Repositorio Institucional de Documentos

MEMORIA S.E.T. VALMADRID AUTOR: Paula Trinchán Garralda DIRECTOR: Ángel Santillán Lázaro ESPECIALIDAD: Electricidad CONVOCATORIA: Junio 2012 ÍNDICE 1ANTECEDENTES .........................................................................................1 2OBJETO DEL PROYECTO ............................................................................1 3COMPAÑÍA SUMINISTRADORA .................................................................2 4CLASIFICACIÓN DEL LOCAL ......................................................................2 5REGLAMENTACIÓN Y DISPOSICIONES OFICIALES Y PARTICULARES .....2 6EMPLAZAMIENTO ......................................................................................4 7DESCRIPCIÓN DE LA S.E.T. PROYECTADA ................................................4 7.1Transformadores de potencia ........................................................... 4 7.2Embarrado simple ........................................................................... 5 7.3Interruptor automático de SF6 .......................................................... 5 7.4Servicios auxiliares .......................................................................... 7 8MATERIAL SUBESTACIÓN .........................................................................9 8.1Recuento material ........................................................................... 9 8.1.1Nivel 45 kV (Intemperie) ............................................................ 9 8.1.1.1Línea-Embarrado Simple ...................................................... 9 8.1.1.2Embarrado Simple-Transformador ........................................ 9 8.1.2Nivel 15 kV (Intemperie) ............................................................ 9 8.1.3Nivel 15 kV (Interior) .............................................................. 10 8.2Datos de diseño ............................................................................ 10 8.3Características material .................................................................. 11 8.3.1Nivel 45kV .............................................................................. 11 8.3.1.1Transformador de potencia 45kV/15kV ............................... 11 8.3.1.2Pararrayos ........................................................................ 21 8.3.1.3Seccionador ...................................................................... 23 8.3.1.4Interruptor automático ...................................................... 26 8.3.1.5Normas Endesa Distribución para elección de TT’s y TI’s ...... 28 8.3.1.6Transformador de tensión .................................................. 33 8.3.1.7Transformador de intensidad ............................................. 35 8.3.2Nivel 15kV .............................................................................. 38 8.3.2.1Pararrayos ........................................................................ 38 8.3.2.2Transformador de potencia de SS.AA. 15kV/400V ................ 40 8.3.2.3Fusible SSAA ..................................................................... 56 8.3.2.4Batería condensadores. ..................................................... 57 8.3.2.5Celdas blindadas aisladas con aislamiento en SF6 ................ 72 8.3.2.6Interruptor automático ...................................................... 78 8.3.2.7Mando del interruptor automático ....................................... 80 8.3.2.8Seccionador ...................................................................... 82 8.3.2.9Normas ERZ Endesa para elección de TT’s y TI’s ................. 86 8.3.2.10Transformador de intensidad ............................................. 89 8.3.2.11Transformador de tensión ................................................. 91 8.3.2.12Embarrado general ........................................................... 92 8.3.2.13Ampliación de celdas ........................................................ 92 8.3.3Cables .................................................................................... 93 8.3.3.1Cables aéreos AT .............................................................. 93 8.3.3.2Cables subterráneos MT .................................................... 94 8.3.3.3Cables subterráneos BT ..................................................... 99 8.3.4Automatización de la subestación. .......................................... 100 8.3.4.1Sistema de mando, medida, protección y control ............... 103 8.3.4.2Protección, control y medida. ........................................... 105 8.3.4.3Protección y control de baterías de condensadores. ........... 109 8.3.4.4Unidad de central de subestación. .................................... 111 8.3.4.5Equipos de medida. ......................................................... 113 9PROTECCIÓN CONTRA SOBREINTENSIDADES EN LA INSTALACIÓN ELECTRICA DEL EDIFICIO DE CELDAS DE M.T. .......................................... 122 9.1Categorías de las sobretensiones. ................................................. 123 9.2Medidas para el control de las sobretensiones. .............................. 124 9.3Selección de los materiales de la instalación. ................................. 125 10PROTECCION CONTRA CONTACTOS DIRECTOS E INDIRECTOS EN LA INSTALACIÓN ELECTRICA DEL EDIFICIO DE CELDAS DE M.T. .................. 126 10.1Protección contra contactos directos .......................................... 126 10.2Protección contra contactos indirectos ....................................... 127 11PUESTAS A TIERRA EN LA INSTALACIÓN ELECTRICA DEL EDIFICIO DE CELDAS DE MT. ............................................................................................ 129 11.1Uniones a tierra ....................................................................... 130 11.2Conductores de equipotencialidad ............................................. 133 11.3Resistencia de las tomas a tierra ............................................... 133 11.4Tomas de tierra independientes ................................................ 134 11.5Separación entre las tomas de tierra de las masas de las instalaciones de utilización y de las masas de un centro de transformación .................. 134 11.6Revisión de las tomas de tierra .................................................. 135 S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº1 1 ANTECEDENTES Se redacta el presente proyecto de Subestación elevadora Valmadrid a petición de la E.U.I.T.I.Z., con C.I.F.: XXXXXXXX-X y domicilio social en C/ María de Luna, Edificio Betancourt, de Zaragoza, y a instancia de la Consejería de Trabajo e Industria, Delegación Provincial de Zaragoza y del Excmo. Ayuntamiento de Zaragoza. 