INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA DIVISIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO ELÉCTRICO.

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1 INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA DIVISIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO ELÉCTRICO PRESENTA: MARCO ANTONIO VICENTE JIMÉNEZ OAXACA DE JUAREZMARZO DE 2010 DIAGNÓSTICO A INTERRUPTORES DE POTENCIA

2 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.

3 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.

4 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: 1)Diagnóstico de un interruptor de potencia de 115 KV. 2)Garantizar la confiabilidad del sistema eléctrico. 3)Desarrollo del proceso de instalación de un interruptor de potencia de 115 KV.

5 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 carga b) Libranza programada

6 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 Frecuencia 60 Hz Corriente 1250, 1600, 2000, 2500, 3150 A Capacidad interruptiva 20-31.5-40 kA

7 CONDICIONES DE SERVICIO Puesta a tierra Temperatura (-25°C a +40°C) Altitud (1000 msnm)

8 COMPONENTES PRINCIPALES a) Cámara de interrupción b) Mecanismo de operación c) Control

9 CLASIFICACIÓN Por el medio de extinción del arco Por el tipo del mecanismo de operación Por la ubicación de las cámaras de extinción del arco

10 POR EL MEDIO DE EXTINCIÓN DEL ARCO En aceite Neumáticos En vacío En SF 6

11 POR EL TIPO DEL MECANISMO DE OPERACIÓN De resorte Neumático Hidráulico

12 POR LA UBICACIÓN DE LAS CÁMARAS DE EXTINCIÓN DEL ARCO De tanque muerto De tanque vivo

13 PRUEBAS ELÉCTRICAS A INTERRUPTORES DE POTENCIA Pruebas de fábrica Pruebas de puesta en servicio Pruebas de diagnóstico

14 PRUEBAS ELÉCTRICAS BÁSICAS Prueba de factor de potencia del aislamiento Prueba de resistencia de aislamiento Prueba de resistencia de contactos Prueba de tiempo de operación y simultaneidad de cierre y apertura

15 VALORES DE ACEPTACIÓN (1/2) Factor de potencia (corregido a 20°C) Resistencia de aislamiento (corregido a 20°C) EQUIPO UTILIZADOVALORES MEU-10 mW a +7.5 mW M2H-0.10 W a + 0.05 W TIPO DE INTERRUPTORVALOR MÍNIMO (MEGAOHMS) Gran volumen de aceite10,000 Bajo volumen de aceite, circuit switcher, en vacío y en SF 6 100,000

16 VALORES DE ACEPTACIÓN (2/2) Resistencia de contactos Prueba de tiempo de operación y simultaneidad de cierre y apertura. Fabricante o equipos similares Simultaneidad: apertura (2 ms)cierre (3 ms) TIPO DE INTERRUPTORVALORES PERMITIDOS (MICRO-OHMS) Gran volumen de aceite100 - 300 Bajo volumen de aceite, circuit switcher, en vacío y en SF 6 30 - 100

17 HERRAMIENTAS EN EL DIAGNÓSTICO A INTERRUPTORES DE POTENCIA Termografía infrarroja Análisis del aceite (NMX-J-123-2001-ANCE) Pruebas al SF 6 Análisis de vibración

18 DIAGNÓSTICO DE UN INTERRUPTOR DE POTENCIA Datos del interruptor MarcaBBC, Brown Boveri TipoELF 123 nc1ar Año de fabricación 1982 Voltaje nominal123 KV Corriente nominal 2000 A Capacidad interrupiva 25 KA Frecuencia60 Hz

19 FACTOR DE POTENCIA DEL AISLAMIENTO PRUEBACONEXIONESVOLTAJE APLICADO MILIAMPERES (mA) MILIWATTS (mW) F.P. (%) No.MODOHVLVMEDIDOCORREGIDO 1GROUND1210,000211.522.11.040.72 2GROUND1E 10,000 12216.11.310.91 3GROUND2E 10,000 11716.91.441.0 4GROUND34 10,000 22424.61.090.76 5GROUND3E 10,000 122.516.91.370.95 6GROUND4E 10,000 118.516.61.400.98 7GROUND56 10,000 21022.31.060.74 8GROUND5E 10,000 122.515.61.270.88 9GROUND6E 10,000 117.515.81.340.93 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 Máximo FP= 1 %

