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Montaje de subestaciones encapsulada en gas SF6

MANUAL DEL PARTICIPANTE

MONTAJE DE SUBESTACIONES ENCAPSULADAS EN GAS SF6

ELABORADO POR: ING. FERNANDO RAMIREZ DOMINGUEZ.

REVISION 0 NOVIEMBRE DEL 2007

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INDICE Pgina INTRODUCCIN 1 OBJETIVO GENERAL 2

CAPITULO I CONCEPTOS BASICOS DE SUBESTACIONES ENCAPSULADAS EN GAS SF6 3

OBJETIVO PARTICULAR 4 CONTENIDO 5 1.1 ANTECEDENTES 5 1.2 DEFINICIONES 5 1.3 CRITERIOS DE APLICACIN Y SELECCION 6 1.4 VENTAJAS 6

1.5 COMPARATIVA DE AREA ENTRE UNA SUBESTACIN CONVENCIONAL Y UNA ENCAPSULADA EN SF6 8

1.6 SIMBOLOGIA 9 1.7 ARREGLOS FISICOS 10 1.8 CLASIFICACION 13 1.9 EJEMPLO 16 1.10 EJERCICIO 16 1.11 CONCLUSION DEL TEMA 16 CAPITULO II COMPONENTES PRINCIPALES DE LA SUBESTACION 17 OBJETIVO PARTICULAR 18 CONTENIDO 19 2.1 DESCRIPCIN 19 2.2.1 BARRAS O BUSES 20 2.2.2 ENVOLVENTES 22 2.2.3 INTERRUPTORES 23 2.2.4 CUCHILLAS DESCONECTADORAS 26 2.2.4.1 CUCHILLAS DE PUESTA A TIERRA 28 2.2.5 TRANSFORMADORES DE CORRIENTE 30 2.2.6 TRANSFORMADORES DE POTENCIAL INDUCTIVO 31 2.2.7 TERMINALES SF6-AIRE Y SF6-CABLE DE POTENCIA 33

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2.2.7.1 BOQUILLAS 33 2.2.7.2 TUBERIA DE SALIDA 37 2.2.8 AISLADORES 38 2.2.9 COMPARTIMIENTO DE GAS 41 2.2.10 COPLES DE EXPANSION 42 2.2.11 DISPOSITIVOS DE SOBRE PRESION 43 2.2.12 GABINETES DE CONTROL LOCAL 43 2.3 EJEMPLO 44 2.4 EJERCICIO 45 2.5 CONCLUSION DEL TEMA 45

CAPITULO III REQUISITOS GENERALES PARA EL MONTAJE DE LAS SUBESTACIONES EN SF6 46

OBJETIVO PARTICULAR 47 CONTENIDO 48 3.1 RECURSOS HUMANOS 48 3.2 DOCUMENTOS 49 3.3 RECEPCIN Y ALMACENAMIENTO 49 3.4 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS 49 3.5 EQUIPO DE MEDICION 50 3.6 EJEMPLO 51 3.7 EJERCICIO 51 3.8 CONCLUSION DEL TEMA 51 3.9 EVALUACIN 52 CAPITULO IV RECEPCION Y ALMACENAMIENTO 53

OBJETIVO PARTICULAR 54 4.1 RECEPCION 55 4.2 ALMACENAMIENTO 56 4.3 EJEMPLO 58 4.4 EJERCICIO 58 4.5 CONCLUSION 58 CAPITULO V MONTAJE DE LA SUBESTACIN 59 OBJETIVO PARTICULAR 60 CONTENIDO 61

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5.1 ACTIVIDADES PREVIAS AL MONTAJE 61

5.1.1 FUNDAMENTOS, BASTIDORES, SISTEMA PUESTA A TIERRA Y PERFORACIONES 61

5.1.2 CABLES, SUS CANALES Y BANDEJAS 62

5.1.3 VIAS DE TRANSPORTE, APARATOS ELEVADORES Y MEDIOS DE TRANSPORTE 62

5.1.4 GRUAS DE RODAMIENTO PARA MANIOBRAS DE CELDAS Y MODULOS 63

5.1.5 HERRAMIENTOS, DISPOSITIVOS Y MATERIAL DE CONSUMO 64

5.1.6 INDICACIONES GENERALES DE MONTAJE 64 5.1.7 MEDIDAS DE SEGURIDAD 64 5.1.8 REQUERIMIENTOS DE LIMPIEZA 65 5.1.9 EQUIPOS Y PRODUCTOS DE LIMPIEZA 66 5.1.10 ANTICORROSIVOS 67 5.1.11 PINTURA 68 5.1.12 ATORNILLADURAS Y PARES DE APRIETE 68 5.1.13 UNIN DE BRIDAS A PRUEBAS DE GAS Y PRESIN 68 5.1.14 ANILLOS TOROIDALES 69 5.1.15 TRABAJOS PREPARATORIOS 70

5.1.16 ILUMINACIN, ABASTECIMIENTO DE ENERGA ELECTRICA Y DE AGUA 70

5.1.17 LOCAL DE ALMACEN 71 5.1.18 DESEMBALAJE DE ENVIOS 71 5.1.19 DIMENSIONES Y PESOS DE LOS MODULOS 71 5.2 DESARROLLO DEL MONTAJE 72 5.2.1 MONTAJE DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA 77 5.2.2 MONTAJE Y ACOPLAMIENTO DE CUCHILLAS 83 5.2.3 CARGA DEL GAS SF6 85 5.2.4 CUIDADOS DURANTE EL LLENADO 86 5.3 EJEMPLOS 87 5.4 EJERCICIOS 87 5.5 CONCLUSIN DEL TEMA 87 CAPITULO VI EL GAS HEXAFLUORURO DE AZUFRE (SF6) 88 OBJETIVO PARTICULAR 89 6.1 GENERALIDADES 90 6.2 CARACTERISTICAS 90 6.3 PROPIEDADES 91

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6.3.1 ELECTRICAS 91 6.3.2 TERMICAS 91 6.3.3 FSICAS 92 6.3.4 QUMICAS 95 6.4 APLICACIONES 95 6.4.1 CONTROL DE LA CALIDAD DEL GAS SF6 96 6.4.1.1 IDENTIFICACIN 97 6.4.1.2 RESISTENCIA DIELECTRICA 97 6.4.1.3 CONTENIDO DEL AIRE 98 6.4.1.4 CONTENIDO DE HUMEDAD 99 6.5 MANEJO DELGAS SF6 99 6.5.1 MUESTREO 99

6.5.2 LLENADO DE LOS EQUIPOS ELECTRICOS Y SUS PRUEBAS 100

6.5.2.1 RECOMENDACIONES DURANTE EL LLENADO 100

6.5.2.2 PRUEBAS DURANTE EL LLENADO Y SUS VALORES LMITE 101

6.5.3 PRODUCTOS DE DESCOMPOSICIN 102

6.5.3.1 PRODUCTOS UTILIZADOS PARA REGENERACIN DEL GAS SF6 Y CAPACIDAD DE ABSORCIN DE LOS FILTROS

106

6.5.3.2 PRODUCTOS DE ARQUEO EN UN INTERRUPTOR 106 6.5.3.3 SISTEMAS ESTATICOS CERRADOS 107

6.5.4 PRACTICAS DE SEGURIDAD PARA LA REPARACIN DE EQUIPOS ELECTRICOS 107

CAPITULO VII PRUEBAS A SUBESTACIONES AISLADOS EN SF6 110 OBJETIVO PARTICULAR 111 CONTENIDO 112 7.1 PRUEBAS PROTOTIPO 113 7.2 PRUEBAS DE RUTINA 113 7.3 PRUEBAS DE ACEPTACIN 114 7.4 PRUEBAS DE PUESTA EN SERVICIO 114 7.4.1 PRUEBAS AL GAS SF6 115 7.4.2 PRUEBA DE LA VIGILANCIA DEL GAS SF6 115 7.5 PRUEBA DE ESTANQUEINIDAD AL SF6 116 7.6 PRUEBA DE CALEFACCIONES 116 7.7 PRUEBA A INTERRUPTORES DE POTENCIA 116

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7.8 CUCHILLAS SECCIONADORAS Y DE PUESTA A TIERRA 118

7.9 APARATOS DE MEDIDA 119 7.10 TRANSFORMADORES DE CORRIENTE 119 7.10.1 PRUEBA DE POLARIDAD 120 7.11 TRANSFORMADORES DE TENSION 120 7.11.1 PRUEBA DE AISLAMIENTO 120 7.12 CONTACTOS GALVANICOS 121 7.13 MANDO ELECTRNICO DE LA INSTALACIN 121

7.14 PRUEBAS EN LA PARTE PRIMARIA DE LA INSTALACION 122

7.15 PRUEBAS DIELECTRICAS DEALTA TENSIN EN SITIO A SUBESTACIONES BLINDADAS Y AISLADAS CON GAS SF6

124

7.16 NORMATIVO 125 7.17 TIPOS DE PRUEBA Y QUE DETECTA CADA UNA 125 7.18 TIPOS DE EQUIPOS DE PRUEBA 126 7.19 PRECAUCIONES DURANTE LAS PRUEBAS 127 7.20 PROBLEMAS CON SUBESTACIONES 128 CONCLUSIN GENERAL BIBLIOGRAFA

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Montaje de subestaciones encapsulada en gas SF6 1

INTRODUCCIN La Comisin Federal de Electricidad con el objeto de simplificar y uniformizar la aplicacin de los Lineamientos normativos que regulan las actividades de la Supervisin del montaje de subestaciones encapsuladas en gas SF6 ante la necesidad de acometer cada vez con mayor eficiencia las metas de produccin que le han sido encomendadas por el Ejecutivo Federal, promueve en forma constante la adecuacin y actualizacin de sus instrumentos operativos, a fin de dotar a la entidad de mecanismos actualizados que revitalicen los sistemas y den concordancia con las realidades presentes. La Coordinacin de Proyectos de Transmisin y Transformacin, se ha dado la tarea de contar con supervisores de Obra que estn certificados internamente para la funcin de supervisin en la construccin de lneas de transmisin y subestaciones elctricas; en razn a lo anterior, surge este curso para que el personal participe en la supervisin de las obras en el mbito de la Comisin Federal de Electricidad y aplique de manera uniforme los conocimientos adquiridos en el desarrollo de este curso. Asimismo, se conocer el proceso desde las pruebas en fabrica, traslado, recepcin, montaje, puesta en servicio y entrega al cliente de todo los equipos que integran una subestacin elctrica encapsulada en gas SF6. El presente manual incluye temas como son conceptos bsicos, componentes principales, Requisitos Generales, montaje y pruebas de puesta en servicios. El objetivo importante de este curso es que el supervisor electromecnico obtenga los conocimientos bsicos necesarios y se certifique para la supervisin del desarrollo de cada uno de los conceptos que integran el montaje y puesta en servicio de subestaciones encapsuladas en gas SF6.

