Aisladores para aplicaciones de CA de alta tensión Guía de selección

Transcripción

1 Aisladores para aplicaciones de CA de alta tensión Guía de selección 1ZSE es, Rev. 3,

2 Durante la selección de aisladores para aplicaciones de alta tensión, se deben considerar varios factores importantes para garantizar la elección del equipo correcto. Esta guía de selección se ha creado para simplificar el proceso de selección y para garantizar que haya información suficiente como para permitir la selección correcta. La información técnica sobre los aisladores de ABB se presenta en documentos separados (uno por cada tipo de aislador). La información que contiene este documento es de carácter general, por lo que no abarca todas las aplicaciones posibles. Si desea información sobre cualquier aplicación específica que no se contemple en el documento, diríjase directamente a ABB o a su distribuidor oficial. ABB no garantiza ni asume responsabilidad alguna en relación con la exactitud de la información que contiene este documento o el uso que se haga de ella. Toda la información de este documento está sujeta a modificaciones sin previo aviso. Índice Proceso de selección para aisladores de CA 3 Datos de entrada 4 Tipo de aplicación 4 Requisitos eléctricos 4 Condiciones ambientales incluidos los requisitos mecánicos 4 Selección 5 Alcance del producto 6 Aisladores de papel impregnado en aceite (OIP) 6 Aisladores de papel impregnado en resina (RIP) 8 Aisladores para aplicaciones especiales 9 Documentación sobre productos 10 Guía técnica 10 Guía de instalación y mantenimiento 10 Información sobre productos 11 2

3 Proceso de selección para aisladores de CA A continuación se presenta un plan esquemático que muestra el proceso de selección. Antes de poder iniciar la selección, se deben recolectar distintos datos de entrada. Luego, se puede utilizar la guía de selección para seleccionar el aislador más apropiado para la aplicación en cuestión. Una vez identificado el tipo de aislador, se debe realizar la selección del tamaño correcto en la guía técnica correspondiente. En la guía técnica, se eligen las características especiales, como los detalles de conexión, el indicador del nivel de aceite, la inclinación del aislador, etc. La información acerca del montaje y la reparación se incluye en la guía de instalación y mantenimiento, disponible para todos los tipos. Si tiene preguntas especiales, puede solicitar la información sobre productos que brinda datos más detallados. Para obtener ayuda, no dude en comunicarse con ABB. Datos de entrada Requisitos eléctricos Normas de referencia (IEC 60137, ANSI/IEEE, otras) Condiciones ambientales incluidos los requisitos mecánicos Guía de selección Selección (p. 5): Referencia rápida para aisladores de transformador Aplicación Tensión nominal Impulso por rayo Impulso por maniobra CA 1 min. en seco CA 1 min. en húmedo Tensión de fase a tierra Corriente Línea de fuga ABB Departamento de ventas Guía de instalación y mantenimiento Información general sobre productos Guía técnica Valores para todos los tamaños estándar de aisladores Dimensiones para todos los tamaños estándar de aisladores Opciones especiales para los aisladores Pedido 3

