2-El Reconectador en Los Sistemas de Distribucion Electrica

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  • 9.-El Reconectador en los Sistemas de Distribucin Elctrica

    ProfesorSantiagoEscalante

    9.1 - Introduccin

    Enlosltimosaoslatecnologaasustituidoaunconjuntodeequiposelctricosqueporsucarctermanualsehandegenerado;estaautomatizacindelosequiposhadesplazadoalhombreensudesempeolaboral.Estosequiposposeenunsistemadecontrolelectrnicoquepermitesupervisarlosadistanciayporendeintervenirensufuncionamiento.

    Elresultadodeestatecnologahadadounanuevageneracindeequiposdemaniobrainteligentecomoeselreconectadorqueproporcionalaconfiabilidaddematerialesmodernosylatecnologapararedesdedistribucin.Elreconectadoresunmecanismoactuadormagnticodebobinasimpleparaoperarindependientementedelatensindelcircuitoprincipalyserprobadoencualquierlugarsinnecesidaddedisponerdelatensinmedia.

    9.2 - Caractersticas de un sistema de proteccin

    Seguridad:elequipodebedeestarbienaislado,estoconelfindebrindarseguridadalapersonaquevaaoperar.

    Confiabilidad:elequipodebeoperarenelmomentoqueselerequieraonecesite.

    Rapidez:elequipodebeserrpidoensuactivacincuandoexisteunafalla;estoparaquenoocurraundaomsseveroalsistemaporejemploequiposquemadosporsobrecorriente.

    Selectivo:serefiereaqueelequipodebeoperarparalasfallasantelascualesfuecolocado

    Respaldo:todoequipodebetenersurespaldoyesteseactivarasiysoloselequipoprincipalfalla.

    9.2.1 -Funciones de un sistema de proteccin

    Funcinreductora:estafuncinpermitereducirelvoltajeocorrienteporunvalorproporcionalmentemsbajoparaquepuedanserledosoanalizadospordispositivosdeproteccinomedicin

    1. Funcindetectora:seencargandedetectarlafallayordenaaabrirelcircuitoparadespejarlafalla2. Funcininterruptora:seencargadeinterrumpirlafallaabriendoelcircuito

    9.-El Reeeccccccoooooonnnnnneeeeeccccccttttttaaaaaddddddoooooor en los Sistemas de Distribucin Elctrica

    Profesor Santiago Escalante

    9.1 - Introduccin

    En los ltimos aos la tecnologa a sustituido a un conjunto de equipos elctricos que por su carcter manual se handegenerado; esta automatizacin de los equipos ha desplazado al hombre en su desempeo laboral. Estos equiposposeen un sistema de control electrnico que permite supervisarlos a distancia y por ende intervenir en sufuncionamiento.

    El resultado de esta tecnologa ha dado una nueva generacin de equipos de maniobra inteligente como es elreconectador que proporciona la confiabilidad de materiales modernos y la tecnologa para redes de distribucin. Elreconectador es un mecanismo actuador magntico de bobina simple para operar independientemente de la tensindel circuito principal y ser probado en cualquier lugar sin necesidad de disponer de la tensin media.

    9.2 - Caractersticas de un sistema de proteccin

    Seguridad: el equipo debe de estar bien aislado, esto con el fin de brindar seguridad a la persona que va a operar.

    Confiabilidad: el equipo debe operar en el momento que se le requiera o necesite.

    Rapidez: el equipo debe ser rpido en su activacin cuando existe una falla; esto para que no ocurra un dao mssevero al sistema por ejemplo equipos quemados por sobrecorriente.

    Selectivo: se refiere a que el equipo debe operar para las fallas ante las cuales fue colocado

    Respaldo: todo equipo debe tener su respaldo y este se activara si y solo s el equipo principal falla.

    9.2.1 -Funciones de un sistema de proteccin

    Funcin reductora: esta funcin permite reducir el voltaje o corriente por un valor propopopoppopporo cionalmmmmemm nte msbajo para que puedan ser ledos o analizados por dispositivos de proteccin o medicicicicin

    1. Funcin detectora: se encargan de detectar la falla y ordena a abrir el ciiiiirrrcrcrr uuito para despejar lala fafalll aa2. Funcin interruptora: se encarga de interrumpir la falla abriendo el circrcrccrrcuiuuiuuitotototooto

  • 3. Funcinauxiliar:seencargadealimentaralosequiposquerealizanlasfuncionesanteriores,puedeseratravsdeunafuentedeC.CoC.A.

    9.2.2 -Interruptor de Potencia

    Esundispositivocuyafuncinconsisteeninterrumpiry/orestablecerlaconduccindecorrienteenuncircuitoelctrico.Estecambiodeestadosepuedeefectuarbajocarga,paradespejarporejemplounafalla;obienporrazonesdeservicioparaconectarodesconectarcualquiertipodeequipoelctricoolneadetransmisin.

    Elcomportamientodelosinterruptoresenunsistemadepotencia,independientementedeltipodelquesetrate,esdesumaimportanciapueslacorrientequelossueleatravesar,puedeserdenaturalezacapacitiva(lneasenvaco,maniobrasconbancosdecapacitores),resistivaoinductiva(comolosonlamayoradelascargas)

    Porsucapacidad,porsutensindeoperacinoporsuclase,sepuedenclasificardedistintasmaneras,perocomoreglageneralseagrupansegnlatecnologaempleadaparaapagarelarcoelctricoqueseformaentreloscontactoscuandocomienzalaoperacindeaperturaoterminalaoperacindecierre.Enotraspalabras,sepuededecirqueexisteunacorrelacinentretensinytipodeinterruptorytambinentreelavancedelatecnologaylacapacidaddelinterruptor.

    9.2.3 -El Reconectador

    Esundispositivodeinterrupcin(interruptor)decargaelctrica,conposibilidadderecierreautomticoajustable,supervisinyoperacintelemandada.

    9.2.4 -Interruptor

    Esunaparatodemaniobramecnico,capazdeestablecer,conducireinterrumpircorrientesencondicionesnormalesdelcircuito;ytambindeestablecer,conducirporuntiempodeterminado,einterrumpircorrientesendeterminadascondicionesanormalescomolasdecortocircuitoEsteeselaparatoquehasufridomayoresevolucionesycambiosensusprincipiosdefuncionamiento,casipodramosdecirqueescomosihubiesehabidomodas(aunquelarealidadfueraconsecuenciafrecuentementededificultadtecnolgica)citemossololosmediosdeinterrupcinaire(comprimido),aceite,gasSF6,vaco.

    9.2.5 -Aisladores

    Losaisladoressondispositivosquesirvenparamantenerunconductorfijo,separadoyaisladodepartesqueengeneralnoestnbajotensin(atierra).Losaisladoresquesirvenparaqueunconductoratravieseunaparedsedenominanpasamuros.Selosdenominapasatapascuandoatraviesanlacubadeuntransformadorolaceldametlicadeunainstalacinblindada.Podemosdenominarlosgenricamentecomoaisladorespasantes.Ladefinicindestosincluyelosmediosdefijacinaltabiqueoparedaatravesar.

    3. Funcinn auaauuauauxixixiliar: se encarga de alimentar a los equipos que realizan las funciones anteriores, puedeser a travs dddedd una fuente de C.C o C.A.

    9.2...222 22 -Interrururur ptor de Potencia

    EEEsE un didididisspositivo cuya funcin consiste en interrumpir y/o restablecer la conduccin de corriente en uncirccccuuuiuito elctrico. Este cambio de estado se puede efectuar bajo carga, para despejar por ejemplo una falla; obibbibien por razones de servicio para conectar o desconectar cualquier tipo de equipo elctrico o lnea detransmisin.

    El comportamiento de los interruptores en un sistema de potencia, independientemente del tipo del que setrate, es de suma importancia pues la corriente que los suele atravesar, puede ser de naturaleza capacitiva(lneas en vaco, maniobras con bancos de capacitores), resistiva o inductiva (como lo son la mayora de lascargas)

    Por su capacidad, por su tensin de operacin o por su clase, se pueden clasificar de distintas maneras, perocomo regla general se agrupan segn la tecnologa empleada para apagar el arco elctrico que se formaentre los contactos cuando comienza la operacin de apertura o termina la operacin de cierre. En otraspalabras, se puede decir que existe una correlacin entre tensin y tipo de interruptor y tambin entre elavance de la tecnologa y la capacidad del interruptor.

