Tema: Subestación Aérea. Facultad de Ingeniería. Escuela de Eléctrica. Asignatura: Diseño de Instalaciones Eléctricas. GUÍA 7 Pág. Pág.

Transcripción

1 Tema: Subestación Aérea. I. OBJETIVOS. General: o Instalar una subestación aérea de distribución. Facultad de Ingeniería. Escuela de Eléctrica. Asignatura: Diseño de Instalaciones Eléctricas. Específicos: Transporte y manipulación de transformadores. Ascensión / fijación de transformadores. Interconexión de transformadores. Conexión de pararrayos. Conexión de cortacircuitos. Conexión a línea primaria. Red de tierra. Conexión a tierra. Medición de resistencia de tierra. II. INTRODUCCIÓN. La subestación eléctrica es una asociación de medios de conversión de parámetros de potencia eléctrica de forma confiable, eficiente, segura y económica. Fundamentalmente está constituida por: Transformadores eléctricos. Aislamiento. Interruptores y protecciones contra sobrecargas y / o cortocircuitos. Protecciones contra sobrevoltaje. Conexión a tierra. Mediciones. Soportes mecánicos. En adición pueden encontrarse formando parte de ellas: circuitos de control, de corrección del Factor de Potencia, de regulación y conmutación de potencia. Generalmente una subestación de distribución reduce el voltaje y eleva la corriente. La Figura 1 muestra el aspecto del isométrico que ofrece un banco de transformadores de distribución conectados a una línea aérea primaria de 23 kv. Nótese que la conexión mostrada es estrella flotante en el primario y delta aterrizada en un tap central para cargas 120 Vac monofásicas, 240 Vac monofásicas y 240 Vac trifásicas. La Figura 2 contiene correspondiente la lista de dispositivos. GUÍA 7 Pág. Pág. 1

2 Figura 1: Instalación de tres transformadores con neutro común. GUÍA 7 Pág. Pág. 2

3 Figura 2: Lista de materiales, valor de resistencia de tierra y el correspondiente número de electrodos difusores, capacidad de transformadores para varias opciones y calibre de conductor forrado de cobre para las bajadas en Baja Tensión para instalación de tres transformadores con neutro común. GUÍA 7 Pág. Pág. 3

4 PUNTOS IMPORTANTES: Protección individual de máquinas: cada máquina deberá ser protegida mediante un pararrayos y un cortacircuito (bajo la correspondiente norma) por cada terminal de transformador conectada a la línea, transformadores de medición, capacitores de potencia, acometidas subterráneas y otras funciones, deberán protegerse de igual manera. Los cortacircuitos deberán estar instalados de forma que pueda libremente procederse a la apertura y cierre de los dispositivos de forma segura y sin contratiempos (por ejemplo: cambio o reemplazo de fusibles, mantenimiento, etc.). Conexión de los terminales (bushings) primarios: deberá realizarse con alambre de cobre No. 4. Remuévase las impurezas previamente a la conexión. Excesivos torques en el cepo del terminal primario pueden provocar daños irreparables en el dispositivo, síganse las indicaciones del fabricante de transformadores, pararrayos, cortacircuitos y otros dispositivos. Ante la falta de esa información, sugiérase el uso de una llave ajustable de 4. Libramientos primarios: la rigidez dieléctrica del aire aisla el primario; los libramientos mínimos de fase a tierra en cualquier tensión están indicados por la longitud de los terminales primarios de la máquina. Y de fase a fase, por la distancia entre los terminales entre sí. Conexión a tierra de tanques de transformadores: todos los tanques contenedores de transformadores deberán conectarse a tierra mediante cepo o perno apropiado y haciendo uso nuevamente de conductor sólido de cobre No. 4. Conexión del centro de las estrellas: nótese que SIGET sugiere en la norma respectiva el centro de la estrella primaria flotante en el primario, el tap central del secundario deberá estar conectado a tierra y al neutro con conectores de aluminio comprimidos con nicopresa. Para selección de conectores se sugiere consultar la ultima referencia de la bibliografía. Recepción de equipos: los equipos deberán preferentemente instalarse nuevos con factura legal, siguiendo las indicaciones del fabricante sugerida en los instructivos. Rechazar equipos con terminales primarias o secundarias mal instaladas, con fugas de aceite, con bajo nivel de aceite, con daños severos en el tanque, con el cambiador de taps golpeado o trabado, con tanque oxidado, sin placa o con placa adulterada y otras anomalías. Exigir la correspondiente garantía. III. MATERIALES / EQUIPO. 9 Abrazaderas 5 7 φ. 12 Pernos galvanizados carrocería de ½ x 4 φ. 6 Almohadillas para abrazadera. 7 Perno máquina 5/8 φ x 2. 7 Arandelas 5/8 φ. 3 Transformadores para distribución: 15 KVA, 23 kv / 240 V. 3 Herraje cantilever con extensión de pararrayos. 3 Cortacircuito 15 kv x 100 Amperios. 3 Fusibles MT x 3 Amperios. 3 Pararrayos autovalvular 21 kv. 16 metros de alambre de cobre sólido No Pernos de ½ x 1 para polarizar tanque de transformadores. 8 Conectores de aluminio YPU2U3. 2 Barra Cooperweld 5/8 x 8. 2 Cepos de cobre 5/8 φ para barra de polarización. 1 Llave ajustable de cinta band-it ¾ φ. 1 Máquina band-it. 1 Nicopresa para conector No. 2 y No. 4. Alternativa: 8 cepos de cobre No. 4 AWG. 1 Equipo de medición de resistencia de tierra. GUÍA 7 Pág. Pág. 4