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OBJETIVO GENERAL

Al trmino del curso el participante identificar los lineamientos bsicos de la supervisin para el montaje de subestaciones elctricas aisladas en gas SF6 en base a las especificaciones de CFE y documentos aplicables.

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CAPITULO 1

CONCEPTOS BASICOS DE SUBESTACIONES ENCAPSULADAS EN GAS SF6

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OBJETIVO PARTICULAR

El participante conocer de manera general los conceptos bsicos de una subestacin elctrica aislada en gas SF6 utilizados en las instalaciones de C.F.E.

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CONTENIDO 1.1 ANTECEDENTES En la primera mitad del siglo 20 se sintetiza el SF6 en laboratorio, se investigan sus propiedades qumicas y fsicas, su posible aplicacin en la industria elctrica y el proceso industrial para su produccin. En 1960 se inician los estudios sobre fundamentos y desarrollo de tecnologa asociada al uso del SF6 en equipos elctricos. En 1968 se termina la fabricacin de la primera subestacin aislada en gas SF6. En 1976 se fabrica la primera subestacin aislada en gas SF6 con tensin de 550 kv. En 1983 se fabrica la primera aislada en gas SF6 con tensin de 550 1.2 DEFINICIONES SUBESTACION ELCTRICA CONVENCIONAL Es el componente (conjunto de elementos o dispositivos) de los sistemas elctricos de potencia donde se modifican los parmetros de tensin y corriente, as como tambin los puntos donde se realiza la interconexin del sistema de generacin con el de transmisin de energa para llevar sta a los centros de consumo.

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SUBESTACIONES ELCTRICAS AISLADA EN GAS SF6 Es una subestacin en la cual sus equipos y partes vivas, que operan al voltaje del sistema, estn contenidos dentro de compartimientos modulares conformados por envolventes metlica conectadas entre si y a potencial de tierra, dentro de las cuales el gas SF6 a presin constituye el principal aislamiento y medio de extincin del arco. 1.3 CRITERIOS DE APLICACIN Y SELECCION Las Subestaciones Aisladas en Gas SF6 se pueden aplicar en cualquier sistema de alta tensin para servicio interior o intemperie y por su costo son ms comnmente empleadas en: Zonas urbanas con poca disponibilidad de espacio Zonas con alto costo de terreno. Zonas de alta contaminacin y ambiente corrosivo Zonas con restricciones ecolgicas. Instalaciones subterrneas. Otras aplicaciones que lo justifiquen. 1.4 VENTAJAS La razn de esta construccin modular tiene algunas ventajas como las siguientes: Se mejora el impacto visual. Proyecto arquitectnico acorde al entorno urbano. Menor espacio tanto en rea como en volumen. Libre de contaminacin y ruido.

Aislamiento independiente de las influencias del medio ambiente

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Funcionalidad del equipo y bajo mantenimiento Facilidad de montaje Cada fase queda aislada Se reducen puntos calientes Flexibilidad de diseo Compartimientos estancos Requiere poco mantenimiento Muy alta disponibilidad del equipo

A continuacin se hace una descripcin de las ventajas.

Libre de contaminacin y ruido

Aislamiento independiente de las influencias del medio ambiente.- este es un factor determinante en lugares donde existe alta contaminacin; la calidad del aislamiento se mide en funcin de las condiciones del gas, siendo ms fcil su control.

Funcionalidad del equipo y bajo mantenimiento

Facilidad de montaje.- los mdulos son acoplados de manera tal que se facilita el montaje de la subestacin, independientemente del diseo de esta.posteriormente puede ampliarse o reducirse el numero de mdulos sin ningn problema; esto representa tambin un considerable ahorro en tiempo durante la instalacin.

Cada fase queda aislada.- las envolventes metlicas de los mdulos monofsicos correspondientes aslan perfectamente a cada polo mediante la atmsfera de gas SF6, constituyendo la barrera resistente a la presin de diseo.

Reduccin de espacios.- debido a las dimensiones reducidas de casi todos los elementos que constituyen una subestacin de este tipo, se tienen ahorros considerables en el espacio y volumen que ocupan, lo cual representa una necesidad cada vez mayor, sobre todo en instalaciones de tipo urbano. en trminos generales se ocupa de un 15% a un 20% del espacio necesario para una instalacin convencional.

Se reducen puntos calientes.- la unin de los conductores se efecta por contactos de acoplamiento, deslizantes axiales o conductores flexibles. debido a que estas uniones no se encuentran expuestas a las condiciones del medio ambiente, prcticamente no existen puntos calientes originados por sulfatacin de las conexiones.

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Flexibilidad de diseo.- se puede disear cualquier tipo de subestacin en forma relativamente fcil, con la posibilidad de construir instalaciones interiores incluso para tensiones elevadas.

Compartimientos estancos.- lo cual asegura la calidad del gas SF6, ya

que solo se ve afectado el gas del compartimiento donde se presenta arqueo elctrico. del mismo modo, al presentarse una fuga de SF6, esta es fcilmente localizable debido al seccionamiento existente en cada modulo, y a la supervisin de sus secciones en forma particular.

Requiere poco mantenimiento.- las inspecciones y trabajo de mantenimiento convencional se pueden prcticamente prescindir debido a la larga vida til de los equipos, requiriendo supervisiones ms sencillas y fciles de controlar. esta condicin tambin se refleja en el aspecto econmico traducindose en costos ms bajos de operacin, dado que solo se requieren inspecciones durante los primeros 15 aos.

Muy alta disponibilidad del equipo.- debido a sus caractersticas, se

asegura un servicio prcticamente sin fallas, representando una continuidad en el servicio muy cercana al 100%.

Desventajas.- Costo inicial alto 1.5 COMPARATIVA DE AREA ENTRE UNA SUBESTACIN CONVENCIONAL

Y UNA ENCAPSULADA EN SF6 El espacio requerido de una instalacin de distribucin SF6 es muy pequeo. El terreno necesario requiere (segn la tensin) de un 15% a un 20% con respecto a las subestaciones convencionales.

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1.6 Simbologa A continuacin se enlista la simbologa para la interpretacin de diagramas de los diferentes arreglos fsicos utilizados en una subestacin encapsulada en gas SF6.

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1.7 ARREGLOS FISICOS Cada arreglo tiene sus ventajas y desventajas y el criterio de seleccin para determinar l ms adecuado arreglo, dependiendo de las condiciones operativas que se requieran. Los arreglos de barras para subestaciones aisladas en SF6 requeridos por CFE, deben ser bsicamente los siguientes:

a) Tensin 115 kv A.1.- Barra principal

A.2.- Barra principal y de transferencia Este arreglo se conforma por una Barra Principal a la cual estn conectados todos los alimentadores y un interruptor de transferencia que alimenta a travs de su barra y su cuchilla al alimentador por sustituir.

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A.3.- Barra principal y barra de transferencia con interruptor de enlace de barras. Barra principal y barra auxiliar con interruptor de amarre o transferencia

A.4.- Doble barra y barra de transferencia

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b) Tensin de 230Kv B.1.- Barra principal y barra auxiliar con interruptor de amarre o transferencia Este arreglo se conforma por Dos barras que pueden operar como Barra 1 y Barra 2 Barra de Transferencia en algunos casos. La carga de los alimentadores regularmente se encuentra conectada a la Barra 1 con la posibilidad de transferirla toda a la Barra 2, en caso de disturbio o mantenimiento de la Barra 1, Cuando ocurre una falla en cualquiera de las Barras se interrumpe el flujo de energa, Este arreglo se aplica en subestaciones reductoras

c) Tensin de 400Kv C.1.- Barra principal y barra auxiliar con interruptor de amarre o transferencia

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c.2.- Interruptor y medio Este arreglo se conforma por dos barras enlazadas por tres interruptores en serie que conectan a los dos alimentadores en las partes medias, compartiendo as al interruptor central. Este arreglo ofrece mxima flexibilidad y confiabilidad operativa, ya que permite desenergizar cualquier barra para su mantenimiento, as como tambin interrumpir el flujo de energa en los alimentadores. En caso de disturbio se abren los interruptores principales y los medios, dejando en operacin las dos barras correspondientes y el otro alimentador.

1.8 CLASIFICACION Las subestaciones encapsuladas en SF6 se clasifican en: Por su servicio De switcheo o de maniobra

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Por su construccin Intemperie

Interior

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Hbridas (Encapsuladas diseadas para operar en la intemperie) Por sus acometidas Area rematada directamente en el edificio SF6 Area utilizando un marco de remate. Area utilizando postes de transcisin

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1.9 EJEMPLOS Identique el tipo de arreglo que se muestra

Doble barra y bus de transferencia 1.10 EJERCICIOS 1.11 CONCLUSION DEL TEMA

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CAPITULO 2

COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA SUBESTACIN

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OBJETIVO PARTICULAR

Al termino del capitulo II, el participante conocer los elementos que componen una subestacin elctrica aislada en gas SF6 utilizados en las instalaciones de C.F.E. los cuales son necesarios para la etapa de instalacin y puesta en servicio.

CONTENIDO

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2.1 DESCRIPCIN Bsicamente una Subestacin Aislada en Gas SF6, esta constituida por un conjunto de elementos tales como interruptores, seccionadores y barras o buses, colocados en compartimentos blindados y aislados con gas SF6 formando un conjunto modular. Estos conjuntos estarn conectados elctricamente y separados hermticamente como veremos ms adelante, a continuacin se muestran algunos de los componentes antes mencionados.