4 Datos de entrada Tipo de aplicación Los aisladores de CA de ABB se fabrican para cinco aplicaciones diferentes: Aceite-aire Aceite-aceite Aceite-SF6 Aire-aire Aire-SF6 Para aplicaciones de CC, comuníquese con ABB y obtenga más información. Requisitos eléctricos Antes de comenzar el proceso de selección, se deben obtener los siguientes datos eléctricos: Norma de referencia Por lo general, los aisladores de ABB cumplen con los requisitos eléctricos según las normas de IEC (IEC 60137) y ANSI (IEEE C e IEEE C ). Si se requiere alguna otra norma, comuníquese con ABB. Tensión más alta para el equipo En general, corresponde al valor r.m.s. más alto de la tensión entre fases del sistema en el que se utilizará el aislador. Nivel de impulso por rayo requerido Por lo general, corresponde al mismo nivel de impulso por rayo que el del transformador. La prueba de impulsos por rayo es una prueba de rutina para los aisladores que tienen un nivel BIL igual o superior a 850 kv. Nivel de impulso por maniobra requerido Por lo general, corresponde al mismo nivel de impulso por maniobra que el del transformador. Es una prueba de tipo y se realiza durante condiciones húmedas para los aisladores en exteriores. Nivel de prueba requerido para la prueba de CA de 1 minuto en seco En general, corresponde a un 10% más que el nivel de la prueba inducida para el transformador. Esta prueba se realiza como una prueba de rutina en todos los aisladores. Tensión de prueba para la prueba de CA de 1 minuto en húmedo Es una prueba de tipo para los aisladores que tienen una tensión nominal inferior a 300 kv. Tensión de fase a tierra Es la tensión de CA continua real a la que se somete el aislador. Corriente nominal Es la corriente de CA continua máxima que el aislador puede transportar a una cierta temperatura del aire y a una cierta temperatura del aceite con el punto caliente máximo del aislador igual a 105 C (120 C para RIP). Las siguientes temperaturas se aplican a IEC y ANSI: IEC ANSI Temperatura del aire 30 C 40 C Temperatura del aceite del transformador superior a la temperatura ambiente Punto caliente máximo en aisladores de OIP Punto caliente máximo en aisladores de RIP 60 K 65 K 105 C 105 C 120 C 120 C Límites del factor de potencia máximos requeridos si son distintos de IEC o ANSI Se realiza como una prueba de rutina en todos los aisladores. IEC requiere que el aislador tenga un factor de potencia inferior a 0.7 %. ANSI requiere que el aislador tenga un factor de potencia inferior a 0.5 %. Condiciones ambientales incluidos los requisitos mecánicos Norma de referencia Los aisladores de ABB cumplen con los requisitos ambientales y mecánicos según IEC (IEC 60137). ANSI (IEEE C ) especifica ciertos requisitos de dimensiones que se desvían de los aisladores de ABB. Consulte nuestras guías técnicas o comuníquese directamente con ABB para obtener más información. Si se requiere alguna otra norma, comuníquese con ABB. Línea de fuga específica requerida IEC define la línea de fuga específica como la línea de fuga total dividida por la tensión más alta del equipo, mientras que ANSI la define como la línea de fuga total dividida por la tensión de línea a tierra. Esto significa que existe un factor de conversión igual a 3 entre IEC y ANSI. IEC define cuatro clases distintas en función del grado de contaminación del área donde se utilizará el aislador: Clase 1 Clase 2: Clase 3: Clase 4: 16 mm/kv para atmósferas poco contaminadas 20 mm/kv para atmósferas con un grado medio de contaminación 25 mm/kv para atmósferas muy contaminadas 31 mm/kv para atmósferas extremadamente contaminadas Las clases más comunes son 20 y 25 mm/kv. Carga en voladizo requerida Tanto IEC como ANSI especifican valores para la carga en voladizo requerida. En IEC se proporcionan dos niveles diferentes para la carga en voladizo: Nivel 1 para la aplicación normal y Nivel 2 para aplicaciones especiales con cargas mecánicas intensas. 4

5 Selección Tensión nominal U (kv) GOE GOEK GOE(2) GOM GSA-OO GSBK GOB GSA-OA 36 GOH Corriente I (A) Referencia rápida para aisladores de transformador. Aire-aceite: Tensión más alta (kv) Impulso por rayo (kv) Impulso por maniobra, en húmedo (kv) CA 1 min. de rutina en seco (kv) CA 1 min. en húmedo (kv) Tensión de fase a tierra (kv) Corriente GOB (A) Línea de fuga (mm) GSA-OA N.A *) GOM GOE GOE(2) GOH N.A Aceite-aceite: GSA-OO N.A. 505 N.A N.A. Aceite-SF 6 : GOEK N.A N.A N.A. GSBK N.A. 750 N.A N.A. Aire-aire: GOBL N.A GSA-AA N.A *) GOEL Aire-SF 6 : GGA *) Valores máximos para los distintos tipos de aisladores de ABB. Consulte también la referencia rápida que figura arriba. *) Aletas de caucho de silicona. 5