2 OBJETO DEL PROYECTO El objeto del presente proyecto es el de exponer ante los Organismos Competentes que la subestación que nos ocupa reúne las condiciones y garantías mínimas exigidas por la reglamentación vigente, con el fin de obtener la Autorización Administrativa y la de Ejecución de la subestación, así como servir de base a la hora de proceder a la ejecución de dicho proyecto. Con el fin de dar servicio de energía eléctrica a los Centro de Transformación distribuidos por el polígono industrial, los cuales a su vez alimentaran a las naves que se encuentran en dicho polígono, con un consumo previsto de 18 MVA, localizado en el término municipal de Valmadrid (Zaragoza), por lo que se hace necesaria la construcción de una nueva subestación transformadora. A partir de las estimaciones de producción se ha establecido que la potencia de dicha subestación sea de 25 MVA. El punto de conexión determinado por la compañía suministradora se encuentra en una línea aérea de 45kV, localizada en el término municipal de Valmadrid (Zaragoza). El alcance de este proyecto queda limitado a la definición y justificación de las instalaciones necesarias para la construcción y correcto funcionamiento de la nueva subestación. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº2 3 COMPAÑÍA SUMINISTRADORA La compañía ENDESA DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA S.L. es propietaria de la red a la que acometerá la instalación que se describe en el siguiente proyecto. 4 CLASIFICACIÓN DEL LOCAL Según el reglamento sobre centrales eléctricas, subestaciones y centros de transformación, consideramos subestación de transformación como la destinada a la transformación de energía eléctrica mediante uno o más transformadores cuyos secundarios se emplean en la alimentación de otras subestaciones o centros de transformación. 5 REGLAMENTACIÓN Y DISPOSICIONES OFICIALES Y PARTICULARES El presente proyecto recoge las características de los materiales, los cálculos que justifican su empleo y la forma de ejecución de las obras a realizar, dando con ello cumplimiento a las siguientes disposiciones: Ley 7/1994, de 18 de mayo, de Protección Ambiental. - Reglamento de Calificación Ambiental. - Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión e Instrucciones Técnicas Complementarias (Real Decreto 842/2002 de 2 de Agosto de 2002). - Guía Técnica de Aplicación del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, editada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología. - Real Decreto 1955/2000 de 1 de Diciembre, por el que se regulan las Actividades de Transporte, Distribución, Comercialización, Suministro y Procedimientos de Autorización de Instalaciones de Energía Eléctrica. - NBE CPI-96 de Protección contra Incendios en los Edificios. - NBE CA-88 de Condiciones Acústicas en los Edificios. - NBE CT-79 de Condiciones Térmicas en los Edificios. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº3 - Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios. - Normas Técnicas para la accesibilidad y la eliminación de barreras arquitectónicas, urbanísticas y en el transporte. - Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales. - Real Decreto 1627/1997 de 24 de octubre de 1.997, sobre Disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras. - Real Decreto 486/1997 de 14 de abril de 1997, sobre Disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo. - Real Decreto 485/1997 de 14 de abril de 1997, sobre Disposiciones mínimas en materia de señalización de seguridad y salud en el trabajo. - Real Decreto 1215/1997 de 18 de julio de 1997, sobre Disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo. - Real Decreto 773/1997 de 30 de mayo de 1997, sobre Disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual. - Reglamento de puntos de medida de los consumos y tránsitos de energía eléctrica R.D. 385/2002, así como instrucciones Técnicas Complementarias. - Instrucciones y Normas compañía Suministradora-Distribuidora. - Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en Centrales Eléctricas y Centros de transformación y sus Instrucciones complementarias MIE-RAT. - Reglamento de líneas aéreas. - Normas UNE-EN. Aquellos aspectos no cubiertos por la Legislación Nacional, se les aplicarán las recomendaciones CEI, o la de los países de origen de los equipos en caso de ser importados, así como otros estándares internacionales de reconocido prestigio que les sean de aplicación. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº4 6 EMPLAZAMIENTO El emplazamiento de la nueva S.E.T. Valmadrid se halla en el término municipal de Valmadrid (Zaragoza). El acceso a la subestación se realizará a través del desvío de la CV-624 (carretera de la Cartuja a Torrecilla) en el km 32, accediendo a una carretera sin asfaltar, la cual llega a dicho emplazamiento. En el plano adjunto (Plano 1 - Hoja 2) puede verse la situación concreta de la subestación. El terreno ocupado por la subestación tiene una superficie total de 450 m2 que quedarán vallados en su totalidad. 7 DESCRIPCIÓN DE LA S.E.T. PROYECTADA 7.1 Transformadores de potencia En la construcción de la subestación instalaremos dos transformadores de potencia de 45/15kV de 12,5MVA en paralelo, ya que la potencia prevista es de 18MVA. Preferimos esta configuración de dos transformadores de potencia en paralelo para que no trabajen en un régimen de carga muy elevado, debido a esto no hemos elegido un solo transformador. Además instalaremos un transformador de potencia de 15kV/400V de 160 KVA para servicios auxiliares, dado que con las condiciones de diseño de la subestación cubrimos todas las necesidades. Elegiremos el transformador de los servicios auxiliares en seco, para evitar un incendio o explosión dentro del edificio debido al sobrecalentamiento del aceite del transformador. Además de las ventajas económicas debidas a que no necesitaremos cuba y la celda en la que se encuentre será más pequeña. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº5 7.2 Embarrado simple Instalaremos un embarrado simple debido a que la subestación estará alentada en forma de anillo, para poder así abastecerla de energía eléctrica por cualquiera de los dos lados de la línea aérea de 45 kV. A este embarrado le conectaremos por su otro extremo, los dos transformadores de potencia en paralelo, con las correspondientes protecciones de línea y protecciones del transformador. Por consiguiente, la instalación de un embarrado doble, encarecería el presupuesto y la complejidad del proyecto. Además, el usuario al cual tenemos que suministrarle energía eléctrica, no tiene la necesidad de tener dicho suministro continuo aunque se produjera un fallo o mantenimiento de la aparamenta. 7.3 Interruptor automático de SF6 La decisión de instalar interruptores automáticos de SF6 de tipo ‘‘Auto Puffer’’, viene dada por las siguientes características de dicho interruptor: El hexafluoruro de azufre (SF6) es un gas inerte artificial que tiene excelentes propiedades de aislamiento, así como una estabilidad térmica y química excepcionalmente altas. Estas características le han conferido un amplio uso en interruptores, tanto de A.T. como de M.T., mostrando en ambos casos un rendimiento y una fiabilidad muy elevados. Las ventajas específicas del gas SF6 en aplicaciones de ingeniería eléctrica han sido admitidas de modo general desde los comienzos de la década de 1930. La primera generación de interruptores de SF6 de M.T. utilizaba un sistema de gas a doble presión. Los diseños de segunda generación producían la diferencia de presión necesaria para producir el flujo del gas mediante un pistón accionado mecánicamente que comprimía un pequeño volumen de gas. Estos interruptores del tipo de ‘‘soplado mecánico’’ o ‘‘soplado simple’’ necesitaban un mecanismo relativamente potente. Los diseños de tercera generación producían el flujo del gas utilizando la energía contenida en el arco. Este diseño de interruptor, llamado de ‘‘auto-extinción’’ o de ‘‘soplado térmico’’, requería una cantidad de energía significativamente menor para funcionar. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº6 La investigación de los interruptores de segunda y tercera generación han culminado hoy en un nuevo diseño muy eficiente. El interruptor de tipo ‘‘Auto Puffer’’ combina las ventajas de los dos diseños precedentes. Un interruptor ‘’Auto Puffer’’ funciona como un dispositivo de soplado simple al interrumpir corrientes de hasta el 30% de la máxima capacidad de ruptura nominal, y como interruptor de tipo de auto-extinción en caso de corrientes superiores. El interruptor de tipo ‘‘Auto Puffer’’ necesita únicamente una cantidad mínima de energía del mecanismo de funcionamiento, si bien ofrece los altos niveles de rendimiento de los interruptores de auto-extinción. Una menor disipación de la energía en el arco, tanto a bajos como a altos niveles de corrientes de cortocircuito, garantiza una vida eléctrica más larga que cualquiera de los diseños anteriores. Estas excelentes prestaciones se obtienen sin comprometer la ausencia total de reencendidos, lo cual es una característica clave de la técnica de auto-extinción. Los interruptores automáticos de SF6 han venido siendo utilizados durante muchos años en los equipamientos de conmutación en M.T.: la experiencia ha mostrado que son fiables, que casi no necesitan mantenimiento y que su funcionamiento es seguro. Los interruptores automáticos de SF6 de tipo ‘‘Auto Puffer’’ precisan de muy poca energía de funcionamiento, esto es debido a un nuevo diseño del mecanismo magnético permanente, llamado actuador magnético permanente. El actuador magnético permanente combina en su funcionamiento electroimanes con imanes permanentes para producir el movimiento de los contactores. El mecanismo de funcionamiento resultante tiene una construcción considerablemente más sencilla que el sistema mecánico convencional. La drástica reducción del número de piezas disminuye inherentemente las posibilidades de fallo, reduciendo al mínimo el nivel de mantenimiento requerido. La versatilidad de los interruptores automáticos de SF6 de tipo ‘‘Auto Puffer’’ se ve en que puede ser intercambiado por un interruptores automáticos de vacío, como con diseños anteriores. La sencillez es también una de las características del interruptor de SF6 que utiliza una técnica del autotampón, especialmente idónea para las aplicaciones de M.T. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº13 Adicionalmente, las columnas y culatas son zunchadas con una cinta especial para reducir vibraciones y nivel de ruido. En las potencias más grandes el núcleo está provisto de canales de refrigeración que facilitan la circulación de aceite por su interior. II-Bobinados Los bobinados están dispuestos concéntricamente, el de Baja Tensión situado junto al núcleo y el de Alta Tensión en el exterior. El funcionamiento de los calores de tensión e intensidad, los bobinados se realizan por capas, en espiral o por discos. Loa bobinados para altas intensidades se realizan con cable transpuesto o con varios conductores en paralelo a los que se les realizan varias transposiciones. La inclusión de canales axiales y/o radiales asegura una fuente circulación de aceite así como una buena resistencia a los impulsos y voltajes inducidos. Los conductores están construidos de cobre electrolítico de alta pureza, aislados con varias capas de papel o esmaltados. Con anterioridad a su colocación en el núcleo, los bobinados son estabilizados mecánicamente. III-Conmutador de tensión en vacío Puede actuar sobre cualquiera de los bobinados, aunque lo más usual es que lo haga sobre el bobinado de Alta Tensión. Es de construcción robusta y está dimensionado para una intensidad de 1,4 veces la nominal. El mando está situado sobre la tapa y actúa directamente sobre el mecanismo cambiador por medio de piñón y cremalleras. Bajo demanda puede situarse el mando en un lateral de la cuba. IV-Conmutador de tensión en carga En transformadores con regulación de tensión en carga, utilizamos conmutadores en carga de calidad y prestigio mundialmente reconocidos. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº14 El control de los mismos puede ser manual o automático y en todos los casos el tiempo de cambio de toma es de corta duración. En caso de fallo del mecanismo de accionamiento, el conmutador siempre permanece en posición de servicio- Su estudiada y simple construcción, hace posible una fácil y rápida revisión así como un elevado número de maniobras. V- Cuba Se construye con chapa de acero laminada en caliente, reforzada con perfiles. Está diseñada y ensayada para soportar pleno vacío y una presión interna 1,5 veces superior a la máxima columna de aceite que puede obtenerse en servicio. Bajo su base se sitúan los elementos de apoyo en los que se alojan las ruedas bidireccionales. Dispone así mismo de los elementos necesarios para arrastre, izado y elevación mediante gatos. VI-Deposito de expansión Está dimensionado para absorber la dilatación térmica producida en el aceite entre las temperaturas más baja y más alta de funcionamiento. Su construcción está diseñada para colocarse autosoportable en la propia tapa del transformador. Dispone en sus extremos de tapas desmontables para acceder a su interior en operaciones de mantenimiento. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº15 VII-Radiadores Construidos a base de elementos embutidos y soldados entre sí, están dimensionados para soportar pleno vacío así como una presión interna > 1 Kg/cm2. Se sitúan en general adosados a la cuba en las dos caras de mayor dimensión, para facilitar la instalación de una futura ventilación forzada. VIII-Aisladores Para tensiones más elevadas de 36 kV e inferiores, los aisladores son de porcelana según UNE EN 50180. Para 72.5 kV son de tipo condensador, herméticos y conteniendo su propio aceite. En todos los casos pueden ser desmontados para mantenimiento o sustitución. Bajo demanda, los transformadores pueden suministrarse con los aisladores protegidos con cajas de cables en aire o aceite, adecuadas para recibir uno o más cables por fase. IX-Tabla de características Serie 52 kV Potencia (MVA): 12,5 Pérdidas en vacío (Wo) kW: 10 Intensidad en vacío (%): 0,6 Pérdidas en carga (Wc) kW: 82 Tensión de c.c (%): 8,35 Grupo de conexión: Yzn11 Rendimiento con cos φ = 1 (%): -Carga 100%: 99,27 -Carga 75%: 99,4 -Carga 50%: 99,51 -Carga 25%: 99,51 S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº16 Rendimiento con cos φ = 0.8 (%): -Carga 100%: 99,09 -Carga 75%: 99,25 -Carga 50%: 99,39 -Carga 25%: 99,39 Caída de Tensión cos φ = 1 (%): -Carga 100%: 1,00 -Carga 75%: 0,75 -Carga 50%: 0,5 -Carga 25%: 0,25 Caída de Tensión cos φ = 0.8 (%): -Carga 100%: 5,71 -Carga 75%: 4,29 -Carga 50%: 2,86 -Carga 25%: 1,43 Longitud (mm): 3400 Anchura (mm): 3050 Altura (mm): 3650 Distancia e/e. de ruedas (mm): 1500 Peso de aceite (Kg): 3950 Peso a desencubar (kg): 12100 Peso total (Kg): 21100 Accesorios I-Ruedas Normalmente, estos transformadores se suministran con 4 ruedas bidireccionales, orientables en el sentido de los ejes principales. Estas ruedas son