2.2 ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA SUBESTACION ELECTRICA AISLADA EN GAS SF6

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2.2.1 Barras o buses 2.2.2 Envolventes metlicas 2.2.3 Interruptores 2.2.4 Cuchillas desconectadoras

2.2.4.1 Cuchillas de puesta a tierra 2.2.5 Transformador de corriente 2.2.6 Transformador de potencial (o tensin) 2.2.7 Terminales sf6 aire y sf6 cable de potencia 2.2.8 Aisladores 2.2.9 Compartimiento de gas 2.2.10 Coples de expansin 2.2.11 Tubera de salida 2.2.12 Dispositivos de sobrepresin 2.2.13 Gabinetes de control local

A continuacin se describen los elementos y sus caractersticas. 2.2.1- BARRAS COLECTORAS Son aquellas que distribuyen la corriente a travs de la instalacin y esta compuesto por componentes individuales de la barra colectora de cada celda. Todas las barras colectoras de la subestacin presentan un encapsulado monofsico, estas pueden seguir cualquier arreglo de una subestacin de tipo convencional. Dentro de las caractersticas ms relevantes, se observa que esta parte de la subestacin aislada, al quedar sellada y aislada del resto de los componentes mediante las secciones estancas correspondientes prcticamente no presenta incidencias de fallas, ya que su mayor parte esta constituida por secciones tubulares acopladas entre s, sin partes mviles ni expuestas a arqueos con potencial (a excepcin de aquellas secciones conectadas a cuchillas) lo cual asegura una alta confiabilidad y una proteccin casi perfecta contra la contaminacin ambiental y otros factores externos. Un ejemplo de esta condicin es la alta resistencia a la corrosin que presenta el encapsulado con aleacin de aluminio, resultando una gran ventaja en la durabilidad de las superficies de sellado, el soporte es suministrado por aisladores del tipo de disco fabricados con resinas epoxcas. Estos aisladores, adems de soportar la barra colectora que pasa por sus centros, sirven como tapas para sellar entre s los tramos modulares de barras, procurando la imposibilidad de contaminacin entre los mdulos particulares as como la no propagacin de una falla interna a lo largo de las barras, confinando los daos al

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modulo fallado. En forma adicional, los aisladores proporcionan el soporte mecnico necesario para resistir los esfuerzos electromagnticos que se llegasen a presentar en caso de cortocircuito. Con objeto de integrar la subestacin, los diversos mdulos se ligan mediante los buses con elementos de interconexin generalmente deslizables y bridas tipo fuelle, que no solo permiten las expansiones de barras y cubiertas, sino que absorben las pequeas desalineaciones debidas al montaje, a la vez que forman el sello requerido para evitar fugas de gas. Existen tambin tirantes que absorben los esfuerzos de pandeo que se producen al evacuar los compartimientos de gas. En la Figura se puede apreciar una vista seccionada de un bus.

2.2.2- ENVOLVENTES METALICAS

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Todas las partes conductoras, debern estar alojadas en el interior de envolventes metlicas con las siguientes caractersticas: El material deber ser de aluminio o acero no magntico, libre de porosidades y con caractersticas que reduzcan el mnimo las perdidas magnticas. El espesor deber ser suficiente para soportar las presiones nominales de trabajo, las sobrepresiones causadas por corto circuito, el vaco para el secado y evacuaciones del gas SF6, as como para evitar su perforacin por arqueoelctrico. Los tipos de envolventes en subestaciones aisladas en gas SF6 pueden ser de dos tipos monofsicas y trifsicas ENVOLVENTES MONOFSICAS Es el arreglo en el cual cada una de las fases del sistema est contenida dentro de su propia envolvente metlica.

ENVOLVENTE TRIFSICA

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Arreglo en el cual las tres fases del sistema estn contenidas dentro de una sola envolvente metlica.

2.2.3- INTERRUPTOR

DISEO Dependiendo del voltaje nominal y corriente de corto-circuito cada polo puede tener ms de un contacto principal por lo que se tienen: Interruptores de potencia de una cmara. Interruptores de potencia multicmaras.

En los interruptores multicmaras por cada contacto principal lleva un capacitor en paralelo, esto para asegurar una mejor distribucin del voltaje cuando se presenta una apertura del interruptor, sea por falla o maniobra. Un densmetro para cada polo supervisa continuamente que el gas SF6 opere dentro de sus valores nominales; de no ser as mandara alarma de baja presin de gas y de continuar, el bloqueo a la operacin del interruptor. El compartimiento lleno con gas SF6 de cada polo del interruptor esta separado por una barrera aislante de las otras partes de la instalacin con la finalidad de

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que los residuos del gas SF6, producto de la extincin del arco, no contaminen el resto de las secciones estancas.

NORMAS A continuacin se mencionan las ms importantes a las que debe apegarse el interruptor.

N O R M A C O N C E P T O

CEI56 INTERRUPTORES DE POTENCIA PARA CORRIENTE ALTERNA DE ALTA TENSION.

CEI267 GUIA PARA LA COMPROBACION

DE INTERRUPTORES DE POTENCIA CON MANIOBRAS EN DISCORDANCIA DE POLOS.

CEI427 INFORME SOBRE PRUEBAS SINTETICAS DE

CFE


INTERRUPTORES DE POTENCIA PARA CORRIENTE ALTERNA DE ALTA TENSION.

CEI517 SUBESTACIONES

ENCAPSULADAS AISLADAS EN GAS PARA TENSIONES SUPERIORES A 72.5 KV.

DIN57670 PARTES 101 A 108.

VDEO670

ACCESORIOS Los accesorios que puede tener un interruptor de potencia en una subestacin aislada en gas SF6 son los siguientes: Contador de operaciones. Indicador de posicin. Switch de mando. Switch de contactos auxiliares. Selector de operacin local-remoto. Densmetro de presin de gas SF6. Botn de apertura de emergencia. Manmetro de (aceite/aire) del mecanismo. Indicador de posicin del resorte de accionamiento c/alarma. Manmetro o switch de presin para alarma y bloqueo. Moto-compresor/moto-bomba/motor del resorte accionamiento. Vlvula de alivio de gas SF6. Vlvula de alivio de aire.

Medidor de densidad Conexin de inyecciones del SF6 Indicador de estado en

interruptor

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2.2.4- CUCHILLAS DESCONECTADORAS Las cuchillas desconectadoras se pueden emplear como cuchillas de bus, de lnea o de transferencia. Deben contar con mecanismo de operacin elctrica con mando tripolar o monopolar a travs de un motor de cd., o con un mando de mecanismo hidrulico. Deben tener la opcin de operacin manual y tener indicador de posicin, contactos auxiliares y mirillas de verificacin de posicin. Debern cumplir con las caractersticas nominales de operacin del resto del equipo. Estas cuchillas son aisladas y existen dos diseos en cuanto a su montaje.

El primero es en posicin alineada

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En posicin angular a 90

Y pueden ser instaladas en las diferentes carcazas existentes de acuerdo a la aplicacin. Cada contacto fijo de la cuchilla aislante es un componente del modulo adyacente. La aplicacin de este tipo de cuchillas es para mantenimiento y en consecuencia son generalmente de apertura sin carga y debido a que su operacin es elctrica, tienen la posibilidad de disponer de diversos bloqueos segn sea requerido para cada servicio en particular. Como ejemplo se analizan las cuchillas desconectadoras mencionadas en las figuras anteriores. Las cuchillas consisten de 3 polos individuales, las cuales estn instaladas en armazones separadas. el conector de corriente interno de la carcaza (2) se sostiene por medio de un aislador cnico de resina (3). este aislador esta fijo a la armazn externa (1) a travs de un anillo soporte (4) o a la cubierta de la carcaza del accionamiento. El contacto mvil (6) se encuentra dentro de la carcaza (2). este contacto es accionado por el vstago roscado (7).

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A su vez, este se acciona por una flecha aislada (8) que sale a travs de una boquilla con doble empaque tipo anillo hermtica al gas. En las cuchillas desconectadoras alineadas, la barra de mando acciona el vstago roscado en lnea directa mientras que en el caso de cuchillas angulares, las acciona en ngulo recto a travs de un arreglo de engranes. Tienen contactos anulares (11) para asegurar una buena conduccin de corriente entre el conductor de corriente (2) la barra del contacto (6) y la barra de conexin (9). El motor de accionamiento (m1) junto con el bloque del mecanismo cuentan con un indicador de posicin (14), contactos auxiliares (13) y tuerca hexagonal (21) para accionamiento manual. En la figura n 1 se muestra un polo de cuchilla alineada visto de corte, y en la figura n 2 se muestra tambin un corte de un polo de cuchilla angular. Existen asimismo cuchillas seccionadoras de apertura con carga, las cuales abren y cierran la corriente nominal y las de algunos fabricantes pueden cerrar sobre condiciones de corto-circuito. de este tipo de cuchilla se puede apreciar en la figura n 3.21. En general, la construccin de estas cuchillas se basa en un diseo que suele ser el de un interruptor simplificado. Disponen de una cmara sencilla de extincin del arco correspondiente a la corriente mxima nominal. Todos los elementos adicionales que poseen las cuchillas de mantenimiento estn integrados en estas con la excepcin de que el mecanismo es de operacin rpida en base a resortes o servomotores en aire o aceite.

2.2.4.1.- CUCHILLAS DE PUESTA A TIERRA Bsicamente las cuchillas de puesta a tierra debern cumplir con las mismas caractersticas de las cuchillas desconectadoras en cuanto a sus elementos y accesorios. la funcin de las cuchillas de puesta a tierra es principalmente de seguridad al poder efectuar trabajos de mantenimiento en las partes conductoras de la subestacin previamente desenergizada. Las cuchillas de puesta a tierra estn diseadas de tal modo que puedan aplicarse a todos los distintos mdulos.

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El montaje de las cuchillas puede ser en forma alineada o en forma angular dependiendo de las necesidades. De acuerdo a su velocidad de operacin existen dos tipos de cuchillas de puesta a tierra: Rpidas. Lentas.

Las cuchillas rpidas de puesta a tierra, son de operacin tripolar y cuentan con un mecanismo para almacenar energa dinmica y esto se logra por medio de resortes o de un servomotor.

Este tipo de cuchillas tienen as mismo la capacidad de corto circuito de la subestacin. Las cuchillas de puesta a tierra lentas (Mostrado en Figura) son operadas elctricamente en forma tripolar o monopolar por medio de un mecanismo normal activado por un motor, pudiendo operarse tambin en forma manual por polo.

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Estas cuchillas deben tener la capacidad para conducir corriente de corto circuito en la posicin de cerrado. Los dos tipos de cuchillas de puesta a tierra deben contar con contactos auxiliares para el arreglo con bloqueos con el resto de las cuchillas y el interruptor.

Cuchilla de tres posiciones desconectador y de puesta a tierra

2.2.5.- TRANSFORMADOR DE CORRIENTE +Los transformadores de corriente utilizados en las subestaciones aisladas con gas SF6 son del tipo dona (construccin toroidal), utilizan una barra pasante como primario, constituido por las propias barras conductoras y aislado del devanado secundario por el mismo SF6. Este conjunto se aloja en una envolvente metlica (generalmente de una aleacin de aluminio) y se integran en mdulos que pueden ser monofsicos o trifsicos. El diseo de la envolvente metlica con bridas de conexin en ambos extremos, permite una fcil insercin de la parte conductora as como el adecuado acoplamiento a la seccin estanca correspondiente.