    9.2.3 -El Reconectador

    Es un dispositivo de interrupcin (interruptor) de carga elctrica, con posibilidad de recierre automticoajustable, supervisin y operacin telemandada.

    9.2.4 -Interruptor

    Es un aparato de maniobra mecnico, capaz de establecer, conducir e interrumpir corrientes en condicionesnormales del circuito; y tambin de establecer, conducir por un tiempo determinado, e interrumpircorrientes en determinadas condiciones anormales como las de cortocircuito Este es el aparato que hasufrido mayores evoluciones y cambios en sus principios de funcionamiento, casi podramos decir que esesesesecomo si hubiese habido modas (aunque la realidad fuera consecuencia frecuentemente de dificultaddtecnolgica) citemos solo los medios de interrupcin aire (comprimido), aceite, gas SF6, vaco.

    9.2.5 -Aisladores

    Los aisladores son dispositivos que sirven para mantener un conductor fijo, separado y aiaiiia sslsls ado de ppapapp rtes queen general no estn bajo tensin (a tierra). Los aisladores que sirven para que un conddddduucuctor attraraarar viese unapared se denominan pasamuros. Se los denomina pasatapas cuando atraviesan la ccucucuuc bab de ununununn tranaansfssfsssforoororormamamamamam doddododdodorrrrro la celda metlica de una instalacin blindada. Podemos denominarlos genricaaaaaamem nte como aisladororesespasantes. La definicin de stos incluye los medios de fijacin al tabique o pareeeeeeddddd aaa tatravesar.

  • 9.2.6 -Transformador de corriente

    Lostransformadoresdecorrientepresentanunacorrientesecundariacuyomduloesprcticamenteproporcionalalacorrienteprimariayquedifiereenfaseenunnguloprximoacero.Loshaydedistintasformasconstructivas,paraaltatensinconncleoenlaparteinferior,oconncleoenlacabezaparamediatensindeltipopasabarraopasacable,obobinados.

    9.2.7 -Actuador Magntico de Bobina Simple

    LabobinadelactuadormagnticoesenergizadaenunadireccinparacerrarelReconectadoryendireccinopuestaparaabrirlo.Estesistemadeactuacinqueaseguraelemboloconlafuerzamagnticadelimnpermanenteylodesbloqueaenlainversindelacorrienteporelsolenoidesoloseconsigueatravsdeactuadoresmagnticosdebobinasimple.Estesistemagarantizaunamayorconfiabilidadenlaaperturaparacualquiercondicindelabateraeinclusiveparalaaperturamanual.

    9.2.7.1 -Explicacin del funcionamiento del actuador de bobina simple (Apertura y Cierre)

    Cierre

    Eldiseobiestabledelactuadoraseguraqueelemboloseamantenidoenlaposicinabierta(1),hastaquelacorrientedelsolenoidesobrepasaelnivelrequeridoparagarantizarelcierre.Cuandolafuerzaderetencinessuperada(2),elinterruptorcierrapositivamente(3),enrazndelaenergaalmacenadaenelsolenoideyenlosimanespermanentes.

    Apertura

    Elsolenoideesenergizadoconunacorrienteensentidoinverso(4)parasuperarlafuerzaderetencindelimnpermanenteydesbloquearelembolo.Laaperturaseconsigueentoncesatravsdelaenergaacumuladaenelresortedurantelaoperacindecierre.Laoperacindeaperturaescompletamenteindependientedelafuentedeenergaenlaaperturaelctricaydeloperadordurantelaaperturamanual.Laenergarequeridaparaabrirelequipoesdeaproximadamente1/30delarequeridaparaelcierre.

    Fig.9.1EsquemadeAperturayCierredelReconectador.

    9.3 - Principales caractersticas del reconectador. (GVR).

    BujespolimricosdeEPDMosiliconamoldeadosenunasolapiezaconbarrasconductoraspasantesenaluminioocobreyposibilidaddeinstalacinopcionaldeprotectoresaislantescontraanimalesoaves.

    9.2.6 -Transfooormmrmmmmadadadaaadoroo de corriente

    Los trtranansfforo madoress de corriente presentan una corriente secundaria cuyo mdulo es prcticamenteproporciciciic ono al a laa ccoococc rriente primaria y que difiere en fase en un ngulo prximo a cero. Los hay de distintasformaaasaa construucucucu tivas, para alta tensin con ncleo en la parte inferior, o con ncleo en la cabeza para mediatennsnsnsnn in deell ttttitt po pasabarra o pasacable, o bobinados.

    9.2.7 7 -A-A-Actuador Magntico de Bobina Simple

    LLL a bobina del actuador magntico es energizada en una direccin para cerrar el Reconectador y en direccinopuesta para abrirlo. Este sistema de actuacin que asegura el embolo con la fuerza magntica del imnpermanente y lo desbloquea en la inversin de la corriente por el solenoide solo se consigue a travs deactuadores magnticos de bobina simple. Este sistema garantiza una mayor confiabilidad en la apertura paracualquier condicin de la batera e inclusive para la apertura manual.

    9.2.7.1 -Explicacin del funcionamiento del actuador de bobina simple (Apertura y Cierre)

    Cierre

    El diseo biestable del actuador asegura que el embolo sea mantenido en la posicin abierta (1),hasta que la corriente del solenoide sobrepasa el nivel requerido para garantizar el cierre. Cuando lafuerza de retencin es superada (2), el interruptor cierra positivamente (3), en razn de la energaalmacenada en el solenoide y en los imanes permanentes.

    Apertura

    El solenoide es energizado con una corriente en sentido inverso (4) para superar la fuerza deretencin del imn permanente y desbloquear el embolo. La apertura se consigue entonces a travsde la energa acumulada en el resorte durante la operacin de cierre. La operacin de apertura escompletamente independiente de la fuente de energa en la apertura elctrica y del operadordurante la apertura manual. La energa requerida para abrir el equipo es de aproximadamente 1/30de la requerida para el cierre.

    Fig. 9.1 Esquema de Apertura y Cierre del Reconectador.

    9.3 - Principales caractersticas del reconectador. (GVR).

    Bujes polimricos de EPDM o silicona moldeados en una sola pieza con barrasss cocccoocondnddndnnduuuccucttttototorras pasantes enaluminio o cobre y posibilidad de instalacin opcional de protectores aislantes contra animales o aves.

  • Transformadoresdecorrientemontadosdentrodelambientecontroladodeltanque,divisoresdevoltajescapacitivosopcionalesparaproveerlasealdetensintantodelladodelafuentecomodelladodelacargadelGVRparaelcontroldelrele.

    Tanquelivianoenaluminio,labasedeltanquemoldeadayaseguradaportornillosdeaceroinoxidableconelsellamientorealizadoatravsdeOrings.

    Vlvuladealiviodepresinenformadediscoparaproporcionarelmsaltoniveldeseguridadalosoperariosytransentes,atendiendolargidaexigenciasdelanormaIEC298ApndiceAA.

    IndicadordeposicinABIERTOCERRADOvisibledesdeelniveldelpisoatravsdeunaventanilla.

    Aperturamanualybloqueoatravsdeunaprtiga. Unabasemoldeadasoportaelensamblajedelastresbotellasdevaco,elmecanismodelactuador

    magnticoyelaccionamientoarticuladorqueesdeunasolapieza.

    Elactuadormagnticodebobinasimple,patentado,estbasadoenunsistemadeemboloaccionadoporsolenoidequemantieneelemboloenposicinabiertaocerradaporlafuerzamagnticadelimnpermanente.

    9.4 - Uso del reconectador con respecto al medio ambiente

    LosreconectadoresmodernoscombinanelaltodesempeoylaconfiabilidadenlainterrupcinenvacoconlaaltarigidezdielctricadelgasSF6usadodentrodeltanque,proporcionandocontrolsobreelmedioambiente;logrndoseunaunidadcompactaylibredemantenimiento.TeniendoencuentaqueelgasSF6esutilizadosolamentecomomedioaislante,nohabrningnpeligroparalasaluddelmedioambienteprovenientedesubproductostxicos,producidosporarcoselctricos.

