Probada completamente según la NEMA Pub. MR-20-1958, reafirmada en 1971 y 1975.

Ø Prueba de aislamiento eléctrico.Ø Eficiencia de ConversiónØ Regulación de TensiónØ Temperatura de los elementos en condiciones

nominales.Ø Calculo de la eficiencia (Monofásico y Trifásico).Ø Verificación de los relés, puntos de medición, conectores

y otros.Ø Prueba de curado al 100%.

TEMI RPCRectificador para Protección Catódica.

QUE SON LOS RECTIFICADORES?

Los rectificadores para protección catódica RPC TEMI sonconvertidores estáticos diseñados para suministrar lasnecesidades de tensión y corriente requerido por lossistemas de protección catódica por corriente impresa, loscuales se encargan de prevenir la corrosión o destrucciónsuperficial de las estructuras metálicas atacadaselectrolíticamente por el medio que las rodea. El RPCimprime, a la estructura a proteger (la cual se utiliza comocátodo), una corriente continua contraria a la corrienteproducida por la corrosión, para así anular su efecto, comose observa en la figura 1.

DESCRIPCIÓN GENERAL

Los Rectificadores para Protección Catódica RPC, sonequipos a estado sólido, los cuales operan a salida decorriente nominal y a cualquier tensión correspondiente alajuste de salida sin ocasionar daño alguno al rectificador osus componentes.

Estos equipos proveen las necesidades de tensión ycorriente a los sistemas para protección catódica, el cual esel único método capaz de lograr una reducción oprevención completa del fenómeno de la corrosión. Verfigura 2 y 3.

APLICACIONES

Industria. (Petróleo y gas).

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Ø Diseño para servicio pesado HEAVY DUTY.

Ø Tecnología a silicio, de aprobada prestación en campo.

Ø Operación manual (automática es opcional)

Ø Fácil Mantenimiento.

Ø Para todo tipo de sistemas de corriente impresa.

Ø Amplio rango de VDC e IDC disponible.

Ø Diseño especiales disponibles.

Ø Gabinete de construcción robusta y elegante, con acabado en galvanizado en caliente.

Ø Ajustes y selectores internos para evitar manipulación no autorizada.

Ø Componentes eléctricos, magnéticos y electrónicos holgadamente dimensionados para asegurar larga vida de operación y la confiabilidad.

Ø Pruebas al 100%, con curado a 8 horas.

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+-

Anodo

Pelicula deóxido

metálicaEstructuraCátodo Cátodo

Anodo auxiliar

ic

ip (CorrienteProtectiva)

pi

Ep

Rectificador

ai

Figura 1: Efecto Neutralizante del Rectificador Frente a la Corrosión

SALIDA DC

AJUSTE DE TENSION

FUSIBLE

CONVERTIDOR AC/DC

SALIDA

MEDICION

TRANSFORMADOR

INTERRUPTOR AC

ENTRADA

PARARRAYOS

CONTADORHORARIO

CONECTORBNC

AMPERIMETRO

VOLTIMETRO

VARISTOR

A

V

INTERRUPTOR AC

TRANSFORMADORDE AISLAMIENTO

ESTRUCTURA

CONVERTIDORESTATICO

FUSIBLERAPIDO

FILTRO DE SALIDACON INDUCTOR YCONDENSADOR

VOLTIMETRO V

A

VARISTOR

ENTRADA ALTERNA

+

-

TARJETA ELECTRONICADE CONTROL

SALIDA DC

ANODO+ -

AMPERIMETRO AC

CORRIENTEDE SALIDA

SHUNT

VARISTOR

VARISTOR

Figura 2: Diagrama Unifilar RPC Ajuste por

Barras

Figura 3: Diagrama Unifilar RPC Portatil

Figura 4: Diagrama Unifilar RPC Automático

COMPONENTES DEL RECTIFICADOR

3.1. PROTECCIONES

La protección del rectificador se realiza por medio de varios accesorios:

• INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO• VARISTORES (de alta energía)• FUSIBLES

3.1.1 Interruptor de entrada AC: La entrada AC se protege contrasobrecarga y cortocircuitos por medio de interruptores termomagnéticos decaja moldeada. La capacidad de interrupción de los interruptores es de10KA en 240Vac para la entrada monofásica y de 14KA en 480Vac paraentrada trifásica, los cuales proveen la función de desconexión y conexióndel equipo al suministro AC.