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2.2.6.- TRANSFORMADOR DE POTENCIAL Los transformadores de potencial (TP's) son de tipo capacitivo y de tipo inductivo. Los de tipo inductivo son monopolares y pueden ser montados vertical u horizontalmente dependiendo de las necesidades. vienen dentro de una envolvente sellada con gas SF6. en las Figuras N 2.6.1 y 2.6.2 se aprecia la envolvente (1) cubierta con una tapa (2); esta tambin soporta la parte activa del TP. Los devanados secundario (4) y primario (5) estn arrollados sobre un ncleo laminado (3), el TP esta en un compartimiento separado por medio de un aislador cnico de resina (7). La Figuras N 2.6.1 se aplica para arreglo vertical y horizontal el arreglo con el TP suspendido se muestra en la Figura N 2.6.2 El anillo soporte (8) del poste aislado es atornillado a la carcaza (1). en el caso de la Figura n 3.26, el anillo de soporte (8) es atornillado alrededor de la extensin (16). Tiene una vlvula de no-retorno para conexin de llenado del gas (9) el compartimiento de gas del TP esta acoplado con el compartimiento de la S.E. a travs de una tubera de conexin. Tiene un disco de ruptura (10) que opera cuando se presenta alta presin de gas SF6 en caso de falla los gases serian guiados hacia donde no afecte al personal por medio de un tubo deflector (11). La conexin de alta tensin del TP del devanado primario se hace a travs del poste aislado (7) por medio de una boquilla en esta boquilla se acopla la pieza de conexin (13) la cual conecta con el conductor interno de la baha. Las terminales de los devanados secundarios se llevan a travs de una placa boquilla (14) hermtica a la caja de conexiones (15).

Figura N 2.6.1

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Figura N 2.6.2

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2.2.7.- TERMINALES SF6-AIRE Y SF6-CABLE DE POTENCIA Para la conexin de cada una de las bahas de la subestacin al equipo o elemento externo, sea ste una lnea de transmisin, equipo de transformacin u otro, se deben utilizar los siguientes tipos de terminales de salida.

Barra en SF6 a boquilla SF6 Aire Barra en SF6 a terminal cable Barra en SF6 a boquilla SF6 Aceite de transformador

2.2.7.1.- BOQUILLAS En las subestaciones encapsuladas en gas SF6 se utilizan boquillas aisladas a la salida de las bahas. Estas pueden instalarse en posicin vertical, horizontal o inclinada, dependiendo de las necesidades de la instalacin. Las boquillas ms usuales son del tipo SF6-aire, SF6-cable y SF6-aceite. En la figura podemos apreciar un corte de una boquilla SF6-aire asi como su forma fsica dentro de una subestacin GIS en operacin.

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El conductor (10) esta dentro de un recinto de alta presin de gas SF6 (5) separado por una cmara de presin aislante (1), del recinto de baja presin de SF6 (6) a travs de la vlvula (7) se puede controlar la baja presin de SF6 y por la vlvula (8), la alta presin del gas. El aislador de separacin (9) se acopla al compartimiento lado subestacin aislada en SF6. La brida (4) sirve para unir la parte metlica con el aislamiento exterior de porcelana; la cubierta (12) colocada en la parte inferior de la boquilla solo se ocupa en el transporte para proteger el aislador de separacin (9) y durante el montaje se retira.

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En la figura se tiene un montaje horizontal de una boquilla SF6-aceite; como se aprecia, del lado de la subestacin (1), la boquilla esta presurizada con gas SF6 por el lado exterior de esta.

Por la parte interior cubre a la parte activa (2) con capas graduadas (3) y estas estn cubiertas por una cmara de aceite (4) en caso de una sobre presin del aceite tiene un diafragma de expansin (5) en la parte superior. Del lado derecho de la brida (6) esta acoplada la boquilla al transformador (7) a travs de un ducto. Por la parte inferior tiene un tap de prueba capacitiva (8), un manmetro (9) para el aceite y en los extremos tiene pantallas de esfuerzo (10).

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Por ultimo, en la Figura N 3.30 se ve un corte transversal de una boquilla tipo SF6-cable.

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Barra en SF6 a terminal cable

2.2.7.2.-TUBERIA DE SALIDA Es la extensin de las barras entre la subestacin y las terminales que sirven para interconexin de la lnea de transmisin area y subterrnea as como de los transformadores de potencia.

Tuberas de salida

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2.2.8.- AISLADORES

Sirven para soportar a las barras conductoras. Brindan aislamiento entre partes vivas y envolventes, y entre fases Tipo: Estanco.- Delimitan compartimientos de gas Pasantes.- Permiten el paso de gas entre compartimientos. Diseados para operar con altos gradientes de potencial Soportan efectos producidos por arco elctrico y altas presiones En las subestaciones blindadas aisladas con gas SF6 encontramos dos tipos de aisladores: Aislamiento Slido Aislamiento Gaseoso Aislamiento Slido Las partes conductoras de la subestacin deben estar soportadas por piezas aislantes (aisladores) de un material con caractersticas dielctricas adecuadas, compatibles con el gas SF6 y sus productos, as como con otros metales o materiales empleados en la subestacin. El diseo de los mismos debe tender a lograr una distancia de fuga y una distribucin de la tensin tales que se eviten los puntos con gradiente elevado. Los aisladores soporte, que adicionalmente deben servir como medios para independizar los distintos comportamientos de gas, deben tener adems la resistencia mecnica y el hermetismo necesario, para soportar los esfuerzos y presiones que se presenten tanto en condiciones normales de operacin como en caso de falla. Los aisladores barrera que forman estancos de gas deben estar diseados para soportar la presin mxima nominal de servicio en una cara y una presin de vaco menor a 100 Pa en la otra cara y viceversa.

Aislador barrera Aislador soporte

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El diseo y tipo de montaje de los aisladores debe evitar que se produzcan sobre stos, esfuerzos mecnicos excesivos causados por las partes conductoras y/o las envolventes metlicas. En el caso de aisladores que deben quedar localizados entre secciones de gas intercomunicadas, stos deben contar con los orificios o aberturas que permiten el libre flujo de gas. Asilamiento Gaseoso La presin nominal del gas en los diferentes compartimientos debe ser determinada por los propios fabricantes en base a su diseo, y debe ser de un valor nico para toda la subestacin con excepcin de los compartimientos de interruptores, en los cuales por capacidad interruptiva puede requerirse una presin diferente al resto de la subestacin. El diseo y material de las envolventes metlicas as como la calidad de las juntas y conexiones entre elementos debe ser tal que la fuga anual de gas sea inferior al 1%, tanto en cada compartimiento con relacin a su propio volumen de gas, como en a subestacin en su totalidad con relacin al volumen de gas total de la misma. Dentro del intervalo de operacin de variacin de temperatura especificada, la densidad del gas debe mantenerse constante a fin de mantener los niveles de aislamiento requerido; adicionalmente se requiere que en caso de que por prdida de gas la presin baje a un valor igual a la presin atmosfrica, el aislamiento a tierra y entre fases sea suficiente para soportar sin fallar la tensin nominal de la subestacin, quedando entendido que en tal caso no deben de operar los equipos de maniobra (cuchillas e interruptores). Se deben suministrar tomas con vlvulas tomas con vlvulas de no retorno en cada compartimiento, en los densmetros y en la vlvula de llenado, de tal manera que permiten efectuar una reposicin de gas cuando sea necesario sin tener que sacar de servicio parcial o totalmente la instalacin. La supervisin del gas se debe de efectuar mediante densmetros instalados en cada compartimiento con contactos de alarma que acten e indiquen los siguientes casos: a) En compartimientos de interruptores

Una alarma preventiva (primer nivel) que indique el inicio de una fuga de gas, ajustada a un valor en el cual aun no se afecte la operacin segura de la instalacin.

Una segunda alarma (segundo nivel) ajustada al valor en el cual se

empiecen a afectar las capacidades nominales del interruptor.

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b) En otros compartimientos Una alarma preventiva (primer nivel) que indique el inicio de una fuga de

gas, ajustada a un valor en el cual aun no se afecte la operacin segura de la instalacin.

Una segunda alarma (segundo nivel) ajustada al valor en el cual se

empiecen a afectar los niveles de aislamiento de la instalacin.

Se requiere indicacin directa, con cartula con graduacin numrica y con colores para lecturas de densidad o presin del gas en todos los compartimientos hermticos, y de exactitud en los relativos a interruptores y boquillas.

En los compartimientos adyacentes a los interruptores deber contar

con una alarma por alta presin de gas. Debe considerarse en el diseo las facilidades para que, el cambio o reposicin de los densmetros, puede efectuarse sin tener que evacuar o sacar de servicio el comportamiento respectivo. El gas SF6 a utilizarse en la subestacin debe cumplir con lo indicado en la norma IEC-60376. Los lmites de cada comportamiento de gas de la subestacin deben ser fcilmente identificables desde el exterior, para lo cual el proveedor marca los limites entre comportamientos de gas contiguos (una banda de color u otro medio fcilmente visible). El gas SF6 constituye el aislamiento principal entre las partes conductores y tierra, el aislamiento entre fases para el caso de encapsulado trifsico y el elemento extintor del arco elctrico en un interruptor. La presin nominal de los diferentes compartimentos ser determinada por los fabricantes y ser la misma para todos los compartimentos de la subestacin, a excepcin de los interruptores, en los cuales por su capacidad interruptiva, requerirn de una presin superior al resto de la instalacin y tambin para el caso de boquillas para cable areo SF6. Los lmites de presin de cada compartimiento debern ser identificables fcilmente desde el exterior de cada uno.

