INSTI TUTO TECNOLÓGICO DE OAXACADIVIS I ÓN DE ESTUDI OS PROFESIONALES
MEMORIA DE EXPERI ENCI A PROFESIONAL
QUE PARA OBTENER EL T Í TULO DE:INGENIERO ELÉCTRICO
PRESENTA:MARCO ANTONIO VICENTE J IMÉNEZ
OAXACA DE JUAREZ MARZO DE 2010
DIAGNÓSTICO A INTERRUPTORES DE POTENCIA
INTRODUCCIÓN
CAPITULO 1: Interruptor de potencia.
CAPITULO 2: Pruebas de diagnóstico a interruptores de potencia.
CAPITULO 3: Diagnóstico de un interruptor de potencia de 115 KV.
CAPITULO 4: Cambio de un interruptor de potencia de 115 KV.
JUSTIFICACIÓN
Debido al continuo crecimiento de la industria, en la actualidad es de vital importancia contar con sistemas eléctricos confiables para asegurar la calidad y productividad de las empresas, ya que un paro no programado debido a una falla en el sistema eléctrico afecta directamente su economía por su influencia en la calidad y el costo del producto final. Por lo que es importante contar con el diagnóstico oportuno del estado en que se encuentran los equipos eléctricos.
OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES:1) Diagnóstico de un interruptor de potencia.2) Interpretación de resultados de las pruebas
eléctricas.3) Detectar fallas incipientes.4) Asegurar el funcionamiento del interruptor.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:5) Diagnóstico de un interruptor de potencia de
115 KV.6) Garantizar la confiabilidad del sistema
eléctrico.7) Desarrollo del proceso de instalación de un
interruptor de potencia de 115 KV.
INTERRUPTOR DE POTENCIA
Equipo de protección e interconexión entre una planta industrial y CFE, su función es interrumpir y/o establecer la conducción de la corriente eléctrica.
a) Bajo cargab) Libranza programada
ESPECIFICACIONES
Los valores nominales de los interruptores de potencia son definidos por las normas IEC, ANSI y NMX.
Voltaje 34.5, 69, 115, 138, 161, 230, 400 KV
Frecuencia60 Hz
Corriente1250, 1600, 2000, 2500, 3150 A
Capacidad interruptiva20-31.5-40 kA
CONDICIONES DE SERVICIO
Puesta a tierraTemperatura (-25°C a +40°C)Altitud (1000 msnm)
COMPONENTES PRINCIPALES
a) Cámara de interrupciónb) Mecanismo de operaciónc) Control
CLASIFICACIÓN
Por el medio de extinción del arcoPor el tipo del mecanismo de operaciónPor la ubicación de las cámaras de
extinción del arco
POR EL MEDIO DE EXTINCIÓN DEL ARCO
En aceiteNeumáticosEn vacíoEn SF6
POR EL TIPO DEL MECANISMO DE OPERACIÓN
De resorte
Neumático
Hidráulico
POR LA UBICACIÓN DE LAS CÁMARAS DE EXTINCIÓN DEL ARCO
De tanque muerto
De tanque vivo
PRUEBAS ELÉCTRICAS A INTERRUPTORES DE POTENCIA
Pruebas de fábricaPruebas de puesta en
servicioPruebas de diagnóstico
PRUEBAS ELÉCTRICAS BÁSICAS
Prueba de factor de potencia del aislamiento
Prueba de resistencia de aislamientoPrueba de resistencia de contactosPrueba de tiempo de operación y
simultaneidad de cierre y apertura
VALORES DE ACEPTACIÓN (1/2)
Factor de potencia (corregido a 20°C)
Resistencia de aislamiento (corregido a 20°C)
EQUIPO UTILIZADO VALORES
MEU -10 mW a +7.5 mW
M2H -0.10 W a + 0.05 W
TIPO DE INTERRUPTOR VALOR MÍNIMO (MEGAOHMS)
Gran volumen de aceite 10,000
Bajo volumen de aceite, circuit switcher, en vacío y en SF6
100,000
VALORES DE ACEPTACIÓN (2/2)
Resistencia de contactos
Prueba de tiempo de operación y simultaneidad de cierre y apertura.
Fabricante o equipos similaresSimultaneidad: apertura (2 ms) cierre (3 ms)
TIPO DE INTERRUPTOR VALORES PERMITIDOS (MICRO-OHMS)
Gran volumen de aceite 100 - 300
Bajo volumen de aceite, circuit switcher, en vacío y en SF6
30 - 100
HERRAMIENTAS EN EL DIAGNÓSTICO A INTERRUPTORES DE POTENCIA
Termografía infrarrojaAnálisis del aceite (NMX-J-123-2001-ANCE)Pruebas al SF6
Análisis de vibración
TERMINAL DEALTO VOLTAJE
TERMINAL DE GUARDA
TERMINAL DE TIERRA
CELDA DE PRUEBAPARA ACEITE AISLANTE
LINEA
GUARDA
CELDAMEGGER
T G L
DIAGNÓSTICO DE UN INTERRUPTOR DE POTENCIA
Datos del interruptor
Marca BBC, Brown Boveri
Tipo ELF 123 nc1ar
Año de fabricación
1982
Voltaje nominal
123 KV
Corriente nominal
2000 A
Capacidad interrupiva
25 KA
Frecuencia 60 Hz
FACTOR DE POTENCIA DEL AISLAMIENTO
PRUEBA CONEXIONES VOLTAJE APLICADO
MILIAMPERES(mA)
MILIWATTS(mW)
F.P. (%)No. MODO HV LV MEDIDO CORREGIDO
1 GROUND 1 2 10,000 211.5 22.1 1.04 0.722 GROUND 1 E 10,000 122 16.1 1.31 0.913 GROUND 2 E 10,000 117 16.9 1.44 1.04 GROUND 3 4 10,000 224 24.6 1.09 0.765 GROUND 3 E 10,000 122.5 16.9 1.37 0.956 GROUND 4 E 10,000 118.5 16.6 1.40 0.987 GROUND 5 6 10,000 210 22.3 1.06 0.748 GROUND 5 E 10,000 122.5 15.6 1.27 0.889 GROUND 6 E 10,000 117.5 15.8 1.34 0.93
NOTA: Todas las pruebas se realizaron con el interruptor en la posición ABIERTO. Se utilizó el equipo M2H.
28°C – F.C. 0.7
VALORES MÁXIMOS PERMITIDOS:
PÉRDIDAS= 50 mw MáximoFP= 1 %
RESISTENCIA DE AISLAMIENTO
PRUEBA CONEXIONES VOLTAJE APLICADO
TIEMPO MEGAOHMSNo. L G T MEDIDO CORREGIDO
1 1 - 2 5,000 1 minuto 556,000 889,6002 1 - E 5,000 1 minuto 775,000 1,240,0003 2 - E 5,000 1 minuto 745,000 1,192,0004 3 - 4 5,000 1 minuto 626,000 1,001,6005 3 - E 5,000 1 minuto 840,000 1,344,0006 4 - E 5,000 1 minuto 835,000 1,336,0007 5 - 6 5,000 1 minuto 485,000 776,0008 5 - E 5,000 1 minuto 365,000 584,0009 6 - E 5,000 1 minuto 332,000 531,200
NOTA: Todas las pruebas se deben realizar con el interruptor en la posición ABIERTO.
28°C – F.C. 1.6VALOR MÍNIMO
PERMITIDO:100,000 MEGAOHMS
RESISTENCIA DE CONTACTOS
PRUEBA CONEXIONES MEDICIÓNNo. C1 P1 C2 P2 FASE MICRO OHMS1 1 1 2 2 A 2002 3 3 4 4 B 403 5 5 6 6 C 100
NOTA: Todas las pruebas se deben realizar con el interruptor en la posición CERRADO.