6 Alcance del producto Los aisladores de condensador facilitan el control del esfuerzo eléctrico a través de la inserción de pantallas ecualizadoras de aluminio variables que se encuentran en el cuerpo capacitivo. Una banda de papel corrugado o Kraft se bobina en un conductor o un mandril para formar el cuerpo capacitivo. Las inserciones de conducción de aluminio se colocan en posiciones axiales y radiales calculadas y muy precisas para crear la graduación del campo eléctrico. Los cuerpos capacitivos están impregnados con aceite mineral de transformador o una resina epoxi curable. El aislamiento se realiza desde materiales cerámicos o caucho de silicona, cuando corresponde. Los aislantes cerámicos están disponibles para los aisladores impregnados en aceite y en color marrón y gris mientras que los aislantes de silicona están disponibles para los aisladores impregnados en resina y sólo en color gris. En ambos casos, los elementos aislantes son de tipo antiniebla, con aletas largas y cortas dispuestas alternadas. Todos los aisladores están equipados con una toma de pruebas aislada en la brida. Aisladores de papel impregnado en aceite (OIP) GOB está disponible con y sin indicador de nivel de aceite y para tensiones de 52 kv a 300 kv. Todos los modelos están equipados con una toma de pruebas de 2 kv y la disposición del conductor puede ser del tipo conductor flexible o varilla maciza. El aislador GOB se puede instalar con una inclinación de hasta 45 respecto de la vertical sin ninguna precaución especial. Guía técnica 1ZSE Guía de instalación y mantenimiento GOE está disponible en dos diseños. La línea clásica GOE de aisladores está disponible para todo el rango de tensiones de 52 kv a 800 kv. GOE(2) es un aislador liviano, compacto y económico para valores de corriente inferiores y está disponible para tres clases específicas de tensión; 362 kv, 420 kv y 550 kv. GOE y GOE(2) están equipados con una toma de pruebas de 20 kv y la disposición del conductor puede ser del tipo conductor flexible, varilla maciza o conductor rígido. El aislador GOE se puede instalar con una inclinación de hasta 60 respecto de la vertical sin ninguna precaución especial, mientras que el aislador GOE(2) está limitado a 30 respecto de la vertical. Guía técnica 1ZSE Guía de instalación y mantenimiento

7 GOM es un aislador de 300 kv cuyo diseño es similar al aislador GOB de alta gama pero para corrientes mayores. Este aislador está equipado con una toma de pruebas de 2 kv y se puede instalar con una inclinación de hasta 45 respecto de la vertical sin ninguna precaución especial. Guía técnica 1ZSE Guía de instalación y mantenimiento GOH es un aislador de alta corriente de 36 kv, que en general se utiliza para los transformadores elevadores del generador. El valor de corriente es de hasta 25 ka y su diseño facilita el uso en disposiciones de tubos de bus con altas temperaturas. El aislador GOH se puede instalar en cualquier ángulo de horizontal a vertical y está equipado con una toma de pruebas de 2 kv. La conexión se realiza a las placas terminales tanto en el lado seco como en el lado húmedo. Guía técnica 1ZSE Guía de instalación y mantenimiento GOEK está diseñado para el servicio sumergido en aceite-sf 6 o aceite-aceite y está disponible para tensiones de 245 a 800 kv. Los tipos de hasta 550 kv están equipados con un sistema de expansión de aceite que facilita la instalación en cualquier ángulo de horizontal a vertical sin ninguna precaución especial. Todos los modelos están equipados con una toma de pruebas de 20 kv y la disposición del conductor puede ser del tipo conductor rígido o contacto inferior fijo. Para detectar posibles fugas de gas, los aisladores se pueden equipar con un sistema de supervisión de presión de aceite. Guía técnica 1ZSE Guía de instalación y mantenimiento

8 Aisladores de papel impregnado en resina (RIP) GSA es una línea de aisladores de transformador disponibles para tensiones de 52 kv a 170 kv para aplicaciones de aceiteaire, GSA-OA, y para tensiones de 73 kv a 245 kv para servicio sumergido en aceite-aceite, GSA-OO. Los valores de corriente superan algunos de los tipos OIP más comunes para las mismas clases de tensión, lo que significa que algunas veces el aislador GSA puede resultar la opción más económica si los requisitos de corriente están comprendidos entre 1250 y A. El aislador GSA se puede instalar en cualquier ángulo de horizontal a vertical y está equipado con una toma de pruebas de 2 kv. La disposición del conductor puede ser del tipo conductor flexible o varilla maciza. El aislador GSA también está disponible como un pasamuros de interior-exterior para 73 kv y 123 kv, GSA-AA. Dado que GSA-AA no cuenta con un aislante en el lado interior, está diseñado para ser instalado únicamente en un ambiente sin condensación. GSA-OA Guía técnica 1ZSE Guía de instalación y mantenimiento GSA-AA Guía técnica 1ZSE Guía de instalación y mantenimiento GSA-OO Guía técnica 1ZSE Guía de instalación y mantenimiento GSBK está diseñado para el servicio sumergido en aceite-sf 6 o aceite-aceite y está disponible para tensiones de 170 a 550 kv. El aislador GSBK se puede instalar en cualquier ángulo de horizontal a vertical y está equipado con una toma de pruebas de 2 kv; versión de 20 kv a pedido. La disposición del conductor puede ser del tipo conductor flexible o contacto inferior fijo. Guía técnica 1ZSC AAA Guía de instalación y mantenimiento 1ZSC AAB 8

9 Aisladores para aplicaciones especiales Se ha desarrollado una gran variedad de diseños especiales para cubrir requisitos excepcionales. Se proporcionan algunos ejemplos. Se ofrecen soluciones a medida previo pedido. Aisladores para transformadores convertidores en aplicaciones HVDC Aisladores para conexiones de salas de válvulas de CC Aisladores para aparentas aisladas en gas Aisladores para sustitución en instalaciones existentes 9

10 Documentación sobre productos Guía técnica La guía técnica proporciona valores y dimensiones para todos los tamaños estándar de un aislador en particular. También se proporcionan diversas opciones de diseño. Color del aislante del lado seco Se encuentran disponibles porcelanas de color marrón y gris claro como estándar para la mayoría de nuestros aisladores. La más común es la porcelana de color marrón. Las aletas de caucho de silicona sólo están disponibles en gris claro RAL Tipo de conexión Conductor flexible: Este tipo de conexión es el más común para corrientes bajas. La corriente se transporta por un cable trenzado que pasa por el aislador. El terminal interno se puede conectar al cable mediante soldadura fuerte o por engarce. En la guía técnica también se proporcionan instrucciones para el área necesaria del cable. Varilla maciza: Este tipo de conexión se utiliza cuando la corriente es demasiado alta para ser transportada por un cable trenzado. La corriente se transporta por una varilla maciza que pasa por el aislador. Conductor rígido: Este tipo de conexión se utiliza para los aisladores GOE, GOE(2), GOEK y GSBK en corrientes más altas para lograr un diseño simple del transformador junto con un montaje sencillo del aislador en el transformador. La corriente es transportada por un tubo conductor, integrado en el aislador de forma permanente. Dado que la solución de conductor rígido simplifica el diseño del transformador, también se utiliza con frecuencia en corrientes más bajas. Terminal externo: La aleación de aluminio y cobre se encuentra disponible como estándar para la mayoría de nuestros aisladores. Otros materiales y otras dimensiones se encuentran disponibles a pedido. Tipo de protección Por lo general, una coraza para el lado de transformador del aislador se encuentra disponible como estándar. En función del nivel de tensión y del tipo de aislador, la coraza puede estar recubierta de epoxi o puede estar aislada con cartón prensado. En la guía técnica también se proporcionan instrucciones para el diseño de la posición del aislador en el transformador. Si se utilizan otras corazas inferiores, ABB puede brindar ayuda con los cálculos en campo para confirmar la compatibilidad entre el aislador, la coraza y el transformador. Las pruebas de tipo y las pruebas de rutina se realizan con nuestras corazas estándar montadas en el lado húmedo de los aisladores. Indicador del nivel de aceite Por lo general, los indicadores del nivel de aceite se solicitan para los aisladores llenos de aceite. Esta es una opción para los aisladores más pequeños. El indicador puede incluir un visor o puede ser de tipo magnético, según el tipo de aislador. Supervisión de la presión El equipo de supervisión de presión es una opción en aisladores para conexión entre SF6 y el aceite del transformador. Esto brinda la ventaja de la supervisión continua incluidas las funciones de alarma y disparo. Guía de instalación y mantenimiento La guía de instalación y mantenimiento proporciona información sobre cómo manejar el aislador. Los datos detallados sobre las conexiones interiores y exteriores y el mantenimiento también son partes importantes de este documento. Cada tipo de producto tiene su propia guía de instalación y mantenimiento. 10

11 Información sobre productos La información sobre productos se encuentra disponible para responder preguntas generales que no están incluidas en las guías técnicas ni en las guías de instalación y mantenimiento. Estas preguntas abarcan lo siguiente: Diagnóstico y acondicionamiento de aisladores Aceite del aislador Comparación entre caucho de silicona y porcelana para uso como aislante exterior en aisladores de alta tensión Distintos sistemas de aislamiento en aisladores de condensador Pruebas eléctricas de rutina para aisladores de alta tensión Porcelana con uniones de epoxi Junta en aisladores impregnados en aceite de ABB Diseño mecánico del tipo de aislador GOE Reparación de un aislante de porcelana dañado Aisladores de papel impregnado en resina Espaciadores para varillas del tipo de aislador GOE Cálculo sísmico para aisladores de ABB montados en la tapa de la cuba del transformador Caucho de silicona El cuerpo capacitivo del aislador GOE Capacidad de la corriente térmica de corta duración 11

12 ABB AB Components Dirección para visitas: Lyviksvägen 10 Dirección postal: SE Ludvika, SUECIA Tel: Fax: Correo electrónico: 1ZSE es, Rev. 3,