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8/10/2019 Interruptor de Potencia - Presentacion
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MAGISTER EN INGENIERIA ELECTRICA
CURSO
PROTECCIONES EN REDES ELECTRICAS
TEMA
INTERRUPTOR DE POTENCIA COMO ELEMENTO DE PROTECCION
PROFESOR: Dr. HORACIO DIAZ ROJAS
PONENTES:
CARLOS ARAMBURU POLO
NICO DAVALOS GARCIA
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Contenido
TEORIA
DISEOAPLICACIONESNORMAS
PRUEBASMEDICION DE DESPLAZAMIENTO
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En la operacin exitosa de un sistema depotencia tiene una fundamental importancia
los interruptores ya que son ellos los queminimizan los efectos perjudiciales de unafalla en el sistema.
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Que es un interruptor?
Elemento usado para aperturar/cerrarcircuitos elctricos
Conductor Ideal en Posicin Cerrado
Aislador Ideal en Posicin Abierto
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Porque usar interruptores?
Operacin con Corriente de Falla
Evento No Planeado
Interrupcin de altas corrientes de fallade diferente factor de potencia
Respuesta rpida
Operacin en condiciones normales detrabajo
Eventos Planeados
Para Mantenimiento
Con Carga Nominal
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Todo interruptor de potencia estconformada por 3 partes:
- SF6
- Aceite dielctrico
- Aire comprimido
- Soplo magntico
CAMARA DE RUPTURA
MECANISMO DE ACCIONAMIENTO
- Hidrulico-Neumtic-Mecnico (resortes)
GABINETE DE MANDO
- Circuito alimentacin al motor- Circuito apertura- Circuito de cierre- Circuito de posicin y sealizacin- Circuito control y bloques
- Calefaccin e iluminacin
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Interruptor: PrincipalesComponentes
Interruptor
ABIERTO
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Operacin Tripolar versus Unipolar
Operacin TripolarAccionamiento Comn
Resorte Mecnicamente
Conectado
Operacin UnipolarAccionamiento Independiente
ResorteElectricamente
Conectado
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Interruptores Tanque Vivo vs Tanque Muerto
TanqueVivo
TanqueMuerto
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Cmara de extincin de arco
Es la parte primordial de cualquier interruptor,
en donde al abrir los contactos se transformaen calor la energa que circula por el circuito.
Dichas cmaras deben soportar los esfuerzoselectrodinmicos y dielctricos que se producen
en las corrientes de corto circuito
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Cmara de extincin de arco
Altas temperaturas debido al plasmacreado por el arco
Altas presiones debido a la altatemperatura del plasma
Flujos turbulentos de gas
Masas metlicas en movimiento(contacto mvil)
Esfuerzos mecnicos debido a lascorrientes de corto circuito
Esfuerzos dielctricos debido a latensin de restablecimiento
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Requerimientos Generales paraInterrupcin
Debe cumplir con los Requerimientosde Interrupcion Trmica
Interrupcin al Paso porCerode la corriente
Soportar los Esfuerzos Dielctricosdurante la Interrupcin
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Cmara de extincin de arco
Altas temperaturas debido al plasmacreado por el arco
Altas presiones debido a la altatemperatura del plasma
Flujos turbulentos de gas
Masas metlicas en movimiento(contacto mvil)
Esfuerzos mecnicos debido a lascorrientes de corto circuito
Esfuerzos dielctricos debido a latensin de restablecimiento
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Requerimientos Generales paraInterrupcin
Debe cumplir con los Requerimientosde Interrupcion Trmica
Interrupcin al Paso porCerode la corriente
Soportar los Esfuerzos Dielctricosdurante la Interrupcin
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CARACTERISTICAS GENERALES DELOS INTERRUPTORES
Segn la norma ANSI C37.10 uninterruptor debe tener definido lassiguientes caractersticas:Tensin Nominal:Corriente Nominal:
Frecuencia:Capacidad de apertura simtricaCapacidad de apertura AsimtricaCapacidad de cierre:Corriente de corto tiempo .Corriente defalla en kA de 3 seg sin producir dao
Ciclo de operacin del interruptor: ejem:O,0.3sC,O,3MIN,CO .BIL que soporta el interruptorTiempo de cierre y aperturaTensin de restablecimiento
Periodo Sub Transitorio: 0-20 msPeriodo Transitorio: 21-100 ms
Periodo de regimenpermanente:>100 ms
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OPERACIN DE LOS INTERRUPTORES
SOBRE TENSIONES DE MANIOBRA
Las sobretensiones internasse forman comoconsecuencia de lasoscilaciones entre lasenergas de los campos
magntico y elctricoproducidas por un arcointermitente, es decir arcosque se apagan al pasar lacorriente alterna por cero,pero se vuelven a encendercuando la sinusoide de latensin toma mayoresvalores.
La frecuencia de lassobretensiones internas estadefinida por la frecuencia natural
del sistema
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OPERACIN DE LOS INTERRUPTORES
CONEXIN DE BANCOS DE CAPACITORES
Momento de conexinOptimizado con rele desincronismo por polo
Momento de conexin nooptimizadot
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OPERACIN DE LOS INTERRUPTORES
DESCONEXIN DE REACTORES
En la apertura del interruptor sepresenta sobretensiones cuya formaaproximada se muestra;Al no pasar la corriente por su ceronatural se produce un corte brusco quese denomina (currentchopping).
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OPERACIN DE LOS INTERRUPTORES
DESCONEXIN DE REACTORES
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OPERACIN DE LOS INTERRUPTORES
USO DE RELES DE SINCRONISMO POR POLO
Apertura de un reactor
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OPERACIN DE LOS INTERRUPTORES
REENCENDIDO DEL ARCO
Mal dimensionamiento
Falla en los contactos principales
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MANTENIMIENTO DE INTERRUPTORES
MEDICION DE DESPLAZAMIENTO Y AMORTIGUACION
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MANTENIMIENTO DE INTERRUPTORES
MEDICION DE TIEMPOS DE OPERACION
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MANTENIMIENTO DE INTERRUPTORES
MEDICION DE DESPLAZAMIENTO Y AMORTIGUACION
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MANTENIMIENTO DE INTERRUPTORES
MEDICION DE DESPLAZAMIENTO Y AMORTIGUACION
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MANTENIMIENTO DE INTERRUPTORES
MEDICION DE DESPLAZAMIENTO Y AMORTIGUACION
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MANTENIMIENTO DE INTERRUPTORES
MEDICION DE RESISTENCIA ESTATICA Y DINAM ICA
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MECANISMOS DE OPERACIN
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MECANISMOS DE OPERACIN
Energa deTransmisin
Liberacin
de Energa
Almacenam.
de Energa
Carga de
EnergaControl&
Signaling MANDO MOTOR
Un motor digitalmente controlado mueve loscontactos del Interruptor
Ventajas:
Solo tiene una parte mvil Desplazamiento ptimo de los Contactos Robusto Sistema Modular Monitoreo Continuo Operacin Silenciosa
Reducidos requerimientos de Energa
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Principio Auto-pufferABB: Baja Corriente
CerradoSeparacinContactos Arco Interrupcin Cerrado
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Principio Auto-pufferABB: Alta Corriente
Separacin
ContactosArco
SeparacinVolumtrica
Interrupcin Cerrado
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TIPOS DE INTERRUPTORES
El tipo de interruptor estdeterminado por el mtodo paradesionizar y cortar la corriente ypor la capacidad del dielctrico
para resistir el voltaje transitorioque aparece en el momento de laapertura.
SF6Aceite,Vaco.Ruptura en aire,Soplo de aire o magntico
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Interruptores en aceite
Interruptor tipo autosoplado dePequeo y gran volumen deaceite
VENTAJASProductor de hidrgeno el cual ayuda a laextincin del arco.Buen Aislante trmico y elctrico.Mayor rigidez dielctrica.
DESVENTAJASEl aceite es inflamableContaminacin con partculas decarbn.
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Interruptores en pequeos volmenes de
aceite
Interruptor abierto CierreInterrupcin de pequeas corrientes
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INTERRUPTORES EN VACIO
Los interruptores al vaciutilizan como medio deextincin del arco un vacioen el cual no se puedeformar un plasma debido a
la ausencia de los tomosque se requiere para laionizacion.
Al abrir los contactosdentro de la cmara devaco no se produceionizacion y por lo tanto noes necesario el soplado dearco ya que este seextingue prcticamente alpaso por cero despus delprimer ciclo
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VENTAJAS Tasa de recuperacindielctrica elevada que
permite desconectar fallasseveras
No se ve afectado por el tipode corriente que desconectao las variaciones por lo que
es til por ejemplo parabancos de capacitores Larga vida til sin
mantenimiento
DESVENTAJAS:
Si pierde el vaco seconvierte en un elementopeligroso
Debido a su rapidez producegrandes sobre tensionesentre sus contactos y estosemiten ligeras radiaciones
de rayos X.
INTERRUPTORES EN VACIO
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INTERRUPTORES EN VACIO
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GAS SF6Propiedades Qumicas:El Sf6 es un gas estable, transparente, inodoro e inspido, no txico y no inflamable e inactivo, El
empleo de SF6 no es peligroso, en tanto el aire inhalado contenga suficiente oxgeno..Existe descomposicin del SF6 cuando es sometido al arco elctrico, formado fluoruros de azufre yotras molculas que no logran recombinarse con el gas, estos son absorbidos por un tapiz molecularo filtro a fin de mantener su pureza.
Propiedades Fsicas:Es 5 GAS SF6eces mas pesado que el aire, es inodoro, incoloro e incombustible este gas pasa de lafase solida a la gaseosa y no existe una forma liquida sino a presion.
Propiedades dielectricas:El SF6 tiene una rigidez dielectrica mayor que el aire, el cual se debe a su carcter electronegativo
Ventajas de sus propiedades dielectricas:Los dielectricos solidos, por accion de las descargas electricas pueden ser daadossuperficialmente como en su masa, el SF6 no sufre alteraciones apreciables debido a suespontanea autoregeneracion.
El SF6 denota una variacion lineal al aumentar la presion del gas ( a mayor presion mayorrigidez dielectrica)Su comportamiento a las tensiones de impulso y tension de descarga es mayor que la delaceite.
PROPIEDADES EXTINTORAS:El SF6 es un gas electronegativo, de tal manera que el arco electrico en el interruptor sedesioniza rapidamente, es 10 veces superior al aire a la misma presion, esto permite aumentar
la potencia de ruptura de cada polo
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GRACIAS