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2.2.9.- COMPARTIMIENTO DE GAS Definicin. Espacio delimitado por un tramo de la envolvente y por aisladores tipo estanco

La cantidad de compartimientos de gas debe ser propuesta por el proveedor para la aprobacin por parte de CFE y cumplir con lo siguiente. a) Debe de contar con el equipo de supervisin de gas con medicin

independiente que tenga indicacin en la escala numrica y con colores que incluya contactos de alarma, bloqueo y sobrepresin.

b) Debe contar con equipo de alivio de presiones excesivas, el cual debe estar

adecuadamente localizado y contar con deflectores y cubiertas de modo que en caso de operar no representen ningn riesgo para el personal a cargo de la instalacin.

c) Debe ser compatible con el equipo de manejo de gas propuesto por el

fabricante, incluyendo conexiones y mangueras de tal manera que sea capaz de manejar por lo menos 1.5 veces el volumen del estanco ms grande.

d) Debe proporcionar facilidad de mantenimiento en tal forma que se pueda aislar

el mnimo nmero de compartimientos. e) En el caso de subestaciones en SF6 independientemente del nmero de

barras, no se acepta que toda la barra este contenida en un solo

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compartimiento se requiere al menos un estanco por cada baha, as como sus juntas de expansin correspondientes.

f) El flujo de gas entre los diferentes compartimientos que deben estar

comunicados, debe efectuarse por la parte interna de las envolventes. No se aceptan tuberas o conductas de gas externos.

g) La cantidad elctrica entre los diferentes compartimientos de gas, para

asegurar en todas ellas el mismo nivel de potencial (potencial de tierra), se debe efectuar mediante barras metlicas de interconexin externas, no deben utilizarse para este propsito las propias bridas ni sus tornillos.

Para el caso de compartimientos que se encuentren a la intemperie, el equipo de supervisin de gas debe estar contenido en un gabinete a prueba de intemperie, que satisfaga las condiciones ambientales descritas en las caractersticas particulares. En el caso de instrumentos de control, este gabinete debe tener, una ventanilla para observacin. 2.2.10- COPLES DE EXPANSION

Permiten dilatacin y contraccin longitudinal de las envolventes Facilita el ensamble y desensamble de las envolventes Reducen esfuerzos en puntos de apoyo y soportes Se emplean principalmente en tramos largos de envolvente Requieren accesorios para dar continuidad elctrica a la envolvente

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2.2.12- DISPOSITIVOS DE SOBREPRESION

Dispositivos de seguridad para la envolvente Se localizan en cada uno de los compartimientos de gas Operan a presiones superiores a las de operacin de la subestacin, e inferiores a la presin de ruptura de las envolventes El gas expulsado se direccin hacia algn lugar, tratado de minimizar la probabilidad de dao a personal y equipos.

2.2.13- GABINETES DE CONTROL LOCAL Cada baha de la subestacin aislada en gas SF6, deber contar con un gabinete de control local frente a su modulo respectivo con un ancho no mayor a este. Debe estar sellado, con calefaccin y tener su puerta frontal, adems de las siguientes caractersticas:

Gabinete de control local Gabinete de control local para protecciones

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A. Control de todos los equipos primarios (interruptor, cuchillas seccionadoras y cuchillas de puesta a tierra).

B. Sealizacin de posicin de cada equipo primario. C. Cuadro de alarmas con lamparas indicadoras de densidad de gas, sistema

hidrulico, neumtico, falla de cuchillas, etc. D. Centralizador de los cables de control de la baha. E. Representacin mmica del diagrama unifilar de la baha. F. Control y proteccin de equipos auxiliares (bombas, compresores, motores de

cuchillas, etc.). G. Contactores, reles de tiempo, etc., montados en bases sobre riel. H. Alumbrado interior. I. Barra y conectores de tierra. J. Entrada de multicables con malla contra la influencia de alta frecuencia. K. Selector de posicin local/remoto L. Llave de desbloqueo para mantenimiento. M. Controla y monitorea el gas SF6 N. Interfasenentre los equipos de la bahia y los tableros de PCyM de la

subestacin O. Mimicos para la operacin local y cuadros de alarmas P. Cableado a las bahias por medio de conectores enchufables (excepto para

TC`s y TP`s) 2.3.- EJEMPLO

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2.4- EJERCICIO Identifique el tipo de envolvente que se aplica en las siguientes subestaciones elctricas aisladas en gas SF6

2.5.- CONCLUSION DEL TEMA

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CAPITULO 3

REQUISITOS GENERALES PARA EL MONTAJE DE LA SUBESTACION EN SF6

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OBJETIVO PARTICULAR Al trmino del capitulo III Requisitos Generales para el montaje de la subestacin en SF6, el participante recordar los documentos, recursos humanos, herramientas y equipo de medicin, que son necesarios para el desarrollo del montaje de subestaciones aisladas en SF6.

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CONTENIDO Durante el montaje de las subestaciones aisladas en SF6 se requiere que el supervisor conozca como evaluar los requisitos generales mnimos indispensables con que debe contar el constructor para llevar a cabo el proceso de montaje de los equipos. El objetivo de este tomo es que el supervisor electromecnico tenga los conocimientos necesarios; para volverse mas eficiente a la hora de desempear una SUPERVISIN PARA EL MONTAJE DE SUBESTACIONES AISLADAS EN SF6. 3.1.-RECURSOS HUMANOS

1.- RESIDENTE DE CONSTRUCCIN

Es la persona que coordina, programa, dirige, controla y evala las acciones que permitan cumplir eficientemente el montaje de la subestacin aislada en gas SF6.

2.- SUPERVISOR

Es el personal que directamente en obra vigila el montaje de la subestacin aislada en gas SF6.

3.- CONTROL DE CALIDAD

Es el departamento cuya funcin es vigilar el cumplimiento del sistema de calidad durante el desarrollo del montaje de la subestacin aislada en gas SF6.

4.- JEFE DE FRENTE

Es la persona encargada de llevar directamente el montaje de la subestacin aislada en gas SF6.

5.- PERSONAL ESPECIALIZADO

Es el personal cuya funcin realiza una actividad especfica requerida durante el desarrollo de la obra; como pueden ser los tcnicos especialistas del fabricante, electricistas, montadores, etc.

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3.2.- DOCUMENTOS

1.- CERTIFICADO DE CALIDAD

Es el documento expedido por una empresa certificadora que avala la calidad de los equipos y/o materiales.

2.- PLANO DE DISEO AUTORIZADOS PARA CONSTRUCCIN Son los planos ya validados y autorizados para su construccin.

3.- INSTRUCCIONES DE TRABAJO

Es el documento en el cual se registran los procesos de la obra.

5.- ESPECIFICACIONES DE CFE

Son los documentos normalizados y aplicables en los cuales se describen los procesos constructivos de una obra.

6.- INSTRUCTIVOS DEL FABRICANTE Se refiere a los manuales de montaje, mantenimiento y operacin de la subestacin aislada en gas SF6. 3.3.- RECEPCION Y ALMACENAMIENTO Se refiere a todas las medidas necesarias para la recepcin y el almacenamiento de los componentes en el sitio de la obra de la subestacin aislada en SF6, tomando en cuenta las recomendaciones del fabricante. 3.4.- EQUIPOS Y HERRAMIENTAS 1.- TORQUIMETRO Es la herramienta que se utiliza para dar el par de apriete de acuerdo a las caractersticas del tipo de material de tornillos y tuercas. 2.- DINAMMETRO Es la herramienta que se utiliza para medir una tensin aplicada en el tendido de buses.

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3.- EMPALMADORA Es la herramienta que se utiliza principalmente para comprimir los diferentes tipos de herrajes a compresin con los conductores. 5.- EQUIPO DE LLENADO DEL GAS SF6. Es el equipo que se utiliza para realizar el llenado del gas SF6 a las envolventes metlicas de la subestacin encapsulada en gas SF6. 3.5.- EQUIPOS DE MEDICION 1.- MEGGER DE 2.5 KV. Es el instrumento estandar para la verificacin de la resistencia de aislamiento. 2.- FACTOR DE POTENCIA DE 2.5 A 10 KV VCD. Es el instrumento que se utiliza para detectar las prdidas dielctricas de los aislamientos, como son: Porcelanas y aceite aislante. 3.- TTR (RELACIN DE TRANSFORMACIN) Es el instrumento que se utiliza para la medicin de la relacin de transformacin. 4.- DCTER. Es el instrumento que se utiliza para la medicin de la resistencia de contactos principalmente en cuchillas e interruptores. 5.- MEDIDOR DE RIGIDEZ DIELCTRICA. Es el instrumento que se utiliza para verificar las condiciones de rigidez dielctrica del aceite aislante. 6.- TRANSFORMADOR DE TENSIN DEL TIPO COMPENSADO Es el instrumento que se utiliza para aplicar la prueba de tensin en subestaciones aisladas en SF6 dependiendo de la magnitud de la potencia requerida, este equipo se utiliza hasta 115Kvy para mayores a 115Kv se usan transformadores del tipo resonante serie o paralelo.

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7.- GENERADOR DE IMPULSO DEL TIPO MARX Es el instrumento que se utiliza para aplicar la prueba de impulso del rayo oscilante y de impulso de maniobra oscilante, nicamente variando los valores de inductancia y resistencia. 3.6.- Ejemplo: Identificacin de un concepto de REQUISITOS GENERALES

Recursos humanos 3.7.- Ejercicio: Identifique los siguientes conceptos de REQUISITOS GENERALES 3.8.- Conclusin: Los requisitos generales son indispensables para el desarrollo del proceso de montaje para el montaje de las subestaciones en SF6, es decir en este concepto se debe visualizar al personal calificado, a los documentos aplicables, los equipos y herramientas de montaje, as como el equipo de medicin para pruebas.

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3.9.- EVALUACIN: I. RELACIONA EN FORMA CONCORDANTE LOS ENUNCIADOS DE LA IZQUIERDA CON LOS DE LA DERECHA, COLOCA EN EL PARNTESIS LA LETRA QUE CORRESPONDA. 1.- ( ) Personal necesario. a) EQUIPOS DE MEDICIN

b) PRUEBAS 2.- ( ) Contrato, especificaciones,

planos, etc c) DOCUMENTOS d) PARQUE VEHICULAR

3.- ( ) Gra, poleas. cuerdas, pinzas, etc.

e) HERRAMIENTAS f) CONTRATISTA

4.- ( ) Megger, factor de potencia, ducter, etc.

g) RECURSOS HUMANOS h) INTERRUPTORES

II. BASNDOTE EN EL MANUAL, EXPLICA CON TUS PALABRAS LA RESPUESTA CORRECTA. CULES SON LOS DOCUMENTOS NECESARIOS QUE REQUIERE CONOCER EL SUPERVISOR PREVIO AL INICIO DE LA CONSTRUCCIN DE LA SUBESTACIN ELCTRICA?

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CAPITULO 4

RECEPCION Y ALMACENAMIENTO

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OBJETIVO PARTICULAR

Al trmino del capitulo IV Recepcin y almacenamiento, el participante ser capaz de recepcionar e identificar en sitio los componentes de la subestacin aislada en SF6 y el rea de almacenamiento de acuerdo a especificaciones, as como la aplicacin de los recursos humanos, herramientas y equipo de maniobra, necesarios para actividad.

