DIAGNÓSTICO A INTERRUPTORES DE POTENCIA
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INSTI TUTO TECNOLÓGICO DE OAXACADIVIS I ÓN DE ESTUDI OS PROFESIONALES
MEMORIA DE EXPERI ENCI A PROFESIONAL
QUE PARA OBTENER EL T Í TULO DE:INGENIERO ELÉCTRICO
PRESENTA:MARCO ANTONIO VICENTE J IMÉNEZ
OAXACA DE JUAREZ MARZO DE 2010
DIAGNÓSTICO A INTERRUPTORES DE POTENCIA
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INTRODUCCIÓN
CAPITULO 1: Interruptor de potencia.
CAPITULO 2: Pruebas de diagnóstico a interruptores de potencia.
CAPITULO 3: Diagnóstico de un interruptor de potencia de 115 KV.
CAPITULO 4: Cambio de un interruptor de potencia de 115 KV.
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JUSTIFICACIÓN
Debido al continuo crecimiento de la industria, en la actualidad es de vital importancia contar con sistemas eléctricos confiables para asegurar la calidad y productividad de las empresas, ya que un paro no programado debido a una falla en el sistema eléctrico afecta directamente su economía por su influencia en la calidad y el costo del producto final. Por lo que es importante contar con el diagnóstico oportuno del estado en que se encuentran los equipos eléctricos.
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OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES:1) Diagnóstico de un interruptor de potencia.2) Interpretación de resultados de las pruebas
eléctricas.3) Detectar fallas incipientes.4) Asegurar el funcionamiento del interruptor.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:5) Diagnóstico de un interruptor de potencia de
115 KV.6) Garantizar la confiabilidad del sistema
eléctrico.7) Desarrollo del proceso de instalación de un
interruptor de potencia de 115 KV.
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INTERRUPTOR DE POTENCIA
Equipo de protección e interconexión entre una planta industrial y CFE, su función es interrumpir y/o establecer la conducción de la corriente eléctrica.
a) Bajo cargab) Libranza programada
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ESPECIFICACIONES
Los valores nominales de los interruptores de potencia son definidos por las normas IEC, ANSI y NMX.
Voltaje 34.5, 69, 115, 138, 161, 230, 400 KV
Frecuencia60 Hz
Corriente1250, 1600, 2000, 2500, 3150 A
Capacidad interruptiva20-31.5-40 kA
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CONDICIONES DE SERVICIO
Puesta a tierraTemperatura (-25°C a +40°C)Altitud (1000 msnm)
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COMPONENTES PRINCIPALES
a) Cámara de interrupciónb) Mecanismo de operaciónc) Control
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CLASIFICACIÓN
Por el medio de extinción del arcoPor el tipo del mecanismo de operaciónPor la ubicación de las cámaras de
extinción del arco
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POR EL MEDIO DE EXTINCIÓN DEL ARCO
En aceiteNeumáticosEn vacíoEn SF6
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POR EL TIPO DEL MECANISMO DE OPERACIÓN
De resorte
Neumático
Hidráulico
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POR LA UBICACIÓN DE LAS CÁMARAS DE EXTINCIÓN DEL ARCO
De tanque muerto
De tanque vivo
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PRUEBAS ELÉCTRICAS A INTERRUPTORES DE POTENCIA
Pruebas de fábricaPruebas de puesta en
servicioPruebas de diagnóstico
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PRUEBAS ELÉCTRICAS BÁSICAS
Prueba de factor de potencia del aislamiento
Prueba de resistencia de aislamientoPrueba de resistencia de contactosPrueba de tiempo de operación y
simultaneidad de cierre y apertura
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VALORES DE ACEPTACIÓN (1/2)
Factor de potencia (corregido a 20°C)
Resistencia de aislamiento (corregido a 20°C)
EQUIPO UTILIZADO VALORES
MEU -10 mW a +7.5 mW
M2H -0.10 W a + 0.05 W
TIPO DE INTERRUPTOR VALOR MÍNIMO (MEGAOHMS)
Gran volumen de aceite 10,000
Bajo volumen de aceite, circuit switcher, en vacío y en SF6
100,000
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VALORES DE ACEPTACIÓN (2/2)
Resistencia de contactos
Prueba de tiempo de operación y simultaneidad de cierre y apertura.