5 Precauciones para seguridad del equipo: En ningún momento los Bushings (terminales primarios y secundarios) deberán recibir esfuerzos de manipulación. Proteja el tanque contra golpes durante montaje. Trate la máquina estática con los cuidados respectivos para evitar dañarla. Asegúrese que las abrazaderas queden firmemente sujetas. Descarte pernos y demás herrajes en mal estado. Vigile que las conexiones sean eléctricamente conductoras y mecánicamente confiables. Conexiones mal realizadas crean serios problemas. No deben alterarse los conductores sugeridos por la tabla prescrita por la compañía. El alambrado de protecciones de transformador (primario) y polarización del tanque será con cable de cobre desnudo N 4 como mínimo. Sujétense ambos transformadores de las pestañas salientes que posee el tanque del transformador para efectos de alzarlo. El segmento anular de soga se llama corbata. IV. PROCEDIMIENTO. Indicaciones técnicas de seguridad y disciplina. Armado de pasteca en tierra. Armado de herrajes de fijación de pasteca superior. Colocación de pasteca en punto de fijación. Armado de abrazaderas con almohadillas y pernos en tierra. Colocación de abrazaderas en oreja de montaje del transformador (dos por cada transformador). Sujeción de transformador mediante estrobo a fin de proveer un medio para sujetarlo con seguridad. Colocación de cable nylon al tanque para guiar durante el proceso. Elevación del transformador. Guiar la máquina suspendida con el cable de nylon de forma que los agujeros de ambas mitades de las abrazaderas queden frente a frente y en su centro el poste. En la posición anterior, instalar los pernos carrocería. Retirar el cable nylon y las pastecas. Repetir los pasos anteriores para los otros transformadores. Conexión mediante nicopresa de estribo uno por fase para grapa de línea viva. Montaje de abrazadera con el herraje porta-protecciones. Montaje mecánica y conexión eléctrica de cortacircuitos (en serie con la fase y pararrayos en paralelo con el devanado primario y a tierra). Conexión primaria del grupo. Conexión secundaria. Ejecución de red de tierra. Medición del valor de resistencia de tierra. Conexión de neutros pararrayos y tanques a tierra. Revisión y comprobación general antes de energizar. Retirar el personal expuesto antes de energizar Energización, conexión del primario de transformador a conductor de línea con auxilio de grapa para línea viva y pertiga GUÍA 7 Pág. Pág. 5

6 Pasos sugeridos para realizar el izado de un transformador. Para realizar el izado de los transformadores, refiriéndose a la figura siguiente, se sugieren los siguientes pasos: INDICADOR: 1. Corbata sujeta a la abrazadera. 2. Gancho de la pasteca. 3. Pareja de pastecas 4. Cable Nylon 5/8. 5. Estrobo. 6. Transformador de distribución. 7. Nylon 5/8, evita golpes al transformador durante ascenso. Figura: Izado de transformador a poste. o Realice cuatro vueltas de nylon 1/2" mínimo para obtener un nudo seguro. o Coloque la almohadilla, la cual persigue que la pasteca mantenga en todo momento el plano de los discos en forma vertical. o Asegure la pasteca superior de 2 ó 3 Discos 4" o 6" mínimo y asegure la pasteca inferior de 2 ó 3 discos 4" o 6" mínimo. o Pase la soga de nylon de 1/2" mínimo, a través de las pastecas. o Coloque la corbata de nylon de 1/2" mínimo, entre el transformador y el gancho de la pasteca, tal y como se muestra en la figura. o Asegure que el transformador se eleve verticalmente durante el montaje; para ello realice los esfuerzos correspondientes con la cuadrilla de trabajadores colocando las sogas necesarias para el proceso. o Cable: persigue separar al transformador del poste para que éste no se dañe y que no dañe la estructura del poste durante su izado. o Eleve el transformador hasta 15cm sobre el nivel del neutro y proceda a fijarlo con abrazaderas contra el poste. o Conecte las protecciones. o Supervisión y control de calidad. GUÍA 7 Pág. Pág. 6

7 V. DISCUSIÓN E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS. Cuál es la función del pararrayos?. Cuál es la función del cortacircuitos?. Cuál es la función de la red de tierra?. Por qué se conecta a tierra el tanque de los transformadores?. Qué sucede al instalar un fusible de valor excesivamente alto en relación a la corriente nominal del transformador?. Qué sucede al instalar un fusible de valor por debajo de la corriente nominal del transformador?. Qué sucede al energizar los transformadores sin precaución?. Cuál es la forma correcta e incorrecta de energizar un transformador?. Cuáles son los valores nominales de voltaje primario y secundario de la subestación construida?. Cuál es la caracterización de cargas que pueden conectarse a ésta subestación?. VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA. Significado de subestación de potencia, estación elevadora y subestación convertidora?. Normas que rigen los libramientos de subestaciones. Clasificación de aislamientos en subestaciones. Cuál es la función del aceite en el transformador?. En qué consisten las pruebas a los transformadores?. Identificación de los elementos principales de un transformador de potencia. Técnicas de mantenimiento de transformadores. VII. BIBLIOGRAFÍA. Curso sobre introducción al diseño de subestaciones eléctricas ( C ). Manual de Ingeniería Eléctrica ( f ). Distribution Transformer Manual (General Electric). Manuales CEAC. Estándares de construcción de Líneas Aéres de Distribución de Energía Eléctrica (SIGET). Manual de especificaciones técnicas de los materiales y equipos utilizados para la construcción de líneas aéreas de distribución de Energía Eléctrica (SIGET). Burndy Internacional: Connectors for overhead and Underground distribution Substations and Transmissions lines CATALOG INT 79. GUÍA 7 Pág. Pág. 7