3.1.2 Varistores: Los semiconductores del puente convertidor y losmedidores se protegen de sobretensiones transitorias que puedan provenirdel exterior usando varistores de alta energía a la entrada y salida del RPC

Tales sobretensiones transitorias proveniente mayormente de conmutacióndel sistema de potencia y de efectos directos o indirectos de descargaseléctricas sobre las líneas de transmisión y distribución. Los varistorescomúnmente utilizados en los RPC soportan una corriente máxima de6.500A en una onda de choque unidireccional de 8/20μs.

3.1.3 Fusibles para semiconductores. Los diodos del puente se protegencontra cortocircuitos utilizando fusibles de acción ultra rápida parasemiconductores. Estos fusibles se funden en menos de un cuarto de ciclode la red, impidiendo que las altas corrientes del cortocircuito pasen por lossemiconductores.

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3.2. TRANSFORMADOR

Provee la conversión de potencia del voltaje de la línea de alimentación(monofásica o trifásica) al voltaje requerido por el rectificador en elsecundario, para producir la tensión continua deseada a la salida. Eltransformador provee también el aislamiento necesario para utilizar laestructura como cátodo sin peligro de choque eléctrico.

Los transformadores para los RPC TEMI, están provistos de una pantallaelectrostática que reduce la transferencia de voltaje entre las capacitanciasdel arrollado. De esta manera se aísla en cierto grado al secundario de lastensiones transitorias o del ruido de alta frecuencia que pueda existir en elprimario.

La eficiencia de los transformadores es mayor del 95% y la regulación noexcede al 3% desde un cuarto de la carga a la carga nominal.

Los transformadores de los RPC TEMI cumplen con la prueba de rigidezdieléctrica a 4KV y de doble tensión inducida a 120Hz. El aislamiento, tantodel alambre magneto, como del material utilizado para aislamiento entreprimario y secundario, así como el barniz de impregnación con el cual serecubre el transformador soportan al menos 180ºC. Además la corriente demagnetización no supera el 6% de la corriente nominal.

Figura 7: Fusibles de acción ultra rápida

Figura 6: Varistores

Figura 5: Interruptores

Figura 8: Transformador Monofásico Multitap 20 pasos 1 Entrada

Figura 9: Transformador Trifásico Multitap20 pasos 2 Entrada

3.3. AJUSTE DE TENSION

Las tomas del transformador están formadas por taps bars (tornillos) loscuales conforman un arreglo de 5 pasos para el ajuste grueso y 4 pasospara el ajuste fino.

Los cambios de tensión de salida se efectúan por BARRAS DE COBRE,sujetas a los tap bars, hay 2 barras por cada fase y 1 barra por cada ajuste(grueso o fino). Estas barras están protegidas por una lámina de plexiglass,proporcionando así seguridad para el usuario.

A través de las barras se obtienen 20 pasos diferentes de ajuste, con locual se pueden cambiar muy fácilmente la tensión de salida, para lacirculación de la corriente en el circuito externo que produzca el potencialde protección requerido por la estructura, obteniendo así un rango ampliode salida para cualquier condición de regulación de línea o carga.

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3.4. PUENTE RECTIFICADOR

Los rectificadores son convertidores estáticos de potencia que transformanla corriente alterna de la red de entrada de 60Hz, monofásica o trifásica, enuna corriente directa utilizando semiconductores de silicio, los cualestienen una capacidad de bloqueo de tensión por lo menos de 800V, yse encuentran adosados a disipadores de calor de extrusión de aluminioque permiten mantener la temperatura en la junta del semiconductor pordebajo de 100ºC, para cuando circula la corriente nominal en unambiente de hasta 40ºC para una altura máxima de hasta 1000mts. Sobreel nivel del mar. Los diodos se conectan en puente tanto para laalimentación trifásica como monofásica, para obtener así mayor eficienciade conversión y mejor utilización del transformador.

3.5. INDUCTOR

A fin de obtener mayor eficiencia de rectificación, los RPC, vienen provistosde un INDUCTOR DE ALISAMIENTO como accesorio estándar, en casosmonofásicos. El inductor para trabajo en DC, tiene una inductanciaconstante hasta el máximo valor de corriente a la salida. A este inductortambién se le llama filtro de eficiencia.

El inductor garantiza que la corriente de salida no pase por cero desde lamitad de la carga completa, y que su rizado esté por debajo de un 20% aplena carga. Los inductores para RPC cumplen con la prueba de rigidezdieléctrica a 4KV y el aislamiento soporta al menos 180ºC.

3.6. CONDENSADOR

En algunos rectificadores, según el requerimiento, se instala uncondensador para lograr una reducción del rizado en la tensión de salida.

F2

F1 Q1 Q2

Q3 Q4

R R

C C

Semi-convertidor monofasico

F2

Q1

Q2

Q5

Q6

Q3

Q4

F1R

R

R

R

R

R

C

C

C

C

C

C

Convertidor completo trifasico

FS1

INSTRUMENTOSENERGIZADOS RECTIFICADOR

PUENTE

AJUSTE GRUESO

1

2

3

AJUSTE FINO

15

4

4

2 3

56

120VAC 120VAC

T3T2T1 T4FS2 SW1 CN1

APAGADO

ENCENDIDO240VAC

SALIDA

CAMBIO VOLTAJE DE ENTRADA

I ATNEMERCN

MERCNI ATNE

Figura 10:Ajuste de Tensión 20 pasos

Figura 11:Ajuste de Tensión 25 pasos

Figura 12: Diodos Figura 13: Modulo Tiristor

Figura 14: Inductor

Figura 15: Condensador Electrolítico

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3.7. MEDICION

Como equipamiento estándar, los Rectificadores TEMI, vienen provistos demedidores digitales a la salida. La medición de la tensión y corriente, seefectúan por separado. Estos medidores, con formato DIN 96 X 48mm.Van empotrados en la puerta interna del equipo o en el gabineteadyacente para RPC en aceite y permiten apreciar las variables de salidacon precisión de ±1%.

El Voltímetro es de medición directa a los terminales de salida delRectificador.

El Amperímetro es de medición indirecta a través de una resistencia dederivación (shunt) de 60mV/In, la cual, permite reconocer la corrientecirculante en campo, en caso de falla en el medidor. Los rangos de losmedidores digitales ORION pueden ser los siguientes:

a) 0-99,9 V para sistemas de hasta 90 V.b) 0-199 V para sistemas de hasta 200 V.c) 0-999 V para sistemas de hasta 240 V.

Se dispone de un interruptor para energizar los instrumentos al momentode la inspección periódica al RPC.

El conector BNC, permite visualizar la operación del puente rectificador,utilizando un osciloscopio.

Se dispone también de un contador horario analógico en formato 54x29,con capacidad de 99.999,99 hrs.

3.8 GABINETES.

Los gabinetes de los RPC son de dos tipos:

• Con grado de protección NEMA 3R para las unidades enfriadas por aire.

• Con grado de protección NEMA 4 para las unidades enfriadas en aceite.

3.8.1 GABINETES ENFRIADOS POR AIRE

Los gabinetes NEMA 3R se enfrían naturalmente con el aire que le rodeapor intermedio de las romanillas que posee el gabinete.

La lámina del gabinete es en acero de calibre 14 como mínimo, que hasido tratada previamente con fosfatos para inhibir la corrosión.

La pintura es en polvo poliéster puro horneable de color gris RAL 7042,con una dureza mínima de 2H y un acabado texturizado. En la figura 5 sedetalla el proceso de pintura del gabinete para protección catódica.

DC

TMP2000101-001RPCA-20-50-110/220-1-B

RECTIFICADOR PARA

HE CHO E N V E NE ZUE LA / MADE IN VENEZUELARIF.: J -07 508 517-5

PROTECCION CATODICA

DC

TEMP. AMB.PESO APROX.

IBB, C.A.0002405

SERIAL

110/220ENTRADA

13/6,5 MAX.

E DIF0 17 / REV.0

No. O/CCLIENTE

TAG

IAC

V

1

AC

3R

AV

IV

www.grupotemi.com

MODELO2020

°C

V

Kg70

SALIDA2050 A

50

Figura 16: Amperímetro Digital

Figura 17: Voltímetro Digital

Figura 18: Conector BNC

Figura 19: NEMA 3R

Figura 20: NEMA 4

Figura 21: Gabinete enfriado por aire

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Poseen doble puerta frontal, la primera con previsión de candado paraseguridad, la segunda como protectora de tensiones de choque eléctrico aloperador. En esta segunda puerta van embutidos los medidores digitales,el interruptor de entrada AC, las barras de ajuste de corriente de salida delRPC, el interruptor para energizar los medidores, el contador horario y elconector BNC.

Además de las puertas frontales, el gabinete del RPC en aire poseepuertas laterales que se abren desde la parte interior del gabinete. Estaspuertas facilitan las labores de mantenimiento en campo, dando acceso atodos los componentes internos del RPC.

En la parte superior del gabinete están soldadas dos piezas para elizamiento. El techo es de corte tipo diamante dándole caída para evitaracumulación de materiales en el techo.

Equipo autosoportado en base metálica. Norma aplicable NEMA MR-20-1958.

3.8.2 GABINETES ENFRIADOS POR ACEITE

Las unidades enfriadas por aceite poseen un gabinete con grado deprotección NEMA 4.

Están construidos con láminas calibre 5mm como mínimo, y el tipo, colorde pintura NEMA 3R.

En el aceite se sumerge el puente de diodos, el transformador y elinductor. El aceite para los RPC debe cumplir las siguientes funciones:

a) Proveer de resistencia dieléctrica.b) Garantizar un medio eficiente de enfriamiento al transformador,

inductor y puente rectificadorc) Preservar y proteger el núcleo y arrollado del transformador e inductor

de ataques químicos.

El nivel de aceite se chequea por medio de un nivel en forma de tubovertical, colocado lateralmente en el tanque del RPC.

También está provisto de un tapón para drenaje ubicado en la parte masbaja del tanque.

Por encima del nivel de aceite y montados sobre el panel superior, seencuentran el shunt, los terminales de conexión de salida y los ajustes decorriente de salida del RPC.

Todos aquellos puntos de conexión sujetos a tensión eléctrica estánprotegidos con plexiglás.

En un gabinete adyacente se encuentran los medidores, el contadorhorario, el conector BNC y el interruptor de entrada AC.

El acceso a los ajustes del RPC en aceite es por arriba, donde la tapasuperior tiene internamente una varilla para mantener la tapa abierta alrealizar labores de mantenimiento.

La tapa está provista de previsión para candados y realiza un cierrehermético por intermedio de una goma de neopreno resistente al aceite.

Figura 23: Gabinete enfriado por aceite

Figura 22: Gabinete enfriado por aire RPCA

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3.9 TIPOS DE RECTIFICADORES

Se fabrican diferentes tipos de rectificadores de acuerdo al tipo deenfriamiento y al número de fases de entrada de la red de suministro.

3.9.1 CLASIFICACIÓN DE ACUERDO AL ENFRIAMIENTO.

De acuerdo al tipo de enfriamiento utilizado en el RPC se tienen:

a) RPC en aire.b) RPC en aceite.

Los RPC en aire se especifican para ambientes de mediana agresividad.

Los RPC en aceite se usan en aplicaciones en ambientes salinos o de altaagresividad.

3.9.2 CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NÚMERO DE FASES DE ENTRADA.

Según el número de fases de la red de suministro, el RPC puede ser:

a) RPC monofásico.b) RPC trifásico.