Fabricante o equipos similaresSimultaneidad: apertura (2 ms) cierre (3 ms)
TIPO DE INTERRUPTOR VALORES PERMITIDOS (MICRO-OHMS)
Gran volumen de aceite 100 - 300
Bajo volumen de aceite, circuit switcher, en vacío y en SF6
30 - 100
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HERRAMIENTAS EN EL DIAGNÓSTICO A INTERRUPTORES DE POTENCIA
Termografía infrarrojaAnálisis del aceite (NMX-J-123-2001-ANCE)Pruebas al SF6
Análisis de vibración
TERMINAL DEALTO VOLTAJE
TERMINAL DE GUARDA
TERMINAL DE TIERRA
CELDA DE PRUEBAPARA ACEITE AISLANTE
LINEA
GUARDA
CELDAMEGGER
T G L
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DIAGNÓSTICO DE UN INTERRUPTOR DE POTENCIA
Datos del interruptor
Marca BBC, Brown Boveri
Tipo ELF 123 nc1ar
Año de fabricación
1982
Voltaje nominal
123 KV
Corriente nominal
2000 A
Capacidad interrupiva
25 KA
Frecuencia 60 Hz
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FACTOR DE POTENCIA DEL AISLAMIENTO
PRUEBA CONEXIONES VOLTAJE APLICADO
MILIAMPERES(mA)
MILIWATTS(mW)
F.P. (%)No. MODO HV LV MEDIDO CORREGIDO
1 GROUND 1 2 10,000 211.5 22.1 1.04 0.722 GROUND 1 E 10,000 122 16.1 1.31 0.913 GROUND 2 E 10,000 117 16.9 1.44 1.04 GROUND 3 4 10,000 224 24.6 1.09 0.765 GROUND 3 E 10,000 122.5 16.9 1.37 0.956 GROUND 4 E 10,000 118.5 16.6 1.40 0.987 GROUND 5 6 10,000 210 22.3 1.06 0.748 GROUND 5 E 10,000 122.5 15.6 1.27 0.889 GROUND 6 E 10,000 117.5 15.8 1.34 0.93
NOTA: Todas las pruebas se realizaron con el interruptor en la posición ABIERTO. Se utilizó el equipo M2H.
28°C – F.C. 0.7
VALORES MÁXIMOS PERMITIDOS:
PÉRDIDAS= 50 mw MáximoFP= 1 %
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RESISTENCIA DE AISLAMIENTO
PRUEBA CONEXIONES VOLTAJE APLICADO
TIEMPO MEGAOHMSNo. L G T MEDIDO CORREGIDO
1 1 - 2 5,000 1 minuto 556,000 889,6002 1 - E 5,000 1 minuto 775,000 1,240,0003 2 - E 5,000 1 minuto 745,000 1,192,0004 3 - 4 5,000 1 minuto 626,000 1,001,6005 3 - E 5,000 1 minuto 840,000 1,344,0006 4 - E 5,000 1 minuto 835,000 1,336,0007 5 - 6 5,000 1 minuto 485,000 776,0008 5 - E 5,000 1 minuto 365,000 584,0009 6 - E 5,000 1 minuto 332,000 531,200
NOTA: Todas las pruebas se deben realizar con el interruptor en la posición ABIERTO.
28°C – F.C. 1.6VALOR MÍNIMO
PERMITIDO:100,000 MEGAOHMS
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RESISTENCIA DE CONTACTOS
PRUEBA CONEXIONES MEDICIÓNNo. C1 P1 C2 P2 FASE MICRO OHMS1 1 1 2 2 A 2002 3 3 4 4 B 403 5 5 6 6 C 100
NOTA: Todas las pruebas se deben realizar con el interruptor en la posición CERRADO.