VALOR PERMITIDO:ENTRE 30 Y 100 MICRO-
OHMS
PRUEBA CONEXIONES MEDICIÓNNo. C1 P1 C2 P2 FASE MICRO OHMS1 1 1 2 2 A 2002 3 3 4 4 B 403 5 5 6 6 C 100
TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE CIERRE Y APERTURA (1/2)
FASE TIEMPO (ms)
Fase A 60.60Fase B 59.60Fase
C59.60
APERTURA
VALORES DE REFERENCIA
TIEMPO:50 ms
SINCRONISMO:máximo 2 ms
59.60 ms
59.60 ms
60.60 msFASE A
FASE B
FASE C
A
B
C
MARCA: BBC TIPO: ELF123NC1AR ORDEN: APERTURA
50 100 150 200 250 MILISEGUNDOS
TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE CIERRE Y APERTURA (2/2)
CIERRE
FASE TIEMPO (ms)
Fase A 125.30Fase B 124.30Fase
C124.30
VALORES DE REFERENCIA
TIEMPO:120 ms
SINCRONISMO:máximo 3 ms
124.30 ms
124.30 ms
125.30 msFASE A
FASE B
FASE C
A
B
C
MARCA: BBC TIPO: ELF123NC1AR ORDEN: CIERRE
50 100 150 200 250 300 350 MILISEGUNDOS
TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE CIERRE Y APERTURA (2/2)
CIERRE
FASE TIEMPO (ms)
Fase A 125.30Fase B 124.30Fase
C124.30
VALORES DE REFERENCIA
TIEMPO:120 ms
SINCRONISMO:máximo 3 ms
REBOTES
124.30 ms
124.30 ms
125.30 msFASE A
FASE B
FASE C
A
B
C
MARCA: BBC TIPO: ELF123NC1AR ORDEN: CIERRE
50 100 150 200 250 300 350 MILISEGUNDOS
DIAGNÓSTICO DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA
PRUEBA RESULTADO
Factor de potencia Satisfactorio
Resistencia de aislamiento Satisfactorio
Resistencia de contactos Fase A no satisfactorio, Fase C en el límite
Tiempo de operación y simultaneidad de cierre y apertura
Rebotes en fases A y C
Se recomienda reemplazar el interruptor y el cableado de control.
INTERRUPTOR DE POTENCIA, SIEMENS 3AP1-FG
1) Unidad ruptora.2) Aislador de apoyo.3) Base del interruptor.4) Indicador de posición.5) Unidad motriz.
1
2
34
5
LIBERACIÓN DEL EQUIPO
RETIRO DEL INTERRUPTOR EXISTENTE
RETIRO DEL INTERRUPTOR EXISTENTE
RETIRO DEL INTERRUPTOR EXISTENTE
INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO
PUESTA A TIERRA DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA
CARGA DEL INTERRUPTOR CON GAS SF6
1) Botella de gas SF6.
2) Válvula reguladora del reductor de presión.
3) Manómetro.4) Válvula de
seguridad.
W423
PRESIÓN NOMINAL= 0.6 MPa
REEMPLAZO DEL CABLEADO DE CONTROL
PRUEBAS ELÉCTRICAS DE PUESTA EN SERVICIO
Datos del interruptor
Marca Siemens
Tipo 3AP1-FG
Año de fabricación
2009
Voltaje nominal
123 KV
Corriente nominal
2000 A
Capacidad interrupiva
40 KA
Frecuencia 60 Hz
RESULTADOS DE LAS PRUEBAS
PRUEBA VALOR PERMITIDO VALORES OBTENIDOS
Factor de potencia
50 mW / 1 % 8.6 mW/0.84% máximos
Resistencia de aislamiento
100,000 Megaohms mínimo 5,050,000 Megaohms
Resistencia de contactos
30 – 100 micro-ohms 40, 43 y 45 micro-ohms
Tiempo de operación y simultaneidad
APERTURA24 ms ± 2 ms
Simultaneidad:2 ms máximo
CIERRE57 ms ± 6 ms
Simultaneidad:3 ms máximo
23.80 ms (Fases A y C) 23.90 ms (Fase B)
57.20 ms (Fases A y C)57.30 ms (Fase B)
DIAGNÓSTICO DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA
INSTALADO
CONCLUSIONES
GRACIAS POR SU ATENCIÓN