    9.5 - Descripcin del funcionamiento de los reconectadores

    Elreconectadoresundispositivodeaperturaycierreautomticoquepermiteaislaralcircuitodesalidadeunas/ealpresentarseunafallaenelsistema,elprogramaderecierreautomticoesajustablealasexigenciasdelmedio;sumonitoreoyoperacinestelemandada,esdecirsecontrolaadistancia.

    Enunalneaareadedistribucin.Entensionesmedias,sehacomprobadoestadsticamentequesloun10%delasfallastienecarcterdepermanente;(unaisladorroto)entantoqueelporcentajerestantetienecarctertransitorio,desapareciendomsomenosrpidamente(unaramaquetocaunalneayluegocae).

    Conelfindereducirloscostosdeoperacinsedesarrollaronlosreconectadoresautomticos,loscualessonprotecciones,queunavezoperadosporsobrecorrientespermitenvolveracerrarelcircuitoyabrirlonuevamentesielorigendelasobrecorrientesubsiste,pudiendorepetiresteciclohastacuatroveces.Estaformadeoperarpermitequeencasodedesaparecerlafallaqueoriginlaaccindelreconectadorantesdecumplirselacantidaddeciclosparalaquefueregulado,elreconectadorpermanecercerradoysucontadordeoperacionesvolveracero,permitiendoalsistemavolverafuncionarencondicionesnormales,sinlapresenciadeunoperador;encasode

    Transformadores de corriente montados dentro del ambiente controlado del tanque, divisores de voltajescacaaacaapapapaapaa iiciccicititititivoss opcciononallllese para proveer la seal de tensin tanto del lado de la fuente como del lado de la cargadel GVGVRR papara el conttttrol del rele.

    Tanqueeee llil viano ennnnnn aluminio, la base del tanque moldeada y asegurada por tornillos de acero inoxidable conel selllllllllamientooo rrealizado a travs de Orings.

    Vllllvlvl ula deee aalaaa ivio de presin en forma de disco para proporcionar el ms alto nivel de seguridad a losooopoo erarrioioooioi s y transentes, atendiendo la rgida exigencias de la norma IEC 298 Apndice AA.

    InInIndicador de posicin ABIERTO CERRADO visible desde el nivel del piso a travs de una ventanilla.

    Apertura manual y bloqueo a travs de una prtiga. Una base moldeada soporta el ensamblaje de las tres botellas de vaco, el mecanismo del actuador

    magntico y el accionamiento articulador que es de una sola pieza.

    El actuador magntico de bobina simple, patentado, est basado en un sistema de embolo accionado porsolenoide que mantiene el embolo en posicin abierta o cerrada por la fuerza magntica del imnpermanente.

    9.4 - Uso del reconectador con respecto al medio ambiente

    Los reconectadores modernos combinan el alto desempeo y la confiabilidad en la interrupcin en vaco con la altarigidez dielctrica del gas SF6 usado dentro del tanque, proporcionando control sobre el medio ambiente; logrndoseuna unidad compacta y libre de mantenimiento. Teniendo en cuenta que el gas SF6 es utilizado solamente comomedio aislante, no habr ningn peligro para la salud del medio ambiente proveniente de subproductos txicos,producidos por arcos elctricos.

    9.5 - Descripcin del funcionamiento de los reconectadores

    El reconectador es un dispositivo de apertura y cierre automtico que permite aislar al circuito de salida de una s/e alpresentarse una falla en el sistema, el programa de recierre automtico es ajustable a las exigencias del medio; sumonitoreo y operacin es telemandada, es decir se controla a distancia.

    En una lnea area de distribucin. En tensiones medias, se ha comprobado estadsticamente que slo un 10 %%%%%% dde lasfallas tiene carcter de permanente; (un aislador roto) en tanto que el porcentaje restante tiene carcter trrrraaananaa sitorio,,desapareciendo ms o menos rpidamente (una rama que toca una lnea y luego cae).

    Con el fin de reducir los costos de operacin se desarrollaron los reconectadores automticos, los cuuuuuuales sonprotecciones, que una vez operados por sobrecorrientes permiten volver a cerrar el circuito y abbrriririirirlrlo nuevvaaaamaa ente siel origen de la sobrecorriente subsiste, pudiendo repetir este ciclo hasta cuatro veces. Esta forrmmrmmmr a de opopppppeeerar permiteque en caso de desaparecer la falla que origin la accin del reconectador antes de cumplirsrsrsrsrsrsee la canttnttttiiididii ad deee ciccicciclcclcclclclososoosospara la que fue regulado, el reconectador permanecer cerrado y su contador de operaccccccciioiooiionen s volver a cero,,permitiendo al sistema volver a funcionar en condiciones normales, sin la presencia deeeee unuununuun opppopoperer dddddador; en caso de

  • excederelnmerodeciclos,elreconectadorabrirysloserposiblereponerloenservicioenformamanual,entalcasoseasumirqueseestenpresenciadeunafallapermanente.

    Porrazonesdecosto,enalgunoscasospuederesultarconvenienteutilizarelreconectadorcomoproteccindeunainstalacindeconsumo,regulndoseconunslociclodeoperacin,entalcasosucalibracinyfuncionamientoserequivalentealadeuninterruptordepotenciaconvencional.

    Losprimerosreconectadores,desarrolladosalrededorde1915,erandeaccionamientoelectromagnticoconcontroldeoperacinhidrulica,losqueproducanunaseriedeinconvenientesdeoperacinyregulacindebidoaloscambiosdaviscosidaddelosaceitesempleados,tantaporladegradacinproducidaporlosarcosdeaperturacomoporloscambiosdetemperatura.Tambinpresentabanseriaslimitacionesencuantoasucapacidadderuptura.

    Enlaactualidadlascmarasdeinterrupcinsonalvacoyelcontroldaoperacinselogramedianterelselectrnicos,conlocualeshaneliminadolosinconvenientesdelosmodelosdecontrolhidrulico

    Esteequipoestcompuestodemltiplespartes,comoloson:tanque,barraimpulsoradecontacto,bushingsaislante,transformadordecorriente,resortedecontacto,resortedeapertura,armaduradelabarradeapertura,Interruptordevaco,Transformadordetensin,Cablesprotegidos,Soporteparalainstalacindelosdescargadores,Contactos,GasdeHexafluorurodeazufre(SF6),Solenoidedecierre,BushingsaislantessegnnormasDIN47636630,Solenoidedeapertura,Entradadelcabledecomunicacin,Enganche,etc.

    Porotraparteelreconectadorposeeinterruptoresdevacocontenidosenuntanquedeaceroinoxidablegradomarino316,totalmentesoldadoysellado,especialmentediseadoparaelmontajesobreposte.Dichotanqueestllenodegasdehexafluorurodeazufre(SF6),elcualtieneexcelentespropiedadesdeaislacinelctrica,locualdaporresultadounequipocompactoyconunmnimodemantenimiento.

    Elgabinetedecontrol,elcualseinstalaapocaalturaparafacilitarelacceso,eselquealojaalPaneldeControldeloperadoryalaunidaddemicroelectrnica.Dichogabinetecumpleconlasfuncionesdeproteccinycontrolaymonitoreaalreconectador.Seconectaalreconectadormedianteuncableumbilicalenchufable.Elreconectadorjuntoconelgabinetedecontrolconstituyenunequipodemonitoreoycontroladistancia.

    Elreconectadorsecierramedianteunimpulsodecorrientecontroladaqueprovienedeuncapacitorqueseencuentraenelgabinetedecontrolyquesetransmiteatravsdelsolenoidedecierresteatraelaplaca,lacual,asuvez,cierraloscontactosenelinterruptordevacomediantelasbarrasimpulsoras.Loscontactos,asuvez,semantienenenposicincerradapormediodelaslengetasdelenganchequeseapoyanenlabarradeapertura.

    Laaperturadeloscontactosselogramediantelaliberacindeunimpulsodecorrientecontroladadesdeuncapacitoryatravsdelabobinadeapertura.Dichoimpulsoatraealaarmaduradelabarradeaperturaquehacegiraraestaltimayliberaelenganche.Elresortedeaperturaylosresortesdecontactoaceleranestaaperturadeloscontactos.Lapresenciadelaconexinflexibleestdestinadaapermitirqueocurraelmovimientodedichoscontactos.

    Asimismo,losbushingssirvenparaaislareltanquedelosconductores,yproporcionanundobleselloparaelmismo.Dichosbushingsbrindanelaislamientonecesario,ysirvendesoporteparalossensoresdetensin,queestn

    exceder el nmero de ciciiclcclcclosososooos, el reconectador abrir y slo ser posible reponerlo en servicio en forma manual, en talcac soso sese asumir que se est eeene presencia de una falla permanente.

    PPor razones de cccoccoc sto, en alalalala gunos casos puede resultar conveniente utilizar el reconectador como proteccin de unainstalacin deeeeee consummmmoooo, regulndose con un slo ciclo de operacin, en tal caso su calibracin y funcionamiento serequivalenttteeeeee a la dedeee uun interruptor de potencia convencional.

    Los primimmimimimeross rrrererr conectadores, desarrollados alrededor de 1915, eran de accionamiento electromagntico con controlde oopopopoo eraccciiiiin hidrulica, los que producan una serie de inconvenientes de operacin y regulacin debido a loscaaaaambioiooosss da viscosidad de los aceites empleados, tanta por la degradacin producida por los arcos de apertura comopop rrr lololol s cambios de temperatura. Tambin presentaban serias limitaciones en cuanto a su capacidad de ruptura.

    En la actualidad las cmaras de interrupcin son al vaco y el control da operacin se logra mediante relselectrnicos, con lo cuales han eliminado los inconvenientes de los modelos de control hidrulico

    Este equipo est compuesto de mltiples partes, como lo son: tanque, barra impulsora de contacto, bushingsaislante, transformador de corriente, resorte de contacto, resorte de apertura, armadura de la barra de apertura,Interruptor de vaco, Transformador de tensin, Cables protegidos, Soporte para la instalacin de los descargadores,Contactos, Gas de Hexafluoruro de azufre (SF6), Solenoide de cierre, Bushings aislantes segn normas DIN 47 636630, Solenoide de apertura, Entrada del cable de comunicacin, Enganche, etc.

    Por otra parte el reconectador posee interruptores de vaco contenidos en un tanque de acero inoxidable gradomarino 316, totalmente soldado y sellado, especialmente diseado para el montaje sobre poste. Dicho tanque estlleno de gas de hexafluoruro de azufre (SF6), el cual tiene excelentes propiedades de aislacin elctrica, lo cual dapor resultado un equipo compacto y con un mnimo de mantenimiento.

    El gabinete de control, el cual se instala a poca altura para facilitar el acceso, es el que aloja al Panel de Control deloperador y a la unidad de microelectrnica. Dicho gabinete cumple con las funciones de proteccin y controla ymonitorea al reconectador. Se conecta al reconectador mediante un cable umbilical enchufable. El reconectadorjunto con el gabinete de control constituyen un equipo de monitoreo y control a distancia.

    El reconectador se cierra mediante un impulso de corriente controlada que proviene de un capacitor que seencuentra en el gabinete de control y que se transmite a travs del solenoide de cierre ste atrae la placa, la cual, asu vez, cierra los contactos en el interruptor de vaco mediante las barras impulsoras. Los contactos, a su vez, semantienen en posicin cerrada por medio de las lengetas del enganche que se apoyan en la barra de aperturaaaaaa.

    La apertura de los contactos se logra mediante la liberacin de un impulso de corriente controlada desde uuunuuunucapacitor y a travs de la bobina de apertura. Dicho impulso atrae a la armadura de la barra de aperturaraaaaa que haceceegirar a esta ltima y libera el enganche. El resorte de apertura y los resortes de contacto aceleran estaataataata apertuuraraaa ddelos contactos. La presencia de la conexin flexible est destinada a permitir que ocurra el movimieeenenee to de diiichhchcc oscontactos.

    Asimismo, los bushings sirven para aislar el tanque de los conductores, y proporcionan un dddodd ble seellllllllloooo paapaaaparaaraa llelel imiismmo.oDichos bushings brindan el aislamiento necesario, y sirven de soporte para los sensoressssss ddede tensiin,n, ququqq ee esseestttttnnnnnn

  • encapsulados,yparalostransformadoresdecorriente.EstosbushingscumplenconlanormaDIN47636630(opcinroscada),locualpermiteotrotipodeconexindecablessiselodeseara.

    Losbushingsdematerialpolimricoylos3metrosdecabledealuminiode185mm2para400Aconaislacinalagua,seproveenenformaStandardpararealizarelmontajeensitio.Estadisposicindeloselementospermitetenerunreconectadordedimensionescompactas,peroque,almismotiempo,sepuedeconectaraunsistemaconductoryaseaaisladoodesnudo,segnseanlasnecesidades.Estesistemadeconexionestotalmenteaisladaspermitequeelequipoestasalvodefallasprovocadasporlospjarosyotrasespeciesdevidasilvestre.

    Elsoporteparaelmontajedelosdescargadoresbrindamayorcomodidadypracticidadalainstalacin,(tambinsepuedeproveerelreconectadorparamontajeensubestacin).Serequiereunafuentedealimentacindetensinauxiliarde110,220,240415Vparaalimentarlaunidad.Sistanofueraconveniente,existelaopcindecompradeuntransformadorinternodetensin.ElgabinetedecontrolseconectamedianteuncableumbilicalalaparteinferiordeltanquedelReconectadoratravsdeundispositivocubierto.Unindicadordetamaoadecuadoydeconexindirectaalmecanismodelequipomuestralaposicindeloscontactos(Abierto/Cerrado)deunmodoconfiable,yesfcilmentevisibledesdeelpisoa100mdedistancia.

    Elreconectadorsepuedeabrirdesdeelpisomedianteelusodeunaprtiga.Posteriormente,dichoreconectadorsepuedebloquearaislandolasbobinasdeaperturaydecierredesdeelPaneldeControldelOperador.

    9.6 - Comparacin entre los equipos de proteccin de carcter manual con el reconectador automtico.

    Losreconectadoresylosinterruptores,ambosdemediatensin,sonloselementosconocidosporexcelenciaparaproporcionarlaproteccindeloscircuitosdedistribucin.

    Losinterruptoreshansidodesarrolladosyutilizadosparaserinstaladosenlassubestacionesdepotencia,comoequipodeconexinyproteccinubicadoenlascabecerasdeloscircuitos.Losreconectadoressedesarrollaronysehanutilizadoenlasredesdedistribucin,paraaislarunapartedelcircuitoquepresentefalla.Actualmentelascaractersticastcnicasdeambosequipossonmuysimilares.

    Paradefinirlaevaluacinylaaplicacindeestosdispositivos,seusanlosestndaresestablecidosenlasnormasANSI/IEEEC37.601981yC37.611973,paralosreconectadores,ylosestndaresdelinterruptorusadossonlasnormasC37.041979,C37.061987yC37.091979.

    9.6.1 -Definiciones

    LassiguientesdefinicionesfuerontomadasdelanormaANSI/IEEEC37.1001981

    Reconectador:Dispositivoautocontroladoparainterrupcinyrecierreautomticoencircuitosdecorrientealterna,conunasecuenciapredeterminadadeaperturaycierre,seguidaporunafasederestablecimiento,bloqueodeapertura(enclavamiento)ydesbloqueodeapertura.

    Interruptor:Dispositivodeaperturamecnicacapazdetransportareinterrumpircorrientesbajocondicionesnormalesdeuncircuitoeinterrumpircorrientesbajocondicionesanormalestalescomouncortocircuito.

    encapsulados, y pap ra looosss trtrrtranaanaannsformadores de corriente. Estos bushings cumplen con la norma DIN 47 636630((((o(opcpciinn roscada), lo cual permmmmmite otro tipo de conexin de cables si se lo deseara.