VALOR PERMITIDO:ENTRE 30 Y 100 MICRO-
OHMS
PRUEBA CONEXIONES MEDICIÓNNo. C1 P1 C2 P2 FASE MICRO OHMS1 1 1 2 2 A 2002 3 3 4 4 B 403 5 5 6 6 C 100
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TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE CIERRE Y APERTURA (1/2)
FASE TIEMPO (ms)
Fase A 60.60Fase B 59.60Fase
C59.60
APERTURA
VALORES DE REFERENCIA
TIEMPO:50 ms
SINCRONISMO:máximo 2 ms
59.60 ms
59.60 ms
60.60 msFASE A
FASE B
FASE C
A
B
C
MARCA: BBC TIPO: ELF123NC1AR ORDEN: APERTURA
50 100 150 200 250 MILISEGUNDOS
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TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE CIERRE Y APERTURA (2/2)
CIERRE
FASE TIEMPO (ms)
Fase A 125.30Fase B 124.30Fase
C124.30
VALORES DE REFERENCIA
TIEMPO:120 ms
SINCRONISMO:máximo 3 ms
124.30 ms
124.30 ms
125.30 msFASE A
FASE B
FASE C
A
B
C
MARCA: BBC TIPO: ELF123NC1AR ORDEN: CIERRE
50 100 150 200 250 300 350 MILISEGUNDOS
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TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE CIERRE Y APERTURA (2/2)
CIERRE
FASE TIEMPO (ms)
Fase A 125.30Fase B 124.30Fase
C124.30
VALORES DE REFERENCIA
TIEMPO:120 ms
SINCRONISMO:máximo 3 ms
REBOTES
124.30 ms
124.30 ms
125.30 msFASE A
FASE B
FASE C
A
B
C
MARCA: BBC TIPO: ELF123NC1AR ORDEN: CIERRE
50 100 150 200 250 300 350 MILISEGUNDOS
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DIAGNÓSTICO DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA
PRUEBA RESULTADO
Factor de potencia Satisfactorio
Resistencia de aislamiento Satisfactorio
Resistencia de contactos Fase A no satisfactorio, Fase C en el límite
Tiempo de operación y simultaneidad de cierre y apertura
Rebotes en fases A y C
Se recomienda reemplazar el interruptor y el cableado de control.
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INTERRUPTOR DE POTENCIA, SIEMENS 3AP1-FG
1) Unidad ruptora.2) Aislador de apoyo.3) Base del interruptor.4) Indicador de posición.5) Unidad motriz.
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LIBERACIÓN DEL EQUIPO
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RETIRO DEL INTERRUPTOR EXISTENTE
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RETIRO DEL INTERRUPTOR EXISTENTE
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RETIRO DEL INTERRUPTOR EXISTENTE
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INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
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INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
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INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
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INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
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INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
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PUESTA A TIERRA DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA
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CARGA DEL INTERRUPTOR CON GAS SF6
1) Botella de gas SF6.
2) Válvula reguladora del reductor de presión.
3) Manómetro.4) Válvula de
seguridad.
W423
PRESIÓN NOMINAL= 0.6 MPa
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REEMPLAZO DEL CABLEADO DE CONTROL
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PRUEBAS ELÉCTRICAS DE PUESTA EN SERVICIO
Datos del interruptor
Marca Siemens
Tipo 3AP1-FG
Año de fabricación
2009
Voltaje nominal
123 KV
Corriente nominal
2000 A
Capacidad interrupiva
40 KA
Frecuencia 60 Hz
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RESULTADOS DE LAS PRUEBAS
PRUEBA VALOR PERMITIDO VALORES OBTENIDOS
Factor de potencia
50 mW / 1 % 8.6 mW/0.84% máximos
Resistencia de aislamiento
100,000 Megaohms mínimo 5,050,000 Megaohms
Resistencia de contactos
30 – 100 micro-ohms 40, 43 y 45 micro-ohms
Tiempo de operación y simultaneidad
APERTURA24 ms ± 2 ms
Simultaneidad:2 ms máximo
CIERRE57 ms ± 6 ms
Simultaneidad:3 ms máximo
23.80 ms (Fases A y C) 23.90 ms (Fase B)
57.20 ms (Fases A y C)57.30 ms (Fase B)
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DIAGNÓSTICO DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA
INSTALADO
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CONCLUSIONES
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN