 al 17 de mayo del 2013.
DÍAS ACTIVIDADES
Día Sábado 11 Traslado de equipo a Campo Armiño-Cobriza I
Día Lunes 13 Recepción de equipo en la SET Cobriza I
Día Martes 14 Inicio del montaje del Seccionador.
Día Miércoles 15 Montaje de Seccionador
Día Jueves 16 Pruebas mecánicas.
Día Viernes 17 Documentación final. Traslado a Lima.
FIG. 3.3.2 Seccionador de
columnas giratorias con apertura lateral
instalado en la SET Cobriza I Marca SDCEM
49
DEL INTERRUPTOR.
Entre los días 02 al 09 de setiembre del 2013
DÍAS ACTIVIDADES
Día Lunes 02 Viaje de La Oroya a Cobriza I
Día Martes 03 Desmontaje de interruptor en 220 kV ( a partir de las 08 horas)
Día Miércoles 04 Desmontaje de interruptor
Día Jueves 05 Montaje de nuevo interruptor
Día Viernes 06 Montaje de nuevo interruptor
Día Sábado 07 Llenado de gas SF6 y verificación de hermeticidad
Día Domingo 08 Pruebas de apertura, cierre, bloqueos
Día Lunes 09 Pruebas eléctricas, pruebas de relación de transformación, pruebas de simultaneidad, resistencia de contactos; pruebas de las protecciones.
NOTA:
La selección de un equipo de potencia condiciona el uso de la grúa.
Es necesario verificar su capacidad de carga, la calidad de los
estrobos y las eslingas.
FIG. 3.3.3 Datos técnicos de la
grúa usada en el montaje. Longitud y carga a maniobrar.
50
3.3.4.- RESULTADOS DE PRUEBAS A LOS EQUIPOS.
DEL SECCIONADOR
INFORMACIÓN DEL SERVICIO
Cliente SN POWER PERU
Servicio PRUEBAS ELÉCTRICAS EN SECCIONADOR - SE COBRIZA I
EQUIPO
Tipo / TAG: Seccionador / Divercity Tensión: 245 kV
Marca / Modelo:
SDCEM / Corriente
: -A
Serie: 00021576-1-000001 Frecuen
cia: 60 Hz
Año de Fab.: 2012
EQUIPO DE PRUEBA
ID Maleta de Pruebas Primarias Megohmetro
Marca / Modelo OMICROM / CPC100 Megabras / MD5060x
Serie MC686T OI9073H
PRUEBAS
Resistencia de Contactos
Fecha: 27/05/2013
Norma: IEC 62271
Evaluación: Conforme
Resistencia de Aislamiento
Fecha: 27/05/2013
Norma: IEC 60480
Evaluación: Conforme
OPERADOR REVISADO
Nombre: Jean Suclupe Nombre:
Fechas de Ejecución:
27/05/2013 Fecha:
Firma:
Firma:
51
DEL INTERRUPTOR
INFORMACIÓN DEL SERVICIO
Cliente SN POWER PERU
Servicio PRUEBAS ELÉCTRICAS EN INTERRUPTOR - SE COBRIZA I
EQUIPO
Tipo / TAG: Interruptor / - Tensión: 240 kV
Marca / Modelo: HITACHI/ HS 245 A50 Corriente: -A
Serie: HS245A5A2074-201 Frecuencia: 60 Hz
Año de Fab.: 2012
EQUIPO DE PRUEBA
ID Maleta de Pruebas Primarias
Módulo de Pruebas de Aislamiento
Megohmetro Analizador de Interruptores
Marca / Modelo
OMICROM / CPC100
OMICROM / CPTD1
Megabras / MD5060x
DOBLE / TDR900
Serie MC686T JB088R OI9073H 091200562
PRUEBAS
Simultaneidad de Contactos
Fecha: 27/05/2013
Norma: Recomendaciones de Fabrica
Evaluación: Conforme
Resistencia de Contactos
Fecha: 27/03/2013
Norma: IEC 62271 / Recomendaciones de Fabrica
Evaluación: Conforme
Factor de Potencia
Fecha: 26/05/2013
Norma: Doble Engineering
Evaluación: Conforme
Resistencia de Aislamiento
Fecha: 27/03/2013
Norma: IEC 60480
Evaluación: Conforme
Transformadores de Corriente (Saturación, Relación de Transformación y Polaridad, Resistencia Óhmica de Bobinados, Resistencia de Aislamiento de Bobinados).
Fecha: 27/03/2013
Norma: IEC
Evaluación: Conforme
OPERADOR REVISADO
Nombre: Jean Suclupe Nombre:
Fechas de Ejecución:
26/03/2013, 27/03/2013 Fecha:
FIRMA FIRMA
52
CONCLUSIONES
1. Con el montaje electromecánico de un interruptor y un seccionador de
potencia se completó una nueva bahía de transformación en la
Subestación Cobriza I. Se amplió la capacidad de la subestación, para
abastecer a nuevos usuarios y garantizar la entrega de energía a los
poblados aledaños.
2. Los criterios para seleccionar equipos de potencia en base a
requerimientos del cliente y lo seleccionado, necesariamente deben
cumplir con la Norma DGE y el CNE. La altura y las condiciones
atmosféricas influyen en esta selección. El fabricante del equipo
garantiza la idoneidad de su producto con pruebas hechas en laboratorio.
3. La selección de los equipos de potencia obedece al diseño, como las
facilidades técnicas de montaje e instalación.
53
RECOMENDACIONES
1. Se recomienda tener en cuenta el presente trabajo para futuras
ampliaciones de Subestaciones.
2. Realizar Proyectos de Montaje Electromecánicos acorde a Normas para los
casos en donde se necesita ampliar las capacidades de una Subestación.
3. Seleccionar equipos en base no sólo a diseño, sino también en base a las
facilidades técnicas existentes en el lugar.
54
BIBLIOGRAFÍA
HARPER, E.(2008).Elementos de Protección de Sistemas Eléctricos- Teoría y
Práctica.ISBN-13:978-607-5-00014-5, editorial Limusa, México, 450pp.
HARPER, E.(2005).Sistemas de Transmisión y distribución de potencia eléctrica.
ISBN 968-18-6715-7, editorial Limusa, México, 632pp.
MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS(2007). Código Nacional de Electricidad,
Normas de Suministro, Normas de utilización. Ley N° 26905, DS N°017-98-
ED, editorial Megabyte, 695pp.
MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS, DIRECCIÓN GENERAL DE
ELECTRICIDAD (2003). Norma DGE Especificaciones Técnicas de Montaje
Electromecánico de Subestaciones de Electrificación Rural. 49pp
VASSALLO, G. (2007). Subestación Eléctrica Transportale 10MVA, 69/7.2 kV,
Southern Perú – Cuajone. Tesis de grado de la Universidad Nacional de
Ingeniería. Perú. 64pp
LINARES, J. (2009). Diseño de Subestaciones de media Tensión. Proyecto de
Grado para optar el título de Ingeniero Electricista de la Universidad
Autónoma de Occidente. Santiago de Cali. 80pp
55
ANEXOS
ANEXO.1. MATRIZ DE CONSISTENCIA.
ANEXO.2. NORMA DGE TERMINOLOGÍA EN ELECTRICIDAD
ANEXO.3. TENSIONES SOPORTADAS ESTANDARIZADAS
ANEXO.4. NIVEL DE AISLAMIENTO DEL SISTEMA
ANEXO.5. MAPA ISOCERÁUNICO DEL PERÚ.
ANEXO.6. CLASES DE PRECISIÓN PARA TRANSFORMADORES DE
INSNTRUMENTACIÓN.
ANEXO.7. DIMENSIONES DEL SECCIONADOR DE POTENCIA.
ANEXO.8. DIMENSIONES DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA
ANEXO.9. PLACA DE CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS.
ANEXO.10. DATOS DEL PERSONAL MONTAJISTA.
ANEXO.11. PRESUPUESTO.
ANEXO.12. FOTOS DEL MONTAJE DEL SECCIONADOR.
ANEXO.13. FOTOS DEL MONTAJE DEL INTERRUPTOR.
56
Anexo 01
MATRIZ DE CONSISTENCIA
57
ANEXO 02 NORMA DGE–TERMINOLOGIA EN ELECTRICIDAD
58
ANEXO 03 TENSIONES SOPORTADAS ESTANDARIZADAS
NORMAS DIN EN 60071-1 (VDE 0111 PART 1)
59
ANEXO 04
NIVEL DE AISLAMIENTO DEL SISTEMA.
DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD
60
ANEXO 05
61
ANEXO 06
CLASE DE PRECISIÓN PARA TRANSFORMADORES
DE INSTRUMENTACIÓN SEGÚN NORMA IEC
TRANSFORMADORES DE CORRIENTE
DE MEDIDA
DE PROTECCIÓN
TRANSFORMADORES DE TENSIÓN
DE MEDIDA
DE PROTECCIÓN
62
ANEXO 07
DIMENSIONES DEL SECCIONADOR DE POTENCIA.
MARCA SDCEM
63
ANEXO 08
DIMENSIONES DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA.
MARCA HVB
DATOS DEL EQUIPO INTERRUPTOR MARCA HVB
64
ANEXO 08
65
ANEXO 09
PLACA DE CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS
PLACA DEL INTERRUPTOR
SECCIONADOR DE POTENCIA
Datos técnicos del Seccionador SDCEM
66
ANEXO 10
RELACIÓN DE PERSONAL PRESENTE EN EL MONTAJE ELECTROMECÁNICO
67
ANEXO 11
PRESUPUESTO
68
ANEXO 12
FOTOS DEL MONTAJE DEL SECCIONADOR SDCEM
Foto 12.1 Charlas de seguridad realizada por personal de
SN POWER y ELECTROWERKE
Foto 12.2 Inicio de actividades. En esta parte se debe verificar el
correcto montaje de cada pieza que compone la estructura
69
Foto 12.3 En esta parte se debe verificar el armado correcto de los soportes aislados
Foto 12.4 En esta parte se debe verificar que la grúa esté aterrada,
antes de toda actividad y verificación de calidad de los equipos y eslingas
70
Foto 12.5 En esta parte se procede al ajuste de todas las piezas y
las pruebas mecánicas de apertura y cierre
Foto 12.6 En esta parte se procede a la revisión final del equipo instalado
71
ANEXO 13
FOTOS DEL MONTAJE DEL INTERRUPTOR HVB
Foto 13.1 Charlas de seguridad realizada por personal de
SN POWER y ELECTROWERKE
Foto 13.2
Montaje y nivelación de la estructura de soporte
72
Foto 13.3 Traslado del interruptor de Potencia HVB
Foto 13.4 traslado del interruptor hacia la estructura base.
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Foto 13.5 Izare del interruptor sobre la estructura base.
Foto 13.6 Colocación de la base del interruptor
sobre la estructura
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Foto 13.6 Colocación final de los bushings del interruptor.