    LLLos bushings deeee mam terial pppopp limrico y los 3 metros de cable de aluminio de 185 mm2 para 400 A con aislacin alagua, se provvvvveeeee n en foooooorrrma Standard para realizar el montaje en sitio. Esta disposicin de los elementos permitetener un reeeeeccocc necttadadaddadador de dimensiones compactas, pero que, al mismo tiempo, se puede conectar a un sistemaconductotototooor ya seeeeeaaaa aislado o desnudo, segn sean las necesidades. Este sistema de conexiones totalmente aisladaspermititititittee quueee eeel equipo est a salvo de fallas provocadas por los pjaros y otras especies de vida silvestre.

    Elllll sos popooorrrtrtr e para el montaje de los descargadores brinda mayor comodidad y practicidad a la instalacin, (tambin sepup edededde e proveer el reconectador para montaje en subestacin). Se requiere una fuente de alimentacin de tensinaaauauaa xiliar de 110, 220, 240 415 V para alimentar la unidad. Si sta no fuera conveniente, existe la opcin de comprade un transformador interno de tensin. El gabinete de control se conecta mediante un cable umbilical a la parteinferior del tanque del Reconectador a travs de un dispositivo cubierto. Un indicador de tamao adecuado y deconexin directa al mecanismo del equipo muestra la posicin de los contactos (Abierto/Cerrado) de un modoconfiable, y es fcilmente visible desde el piso a 100 m de distancia.

    El reconectador se puede abrir desde el piso mediante el uso de una prtiga. Posteriormente, dicho reconectador sepuede bloquear aislando las bobinas de apertura y de cierre desde el Panel de Control del Operador.

    9.6 - Comparacin entre los equipos de proteccin de carcter manual con el reconectador automtico.

    Los reconectadores y los interruptores, ambos de media tensin, son los elementos conocidos por excelencia paraproporcionar la proteccin de los circuitos de distribucin.

    Los interruptores han sido desarrollados y utilizados para ser instalados en las subestaciones de potencia, comoequipo de conexin y proteccin ubicado en las cabeceras de los circuitos. Los reconectadores se desarrollaron y sehan utilizado en las redes de distribucin, para aislar una parte del circuito que presente falla. Actualmente lascaractersticas tcnicas de ambos equipos son muy similares.

    Para definir la evaluacin y la aplicacin de estos dispositivos, se usan los estndares establecidos en las normasANSI/IEEE C37.60 1981 y C37.61 1973, para los reconectadores, y los estndares del interruptor usados son lasnormas C37.041979, C37.06 1987 y C37.091979.

    9.6.1 -Definiciones

    Las siguientes definiciones fueron tomadas de la norma ANSI/IEEE C37.100 1981

    Reconectador: Dispositivo autocontrolado para interrupcin y recierre automtico en circuiiiitttottt s de corrrrrrrrrr iientealterna, con una secuencia predeterminada de apertura y cierre, seguida por una fase deeeee rer stableecicicicicc miento,bloqueo de apertura (enclavamiento) y desbloqueo de apertura.

    Interruptor: Dispositivo de apertura mecnica capaz de transportar e interrumpiirrrrrr cocorrientes bajo conddicioneesnormales de un circuito e interrumpir corrientes bajo condiciones anormales tataaataaleleeleeesssss cocoocoocomomomommo uuunuun cooco ttrtocircuito.

  • 9.6.2 -Comparacin tcnica

    Losdosconceptossonmuysimilares,lasceldasmetalcladtienenincorporadotantolamedicincomoelcontrolylasprotecciones,utilizandohoyrelscompactostiponumrico.

    Tantolosinterruptorescomolosreconectadoressoncapacesdetransportarpermanentementecorrienteencondicionesnormalesy,poruntiempolimitado,corrientesencondicionesdecortocircuito.

    Quizs,ladiferenciamssignificativaentreunreconectadoryuninterruptor,esqueelreconectadorfuediseadocomodispositivoautocontrolado,yelinterruptorfuediseadoparaelusoconunesquemaseparadodecontrol/proteccin.

    Capacidaddecorrienteinterrumpida:Alcompararlascapacidadesentreinterruptoresyreconectadores,seconsigueclarificartodassusdiferenciasencuantoadiseoyaplicacionesprcticas.

    Unreconectadorestdiseadoparainterrumpirelvalordelacorrientemximasimtrica.Estacorrientesemantieneprcticamenteconstantedentrodelrangodetensinenquefuncionaelequipo,exceptoparaalgunosreconectadoresendondesegnsucapacidad,seincrementalacorrienteinterrumpidaamedidaquedisminuyelatensinnominaldefuncionamiento.Estoseapreciaconclaridadenlatabla1,tomandocomoejemplounreconectadorconinterrupcinenaceite:

    Tabla9.1CorrientesInterrumpidasporReconectadoresenFuncindelaTensindeOperacin.

    Voltaje de operacin (kV) Corriente interrumpida

    (A)

    2.4 a 4.8 12.000

    Mayor a 4.8 hasta 15.5 10.000

    Losinterruptores,histricamentehansidodiseadosparasoportareinterrumpirunacantidadconstantedeMVA,conunfactorKusadoparadeterminarelvoltajemnimoparaquesemantengalacapacidaddeinterrupcin.Estoseapreciaenelsiguienteejemplo:

    Interruptordiseadopara500MVA,conunacapacidaddecortocircuitode18kAa15.5kVyK=1.29.

    ElfactorKdeterminaelvoltajemnimodeoperacincomo:

    Lacapacidaddecorrientesimtricaquesepuedeinterrumpira12kVser:

    9.6.2 -Compappp rarraacicciccinnnn tcnica

    Los dodoss cooncn eptos soooon muy similares, las celdas metal clad tienen incorporado tanto la medicin como elcontrol yyyyyyy las protececececciones, utilizando hoy rels compactos tipo numrico.

    Tantntttto los inteteeet rruptores como los reconectadores son capaces de transportar permanentemente corriente encoooocooondicioneenennes normales y, por un tiempo limitado, corrientes en condiciones de cortocircuito.

    QuQuizizizzs, la diferencia ms significativa entre un reconectador y un interruptor, es que el reconectador fuedddididdiseado como dispositivo autocontrolado, y el interruptor fue diseado para el uso con un esquemaseparado de control/proteccin.

    Capacidad de corriente interrumpida: Al comparar las capacidades entre interruptores y reconectadores, seconsigue clarificar todas sus diferencias en cuanto a diseo y aplicaciones prcticas.

    Un reconectador est diseado para interrumpir el valor de la corriente mxima simtrica. Esta corriente semantiene prcticamente constante dentro del rango de tensin en que funciona el equipo, excepto paraalgunos reconectadores en donde segn su capacidad, se incrementa la corriente interrumpida a medida quedisminuye la tensin nominal de funcionamiento. Esto se aprecia con claridad en la tabla 1, tomando comoejemplo un reconectador con interrupcin en aceite:

    Tabla 9.1Corrientes Interrumpidas por Reconectadores en Funcin de la Tensin de Operacin.

    Voltaje de operacin (kV) Corriente interrumpida

    (A)

    2.4 a 4.8 12.000

    Mayor a 4.8 hasta 15.5 10.000

    Los interruptores, histricamente han sido diseados para soportar e interrumpir una cantidad constante deMVA, con un factor K usado para determinar el voltaje mnimo para que se mantenga la capacidad deinterrupcin. Esto se aprecia en el siguiente ejemplo:

    Interruptor diseado para 500 MVA, con una capacidad de cortocircuito de 18 kA a 15.5 kV y K=1.2929292992 .

    El factor K determina el voltaje mnimo de operacin como:

    La capacidad de corriente simtrica que se puede interrumpir a 12 kV ser:

  • As,paravoltajesmenoresa12kV,lacapacidaddeinterrupcindecorrientespermanecerconstanteyseriguala23.25kA.

    Sinembargo,lasactualesespecificacionesdeinterruptoreshanabandonadoelconceptodecapacidadconstante,yaqueahoraelfactorKsetomacomo1.0,loquesignificaquelacapacidaddecorrienteinterrumpidaesconstanteparacualquiertensindeoperacin.LaanteriorapreciacinesequivalentealmtodousadoparalosreconectadoresyqueestestablecidoenlanormaC37.60de1981.

    Ciclodetrabajo:Generalmente,eltrminociclodetrabajohasidousadodeformadiferenteparainterruptoresyparareconectadores.Acontinuacinsemuestraladiferenciaentreellos:

    Reconectador:Elciclodetrabajoesunasecuenciadepruebaestandarizadaalaquesesometeelreconectador,paradeterminarlavidamnimaylacapacidaddecorrientedeinterrupcin.Esteciclodetrabajoestablecelacapacidaddelreconectadorparainterrumpirunacantidadrelativamentegrandedefallas,usandotresmagnitudesdecorrientes.Interruptor:Elciclodetrabajodeuninterruptorconsisteenunapruebadedosoperacionesconunintervaloentreellasde15segundos(CO+15s+CO),segnloestablecidoenlanormaC37.045.6.Adems,elinterruptordebeestarencapacidaddeejecutarunnmerodeoperacionesenlasquelasumadelascorrientesinterrumpidasnoexcedael400%delacapacidadasimtricainterrumpidaparaelvoltajedeoperacindelinterruptor,concorrientesdefallaentreel85%delacapacidaddecorrienteasimtricaysucapacidaddecorrientecontinua(C37.045.10.3.3.1).

    Lavidadelinterruptorantesdemantenimiento(equivalentealciclodetrabajodelreconectador)estespecificadaenlanormaANSIC37.04enlaqueseincluyeunmtodoparadeterminarlavidadelinterruptorparacorrientesentrelacapacidaddecorrientecontinuayel85%delacapacidadasimtrica.

    9.6.3 -Comparacin de capacidades durante el ciclo de trabajo

    Paraobservarconclaridadladiferenciaentrelavidatil(antesdemantenimiento)deunreconectadorvs.uninterruptor,semuestraacontinuacinlacomparacinentreunreconectadorconinterrupcinenvacoyuninterruptorconcapacidadde20kA,15kV.Lacomparacinfuehechaparacorrientesentreel50yel100%delacapacidadmximadecorrientesimtrica.

    Reconectador:Elreconectadorestdiseadopara20kAsimtricosaloperara14.4kV,conelciclodetrabajomostradoenlatabla9.2

    % de la corriente de interrupcin

    X/R Nmero de

    operaciones de la unidad

    1520 4 88

    As, para voltajaajjessesss mememmeemenores a 12 kV, la capacidad de interrupcin de corrientes permanecer constante y serigual a 23.25 kA.

    Sin embabababaaab rgo, las aacacactuales especificaciones de interruptores han abandonado el concepto de capacidadconstataatatatt nte, ya qqqquq e ahora el factor K se toma como 1.0, lo que significa que la capacidad de corrienteinteeeteeet rrr umpipiiddadadadd es constante para cualquier tensin de operacin. La anterior apreciacin es equivalente almmmmmm todoooo uusado para los reconectadores y que est establecido en la norma C37.60 de 1981.

    CiCiclclcclcc o de trabajo: Generalmente, el trmino ciclo de trabajo ha sido usado de forma diferente paraiinterruptores y para reconectadores. A continuacin se muestra la diferencia entre ellos:

    Reconectador: El ciclo de trabajo es una secuencia de prueba estandarizada a la que se somete elreconectador, para determinar la vida mnima y la capacidad de corriente de interrupcin. Este ciclo detrabajo establece la capacidad del reconectador para interrumpir una cantidad relativamente grande defallas, usando tres magnitudes de corrientes. Interruptor: El ciclo de trabajo de un interruptor consiste enuna prueba de dos operaciones con un intervalo entre ellas de 15 segundos (CO+15s+CO), segn loestablecido en la norma C37.045.6. Adems, el interruptor debe estar en capacidad de ejecutar un nmerode operaciones en las que la suma de las corrientes interrumpidas no exceda el 400% de la capacidadasimtrica interrumpida para el voltaje de operacin del interruptor, con corrientes de falla entre el 85% dela capacidad de corriente asimtrica y su capacidad de corriente continua (C37.045.10.3.3.1).

    La vida del interruptor antes de mantenimiento (equivalente al ciclo de trabajo del reconectador) estespecificada en la norma ANSI C37.04 en la que se incluye un mtodo para determinar la vida del interruptorpara corrientes entre la capacidad de corriente continua y el 85% de la capacidad asimtrica.

    9.6.3 -Comparacin de capacidades durante el ciclo de trabajo

    Para observar con claridad la diferencia entre la vida til (antes de mantenimiento) de un reconectador vs.un interruptor, se muestra a continuacin la comparacin entre un reconectador con interrupcin en vaco yun interruptor con capacidad de 20 kA, 15 kV. La comparacin fue hecha para corrientes entre el 50 y el100% de la capacidad mxima de corriente simtrica.

    Reconectador: El reconectador est diseado para 20 kA simtricos al operar a 14.4 kV, con el ciclo detrabajo mostrado en la tabla 9.2

    % de la corriente de interrupcin

    X/R Nmero de

    operaciones de launidad

    1520 4 88

  • Tabla9.2CiclodeOperacindel Reconectador.

    Entonces,siguiendolaguadelanormaANSIC37.611973,setieneque:

    Ahorasecalculanlasoperacionesdelreconectador:

    Interruptor:Paralacomparacin,seusauninterruptorconunacapacidadde20kAy15kV.Ahorabien,siseoperaelequipoa14.4kVlacapacidaddecorrientesimtricaesde20kA.AsumiendounmximofactorSde1.4(SeselfactormultiplicadorparalacapacidadasimtricaquesebasaenuncircuitoderelacinX/Rde15,equivalentealmximoX/Rusadoenlaspruebasdereconectadores).As,lacapacidadasimtricaser:

    20kAx1.4=28kA.

    Ahora,deacuerdoconlanormaANSIparainterruptoresenaceiteyenvacio/SF6,setieneque:

    28kAx400%=112kA(aceite)

    28kAx800%=224kA(vacio/SF6)Entonces,para50y100%(10y20kA),elnmerodeoperacionesdelinterruptores:

    4555 8 112

    90100 16 32

    Total 232

    Tabla 9.2Ciclooo deddeedde OpOpOpO eracin del Reconectador.

    Entonces, siguiendo la gua de la norma ANSI C37.61 1973, se tiene que:

    Ahora se calculan las operaciones del reconectador:

    Interruptor: Para la comparacin, se usa un interruptor con una capacidad de 20 kA y 15 kV. Ahora bien, si sesesesseopera el equipo a 14.4 kV la capacidad de corriente simtrica es de 20kA. Asumiendo un mximo factor SSSS dddedde1.4 (S es el factor multiplicador para la capacidad asimtrica que se basa en un circuito de relacin X/RRRRRR ded 15,equivalente al mximo X/R usado en las pruebas de reconectadores). As, la capacidad asimtrica seeeeerr :

    20 kA x 1.4 = 28 kA.

    Ahora, de acuerdo con la norma ANSI para interruptores en aceite y en vacio/SF6, se tttititt ene e que:e:e::

    28 kA x 400% = 112 kA (aceite)

    28 kA x 800% = 224 kA (vacio/SF6) Entonces, para 50 y 100% (10 y 20 kA), elell nnmero de operacioonenes deellinterruptor es:

    4555 8 112

    90100 16 32

    Total 232

  • 112kA/10kA=11.2(aceite)224kA/10kA=22.4(vacio/SF6)

    112kA/20kA=5.6(aceite)

    224kA/20kA=11.2(vacio/SF6)

    Entonces,delacomparacindelavidadecadaequipo(reconectadoreinterruptor)antesdemantenimientoparacorrientesde50y100%delacapacidad,seconcluyequeelreconectadorsuperaampliamentealinterruptorenlassiguientescantidades:

    Tabla9.3ComparacindeCiclosdeOperacin

    No.Op:NumerodeOperaciones

    (*)PorcentajeentreelNo.Op.delinterruptorrespectoalreconectador

    9.6.4 -Prdida de Capacidad de Interrupcin dentro del Ciclo de Trabajo

    Reconectador:Unreconectadorescapazdeinterrumpircorrientesdeltamaodesucapacidadmximaparaunasecuenciadecuatrooperaciones,porellolosreconectadoresnopierdencapacidaddeinterrupcin.

    Interruptor:Comonormageneral,uninterruptorestsujetoaunareduccindesucapacidadcuandoejecutamsoperacionesocuandoesmscortoelintervalodetiempoquelasecuenciadeoperacin(co+15s+co)delciclodetrabajo(segnnormaC37.045.10.2.6).Porejemplo,sisetieneuninterruptorde15.5kVy20kAlareduccinparaunasecuenciatpicadeuninterruptores:

    O+0s+co+15s+co+45s+co[9.3]

    SegnlanormaANSIC37.06,elfactordereduccindecapacidades9.9%,yelfactordecapacidadderecierre,R=1009.9=90.1%

    As,lacapacidaddecorrienteinterrumpidaes:20kAx0.901=18.02kA.

    Porotrolado,sisesometeesteinterruptoralasecuenciadetrabajodeunreconectador,setienequelasecuenciaes:

    O+0s+co+2s+co+2s+co[9.4]

    SegnlanormaANSIC37.06,elfactordereduccindecapacidades15.6%,yelfactordecapacidadderecierre,R=10015.6=84.4%As,lacapacidaddecorrienteinterrumpidaes:20kAx.844=16.88kA.

    112 kAkkAAA/1//1///100000 kA = 11.2 (aceite) 224 kA/10 kA = 22.4 (vacio/SF6)

    1112 kA/20 kAkk = 5.6 (aceite)

    224 kAAAAA////20 kA = 11.2 (vacio/SF6)

    Ennnnntttottot ncess,,, ddddedd la comparacin de la vida de cada equipo (reconectador e interruptor) antes de mantenimientopparaa coooooorrrientes de 50 y 100% de la capacidad, se concluye que el reconectador supera ampliamente alinnteteeerrrruptor en las siguientes cantidades:

    Tabla 9.3 Comparacin de Ciclos de Operacin

    No. Op: Numero de Operaciones

    (*) Porcentaje entre el No. Op. del interruptor respecto al reconectador

    9.6.4 -Prdida de Capacidad de Interrupcin dentro del Ciclo de Trabajo

    Reconectador: Un reconectador es capaz de interrumpir corrientes del tamao de su capacidad mxima parauna secuencia de cuatro operaciones, por ello los reconectadores no pierden capacidad de interrupcin.

    Interruptor: Como norma general, un interruptor est sujeto a una reduccin de su capacidad cuandoejecuta ms operaciones o cuando es ms corto el intervalo de tiempo que la secuencia de operacin(co+15s+co) del ciclo de trabajo (segn norma C37.04 5.10.2.6). Por ejemplo, si se tiene un interruptor de15.5 kV y 20 kA la reduccin para una secuencia tpica de un interruptor es:

    O+0s+co+15s+co+45s+co [9.3]

    Segn la norma ANSI C37.06, el factor de reduccin de capacidad es 9.9%, y el factor de capacidad derecierre, R = 100 9.9 = 90.1%

    As, la capacidad de corriente interrumpida es: 20 kA x 0.901 = 18.02 kA.

    Por otro lado, si se somete este interruptor a la secuencia de trabajo de un reconectador,,,, ssese tiene qququque lasecuencia es:

    O+0s+co+2s+co+2s+co [9.4]

    Segn la norma ANSI C37.06, el factor de reduccin de capacidad es 15.6%, y elelelele faffaafa ttccttctor ddddde capacidad derecierre, R = 100 15.6 = 84.4% As, la capacidad de corriente interrumpida es: 20 kA x .844 = 16.88 kA.

  • Deloanteriorseconcluyequetantoparaelinterruptorcomoparaelreconectadorinterrumpirunacorrientede20kAparacualquieradelassecuenciasmostradasanteriormente,nosufrirnreduccindesucapacidaddeinterrupcin.

    9.6.4.1 -Intervalos de recierre

    Acontinuacinsemuestranlasdiferenciasdelosintervalosdetiempodeoperacinyderecierretantoenreconectadorescomoeninterruptores.

    Reconectador:Elintervaloderecierreestdefinidocomoeltiempodecircuitoabiertoentreunaaperturaautomticayelsiguienterecierre,segnlanormaC37.100.

    Interruptor:Eltiempoderecierreeselintervaloentreeltiempodeenergizacinparapreparareldisparo,yelrestablecimientodelcircuitoatravsdelchoquedeloscontactosdelinterruptor.

    9.7- Estudio econmico del reconectador

    Basadosenestudiosrealizadosenlacompaaeleorientedepuertolacruz,sehaencontradolamaneradeanalizarloscostosdelreconectadorautomatizadoatravsdevisitasaestacompaa,elcostodeinversindelosreconectadoresautomticosasciendena50.000.000Bs.Porotraparteentresusgastosdeinstalacinseencuentra:lamanodeobra;elcostounitariodeestemontajeesde3a4millonesdebolvares,estconformadaporingenieroselectricistas,tcnicos,linierosyobreros.

    Elmantenimientodelreconectadorautomticoescasinulo,estosedebeaquelaaltarigidezdielctricaqueposeeelgasSF6,encasocontrarioalosreconectadoresquecontienenaceite,aloscualesselesdeberealizarmantenimientoperidicamenteincrementandoasloscostosdeoperacin.

    Lamayordebilidaddelreconectadorautomatizadoeslabatera,quetienenqueserreemplazadaalos5aosdeoperacin.Cuandosedescarganlasbaterasinversinesunpocoalta,dichasbaterastienenuncostosalrededorde:lasde96vestnalrededorde5.000.000Bsylasde15v2.500.000Bs.

    Losahorrosporcostosdemantenimientosevenreflejadosenestecuadro:al50%delaIcc,elreconectadorcumpleunsolociclodemantenimiento,mientrasqueelinterruptordeaceitecumple20yeldevaco10.Al100%delaIcc,elreconectadorcumpleunsolociclodemantenimiento,elinterruptordeaceite16yeldevaco7.

    De lo anterior sesse coocoooconcnnn luye que tanto para el interruptor como para el reconectador interrumpir una corrientede 20 kA para cualquuuuiera de las secuencias mostradas anteriormente, no sufrirn reduccin de su capacidaddedeedede innniniinteteeteeterrrrrrrrupupuuuu cin.

    9.6.4.1 11 11 -Intervalos de recierre

    AAAAAA ccontinuacin se muestran las diferencias de los intervalos de tiempo de operacin y de recierretanto en reconectadores como en interruptores.

    Reconectador: El intervalo de recierre est definido como el tiempo de circuito abierto entre unaapertura automtica y el siguiente recierre, segn la norma C37.100.

    Interruptor: El tiempo de recierre es el intervalo entre el tiempo de energizacin para preparar eldisparo, y el restablecimiento del circuito a travs del choque de los contactos del interruptor.

    9.7- Estudio econmico del reconectador

    Basados en estudios realizados en la compaa eleoriente de puerto la cruz, se ha encontrado la manera de analizarlos costos del reconectador automatizado a travs de visitas a esta compaa, el costo de inversin de losreconectadores automticos ascienden a 50.000.000 Bs. Por otra parte entre sus gastos de instalacin se encuentra:la mano de obra; el costo unitario de este montaje es de 3 a 4 millones de bolvares, est conformada por ingenieroselectricistas, tcnicos, linieros y obreros.

    El mantenimiento del reconectador automtico es casi nulo, esto se debe a que la alta rigidez dielctrica que poseeel gas SF6, en caso contrario a los reconectadores que contienen aceite, a los cuales se les debe realizarmantenimiento peridicamente incrementando as los costos de operacin.

    La mayor debilidad del reconectador automatizado es la batera, que tienen que ser reemplazada a los 5 aos deoperacin. Cuando se descargan las bateras inversin es un poco alta, dichas bateras tienen un costos alrededor de:las de 96v estn alrededor de 5.000.000 Bs y las de 15v 2.500.000 Bs.