3.9.3 RPC monofásico.

El RPC monofásico tienen un costo menor que el RPC trifásico y su ajustees mas sencillo (ya que solo hay que accionar dos barras para cambiar latensión de salida).En el RPC TEMI monofásico el inductor de eficiencia esun elemento de norma que se coloca para garantizar que la eficiencia deconversión sea la adecuada. La figura 2 presenta el diagrama circuital deun RPC monofásico con ajuste manual.

3.9.3 RPC MONOFASICO.

El RPC monofásico tienen un costo menor que el RPC trifásico y su ajustees mas sencillo (ya que solo hay que accionar dos barras para cambiar latensión de salida). En el RPC TEMI monofásico el inductor de eficiencia esun elemento de norma que se coloca para garantizar que la eficiencia deconversión sea la adecuada. La figura 30 presenta el diagrama circuital deun RPC monofásico con ajuste manual.

4.9.4 RPC TRIFASICO.

El RPC trifásico se prefiere en aquellas aplicaciones que requierencorrientes elevadas y donde está disponible una alimentación con tresfases. El RPC trifásico TEMI viene de norma sin inductor de filtro ya que larectificación trifásica provee una corriente DC de suficiente calidad y portanto no se requiere su inclusión en el circuito de conversión. La figura 31presenta el diagrama circuital de un RPC trifásico.

Figura 24: RPC en Aceite

Figura 25: RPC en Aire

Figura 26: RPC Monofasico

Figura 27: RPC Trifásico

Figura 28: RPC Monofasico

Figura 29: RPC Trifásico

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FIGURA 30: DIAGRAMA CIRCUITAL DEL RECTIFICADOR MONOFASICO

FIGURA 31: DIAGRAMA CIRCUITAL DEL RECTIFICADOR TRIFASICO

O

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FIGURA 32: VISTAS Y DIMENSIONES DEL RECTIFICADOR EN AIRE

FIGURA 33: VISTAS Y DIMENSIONES DEL RECTIFICADOR EN ACEITE

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AMBIENTE DE TRABAJO

Los rectificadores RPC TEMI están diseñados para trabajar a plena carga,a tensión y corriente nominal; pero debe garantizarse que la temperaturaambiente no exceda de 40 ºC y que la altura máxima sea de 1000 mts.Sobre el nivel del mar. Para operación a temperaturas y altitudessuperiores, consultar con fábrica.

SITIO DE OPERACION

La operación a mayores temperaturas o a mayores alturas, es posible bajoejecución especial. El enfriamiento de la unidad se lleva a cabo porconvección natural, a través de rejillas colocadas en la parte superior einferior del gabinete del RPC (NEMA 3R) en aire. Es conveniente dejar unaseparación de las rejillas de ventilación de por lo menos 20 cms. alobstáculo más cercano.

Para ambientes totalmente corrosivos o zonas clasificadas comopeligrosas, se utilizan rectificadores inmersos en aceite.

Las unidades enfriadas en aceite poseen un gabinete con cerramientoNEMA 4. En el aceite se sumergen el puente rectificador y las partesmagnéticas.

Por encima del nivel de aceite y montados en un panel, se encuentran elshunt, los fusibles y los ajustes de corriente de salida del rectificador. En ungabinete adyacente se encuentran los medidores, el contador horario, elinterruptor de entrada AC, el conector BNC y los terminales para conexiónde entrada AC y salida DC.

COMO ORDENAR

Para ordenar un RPC TEMI se utiliza el siguiente formato:

RPC-M-VDC-IDC-VAC-NDonde:M: Aire (A)

Aceite (C)

VDC: Tensión nominal DC de salidaIDC: Corriente nominal DC de salidaVAC: Tensión nominal AC de entradaN: Número de fases

Ejemplos:

1.-Un RPC en aire de 50VDC, 50ADC entrada 110 ó220V monofásico.

RPC-A-50-50-110/220-12.

-Un RPC en aceite de tensión hasta 80 VDC corriente de 25 ADC, entrada480V trifásica.

RPC-C-80-25-480-3

Figura 34: Ambiente de Trabajo

Figura 35: Sitios de Operación

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