Medium Voltage Gas Insulated Switchgear Jornadas Técnicas 2013

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1 Julius Forrer, MV GIS Product Manager, Junio-2013 Medium Voltage Gas Insulated Switchgear Jornadas Técnicas 2013 June 19, 2013 Slide 1

2 Fábrica Ubicada en Ratingen, Alemania (10km de Düsseldorf). Primera GIS producida en > celdas entregadas. ~ unidades/año. Producción de: Botellas al vacío Interruptores Medium Voltage GIS Is-Limiter Laboratorio para ensayos de tipo. June 19, 2013 Slide 2

3 GIS Producción y Pruebas Procesos automatizados de corte y soldadura de los compartimientos de gas. Pruebas de Rutina: 1. Hermeticidad 2. Pruebas dieléctricas 3. Descargas parciales 4. Medición de resistencia del circuito principal 5. Operación mecánica 6. Testes funcionales June 19, 2013 Slide 3

4 Producción botellas en vacío June 19, 2013 Slide 4

5 Producción tanques de gas June 19, 2013 Slide 5

6 Benefícios GIS Partes en Media Tensión en compartimientos cerrados con gas SF6 No hay posibilidad de contacto con partes vivas => mayor seguridad No hay influencia de las condiciones exteriores Menos fallas => mayor disponibilidad Partes inmersas en SF6 libres de mantenimiento durante vida útil del equipo => mayor disponibilidad Gas SF6 mejor aislante que aire Dimensiones reducidas => Menores costos en obras civiles. June 19, 2013 Slide 6

7 Características Generales Gas aislante SF 6 como medio aislante Interruptores fijos con botellas en vacío como medio de interrupción Diseño Arc Resistant Pruebas según IEC Conexión de barra tipo plug-in, sin manejo de gas June 19, 2013 Slide 7

8 Diferencia entre AIS y GIS Concepto AIS Aislamiento por aire Interruptor extraíble Cuchilla puesta a tierra independiente Concepto GIS Aislamiento por gas Interruptor fijo Seccionador de 3 posiciones SF 6 June 19, 2013 Slide 8

9 Comparativo AIS y GIS Instalación AIS Personal calificado GIS Igual a AIS (sin manejo de gas SF6 en terreno) Espacio requerido para 36kV 100% 30% Mantenimiento en partes de MT Sí Libre de mantenimiento Influencia de humedad y polvo Sí No Protección contra ingreso de animales e insectos En partes Sí Operaciones de corto circuito a traves del seccionador de puesta a tierra posible 1-5 veces posible veces Conectores de cable con aislamiento No Sí Posibilidad de reparación de partes de MT Fácil Posible June 19, 2013 Slide 9

10 Familia ZX June 19, 2013 Slide 10

11 Gas-insulated switchgear ZX0 June 19, 2013 Slide 11

12 Gas-insulated switchgear ZX0.2 June 19, 2013 Slide 12

13 Gas-insulated switchgear ZX1.2 June 19, 2013 Slide 13

14 Gas-insulated switchgear ZX2 June 19, 2013 Slide 14

15 Gas-insulated switchgear type ZX2 June 19, 2013 Slide 15

16 Interruptor VD4x Switching por botella en vacío. Polos imersos en SF6. Fijo Mecanismo de operación fuera del módulo de gas. Enclavamiento mecánico con el desconectador para prevenir una mala operación. June 19, 2013 Slide 16

17 Seccionador de 3 posiciones A Disconnector contact B Moving contact (sliding part) C Insulating spindle D Earthing contact A B C D June 19, 2013 Slide 17

18 Seccionador de 3 posiciones x x x June 19, 2013 Slide 18

19 Seccionador de 3 posiciones June 19, 2013 Slide 19

20 Puesta a Tierra Puesta a tierra por la acción combinada del interruptor y del seccionador de 3 posiciones. Interruptor es un aparato de mejor calidad que cualquier llave de puesta a tierra. SF 6 June 19, 2013 Slide 20

21 Puesta a Tierra x x x x x June 19, 2013 Slide 21

22 Sistema de Gas 1.3 bar Compartimientos son llenados en fábrica con la presión de operación (1,3 bar). Tasa de pérdida <0,1% por año. Sensores de densidad con compensación de temperatura en cada compartimiento. Nivel de alarma por baja presión: 1,2 bar. Nivel mínimo de operación: 1,0 bar. 1) Normal leakage zone < 0.1% / annum 1.2 bar 1 bar Date of original filling Atmosphere pressure. Under SF 6, panel can be operated 7 years 10 years 14 years 20 years time 30 years June 19, 2013 Slide 22

23 Sistema de Gas Non-return valve for each gas tank Sensor Sensor de densidad Compensado por temperatura Conectado al relé Alarma para baja presión Alarma para alta presión y autosupervisión Intercambiable Manómetro Una pieza incluida para cada switchgear Debe ser usado solo en caso de alarma de baja presión Manometer June 19, 2013 Slide 23

24 Sensor de densidad GMDX95 Principio de funcionamiento Señal Baja Presión (NC) Auto-supervisión (NA) SF 6 Detección de Arco (NA) Embolo Compartimiento de gas (sellado por vida)

25 Sensor de densidad GMDX95 Queda de presión Contacto abre SF 6 SF 6 Condición normal p >1.2 bar Pérdida de gas p < 1.2 bar

26 Sensor de densidad GMDX95 Auto-supervisión Contacto cierra SF 6 SF 6 Condición normal p >1.2 bar Pérdida de gas en el sensor

27 Sensor de densidad GMDX95 Detección de arco Contacto cierra SF 6 SF 6 Condición normal p >1.2 bar p >> 1.2 bar (internal arc)

28 Sensor de densidad GMDX95 Detección de arco Ith busbar differential protection by REF unit I>>> + p >>> = Ith trip Total tripping time: ~100ms. June 19, 2013 Slide 28

29 Detección de arco AIS vs GIS June 19, 2013 Slide 29

30 Conexión de barras Pruebas de gas hechas en fábrica. Motaje sin herramientas especiales y sin manejo de gas. Tubo de contacto Espiras Capa aislante June 19, 2013 Slide 30

31 Conexión de barras SF 6

32 Conexión de barras SF 6

33 Conexión de barras SF 6 SF 6 Compartimientos de gas separados.

34 Conexión de barras June 19, 2013 Slide 34

35 Conexión de barras June 19, 2013 Slide 35

36 Entrega e instalación Celdas completamente testadas en fábrica. 1 celda = 1 unidad de transporte. Llenadas en fábrica a la presión de operación. Montaje sobre bases para ajuste de nivelación. Instalación rápida y sencilla con conexión plug-in. June 19, 2013 Slide 36

37 Instalación June 19, 2013 Slide 37

38 El Túnel San Gottardo Alptransit San Gottardo Conexión ferroviaria de alta velocidad debajo de los Alpes 2 túneis paralelos con 57km reducirán el tiempo de viaje entre Zurich y Milán. Suministro de 875 celdas ZX0. June 19, 2013 Slide 38

39 El Túnel San Gottardo Tamaño reducido Alta confiabilidad Seguridad June 19, 2013 Slide 39

40 El Túnel San Gottardo June 19, 2013 Slide 40

41 El Túnel San Gottardo B B B ABB Calor Emag Mittelspannungsprodukte 41

42 Parque Eólico Alpha Ventus Alpha Ventus 80 torres eólicas de 5MW, instaladas en el Mar del Norte Suministro de 240 celdas ZX1.2 ABB Calor Emag Mittelspannungsprodukte 42

43 Parque Eólico Alpha Ventus June 19, 2013 Slide 43

44 Parque Eólico Alpha Ventus Tableros entregados sobre base metálica Barras y TP s montados en fábrica Interconexión de control entre celdas lista con plug para conexión con sistema del cliente. Pruebas del switchgear en fábrica June 19, 2013 Slide 44

45 Parque Eólico Alpha Ventus Tamaño reducido Bajo mantenimiento Resistente al ambiente agresivo ABB Calor Emag Mittelspannungsprodukte 45

46 Referencias en Latinoamérica >1800 celdas en Latinoamerica. >400 celdas en Chile. Proyectos: 54 ZX2 Codelco Mina Ministro Hales 59 ZX ZX2 Pascualama 40 ZX1.2 Sierra Gorda 22 ZX0 + 6 ZX1.2 Caserones 81 ZX2 Escondida 46 ZX2 Codelco El Teniente June 19, 2013 Slide 46

47 June 19, 2013 Slide 47

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