    Los ahorros por costos de mantenimiento se ven reflejados en este cuadro: al 50% de la Icc, el reconectador cumpleun solo ciclo de mantenimiento, mientras que el interruptor de aceite cumple 20 y el de vaco 10. Al 100% de la Icc,el reconectador cumple un solo ciclo de mantenimiento, el interruptor de aceite 16 y el de vaco 7.

  • DeacuerdoconlospreciosFOB,para34.5kVunaceldametalcladconinterruptortieneuncostoaproximadodeUS$50.000;adquirirunreconectadoralrededordelosUS$14.000,generaunahorroaproximadodeUS$36.000(72%)porunidad.Para11.4kV,lasceldasconinterruptorestienenuncostodeaproximadamenteUS$34.000;aladquirirreconectadoresalrededordelosUS$12.000,elahorroesdeUS$22.000(64.7%)porunidad.Elreconectadoressustancialmentemseconmico.LoscostosdelaslaboresdemantenimientodeunreconectadoroscilanentreUS$536yUS$650porintervencinyparauninterruptorentreUS$1.400yUS$1.500.

    9.8 - Implementacin del reconectador en los sistemas de distribucin elctrica

    Losreconectadorespuedenserusadosenaplicacionesparamontajeenpostesosubestacionessufinalidadesprotegerelsistemadecualquierfalla;estolorealizadespejandodichafallaabriendoelramaldondeestubicadodichafalla,comoanteriormentesesealo;elreconectadoresunequipodeaperturaycierreautomticoquejuntosconlasfuncionesavanzadasdecontrolyproteccindelosrelesnumricos,hacedel,unequipodeproteccinymaniobraeficiente.Ademselreconectadorpuedeusarsecomoseccionalizadorcolocadosenlospostesparalossistemasareosdedistribucin.

    Latecnologahahechoposibleelusodeestosequiposadistancias,conlosequiposnecesariosdecomunicacionescomosonlosRTU(unidadterminalremota),estosequiposavanzadostraencomobeneficiolaoperacindelreconectadoradistancia,sinlanecesidaddetrasladarsealsitiodondeestubicadodichoequipo;ydeestamanerasepuedenverificaryrevisarlascondicionesnominalesdelsistema,obienrevisarloseventosdelasfallasquehanocurridoenundeterminadotiempo;estoselograatravsdeunamemoriaquellevaincorporadoelreconectador.Acontinuacinsemuestranlosesquemasdelreconectadorenaplicacionesenpostesysubestaciones.

    FIGURA.9.2Esquemaparamontajeenposteys/e.

    CONCLUSIONES

    Losproblemasdelosequiposdeproteccinconvencionalesson:tiempodecierrelentoporserdemaneramanual,usodeequiposadicionalesparapoderautomatizarelcierredeestosequipos,incapacidaddenopoderregistrarloseventosylocalizarlasfallas,elusodeaislantesquecreasubproductostxicos,dependenciadelatensindelcircuitoprincipal,entreotros.

    De acuerdo con los prppp eceecciooioioosssss FOFFFFF B, para 34.5 kV una celda metal clad con interruptor tiene un costo aproximado deUUUSSSUSUS$$5$50.0 000; adquirir un reconnnnen ctador alrededor de los US$14.000, genera un ahorro aproximado de US$36.000 (72%)porr unididdadadadaad.. PaPaPaPaPParararrara 111111 .4 kV, laaassssss celdas con interruptores tienen un costo de aproximadamente US$34.000; al adquirirreconectadoresesssess ala rededoooooor de los US$12.000, el ahorro es de US$22.000 (64.7%) por unidad. El reconectador essustancialmeeeeeentn e msssss eeeconmico. Los costos de las labores de mantenimiento de un reconectador oscilan entreUS$536 yy UUUSUUU $65000 pppop r intervencin y para un interruptor entre US$1.400 y US$1.500.

    9.8 - IIIIIImppplllleeeementacin del reconectador en los sistemas de distribucin elctrica

    LoooLooss reecocococ nectadores pueden ser usados en aplicaciones para montaje en postes o subestaciones su finalidad esprprototototeger el sistema de cualquier falla; esto lo realiza despejando dicha falla abriendo el ramal donde est ubicadoddddidd cha falla, como anteriormente se sealo; el reconectador es un equipo de apertura y cierre automtico que juntoscon las funciones avanzadas de control y proteccin de los reles numricos, hace de l, un equipo de proteccin ymaniobra eficiente. Adems el reconectador puede usarse como seccionalizador colocados en los postes para lossistemas areos de distribucin.

    La tecnologa ha hecho posible el uso de estos equipos a distancias, con los equipos necesarios de comunicacionescomo son los RTU (unidad terminal remota), estos equipos avanzados traen como beneficio la operacin delreconectador a distancia, sin la necesidad de trasladarse al sitio donde est ubicado dicho equipo; y de esta manerase pueden verificar y revisar las condiciones nominales del sistema, o bien revisar los eventos de las fallas que hanocurrido en un determinado tiempo; esto se logra a travs de una memoria que lleva incorporado el reconectador. Acontinuacin se muestran los esquemas del reconectador en aplicaciones en postes y subestaciones.

    FIGURA.9.2 Esquema para montaje en poste y s/e.

    CONCLUSIONES

    Los problemas de los equipos de proteccin convencionales son: tiempo de cierre lenntntntntto por seeeeeerrrr de maneramanual, uso de equipos adicionales para poder automatizar el cierre de estos equiuiuiuiiippop s, incacaaaaappapapaapaciccicidaddadaddaaddddddd deededdede nnonpoder registrar los eventos y localizar las fallas, el uso de aislantes que crea subpbpbpbpbpbpror ductos txicos,,dependencia de la tensin del circuito principal, entre otros.

  • Elreconectadorfuncionaautomticamenteentantosuaperturaycierreencorrientealterna,conunasecuenciapredeterminadadeaperturaycierreseguidaporunafasederestablecimiento,bloqueodeapertura(enclavamiento)ydesbloqueodeapertura.

    Deacuerdoconlasnormastcnicasparareconectadoreseinterruptores,distintasparaambostiposdeequipos,elprimerosuperaampliamentealsegundoencuantoanmerodeoperacionesantesdemantenimiento,yaqueal50%yal100%delacapacidadmxima,elreconectadordebeoperar224y79vecescontra11y6queejecutaelinterruptor.Adems,tantointerruptorescomoreconectadoresactualmenteutilizanelmismomediodeextincindearco:elvaco

    Losreconectadoresusancmarasdeextincindearcoenvaco,quesonlibresdemantenimientoyasuvezelcostodemantenimientosereduceacasicero.

    Elreconectadorseimplementanenaplicacionesaramontajesenpostesysubestaciones.Losreconectadoresmsactualesspuedenimplementarencircuitoenanillolocualnuncasehapodidohacerconlosreconectadoresmsantiguos.

    El reconectadaddoroorrooror fuffuffuncnncnncciona automticamente en tanto su apertura y cierre en corriente alterna, con unasecuencia predetermmmim nada de apertura y cierre seguida por una fase de restablecimiento, bloqueo deapapapapapererereertutututuuturarraara (e(enclavamimimimmim ento) y desbloqueo de apertura.

    De aaaacaacuerdo ccococc n las normas tcnicas para reconectadores e interruptores, distintas para ambos tipos deeqeqqeqeqquiu pos, eeelel primero supera ampliamente al segundo en cuanto a nmero de operaciones antes demam ntnteeneneenimiento, ya que al 50% y al 100% de la capacidad mxima, el reconectador debe operar 224 y 79veecccecec s contra 11 y 6 que ejecuta el interruptor. Adems, tanto interruptores como reconectadoresaactualmente utilizan el mismo medio de extincin de arco: el vaco

    Los reconectadores usan cmaras de extincin de arco en vaco, que son libres de mantenimiento y a su vezel costo de mantenimiento se reduce a casi cero.

    El reconectador se implementan en aplicaciones ara montajes en postes y subestaciones. Losreconectadores ms actuales s pueden implementar en circuito en anillo lo cual nunca se ha podido hacercon los reconectadores ms antiguos.