4.1.- RECEPCION

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Las subestaciones aisladas en gas SF6 son armadas y probadas en fbrica, para posteriormente enviarse al lugar de operacin, por lo que su envo es planeado para evitar contratiempos durante su montaje. Se muestra los puntos de separacin para los mdulos para transporte. Al realizarse la recepcin del envo, se deben controlar los siguientes puntos: 1. Si esta completo,

a la vista del envo de expedicin

2. Si presenta daos 3. La efectividad de

los embalajes hermticos

El control se efectuara despus de la descarga, donde el transportista entregue l envi con los documentos correspondientes. En los avisos de expedicin se anotan el contenido y la ubicacin de las piezas que componen la instalacin. Si al recibir l envi hubiera muestras externas de daos

Registrar inmediatamente las observaciones hechas en los documentos de envi y solicitar la firma del suministrador.

Si los daos son de importancia o totales, comunicarlo inmediatamente a la fabrica, registrando los hechos en una acta en el lugar de la entrega.

No modificar el estado de los daos una vez determinados, tomar fotografas y solicitar la presencia del ajustador de seguros correspondiente.

Hay que ocuparse de que la fbrica reciba lo antes posible el registro de los hechos.

En caso de daos ocultos:

Responsabilizar lo antes posible telefnicamente y por escrito los daos y levantar un registro de los hechos.

La recepcin de los instructivos y planos se recibirn de acuerdo al

requerimiento de la especificacin CFE VY200-40 (SUBESTACIONES

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BLINDADAS CON GAS SF6 PARA TENSIONES DE 123 A 420 KV) y todas las modificaciones que se realicen en sitio debern de plasmadas en los planos y corregidos por el fabricante.

Las herramientas especiales que se reciban debern ser resguardadas y

permanecer en la subestacin al igual el equipo para el manejo de gas SF6.

Con lo referente a las refacciones suministradas sern de acuerdo a la magnitud de la subestacin como lo indica la especificacin CFE VY200-40.

4.2.- ALMACENAMIENTO Las cajas se colocaran d tal manera que se aprecie l numero de bultos y se almacenaran en concordancia con el orden de montaje. En almacenes cerrados hay que guardar los envos, si no es posible el almacenamiento se realizara a la intemperie, eligiendo el lugar de almacenamiento a la intemperie de forma que el material quede protegido contra, la humedad con lonas y de los animales dainos como roedores y de los incendios instalando extintores. Las cajas que se vayan a almacenar durante ms de un ao, se protegern en lo posible con techos. El empaque y el embargue del equipo debe efectuarse de acuerdo a lo indicado en las normas NRF-001-CFE y NRF-010-CFE y conforme a lo siguiente:

a) Todo el empaque del equipo debe ser el adecuado, de tal manera que garantice la integridad dependiendo del tipo de transportacin que se utilice.

b) Para fines de embarque la subestacin blindada aislada en gas SF6 debe

ser divida en subconjuntos o grupos, pre-ensamblados y probados en fabrica y empacadas en cajas, cerradas de material resistente y adecuadas para su correcto manejo, el tamao de estos subconjuntos estar definido por las limitaciones en peso y dimensiones que exijan las facilidades para transporte.

Cada uno de estos subconjuntos debe embarcarse sellado hermticamente con una presin positiva de gas (referido a una temperatura y altitud) SF6, aire seco o bien nitrgeno. Se debe indicar el gas empleado. El fabricante debe asegurarse que no existan fugas que afecten la hermeticidad durante el transporte y hasta el inicio del montaje.

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c) Todos los elementos complementarios que se embarquen por separado de los conjuntos mayores, deben empacarse en cajas cerradas de material resistente y adecuadas para su correcto manejo, protegidos contra golpes y envueltos con cubiertas plsticas hermticas.

d) En el caso de que se utilicen refuerzos, soportes u otros elementos de

sujecin que se requieran exclusivamente para transporte, se debe indicar claramente en estas piezas as como en los dibujos o instructivos correspondientes, la leyenda Retrese durante el montaje.

e) Los transformadores de potencial, durante su transporte, deben contar con

un registrador de impactos tridireccional.

f) En el caso de boquillas o terminales de porcelana largas, deben empacarse en cajas cerradas de material resistente y adecuadas para su correcto maneja con varios puntos de apoyo a lo largo de las mismas. En caso de ser boquilla llena de aceite, su posicin dentro de la caja debe de guardar un ngulo no menor de 15 con respecto a la horizontal manteniendo la terminal externa hacia arriba.

g) Cada caja o bulto de embarque debe de venir perfectamente identificado en

espaol y en ingles, con informacin que contenga como mnimo los siguientes datos:

Nombre del fabricante Numero de serie La leyenda COMISIN FEDERAL DE ELECTRICIDAD Nmero de contrato Nombre y lugar de la instalacin Numero consecutivo de identificacin de caja o bulto de lote Ms y dimensiones Puntos de izaje Posicin en que deben almacenarse

h) Listado detallado del contenido de cada caja o bulto.

4.3.- EJEMPLO

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4.4.- EJERCICIO 4.5.- CONCLUSION

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CAPITULO 5

MONTAJE DE UNA SUBESTACIN AISLADA EN SF6

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OBJETIVO PARTICULAR

Al trmino del capitulo V Montaje De una subestacin aislada en SF6 el participante ser capaz de supervisar correctamente el ensamblaje de la envolvente, del acoplamiento de los conductores y de cada uno de los elementos que conforma una subestacin aislada en gas SF6 con la aplicacin de procedimientos, instructivos y planos de montaje.

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CONTENIDO A continuacin se describen los requerimientos previos al montaje y al desarrollo de estos trabajos durante el proceso constructivo en una subestacin aislada en SF6. 5.1.- ACTIVIDADES PREVIAS AL MONTAJE Antes de iniciar el montaje hay que aclarar y realizar una serie de trabajos preparatorios para crear condiciones que exige el correcto y oportuno montaje de las instalaciones, los cuales dependen de la magnitud de la instalacin, a continuacin se mencionan algunos. Lugar de emplazamiento de la instalacin de maniobra Bases, estructuras, sistemas de puesta a tierra y perforaciones Cables, sus canales y bandejas Vas de transporte, aparatos elevadores y medios de transporte Herramientas, dispositivos y material de consumo Iluminacin, calefaccin, abastecimiento de energa elctrica y de agua Almacenes Desembalaje de los envos Dimensiones y pesos de los mdulos Planificacin del personal y de los plazos

5.1.1.- LUGAR DE EMPLAZAMIENTO DE LA INSTALACION DE MANIOBRA Deben cumplirse las siguientes condiciones: Tienen que haber concluido las obras de construccin de la instalacin, puesto que durante el montaje de la subestacin no se admiten trabajos de albailera. Han de estar montadas y poderse cerrar todas las ventanas, puertas y portones. Todas las perforaciones en los muros, independientemente de su finalidad, han de estar cerradas hermticamente al polvo y al viento. El cierre debe poderse desmontar de forma rpida y fcil. El piso ha de presentar una superficie lista y debe poderse mantener limpio fcilmente y exento de polvo. Si el piso es de hormign, debe ser resistente a la abrasin. En caso necesario se tomarn las medidas oportunas. (Por ejemplo pintura aglomerante del polvo). Las perforaciones en los pisos, canales para cables, etc., tienen que estar tapadas de forma segura y permanente.

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5.1.2.- BASES, ESTRUCTURAS, SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Y PERFORACIONES Las placas o rieles de los cimientos, as como los bastidores que soporten parte de la instalacin de maniobra, tienen que estar montados, alineados y medidos. El sistema de puesta a tierra tiene que estar terminado y ser accesible a los lugares previstos para las tomas de tierra de las celdas de la instalacin de maniobra. Todas las perforaciones en pisos, muros y techos debern estar, controladas y medidas. Se recomienda delimitar claramente la responsabilidad entre las empresas participantes, comprobar y medir los trabajos realizados. La persona responsable de la comprobacin tiene que realizar y firmar un protocolo de medicin.

5.1.3.- CABLES, SUS CANALES Y BANDEJAS Antes de iniciar el montaje de la instalacin de maniobra tienen que estar terminados y controlados todos los canales para cables prximos a ella. Tendrn que estar montadas las bandejas para cables y las cubiertas necesarias. Coordinar el transcurso cronolgico de los trabajos de tendido de cable con el montaje de la instalacin de maniobra y preveer espacio suficiente para el montaje de las terminales de cable.

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5.1.4.- VIAS DE TRANSPORTE, APARATOS ELEVADORES Y MEDIOS DE TRANSPORTE Las vas de transporte hasta el lugar de las obras deben de ser las adecuadas para el trfico de camiones. En la nave de emplazamiento de la instalacin de maniobra habr que contar con una gra capaz de funcionar con detalles tcnicos diferentes en cada caso especfico.

Para las celdas se recomienda el uso de un sistema de transporte de pelcula areo o de rodillo de transporte dirigible y de altura ajustable. Durante el transcurso del montaje se pueden colocar tambin rodillos por debajo del mdulo principal de una celda trifsica para los desplazamientos longitudinales y transversales. Para la descarga se necesitan una o dos gras mviles segn sean las condiciones locales. Los detalles tcnicos tales como capacidad de carga y velocidades de desplazamiento horizontal y vertical se fijarn para cada caso especfico. !Atencin! Al levantar bultos pesados con gatos, palancas o mecanismos elevadores, hay que apoyar estos en los puntos para ellos marcados. 5.1.5.- HERRAMIENTAS, DISPOSITIVOS Y MATERIAL DE CONSUMO Confeccionar listas con las herramientas, dispositivos y materiales, etc. necesarios para cada caso especial. Se controlara el uso de las herramientas durante el montaje para evitar que sean olvidadas dentro de los mdulos.

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5.1.6.- ILUMINACION, ABASTECIMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA Y DE AGUA Todos los espacios del edificio de la instalacin, tienen que estar iluminados. Debe haber puntos de conexin para lmparas o herramientas elctricas. La instalacin de abastecimiento de energa elctrica ha de soportar las cargas de grandes receptores (por ejemplo, aparatos de soldadura, instalaciones de prueba, equipos para carga de gas, etc.) Lo indicado para el abastecimiento de energa elctrica rige lgicamente tambin para el abastecimiento de agua. Importante: Debido a las elevadas condiciones de limpieza exigidas no se permite efectuar trabajos que no estn relacionados con el montaje. 5.1.7.- ALMACENES Segn sea la extensin de la obra se necesitarn uno o varios locales de almacenamiento. Las estanteras almacenarn el material de instalacin, el material menudo y las herramientas. 5.1.8.- DESEMBALAJE DE ENVIOS Recomendaciones para desembalar los envos. Cuando sea posible, transportar los bultos sin abrir hasta el lugar de montaje. Antes de abrir los embalajes hermticos, observar si hay presin positiva Desembalar los bultos en un recinto especial o si el tiempo lo permite al aire libre, observando una limpieza extrema. Al desembalar, controlar el estado en que se encuentra el material y comprobar si todo lo incluido en los bultos coincide con lo relacionado en los avisos de expedicin y en las listas de materiales. Atencin! El material menudo se guardar debidamente ordenado en las estanteras de un almacn. Dicho material se pierde o se confunde con facilidad.

