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GIS
Tecnología en gas para celdas de
media tensión
Ing. José Baca T.
Página 2 SIEMENS
Índice
1. Introducción
2. Diseño y Tecnología
3. Tipo de Construcción
4. Componentes
4.1. Barraje
4.2. Aparatos de Interrupción
4.3. Conexión de cables
4.4. Transformador de Tensión
4.5. Características Especiales
4.6 Clasificación según IEC 62 271-200
5. Beneficios al cliente
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1. Introducción
Página 4 SIEMENS
1. IntroducciónHistoria
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1. IntroducciónHistoria
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2. Diseño y Tecnología
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3. Tipo de ConstrucciónCompartimientos y Particiones
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3. Tipo de Construcción
Envolvente metálica, partición y aislamiento
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3. Tipo de ConstrucciónAIS
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3. Tipo de ConstrucciónGIS
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3. Tipo de ConstrucciónGIS
Compartimento de baja tensión
Mecanismo del interruptor de tres posiciones
Mecanismo del interruptor de potencia
Conexión de cables por delante
(opcionalmente también
por detrás)
Transformador de tensión
Embarrado
Cuba de acero inoxidable
soldada herméticamente
Interruptor de
tres posiciones
Alivio de presión
(opcionalmente
con canal)
Interruptor de potencia
con tubo al vacío
Transformador de
corriente
Transformador de tensión
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4. ComponentesBarraje
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4.1 BarrajeInfluencias ambientales y propiedades del aislamiento AIS
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4.1 BarrajePaneles de distribución aislados en aire
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4.1 BarrajeCeldas de distribución aisladas en gas
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4.2 Aparatos de Interrupción
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4.2 Aparatos de Interrupción
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4.2 Aparatos de InterrupciónInterruptor Automatico
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4.2 Aparatos de InterrupciónPrincipio de Conmutación:
Desconector / seccionador de puesta a tierra / seccionador de 3 posiciones
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4.2 Aparatos de InterrupciónSeccionador de Puesta a Tierra
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4.2 Aparatos de InterrupciónSeccionador de Puesta a Tierra
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4.2 Aparatos de InterrupciónHV HRC Fusibles
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4.3 Conexión de cables
Página 24 SIEMENS
4.3 Conexión de cables
Celda de 600
mm
Celda de 900 mm
Descargador o
limitador
Barra totalmente
aislada
Conector angular o conector en T con contacto
atornillado
Conexión de cables posible
por cada pasatapas
Conexiones
especiales
Conector en T o conector de acoplamiento con contacto
atornillado
Conector en T o conector de acoplamiento con contacto
atornillado
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4.3 Conexión de cables
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4.3 Conexión de CablesAIS
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4.4 Transformadores de Corriente
y TensiónDiseño de los transformadores de corriente
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4.4 Transformadores de Corriente
y TensiónDiseño de los transformadores de corriente
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4.4 Transformadores de Corriente
y TensiónDiseño de los transformadores de tensión
Página 30 SIEMENS
4.4 Transformadores de Corriente
y TensiónDiseño de los transformadores de tensión
Página 31 SIEMENS
4.5 Características Especiales
Medio aislante SF6
Soldadura láser
Estanquidad del gas y desarrollo del punto de rocío
Dispositivo de alivio de presión / coordinación de presión
Indicador de disposición de servicio
Pasatapas
Principio del interruptor de tres posiciones
Barrera del seccionador de puesta a tierra, sustitución de fusibles
Tren de accionamiento e indicadores de posición
Sistemas detectores de tensión capacitivos
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Medio aislante SF6
SF6 aísla 3 veces mejor que el aire,
diseño compacto
independiente del clima
Buenas propiedades extintoras
Bien económico reaplicable
(circuito cerrado de reciclaje)
Químicamente inerte
(sin efectos corrosivos)
No tóxico
No combustible
Más pesado que el aire
Página 33 SIEMENS
Soldadura láser
Soldaduras altamente resistentes y con
poca deformación térmica
La cuba se suelda básicamente por el
exterior, es decir, la parte interior de la
cuba queda libre de restos de soldadura
La soldadura láser como “procedimiento
frío” protege los pasatapas de resina
colada
Con la soldadura láser se obtiene una
máxima resistencia a la flexión y ruptura
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Sistema sellado de presión
Página 35 SIEMENS
Dispositivo de alivio de presión
Coordinación de presión
Comportamiento de respuesta
definido
Presión de respuesta baja
Con ensayos de tipo según
IEC 62271-200, sin ensayos de
repetición en servicio según
EN DIN 50187
Presión de ruptura de la cuba > 4.550 hPa (4,55 bares)
Presión funcional máxima
800 hPa (0,8 bares)
Nivel de llenado asignado
500 hPa (0,5 bares)/20ºC
Apertura del alivio de presión 2.200-2.500 hPa (2,2-2,5 bares)
Presión funcional mínima
300 hPa (0,3 bar)
2.500
300
500
800
Presión de la cuba
en hPa
Ejemplo NXPLUS C
2.200
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Indicador de disposición de servicio
Sin juntas
Independiente de temperaturas del aire ambiente
Independiente de la altitud de emplazamiento
Verificación de la disposición de servicio después del transporte
Opcionalmente también con contacto de señalización
1 Cuba llena de gas, 1500 hPa*) (absolutos) a 20°C
2 Caja manométrica llena de gas, 1000 hPa *) (absolutos) a 20°C
3 Imanes de acoplamiento
Indicación
4 roja: No dispuesto
5 verde: Dispuesto
*) Ejemplo NXPLUS C
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Pasatapas
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Tecnología de accionamiento, fuelle metálico
Transmisión de energías de
accionamiento, soldada herméticamente
Fuelle metálico de acero inoxidable sin
juntas para el accionamiento de los tubos
al vacío o del interruptor de tres
posiciones
Probado millones de veces
( ~ 2 millones de tubos)
Libre de mantenimiento
Hermético al gas
Fuelle metálico
Accionamiento del interruptor de tres posiciones
Accionamiento del interruptor de potencia
Pared de la cuba
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Mecanismo de funcionamiento
del interruptor de potencia
Libre de mantenimiento
Pasatapas del mecanismo sin juntas
Tren de accionamiento mecánico
ensayado
Sistema de maniobra y
enclavamiento seguro
Construcción modular, desde un
simple mecanismo a resorte con
acumulación de energía hasta un
sistema de accionamiento capaz de
efectuar reenganches automáticos
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Diseño y funcionamiento
de un interruptor de potencia al vacío
Tubo de maniobra al vacío
Armaduras del polo
Soporte aislante o aislador de apoyo
Mecanismo de funcionamiento:
Elementos de mando
Resorte de cierre
Resorte de apertura
Eje de accionamiento
Engranaje
Motor
Enclavamientos
Gatillos
Indicadores
Frente de la cuba
Parte primaria:
Lado del polo
Parte secundaria:
Lado del mecanismo
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Conexión de cono exterior
Según EN 50181
Totalmente aislado, por consiguiente
a prueba de contactos directos e
independiente del clima
Conexión al embarrado de
conformidad con el sistema
Montaje de descargadores y
limitadores de sobretensión de
conformidad con el sistema
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Conexión de cono interior
Según EN 50181
Totalmente aislado, por consiguiente a
prueba de contactos directos e
independiente del clima
Montaje de descargadores de
sobretensión de conformidad con el
sistema
Nota:
Puede ser necesario un conector hembra para el ensayo de cables
Página 43 SIEMENS
Sistemas detectores de tensión capacitivos
Montaje en la celda
(ejemplo 8DJ20)
Punto de medición trifásico
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4.6 Clasificación según IEC 62 271-200
Clase de separación: PM
Categoría de pérdida de continuidad de servicio:
Celdas sin fusibles ACR: LSC 2
Celdas con fusibles ACR: LSC 2
Accesibilidad de los compartimentos:
Compartimento de embarrado: controlado mediante herramientas
Compartimento de dispositivo de maniobra: no accesible
Compartimento de baja tensión: controlado mediante herramientas
Compartimento de cables sin fusibles ACR: controlado mediante herramientas
Compartimento de cables con fusibles ACR : controlado con enclavamiento
y controlado mediante herramientas
Clasificación de arco interno: 7,2 kV; 12 kV; 15 kV 17,5 kV; 24 kV
Montaje libre: IAC A FLR 31,5 kA 1 s IAC A FLR 25 kA 1 s
Montaje junto a la pared: IAC A FL 31,5 kA 1 s IAC A FL 25 kA 1 s
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Clasificación según IEC 62 271-200
Clasificación de arco interno más severa
Dirección definida de la energía de alimentación del arco
Altura del techo dependiente de la altura de la celda
5 criterios redefinidos (que siempre deben cumplirse totalmente)
1. Las puertas y tapas correctamente cerradas no se abren. Se aceptan
deformaciones limitadas
2. No se produce fragmentación alguna de la envolvente. Se aceptan las
proyecciones de trozos pequeños, hasta una masa individual de 60 g
3. El arco no origina orificios en las caras accesibles hasta una altura de 2 m
4. Los indicadores horizontales y verticales no se inflaman por efecto de los
gases calientes
5. La envolvente permanece conectada a su punto de toma de tierra
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Clasificación de arco interno IAC
IAC Internal Arc Classification
A Distancia de los indicadores 100mm, es decir, instalación en locales accesibles
para personal autorizado, locales de servicio eléctrico cerrados
FLR Acceso por delante (F=Front), por los lados (L=Lateral) y por detrás (R=Rear)
I Corriente de ensayo
(generalmente, la corriente asignada de corte en cortocircuito)
t Duración del arco (in segundos)
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5. Beneficio al cliente
Independencia del medio ambiente
Diseño compacto
Ausencia de mantenimiento
Seguridad personal
Seguridad de servicio, confiabilidad
Economía, ecología
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Independencia del medio ambiente
Nuestra solución
Soldadas herméticamente,
sin humedad que pueda difundirse
Cubas de acero inoxidable,
resistentes a la corrosión por largo tiempo
Materiales cortados y soldados por
láser, calidad exacta
Fuelles metálicos o pasatapas
giratorios
soldados,
para transmitir energías de accionamiento
Sistemas de conexión a prueba de
contactos directos, de conformidad
con el sistema
Sistema de detección de fugas integral
altamente sensible en fábrica,
sellado de por vida
Transmisión del sistema detector de
tensión capacitivo sin contactos y
juntas
Su beneficio
Insensibles a ambientes agresivo
(agua salada, trópicos, polvo,
humedad,
agentes químicos nocivos),
sin oxidación de puntos de contacto y
atornillamiento,
sin condensación,
sin capas extrañas en aisladores,
sin resinación de grasas
Calidad constante del aislamiento
Sin penetración de cuerpos extraños,
animales pequeños
Independientes de la altitud de
emplazamiento
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Nuestra solución
Aislamiento en SF6,
diseño compacto
Combinación de seccionador y
seccionador de puesta a tierra,
diseño compacto del interruptor
Altura de conexión de cables
confortable
Controlador de celdas SIPROTEC:
Sistemas de mando, enclavamiento
y
protección digitales,
sistemas secundarios compactos con
alta
densidad de funciones
Diseño compacto
Su beneficio
Poca demanda de espacio,
ahorro de volumen del edificio hasta 38
% para 12 kV, 43 % para 24 kV
utilización efectiva de locales existentes,
volumen de construcción nueva más
reducido,
el diseño compacto reduce los gastos de
transporte y montaje al mínimo
No precisan sótano de cables
Utilización económica de espacio
en centros urbanos,
instalación en centros de aglomeración y
centros de carga para minimizar las
pérdidas
de transmisión
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Ausencia de mantenimiento
Nuestra solución
Envolvente de acero inoxidable
soldada herméticamente,
ambiente constante y definido dentro
de la cuba
Interruptores y mecanismos libres
de
mantenimiento,
sin ajustes ni engrases
Embarrado aislado,
blindado, independiente del
medioambiente
Conectores de cables encapsulados,
blindados, independientes del medio
ambiente
Su beneficio
Sin trabajos de gas durante el montaje
o ampliaciones,
sin repetidos entrenamientos de SF6 para
el personal
Máxima seguridad de suministro y
disponibilidad,
sin desconexiones debidas a
mantenimiento
Selladas de por vida
(según IEC 62 271-200)
Sin gastos de mantenimiento,
gastos de servicio reducidos al mínimo
Alta rentabilidad de la inversión
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Seguridad personal
Nuestra solución
Envolvente soldada herméticamente
Con clasificación de arco interno
según
IEC 62 271-200 para 1 s
Enclavamientos mecánicos lógicos
Sistema detector de tensión
capacitivo
Puesta a tierra con capacidad de
cierre
a través del interruptor de potencia
Su beneficio
Se excluyen contactos directos con
partes bajo tensión,
grado de protección de la parte primaria
extremadamente alto
Se excluye la apertura accidental
de la cuba
No es necesario el acceso a los
dispositivos de maniobra por ser
libres de mantenimiento
Se excluyen maniobras incorrectas
Verificación de la ausencia de tensión
sin abrir la envolvente
Página 52 SIEMENS
Seguridad de servicio, confiabilidad
Nuestra solución
Envolvente soldada herméticamente,
fuelles metálicos de acero
inoxidable soldados, pasatapas
giratorios
soldados
Transf. de corriente fuera de la cuba
Transf. de tensión bajo envolvente
metálica, enchufados desde fuera
Embarrado enchufable
Diseño modular
Uso mínimo de material sintético
Ensayos de tipo e individuales,
gestión de calidad
Sistemas de producción con control
numérico
Su beneficio
Independientes del medio ambiente,
libres de mantenimiento,
sin condensación, sin oxidación
Sin solicitaciones dieléctricas y
dinámicas
de los transformadores de corriente
Rápida sustitución de
transformadores posible
Fácil montaje y ampliación sin
trabajos
de gas,
tiempos de desconexión cortos para
ampliación o sustitución de celdas
Sustitución de celdas fácil y rápida
Carga de incendio reducida
Tiempo medio entre fallas
(por el momento 3.500 años)
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Economía, ecología
Su beneficio
Gastos mínimos para explotadores,
gran disponibilidad
Gastos de transporte reducidos
Exigencias mínimas para los edificios
Pérdidas de transmisión minimizadas
por instalación en centros de carga
Eliminación fiable y calculable
Nuestra solución
Celdas libres de mantenimiento
Diseño compacto
Fabricación económica
El SF6 sólo se utiliza en
sistemas de presión sellados
Reciclaje de SF6 al 100% mediante
herramientas especiales
Materiales sintéticos identificados y
reciclables
Listado de todos los materiales
utilizados