20 RESISTENCIA DE AISLAMIENTO PRUEBACONEXIONESVOLTAJE APLICADO TIEMPOMEGAOHMS No.LGTMEDIDOCORREGIDO 11-25,0001 minuto556,000889,600 21-E5,0001 minuto775,0001,240,000 32-E5,0001 minuto745,0001,192,000 43-45,0001 minuto626,0001,001,600 53-E5,0001 minuto840,0001,344,000 64-E5,0001 minuto835,0001,336,000 75-65,0001 minuto485,000776,000 85-E5,0001 minuto365,000584,000 96-E5,0001 minuto332,000531,200 NOTA: Todas las pruebas se deben realizar con el interruptor en la posición ABIERTO. 28°C – F.C. 1.6 VALOR MÍNIMO PERMITIDO: 100,000 MEGAOHMS

21 RESISTENCIA DE CONTACTOS PRUEBACONEXIONESMEDICIÓN No.C1P1C2P2FASEMICRO OHMS 11122A200 23344B40 35566C100 NOTA: Todas las pruebas se deben realizar con el interruptor en la posición CERRADO. VALOR PERMITIDO: ENTRE 30 Y 100 MICRO-OHMS PRUEBACONEXIONESMEDICIÓN No.C1P1C2P2FASEMICRO OHMS 11122A200 23344B40 35566C100

22 TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE CIERRE Y APERTURA (1/2) FASETIEMPO (ms) Fase A60.60 Fase B59.60 Fase C59.60 APERTURA VALORES DE REFERENCIA TIEMPO: 50 ms SINCRONISMO: máximo 2 ms

23 TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE CIERRE Y APERTURA (2/2) CIERRE FASETIEMPO (ms) Fase A125.30 Fase B124.30 Fase C124.30 VALORES DE REFERENCIA TIEMPO: 120 ms SINCRONISMO: máximo 3 ms

24 TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE CIERRE Y APERTURA (2/2) CIERRE FASETIEMPO (ms) Fase A125.30 Fase B124.30 Fase C124.30 VALORES DE REFERENCIA TIEMPO: 120 ms SINCRONISMO: máximo 3 ms REBOTES

25 DIAGNÓSTICO DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA PRUEBARESULTADO Factor de potenciaSatisfactorio Resistencia de aislamientoSatisfactorio Resistencia de contactosFase 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.

26 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 3 4 5

27 LIBERACIÓN DEL EQUIPO

28 RETIRO DEL INTERRUPTOR EXISTENTE

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31 INSTALACIÓN DEL INTERRUPTOR NUEVO

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36 PUESTA A TIERRA DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA

37 CARGA DEL INTERRUPTOR CON GAS SF 6 1) Botella de gas SF 6. 2) Válvula reguladora del reductor de presión. 3) Manómetro. 4) Válvula de seguridad. W423 PRESIÓN NOMINAL= 0.6 MPa

38 REEMPLAZO DEL CABLEADO DE CONTROL

39 PRUEBAS ELÉCTRICAS DE PUESTA EN SERVICIO Datos del interruptor MarcaSiemens Tipo3AP1-FG Año de fabricación 2009 Voltaje nominal123 KV Corriente nominal 2000 A Capacidad interrupiva 40 KA Frecuencia60 Hz

40 RESULTADOS DE LAS PRUEBAS PRUEBAVALOR PERMITIDOVALORES OBTENIDOS Factor de potencia50 mW / 1 %8.6 mW/0.84% máximos Resistencia de aislamiento 100,000 Megaohms mínimo5,050,000 Megaohms Resistencia de contactos 30 – 100 micro-ohms40, 43 y 45 micro-ohms Tiempo de operación y simultaneidad APERTURA 24 ms ± 2 ms Simultaneidad: 2 ms máximo CIERRE 57 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)

41 DIAGNÓSTICO DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA INSTALADO

42 CONCLUSIONES

43 GRACIAS POR SU ATENCIÓN