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Almacenar cuidadosamente por separado las piezas de repuesto no quitar las etiquetas ni otras marcas que pudieran existir y destruir el material de embalaje. 5.1.10.- DIMESIONES Y PESOS DE LOS MODULOS Durante el montaje de la instalacin de maniobra en sitio, hay que ensamblar los distintos mdulos, por lo que es preciso transportarlos, izarlos o colocarlos sobre soportes, lo que hace indispensable conocer sus pesos y dimensiones. 5.2.- INDICACIONES GENERALES DE MONTAJE Las siguientes indicaciones son de validez general para instalaciones de maniobra provistas de blindaje metlico con gas. El personal de montaje debe conocerlos y respetarlos en todo caso. INDICACIONES Medidas de seguridad Requerimientos de limpieza Equipos y productos de limpieza Anticorrosivos Pintura Atornilladuras y partes de apriete Unin de bridas a prueba de agua y de presin Anillos toroidales Limpieza y proteccin anticorrosivo

Cuando se requieren operaciones especiales se debe hacer referencia de ellas en los instructivos de montaje del fabricante. 5.2.1.- MEDIDAS DE SEGURIDAD En relacin con las indicaciones de montaje, se hace mencin, siempre que es necesario, de posibles errores y peligros 5.2.2.- REQUERIMIENTOS DE LIMPIEZA Durante el montaje la limpieza tiene importancia decisiva. Incluso pequeas cantidades de suciedad, polvo y partculas metlicas en el

interior de instalacin pueden ocasionar descargas elctricas.

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Los suelos en la zona de montaje deben limpiarse peridicamente. Los vehculos deben marchar lentamente en la zona de montaje. Las ventanas y puertas solamente deben abrirse en caso necesario. Los ventiladores y el aire comprimido se utilizarn si no pueden ocasionar

polvo. Los medios auxiliares (racks, paletas, herramientas, etc.) deben estar

siempre limpios antes de llegar a la zona de montaje. Los trabajos que generan suciedad, no se admiten cerca de mdulos

abiertos. Durante trabajos en armazones de acero (por ejemplo, rectificar, soldar,

taladrar, etc.) deben estar cerradas todas las aberturas en mdulos ya montados.

El personal de montaje debe llevar indumentaria limpia. Al entrar en los mdulos se debe llevar vestimenta protectora (trajes de

papel). En trabajos efectuados a travs de aberturas de los mdulos, se deben llevar

gorras de papel. Antes de trabajar junto a mdulos abiertos y dentro de los mismos, hay que

vaciarse los bolsillos. Todas las aberturas de los mdulos deben cerrarse tan pronto no se

requieran. Esto debe tenerse en cuenta especialmente en las pausas del trabajo. Es suficiente cubrir las aberturas con laminas de PVC limpias y hermetizarlas con cinta adhesiva en los bordes.

Cuando un mdulo este abierto no se permite el arrojo de herramienta ni que

esta sea pasada sobre la abertura del mdulo. 5.2.3.- EQUIPOS Y PRODUCTOS DE LIMPIEZA Se admiten los siguientes equipos y productos de limpieza:

Aspiradoras Productos de limpieza para montaje y mantenimiento Papel de Limpieza Pinceles y trapos

Aspiradoras:

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Son adecuadas las aspiradoras potentes, con mangas y tubos de plstico. Las toberas pueden ser de goma o de plstico. Importante: No se admiten cepillos, puesto que pueden perder cerdas. Productos de limpieza para montaje y mantenimiento: Estos productos son variados y dependen del fabricante, SIEMENS utiliza los siguientes. Productos de limpieza para montaje y mantenimiento

Zonas / Ejemplos Producto de limpieza

Realizacin Medidas de Seguridad

Superficie exterior / Ligeras impurezas

Agua caliente con un producto lquido suave de uso domestico por ejemplo, Pril Fabuloso.

Restregar con un trapo o papel hmedo que no suelte pelusa No gotear!

Superficies exteriores, piezas / Superficies engrasadas, superficies con proteccin anticorrosiva, juntas de empaquetadora.

Producto de limpieza en fro a base de hidrocarburos (exento de hidrocarburos halogenados), punto de inflamacin mayor a 55C, por ejemplo, Shelsol D60 (Shell), Essovarsol 60 (Esso).

Restregar con un trapo o papel que no suelte pelusa humedecido de este producto No gotear! No inmergir en este producto las empaquetaduras.

Inflamable! Prohibido fumar! Observar las descripciones de los productos y las instrucciones de seguridad!

Piezas aislantes en compartimentos de SF6

Alcohol etlico, Isopropanol, Haku 5067

Restregar con un trapo o papel hmedo que no suelte pelusa No gotear!

Fcilmente inflamable! Prohibido fumar! Proteccin contra explosiones! Observar las descripciones de los productos y las

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instrucciones de seguridad!

Papel de Limpieza: Para aplicar y secar productos lquidos de limpieza utilizar papel que no suelte pelusas, usarlo solo una vez. Pinceles y trapos: Los pinceles y los trapos son tambin medios auxiliares para aplicar y secar productos de limpieza. Importante: Los pinceles y los trapos se permiten cuando no puedan ser perjudiciales por desprender pelusas o cerdas. 5.2.4.- ANTICORROSIVOS Estos productos protegen de la corrosin las superficies metlicas pulidas en la unin de las bridas atornilladas de los mdulos, SIEMENS utilizan los siguientes: Tectyl 506 Se comporta de manera totalmente neutro frente a todas las superficies metlicas y no ataca al barniz, las materias plsticas ni las piezas de goma. Ritzol Tecto 7/2 Protege superficies metlicas pulidas que solamente estn expuestas a la humedad del aire durante un tiempo limitado 5.2.5.- PINTURA Tras concluir el montaje y las pruebas de puesta en servicio, mejorar eventualmente la pintura de la instalacin. 5.2.6.- ATORNILLADURAS Y PARES DE APRIETE Todas las atornilladuras deben apretarse con una llave dinamomtrica.

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Importante: Deben tenerse presentes los datos en los planos para aplicar el par prescrito a tornillos especiales. Si se utiliza una tuerca, el tornillo debe sobresalir de la misma por lo menos en un paso de rosca. Las atornilladuras apretadas con el par de apriete prescrito garantizan tambin despus de fenmenos de asentamiento una presin de contacto suficiente. Es decir que en un control posterior pueden medirse pares de apriete diferentes 5.2.7.- UNION DE BRIDAS A PRUEBA DE GAS Y PRESION Los datos e indicaciones siguientes son importantes, puesto que todas las uniones por bridas deben ser perfectamente hermticas al gas y a la presin. Atencin: Tratar muy cuidadosamente las superficies de juntura de las bridas, puesto que, incluso daos insignificantes pueden conducir a fugas. Proteccin anticorrosiva para bridas El tratamiento de las superficies metlicas pulidas de las bridas y tapas es independiente del material. Este tratamiento depende slo de s las superficies pulidas estn expuestas al aire ambiente (zona exterior A) o al gas (zona interior B) como se muestra en la figura 4.3.1

a) En interiores b) Al intemperie

------------ Capa de Tectyl 506 Capa de Ritzol Tecto 7/2 para la zona exterior B

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Figura 4.3.1 Tratamiento de proteccin anticorrosiva de las superficies metlicas pulidas de

bridas y tapas 5.2.8. - ANILLOS TOROIDALES Los anillos toroidales se fabrican sin costura de una mezcla de gomas sintticas y goma natural. Para los casos individuales de aplicacin son necesarias mezclas especiales. Las casas especializadas ofrecen aproximadamente. 150 mezclas en 7 grados de dureza. Por lo tanto rige lo siguiente:

Se deben emplear solamente los anillos toroidales suministrados por la empresa fabricante.

Utilizar fundamentalmente anillos toroidales nuevos. Limpiar los anillos toroidales con papel sin pelusa, impregnado con el

agente limpiador lquido.No se deben utilizar:

Anillos toroidales montados por primera vez hace ms de 12 meses. Anillos toroidales deteriorados y con fuertes deformaciones permanentes.

5.3. DESARROLLO DEL MONTAJE Considerando que las subestaciones aisladas en gas SF6, no son desarrollos diferentes, si no simplemente un tipo nuevo de subestaciones y que los elementos constitutivos tales como interruptores, cuchillas, transformadores de corriente, transformadores de potencial, barras colectoras, elementos de interconexin, etc. estn construidos en forma de mdulos normalizados. La combinacin de los diversos mdulos, segn se requiera, permiten integrar la subestacin en forma muy rpida y segura. A continuacin se describir el desarrollo del montaje de la subestacin Aguamilpa de 400 KV. Marca SIEMENS tipo 8DQ1, monopolar con arreglo de interruptor y medio, mostrndose su diagrama unifilar en la fig. 4.3.2 y la disposicin fsica en la fig. 4.3.3., al igual en la fig. 4.3.4 un corte transversal donde de puede apreciar la magnitud de la instalacin. Para el desarrollo del montaje es necesario contar con la informacin siguiente

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Diagrama unifilar de la subestacin Disposicin fsica de la subestacin Disposicin fsica del equipo en corte transversal Planos de montaje del fabricante Manual del equipo Lista de verificacin Una vez obtenida la informacin antes mencionadas se proceder al montaje de la subestacin, por lo tanto se requiere de una planeacin de los trabajos, que a continuacin se describen. 1.- Seleccin de cajas de acuerdo a la secuencia de montaje. 2.- Habilitados d anaqueles para accesorios y materiales de montaje 3.- Verificacin de la gra en caseta del edificio SF6, que se encuentre en ptimas

condiciones. Una vez cubierto los pasos anteriores y dependiendo de la tensin de la subestacin se procede a realizar el montaje de los mdulos, para el caso de 400/230 kv se inicia con el montaje del interruptor y para 115 kv con las estructuras metlicas.

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5.2.1.- MONTAJE DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA. Concluidos los requisitos previos indicados en los incisos anteriores como son el contar con energa elctrica, sellar ventanas, aplicar pintura al piso de hormign y la instalacin de la gra mvil se procedi al desembalaje, inicindose el montaje con la instalacin de los mdulos de los interruptores A1010, A8350 y A3550 los cuales son la base de la celda de maniobra, una vez colocados en su sitio se nivelaron y alinearon para recibir los mdulos que los interconectan entre si para formar una celda de maniobra la cual a su vez se conecta con las dems celdas que integran la subestacin. En piso se ensamblaron los mdulos del transformador de corriente, compensacin y cuchillas A8151 y A8157A, figura 4.3.5, los cuales posteriormente se ensamblaron al interruptor, representando en la fig. 4.3.6, donde se aprecian que los esfuerzos de la envolvente son absorbidos por el modulo de compensacin y los esfuerzos de la barra conductora por los conectores flexibles, instalados en el acoplamiento de la barra al interruptor y en el centro del modulo de expansin, observndose como los aisladores no es someten a ningn esfuerzo que pudiera ocasionar la barra conductora. Como se puede ver esta constitucin modular en la fig. 4.3.6 hace ms compacta las subestaciones en gas SF6 comparndola con una subestacin convencional, pero sigue siendo el mismo principio, utilizan conductores acoplados a conectores diseados para absorber los movimientos dentro de un envolvente en la que el gas es contenido a presin. Al igual que la subestaciones convencionales utilizan aisladores para soporta las partes vivas solo que estos son diseados para colocarse dentro de la envolvente y son de dos tipos pasantes al gas y hermticos siendo estos los que dividen la presin del gas dentro de los compartimentos con la finalidad de que si existiera una fuga o falla esta no ocasione daos en otros compartimentos. Al igual que los conectores flexibles hay diferentes tipos segn las necesidades de diseo, con la caracterstica de conducir sin prdidas la corriente elctrica y absorber los esfuerzos del conductor, cubiertos con mangas o deflectores para evitar la concentracin del campo magntico por efecto punta (la omisin de esta manga es causa de falla durante la prueba de alta tensin).

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Figura 4.3.5

Constitucin interna del ensamblado de los mdulos del transformador de corriente, compensador y cuchillas A8151 y A8157A

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Figura 4.3.6

Acoplamiento de los mdulos del transformador de corriente, compensador y cuchillas A8151 y A5187A al interruptor A8150.

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Continuando con el montaje en la figura 4.3.7 se muestra como se unen los interruptores A8150 y A1010, mediante un modulo de prolongacin, al igual que los conectores utilizados para unir las barras a los aisladores. De la forma descrita en las figuras anteriores se lleva a cabo el ensamblado de los distintos mdulos que componen la subestacin, cuidando en todo momento la limpieza, protegiendo las superficies de las bridas de unin con anticorrosivos, revisando el acabado de las superficies de contacto del empaque, pues una pequea marca sobre ella es causa de fuga de gas y revisando que cada empaque utilizado no presente deformaciones ni rasgaduras, con el objeto de garantizar menos del uno por ciento de fugas en cada compartimento al ao, Hasta este momento no se ha montado el modulo del transformador de potencial ya que por su caractersticas de fabricacin este modulo es enviado con presin positiva de gas SF6 y no se le aplica vaco en sitio por lo que su montaje requiere de mayor cuidado, realizndolo una vez que el compartimiento adyacente cuente con gas interconectndolo por medio de tubera con vlvula de retencin. Con lo que respecta al montaje de las terminales, como boquillas SF6 aire, SF6 aceite, utilizadas en esta subestacin en la figura 4.3.8 se representa la conexin de estas boquillas y la unin a los conectores dentro de la envolvente.

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Figura 4.3.7

Acoplamiento de los interruptores A8150 y A1010 mediante un mdulo de prolongacin que muestra los conectores utilizados para unir las barras a los

aisladores

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Figura 4.3.8 Terminales SF6 aire, SF6 aceite y su constitucin interna

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5.2.2.- MONTAJE Y ACOPLAMIENTO DE CUCHILLAS Generalmente las cuchillas seccionadoras y de puesta a tierra de accin tripolar de una subestacin monopolar el mecanismo de accionamiento se encuentra en el modulo de la fase B , pero su ubicacin depender del aprovechamiento de espacios, a este mecanismo se unen las cuchillas de las fase A y C, por medio de varillas de mando ajustndose mecnicamente para su operacin simultanea, tambin se utilizan cuchillas seccionadoras con accionamiento monopolar para mayor seguridad en su operacin, al igual las cuchillas de puesta a tierra se utilizan con accionamiento monopolar y con un mecanismo de resorte acoplado, en las partes que se requiere contar con un contacto firme a tierra, como en el caso de las terminales de salida de la subestacin (lneas o transformadores) El la figura 4.3.9 se muestra el acoplamiento del mecanismo a las cuchillas seccionadoras donde se puede apreciar que el mecanismo transmite el movimiento al contacto mvil a travs del aislador giratorio, al igual en esta figura se muestra la cuchilla de puesta a tierra la cual es montada sobre la envolvente. En las subestaciones aisladas en SF6 a diferencia de las convencionales utilizan una gran cantidad de cuchillas de puesta a tierra para brindar seguridad al personal durante los trabajos de mantenimiento sobre algn modulo. Otra funcin de las cuchillas de puesta a tierra es la de brindar un punto de conexin para realizar mediciones, por lo que es montada sobre un aislamiento para separarla del envolvente y conectarla a tierra a travs de un conductor flexible.

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Figura 4.3.9

Muestra el acoplamiento del mecanismo de las cuchillas seccionadoras y de puesta a tierra

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5.2.3.- CARGA DEL GAS SF6 Para realizar el llenado del gas SF6 deben de estar colocados los densmetros y presostatos conectados a los cuadros de alarmas del sistema de vigilancia del gas y se supervisarn por parte de CFE los ajustes de alarmas y de la presin nominal de servicio de cada compartimiento corregido a 20 . Cada fabricante dispone de su metodologa para el llenado del SF6 a las subestaciones, generalmente inician por el compartimiento del interruptor de potencia colocando el material filtrante de la forma descrita en la figura 4.3.10, realizando un vaco previo para inyectar nitrgeno seco de alta pureza a una presin de 0.5 bar. Y dejndolo reposar un periodo de tiempo (48 hrs.) para arrastrar la humedad y pequeas partculas a la atmsfera y nuevamente efectuar vaco debajo de los 100 micrones de mercurio y mantenindolo por un tiempo estimado de acuerdo al fabricante segn su criterio.

Figura 4.3.10 Colocacin del material filtrante

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Llenado de SF6 de compartimentos de barras y cuchillas. Algunos fabricantes siguen la misma metodologa de llenado en todos los compartimentos de la subestacin como el descrito para el interruptor, otros llenan los compartimentos de barras y cuchillas colocando primeramente el material filtrante realizndole vaco e inyectando el gas. 5.2.4.- CUIDADOS DURANTE EL LLENADO El material filtrante absorbe la humedad residual, mantiene seco el gas SF6 y retiene los productos de descomposicin. Es conveniente que desde que se abra la primera caja de filtro hasta que se inicie la evacuacin no transcurran ms de 2 horas por cada compartimento de gas. Las respectivas presiones nominales de llenado para los compartimentos de gas, se indican en el plan de vigilancia del gas diseado para la instalacin. Los valores expuestos estn referidos a 20C. Por consiguiente, se tiene que considerar la variacin de la presin en funcin de la temperatura de acuerdo con el diagrama temperatura presin (curva de llenado del SF6) y adaptar la presin de llenado. Para la operacin de llenado, el dispositivo ha de disponer de una vlvula de seguridad, sta debe evitar que la presin del recipiente a llenar sobrepase en ms de 10% la presin de servicio mxima admisible.

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5.3 EJEMPLOS 5.4 EJERCICIOS 5.5 CONCLUSION DEL TEMA

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CAPITULO 6

EL GAS HEXAFLUORURO DE AZUFRE (SF6)

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OBJETIVO PARTICULAR El participante conocer las propiedades fsicas, qumicas y las caractersticas del SF6, que se utiliza como aislamiento dielctrico en las subestacin encapsuladas en gas SF6.

CONTENIDO

6.1. GENERALIDADES El gas de Hexafluoruro de Azufre es un compuesto qumico que tiene la frmula SF6. En la figura 2.1se muestra la representacin espacial de la molcula de

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Hexafluoruro de Azufre en donde el tomo de azufre se encuentra localizado en el centro de un octaedro regular, con los 6 tomos de flor colocados simtricamente en cada una de las seis esquinas o vrtices del octaedro. Esto da al SF6 una estabilidad qumica alta.

Figura 2.1

Representacin espacial de la molcula del gas SF6 El Hexafluoruro de Azufre se fabrica por electrlisis a partir del azufre y el flor y su formacin se expresa por la ecuacin exotrmica

CALKSFFS ++ 2623 62 6.2. CARACTERISTICAS El Hexafluoruro de Azufre posee caractersticas que lo hacen ser muy codiciado para utilizarlo en la construccin de equipos elctricos de alta tensin, entre otras caractersticas mencionaremos las siguientes:

Alta resistencia dielctrica. Habilidad para extinguir el arco elctrico Excelente estabilidad trmica. Buena conductividad trmica. Qumicamente inerte. No txico. No inflamable. No corrosivo. No condensable a bajas temperaturas.

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Estas caractersticas tienen su justificacin en las propiedades elctricas, trmicas, fsicas y qumicas del SF6. 6.3. PROPIEDADES 6.3.1. ELCTRICAS El gas SF6 es electronegativo (tiende a capturar electrones libres), por lo que tiene una resistencia dielctrica ms alta que el aire (de 2 a 2.5 veces). Ver figura 2.2.

6.3.2. TRMICAS CALOR ESPECFICO El calor especfico del SF6 en relacin con la unidad de volumen es 3.7 veces ms grande que la del aire; en razn de su masa especfica representa alrededor de 5 veces la del aire. Esto trae consecuencias muy importantes, debido a la reduccin del calentamiento del equipo elctrico.

Figura 2.2 Tensin de ruptura dielctrica entre dos esferas de dimetro 5 cm en funcin del

producto presin por distancia

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Conductividad trmica La conductividad trmica del SF6 es inferior a la del aire, como se observa en la tabla II-1, pero su coeficiente global de transferencia de calor, tomando en cuenta en particular la conveccin, es excelente, parecida a la de los gases como el hidrgeno y el helio, y es ms grande que la del aire. Ver figura 2.3. En la fi

manualsf6

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