planas S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº17 II-Conexiones para puesta a tierra En la parte inferior derecha de cada una de las caras de mayor dimensión de la cuba, se dispone de una placa para la conexión a tierra de la cuba del transformador. Cada conexión, de material inoxidable, dispone de dos agujeros de 14 mm. de diámetro. III-Apoyos para elevación mediante gatos Para poder realizar el cambio de dirección de las ruedas, el transformador dispone de cuatro puntos para elevación mediante gatos, situados próximos a las cuatro esquinas de la cuba. IV-Válvula de vacío Está situada en una de las caras menores de la cuba, bajo el depósito de expansión, tan próxima al fondo como es posible para permitir el vaciado total. V-Válvulas de filtrado y toma de muestra Estas dos válvulas se encuentran diagonalmente opuestas en la cuba del transformador, la superior está situada bajo el depósito de expansión y la inferior en el lado opuesto. Esta última está dotada de un dispositivo para toma de muestra del líquido aislante. VI-Orejas de arrastre Dispuestas en los cuatro extremos de los bastidores que alijan las ruedas, sirven para desplazar el transformador por arrastre en cualquier dirección. VII-Anillas para desencubado Están situadas en la tapa del transformador, sobre el eje longitudinal del mismo y próximas al borde de la tapa. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº18 VIII-Ganchos de elevación Son cuatro y están situados dos en cada cara mayor de la cuba, apoyados en el marco de atornillamiento a la tapa. IX-Dispositivos para alojamiento de sensores En general se instalan dos alojamientos de sensor sobre la tapa del transformador, situados en los lugares donde el aceite alcanza su mayor temperatura. La rosca de acoplamiento es de 1’’ GAS. X-Termómetro de 2 contactos Sirve para medir la temperatura más elevada del aceite. Es del tipo de escala circular y está dotado de dos contactos regulables e independientes, uno para alarma y otro para disparo. Dispone además de una aguja indicadora de máxima temperatura alcanzada. Su situación en el transformador permite la lectura directa a la altura de persona. XI-Indicador de temperatura de bobinados (imagen térmica) El transformador puede ser suministrado con un indicador de temperatura de bobinados que señala la temperatura del punto más caliente del arrollamiento. Este accesorio dispone de varios contactos regulables e independientes así como de conexión para indicación a distancia de la temperatura. Su situación sobre el transformador permite la observación directa sobre la escala de la temperatura a la altura de persona. XII-Relé buchholz El relé de gases ‘‘Buchholz’’ es un accesorio que protege al transformador frente a la emisión de gases o al flujo súbito de aceite a través de la tubería entre caja y depósito de expansión. Posee dos flotadores a distinto nivel que actúan sobre dos contactos independientes, uno de alarma y el otro de disparo. Sobre el cuerpo del relé existen dos ventanas con escala indicadora del S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº19 columen de gas acumulado, así como una válvula para purgado o toma de muestra de gas. Entre el relé y el depósito de expansión se monta una válvula para operaciones de mantenimiento. XIII-Dispositivo recogedor de gases Puede instalarse un dispositivo recogedor de gases, conectado a la parte superior del cuerpo del relé mediante tubo de cobre y llaves que permiten el paso del gas acumulado en el relé al cuerpo del recogedor. El recogedor de gases puede retirarse del transformador fácilmente para el análisis posterior de los mismos. XIV-Válvula de sobrepresión Protege al transformador de sobrepresiones internas en la cuba y puede montarse sobre la tapa o en el extremo de una tubería. Dispone de un indicador mecánico de haber actuado, así como de un contacto eléctrico conmutado y libre de potencial. XV-Indicador de nivel Situado en una tapa desmontable del depósito de expansión, indica en cada momento el nivel que alcanza el aceite en el mismo. La transmisión del movimiento del flotador situado en el interior sobre el líquido a la esfera indicadora, es del tipo de acoplamiento magnético. Dispone de dos contactos normalmente abiertos y libres de potencial, uno correspondiente al nivel mínimo y otro al nivel máximo. XVI-Desecador de aire Para evitar la entrada de aire húmedo al depósito de expansión, el transformador dispone de un desecador de silicagel situado en el extremo inferior de una tubería de respiración que comunica el ambiente con la parte inferior más elevada del depósito de expansión. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº20 XVII-Caja auxiliar de bornas Todos los circuitos de protección, señalización y de servicios auxiliares son conducidos a una caja auxiliar de bornas. Este es el único punto al que debe accederse desde el exterior para tomar señales. Su situación en el transformador esta cercana a la placa de características y bajo el depósito de expansión. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº21 8.3.1.2 Pararrayos Elegiremos los pararrayos del fabricante INAEL, cuyas características son las siguientes: PARARRAYOS DE SUBESTACIÓN POLIMÉRICOS: Este tipo de pararrayos han sido diseñados para su montaje en todo tipo de subestaciones y su instalación puede hacerse directamente sobre el suelo o sobre una base aislante, ésta última es imprescindible cuando los pararrayos incorporan un contador de descargas. Ofrecen características de protección optimizadas, gran resistencia mecánica y elevada resistencia a la intemperie, con su envolvente de silicona y un sistema de sellado de la parte activa que impide la penetración de humedad. El peso de estos pararrayos es considerablemente inferior al peso de sus equivalentes con envolvente cerámica, lo que facilita su manejo e instalación. De igual forma, el riesgo de roturas es muy inferior al de los pararrayos con envolvente cerámica. El diseño consta de un número de varistores de óxidos metálicos envueltos por un robusto arrollamiento en fibra de vidrio con poliéster, que se inserta en la envolvente polimérica. VENTAJAS: • Niveles menores de tensión residual, optimizando la coordinación de aislamiento. • Alta capacidad de absorción de energía adecuada para aplicaciones críticas. • Estabilidad en sus características eléctricas. • Alta resistencia a la intemperie, contaminación, corrosión, etc. • Conjunto no fragmentable, la construcción de la parte activa sin espacios internos de aire evita la explosión de la envolvente en caso de falta, y los daños que ésta podría causar. • Elevada resistencia mecánica. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES • Tensión Nominal Ur (kV): Entre 6 – 120 • Corriente nominal de descarga (kA): 10 • Clase de descarga de línea de transmisión (IEC 60099-4): 2 • Corriente soportada de impulso alta intensidad 4/10 µs (kA): 100 • Corriente soportada de impulso baja intensidad 2000µs (kA): 550 S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº22 • Capacidad de absorción de energía según ensayo del ciclo de la operación (con dos descargas de la línea de la transmisión) (kJ/kV de Uc): 5,5 kJ • Clase de la corriente de cortocircuito (kA rms-s): 20 – 0,2 • Resistencia a la tracción / compresión (N): 1150 • Resistencia a la flexión (N): 350 • Resistencia a la torsión (N.m): 70 • Sobretensiones temporales, con aplicación previa de energía (según ensayo de ciclo de operación): - 1,32 p/u de Uc por 1s - 1,26 p/u de Uc por 10s - 1,19 p/u de Uc por 100s CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES • Modelo: INZSP 48/10/2 • Tensión nominal Ur (kV): 48 • Corriente nominal de descarga (kA): 10 • Clase de descarga de línea: 2 • Tensión de operación permanente MCOV Uc (kV): 39 • Tensión residual para corriente de descarga nominal 8/20µs: 116kV • Tensión residual para impulso de corriente de maniobra (kV cresta): 94,8 • H (mm): 456 • Envolvente: - Distancia de arco (mm): 412 - Línea de fuga (mm): 1135 S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº29 - Clase (Cl): según tabla - Gama extendida: 150 % hasta 36 kV, y 120 % para Tensiones superiores. - Factor de Seguridad (Fs): ≤ 5 - Intensidad térmica de cortocircuito (Iter): o para Ipn £ 25 A: Iter = 200 Ipn o para Ipn > 25 A: Iter = 80 Ipn (mínimo 5000 A) - Intensidad dinámica de cortocircuito (Idin) hasta 36 kV: 2,5 Iter Los valores de: Tensión más elevada para el material (Um); Tensión soportada a frecuencia industrial (Uf) y Tensión soportada a impulsos tipo rayo (Ul), serán los indicados a continuación: Casos especiales para TI’s En algún caso puntual, los transformadores podrán tener más de un secundario independiente. Uno será exclusivo para el contaje y el resto para otras funciones. El secundario de contaje cumplirá las características definidas en los aparatados anteriores. El secundario que no se utilice deberá quedar cortocircuitado y a tierra. Transformadores de tensión Si la suma de los consumos de las bobinas de tensión de los aparatos conectados, incluidos los consumos propios de los conductores de unión, sobrepasase las potencias de precisión adoptadas para los transformadores de tensión, se adoptaría el correspondiente valor superior normalizado. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº30 Los transformadores de tensión deben ser antiexplosivos, según CEI 60044-2, y deben cumplir con los requisitos que se especifican en la Norma UNE 21088, siendo de las siguientes características: - Características comunes: o Potencia : 25 VA o Tensión secundaria: 110 : √3 V o Clase : según tabla - Características dependientes de la tensión primaria nominal de transformadores de tensión Los valores de: Tensión más elevada para el material (Um); Tensión soportada a frecuencia industrial (Uf); Tensión soportada a impulsos tipo rayo (Ul), serán los indicados a continuación: En algún caso puntual, los transformadores podrán tener más de un secundario independiente. Uno será exclusivo para el contaje y el resto para otras funciones. El secundario de contaje cumplirá las características definidas en el apartado 5.1. y 5.2. Además, el conjunto de la carga simultánea sobre todos lo secundarios debe aproximarse a la potencia nominal. En ningún caso estará por debajo del 50% de dicha potencia ni el factor de potencia (cos φ) será inferior a 0.8, aunque para ello sea preciso intercalar cargas artificiales. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº31 Precinto y placa de características de los transformadores de medida El compartimento que contenga los bornes del secundario de contaje, tanto en los transformadores de intensidad como en los de tensión, deberá poderse cerrar y precintar. Este precinto al igual que la placa de características de los transformadores de tensión e intensidad, estarán incorporados en el cuerpo del transformador y nunca en elementos separables como pueda ser la base. La manipulación de los secundarios de otras funciones no debe suponer la rotura de los precintos de la tapa del compartimento de bornes del secundario de contaje. Canalizaciones para los conductores En las fronteras de Distribución, en Subestaciones, se podrán utilizar mangueras con pantalla (puestas a tierra en un extremo) independientes sin empotrar y debidamente protegidas en todo su recorrido. En el resto de fronteras los conductores de los circuitos de contaje de tensión e intensidad deberán ir, desde los transformadores de medida hasta la regleta de verificación, por canalizaciones independientes y sin empotrar de tubo de PVC, rígido ó equivalente de grado 7 de resistencia al choque, de diámetro interior mínimo 21 mm. Los conductores de otras funciones (correspondientes a otros secundarios) irán en otras canalizaciones ó mangueras independientes de las de contaje. Conductores de unión Los circuitos de tensión e intensidad se realizarán mediante conductores de cobre, unipolares, semiflexibles y tensión de aislamiento 750 V. La cubierta será de material termoestable o termoplástico, no propagador de la llama ni del incendio, de baja emisión de humos y libre de halógenos. Los conductores de los circuitos de contaje irán desde los transformadores de medida directamente a la regleta de verificación y no tendrán ningún empalme ni derivación en todo su recorrido. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº32 El conexionado se realizará con terminales preaislados apropiados a los bornes de los transformadores de medida (de anilla), regleta de verificación (de punta hueca corta) y contadores (de punta hueca larga, de manera que abarque a los dos tornillos de la caja de bornes). Los colores de identificación serán: - Negro: fase R - Marrón: fase S - Gris: fase T - Azul Claro: Neutro - Amarillo Verde: Tierra - Rojo: Circuitos auxiliares Los extremos de los conductores de unión entre los elementos de medida, serán identificados de forma indeleble, con la siguiente nomenclatura y codificación: - Entrada de intensidad: R, S, T - Salida de intensidad: RR, SS, TT - Tensiones: 1, 2, 3, N S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº33 8.3.1.6 Transformador de tensión Elegiremos el transformador de tensión del fabricante ARTECHE. Los Transformadores de Medida con aislamiento seco están diseñados para reducir intensidades o tensiones a valores manejables y proporcionales a las primarias originales, separando del circuito de alta tensión los instrumentos de medida, contadores, relés,... Ideal para ser instalados en puntos de medida por su muy alta clase de precisión. Excelente respuesta frecuencial, apta para monitorización de la calidad de onda y medida de armónicos. Transformadores con aislamiento externo de resina cicloalifática (VR, UR). Moldeados con una envolvente de resina cicloalifática de muy alta resistencia a la contaminación y gran línea de fuga. Hasta 52 kV. Ventajas • Variedad de diseños para una mejor adaptación a las necesidades del cliente. • Cumple todo tipo de requerimientos a nivel mundial: • IEC, IEEE, UNE, BS, VDE, SS, CAN, AS, NBR, JIS, GOST, NF y otras. • Moldeados en resina de alta rigidez dieléctrica. • Disponibilidad de Laboratorio homologado oficialmente. • Precisión exacta e invariable a lo largo de la vida del aparato, ofreciendo la máxima fiabilidad. • Responde perfectamente a condiciones especiales como temperaturas de -55ºC, altitudes superiores a 1000 m.s.n.m., ambientes salinos o contaminados, seísmos, etc. • Muy alta precisión (hasta 0.1%). • Fácil transporte gracias a dimensiones y pesos reducidos. • No necesita recambios. • Instalación tanto vertical como horizontal. • Posibilidad de doble relación primaria. • Posibilidad de aislador de silicona en algunos modelos. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº34 Diseño y fabricación Los transformadores de medida con aislamiento seco de Arteche están fundidos bajo vacío con resina epoxy y aislamiento externo de resina cicloalifática. Se utilizan anillos ó pantallas deflectoras para una distribución adecuada del campo eléctrico a lo largo de todo el aislador. El aislamiento externo es de resina cicloalifática de gran línea de fuga y muy buena resistencia a la intemperie. El cuerpo del transformador es compacto, con dimensiones reducidas y manejables. Los modelos U son para conexión fase-tierra llevando un solo polo aislado. Los modelos V son para conexión entre fases, llevando dos polos aislados. Gama Los transformadores de medida con aislamiento seco ARTECHE se denominan mediante tres letras y dos cifras que coinciden con el nivel de tensión máxima de servicio. Los transformadores de tensión se denominan VR, VJ son para conexión fase-fase, y UR, UJ son para conexión fase-tierra. Los transformadores combinados se denominan con la letras KM. La tercera letra define el tamaño del transformador. Características - Modelo: URU-52 - Tensión máxima de servicio (kV): 52 - Tensiones de ensayo: o Frecuencia Industrial (kV): 90 o Impulso (kVp): 250 - Línea de fuga estándar (mm): 1640 - Peso (kg): 152 - Potencia : 25 VA - Tensión secundaria: 110 : √3 V - Clase : 0,2 S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº35 8.3.1.7 Transformador de intensidad Elegiremos el transformador de intensidad del fabricante ARTECHE. Los Transformadores de Medida con aislamiento seco están diseñados para reducir intensidades o tensiones a valores manejables y proporcionales a las primarias originales, separando del circuito de alta tensión los instrumentos de medida, contadores, relés,... Ideal para ser instalados en puntos de medida por su muy alta clase de precisión. Excelente respuesta frecuencial, apta para monitorización de la calidad de onda y medida de armónicos. Tanto para aplicaciones de medida como de protección; garantizan la máxima precisión y fiabilidad Transformadores con aislamiento externo de resina cicloalifática (CR, CE). Moldeados con una envolvente de resina cicloalifática de muy alta resistencia a la contaminación y gran línea de fuga. Hasta 72,5 kV. Ventajas Variedad de diseños para una mejor adaptación a las necesidades del cliente. Cumple todo tipo de requerimientos a nivel mundial: IEC, IEEE, UNE, BS, VDE, SS, CAN, AS, NBR, JIS, GOST, NF y otras. Moldeados en resina de alta rigidez dieléctrica. Disponibilidad de Laboratorio homologado oficialmente. Precisión exacta e invariable a lo largo de la vida del aparato, ofreciendo la máxima fiabilidad. Responde perfectamente a condiciones especiales como temperaturas de -55ºC, altitudes superiores a 1000 m.s.n.m., ambientes salinos o contaminados, seísmos, etc. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº36 Muy alta precisión (hasta 0.1%). Fácil transporte gracias a dimensiones y pesos reducidos. No necesita recambios. Instalación tanto vertical como horizontal. Posibilidad de cambio de relación de transformación por el lado primario o secundario. Todo tipo de núcleos de medida y protección: multiratio, lineales. Amplia gama de corrientes primarias. Bobinado primario con explosor para protección contra sobretensiones. Modelo CX. Diseño y fabricación Los transformadores de medida con aislamiento seco de Arteche están fundidos bajo vacío con resina epoxy y aislamiento externo de resina cicloalifática. Se utilizan anillos ó pantallas deflectoras para una distribución adecuada del campo eléctrico a lo largo de todo el aislador. El aislamiento externo de resina cicloalifática tiene una gran línea de fuga y muy buena resistencia a la intemperie. Se forma un cuerpo sólido de muy alta resistencia mecánica y excelente comportamiento térmico. Para los modelos CE, las partes activas se sitúan en la parte superior del transformador; la superficie de la parte superior de transformador tiene un recubrimiento metálico para un mejor control del campo eléctrico. Para el caso de los modelos CX y CR las partes activas se sitúan aproximadamente en la parte central de cuerpo de resina. En todos los casos las salidas secundarias se encuentran en la parte inferior. Gama Los transformadores de medida con aislamiento seco ARTECHE se denominan mediante tres letras y dos cifras que coinciden con el nivel de tensión máxima de servicio. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº37 Las dos primeras letras son de acuerdo con el tipo de transformador. Los transformadores de intensidad se denominan mediante las letras CR (aislamiento resina cicloalifática), y CE (aislamiento resina cicloalifática). Características - Modelo: CE-046-E2 - Tensión máxima de servicio (kV): 52 - Tensiones de ensayo: o Frecuencia Industrial (kV): 90 o Impulso (kVp): 250 - Línea de fuga estándar (mm): 1840 - Peso (kg): 300 - Potencia (VA): 10 VA. - Intensidad secundaria (Is): 5 A - Clase (Cl): 0,2 S - Gama extendida: 120 % S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº38 8.3.2 Nivel 15kV 8.3.2.1 Pararrayos Elegiremos los pararrayos del fabricante INAEL, cuyas características son las siguientes: PARARRAYOS DE SUBESTACIÓN POLIMÉRICOS: Este tipo de pararrayos han sido diseñados para su montaje en todo tipo de subestaciones y su instalación puede hacerse directamente sobre el suelo o sobre una base aislante, ésta última es imprescindible cuando los pararrayos incorporan un contador de descargas. Ofrecen características de protección optimizadas, gran resistencia mecánica y elevada resistencia a la intemperie, con su envolvente de silicona y un sistema de sellado de la parte activa que impide la penetración de humedad. El peso de estos pararrayos es considerablemente inferior al peso de sus equivalentes con envolvente cerámica, lo que facilita su manejo e instalación. De igual forma, el riesgo de roturas es muy inferior al de los pararrayos con envolvente cerámica. El diseño consta de un número de varistores de óxidos metálicos envueltos por un robusto arrollamiento en fibra de vidrio con poliéster, que se inserta en la envolvente polimérica. VENTAJAS: • Niveles menores de tensión residual, optimizando la coordinación de aislamiento. • Alta capacidad de absorción de energía adecuada para aplicaciones críticas. • Estabilidad en sus características eléctricas. • Alta resistencia a la intemperie, contaminación, corrosión, etc. • Conjunto no fragmentable, la construcción de la parte activa sin espacios internos de aire evita la explosión de la envolvente en caso de falta, y los daños que ésta podría causar. • Elevada resistencia mecánica. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº45 Convertidor electrónico: - Rango de temperaturas ambientales admisibles: 0 ºC a +55 ºC - Dimensiones totales (Al x An x F): 90 x 105 x 60 mm - Peso: 250 g - Índice de protección: o Bornero: IP20 o Caja: IP20 - Capacidad máxima de conexión en el borne: 1 x 2.5 mm rígido - Fijación: En carril DIN 35 mm con 3 tornillos Protección térmica T Esta protección térmica permite visualizar digitalmente las temperaturas de los bobinados e incluye: - Sonda PT100: La característica principal de una sonda PT 100 es que proporciona la temperatura en tiempo real y gradualmente de o ºC a 200 ºC. El control de la temperatura y su visualización se realizan a través de un termómetro digital. Las 3 sondas, compuestas cada una por un conductor blanco y dos rojos, están instaladas dentro de la parte activa del transformador a razón de una fase. Las sondas van ubicadas dentro de un tubo, lo que permite su eventual sustitución. - 1 bornero de conexión se las sondas PT 100 al termómetro digital T. - 1 termómetro digital T caracterizado por tres circuitos independientes. Dos de los circuitos controlan la temperatura captadas por las sondas PT 100, uno para la alarma 1 y otro para la alarma 2 (cuando la temperatura alcanza 140 ºC). S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº46 El tercer circuito controla el fallo de las sondas o el corte de la alimentación eléctrica. Circuitos de medida: - Tensión de alimentación : 24 V a 220 V CA/CC - Potencia absorbida: 10 V CA/CC - Frecuencia: 50-60 Hz CA/CC Tensión máxima de conmutación: 250 V CA Intensidad máxima de conmutación: 5 A (circuito resistivo) Corriente nominal permanente: 2 A a 220 V CA/CC Fusible aguas arriba recomendado: 3 A Vida útil: - Mecánica: 20000000 conmutaciones - Eléctrica: 50000 h/85 ºC Coeficiente de reducción de carga: 0.50 máx. con cos φ = 0.30 Termómetro digital T: - Rango de temperaturas ambientales: -20 ºC a 60 ºC - Humedad ambiente máx.: 90% RH (sin condensadores) - Dimensiones totales (Al x An x F): 96 x 96 x 130 mm - Peso: 520 g - Índice de protección de la caja: IP54 autoestinguible - Capacidad máxima de conexión en 1 borne: 25 mm2 - Fijación: orificio empotrable 92 x 92 mm, sujeción con dos agarraderas de presión posteriores suministradas Termómetro de cuadrante Este termómetro indica la temperatura del bobinado de baja tensión. El cuadrante de lectura del termómetro se instala bien en la brida superior del transformador con ayuda de un soporte incluido en el suministro, bien en la parte frontal de al envolvente de protección. El bulbo de la sonda capilar se inserta dentro de un tubo situado en la fase central del bobinado de BT del transformador. El termómetro está provisto de 2 contactos inversores que basculan en 2 umbrales de temperatura (alarma: 140 ºC y disparo 150 ºC). S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº47 Esta protección térmica no es adecuada para controlar ventiladores. Generalidades sobre la instalación del transformador Debido a la ausencia de dieléctrico líquido y al excelente comportamiento al fuego del transformador, no es necesario tomar ninguna precaución especial, concretamente contra incendios, aparte de las enumeradas en este capítulo: - El transformador no debe instalarse en una zona inundable. - La altitud no debe superar los 1000 metros. - La temperatura ambiente en el interior del local, cuando el transformador está en tensión, debe respetar los siguientes límites: o Temperatura mínima: -25 ºC o Temperatura máxima: +40 ºC o En fabricación estándar, los transformadores están dimensionados según la norma IEC 60076 para una temperatura ambiente:  Máxima: 40 ºC  Media diaria: 30 ºC  Media anual: 20 ºC o La ventilación del local deberá permitir disipar la totalidad de las pérdidas del transformador. Ventilación del local Determinación de la altura y las secciones de los orificios de ventilación. Es el caso general de refrigeración natural (AN), la ventilación del local o del a envolvente tiene por objeto disipar por convección natural las calorías producidas por las pérdidas totales del transformador en funcionamiento. Una correcta ventilación se consigue con un orificio de entrada de aire fresco y limpio de sección S en la parte inferior del local y de un orificio de aire S’ situado en la parte superior, en la pared opuesta del local y a una altura H del orificio de entrada. Para garantizar una ventilación eficaz del transformador mediante una circulación de aire suficientemente, es obligatorio mantener una altura mínima de 150 mm bajo la parte inferior en tensión, colocando las ruedas del transformador o en su defecto una altura equivalente. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº48 Debe observarse que una circulación de aire restringida conlleva una reducción de la potencia nominal del transformador. Fórmula para el cálculo de la ventilación natural: - S=(0.18*P)/√H - S’=1.10*S P=suma de las pérdidas en vacío y las pérdidas debidas a la carga del transformador expresada en kW a 120 ºC. S=superficie del orificio de llegada de aire limpio (deduciendo las rejillas) expresada en m2. S’=superficie del orificio de salida de aire (deduciendo las rejillas) expresadas en m2. H= altura entre los dos orificios expresada en metros. Esta fórmula es válida para una temperatura ambiente media de 20 ºC y una altitud de 1000 m. Conexiones En el lado de MT, las conexiones se realizan con cables. En el lado de BT, las conexiones se realizaran de forma convencional con cables, pero se ofrece una alternativa de ‘‘alta seguridad’’ con canalizaciones eléctricas prefabricadas (CEP). En todos los casos, los cables o las CEP deben establecerse de forma que se eviten los esfuerzos mecánicos en los terminales de conexión o eventualmente en los conectores enchufables de MT del transformador. Las conexiones de MT se realizaran necesariamente en la parte superior de las barras de acoplamiento. Las conexiones de BT se realizaran en la parte superior del transformador. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº49 Importante: - La distancia entre los cables de MT, los cables o los juegos de barras de BT o cualquier otro elemento y la superficie del bobinado de MT debe ser, como mínimo, de 120 mm excepto en la cara plana del lado de MT en las conexiones en las que la distancia mínima es al fijada por los terminales de conexión MT. También debe respetarse la distancia de 120 mm con respecto a la barra de conexión de MT más al exterior. - La superficie de la resina, al igual que la presencia de las tomas enchufables, no garantiza la protección frente a contactos directos cuando el transformador está en tensión. - El limitador de sobretensión (tipo CARDEW.C) no debe en ningún caso instalarse en el juego de barras BT del transformador: la temperatura de funcionamiento no debe superar 40 ºC. Conexiones MT y BT por cables. - Las salidas (o llegadas) de los conductores BT se realizaran necesariamente por la parte superior bajo el techo de la envolvente. Los conductores de BT no deben en ningún caso descender entre las bobinas de MT y la envolvente. - Las salidas (o llegadas) de los conductores de MT se realizaran por la parte superior o inferior. Conexiones de MT por la parte inferior. - Las salidas (o llegadas) de los conductores de MT pueden realizarse por la parte inferior directamente en los terminales de conexión. En tal caso, la llegada de los conductores se realiza por la plancha desmontable situada al fondo de la envolvente a la derecha, lado MT. - Los cables de MT se deben fijar en el interior de la envolvente en la pared lateral en el que existen puntos de fijación previstos a tal efecto. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº50 Se recomienda comprobar las posibilidades de este tipo de conexión en función de la sección, del radio de curvatura de los conductores y del espacio disponible en a envolvente. - Conexiones de MT mediante conectores enchufables. - Conexiones de BT mediante canalizaciones eléctricas prefabricadas. Importante: Es necesario controlar la conformidad del índice de protección IP31 después de perforar las placas aislantes previstas al efecto para las conexiones de MT, BT y otras. Amortiguadores de vibración - Cuña amortiguadora: Este accesorio, colocado bajo las ruedas, evita la transformación de las vibraciones procedentes del transformador hacia su entorno. - Silent-bloc: Este dispositivo, instalado en el lugar de las ruedas, permite atenuar las transmisiones por vibración en el entorno del transformador, del orden del 95%. Sobrecargas Los transformadores se calcular para un funcionamiento a potencia nominal para una temporada ambiente normal definida por la norma IEC 60076-1: - Máxima: 40 ºC. - Media diaria: 30 ºC. - Media anual: 20 ºC. Salvo especificación particular, la temperatura de referencia es la medida anual de 20 ºC. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº51 Se pueden admitir sobrecargas que no comprometan la vida útil del transformador a condición de que se compensen con una carga habitualmente inferior a la potencia nominal. Se puede utilizar un transformador previsto para una temperatura ambiente media anual de 20 ºC a temperaturas superiores reduciendo la potencia según la tabla siguiente: Temperatura ambiente Carga admisible media anual __ _______ 20 ºC P 25 ºC 0.97 x P 30 ºC 0.94 x P 35 ºC 0.90 x P Mantenimiento En condiciones normales de utilización y de entorno, proceder una vez al año a un control del apriete de las conexiones y las barritas de las tomas de regulación así como a la retirada de polvo del transformador mediante aspiración, terminando la limpieza soplando en los lugares menos accesibles con aire comprimido seco o con nitrógeno. La frecuencia de retirada de polvo depende de las condiciones del entorno. Debe concretamente aumentarse en zonas muy contaminadas (aceite de mecanizado de metales, polvo conductor) a fin de evitar cebados entre partes en tensión y masa. En caso de depósitos de polvo grasos, utilizar únicamente un desengrasante en frío para limpiar la resina (por ejemplo Dartoline SRB 71 a Acu SRB 71). S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº52 Precauciones de puesta en servicio 1ª precaución: Evitar la presencia en la parte activa de: - Partículas de metal (virutas de taladrado, mecanizado). - Partículas conductoras. - Cuerpos extraños (tuercas, arandelas, utillaje). - Proyecciones de agua. 2ª precaución: Dejar 120mm de distancia entre la superficie de resina o las conexiones de acoplamiento y: - Todos los cables de alimentación. - Los cables de puesta a tierra. - Los circuitos de protección. - Cualquier otra pieza (protocolo de ensayo, soporte). 3ª precaución: Limitar obligatoriamente la corriente de conexión de las baterías de condensadores del lado de BT utilizando un dispositivo adecuado. 4ª precaución: Garantizar una correcta ventilación del local mediante una entrada de aire en la parte inferior y una extracción en la parte superior. 5ª precaución: Asegurarse de que la tensión de alimentación no sea superior a la tensión nominal. 6ª precaución: Colocar transformadores con envolvente, una protección en el suelo bajo envolvente de al menos de 150 mm para permitir la ventilación. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº53 7ª precaución: Comprobar las posición de las barritas de ajuste (3 fases idénticas) y respetar el par de apriete de las conexiones y de las barritas (2 m/kg). 8ª precaución: Conectar los circuitos de protección a los elementos de control. Controlar la continuidad de las masas. 9ª precaución: Garantizar el anclaje de los cables de MT y BT (efectos electrodinámicos en corrientes de defecto o de magnetización). 10ª precaución: Realizar una limpieza regular de los transformadores instalados en entornos muy contaminados (aceite de corte o partículas conductoras). Características eléctricas y dimensiones Potencia asignada (kVA): 160 Tensión primaria asignada (kV): 15/20 Nivel de aislamiento asignado (kV): 24 Tensión secundaria en vacio (V): 420 Grupo de conexión: Dyn 11 Pérdidas (W): - En vacío: 650 - A 75 ºC: 2350 - A 120 ºC: 2700 Tensión de cortocircuito (%): 6 S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº54 Corriente vacío (%): 2,3 Corriente transitoria de conexión: - Ie/In valor de cresta: 10,5 - Constante de tiempo: 0,13 Caída de tensión a plena carga (%): - Cos φ = 1 o a 75 ºC: 1,64 o a 120 ºC: 1,85 - Cos φ = 0.8 o a 75 ºC: 4,74 o a 120 ºC: 4,87 Rendimiento (%): -Carga 100%: o Cos φ = 1  a 75 ºC: 98,16  a 120 ºC: 97,95 o Cos φ = 0.8  a 75 ºC: 97,71  a 120 ºC: 97,45 -Carga 75%: o Cos φ = 1  a 75 ºC: 98,38  a 120 ºC: 98,22 o Cos φ = 0.8  a 75 ºC: 97,99  a 120 ºC: 97,79 Ruido (potencia acústica Lwa): 62 dB (A) (presión acústica Lpa a 1 metro): 50 S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº61 Consumo reactiva en una línea: LIXkVarQ ⋅⋅⋅= 2 1 3)( Disminución de pérdidas por la conexión de una batería de condensadores: L U QQP RP bat ⋅ −+ ⋅=Δ 2 22 1 )( Unidades para entender las expresiones de cálculo: P : potencia activa transportada por la línea en kW Q: es la potencia reactiva absorbida sin baterías de condensadores Q bat: potencia de la batería de condensadores en MVA I: corriente U: tensión de red en kV R 1: resistencia del cable en Ω/km X 1: reactancia del cable en Ω/km L: longitud de la línea en km S cc: potencia de cortocircuito en el punto de conexión en MVA Este punto es muy importante a la hora de las valoraciones económicas del rendimiento de una instalación, ya que, al conocido pago por consumo de energía reactiva, se adjunta un coste oculto que representa la energía activa disipada en la distribución. Descarga de líneas y cables La disminución de potencias aparentes después de la conexión de una batería de condensadores, conlleva tres consecuencias inmediatas: - Disminución de la carga a transportar en los cables. - Aumento de la capacidad de suministro de los transformadores. - Aumento de la tensión al final de la línea. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº62 Conclusiones Las baterías de condensadores son indispensables para una correcta gestión técnica y económica del sistema eléctrico optimizando su explotación. - Optimización técnica o Ayudan al control de la tensión a lo largo del sistema de transporte y distribución o Descargan tanto las líneas como los Transformadores o Reducen el nivel de pérdidas a lo largo de todo el sistema - Optimización económica o Reducen el coste de la energía mediante la disminución de energía reactiva consumida. o Reduce el coste oculto que representan las pérdidas en líneas de transporte y distribución. o Permite una mejor optimización de las instalaciones. Configuración de los condensadores - Monofásica: Condensador con dos bornes. Montaje en configuraciones de batería en estrella o doble estrella. Normalmente para redes mayores de 11 kV o para baterías con tensiones menores con altos niveles de potencia. - Trifásica: Condensador con tres bornes. Montaje en baterías de pequeña y mediana potencia de redes de hasta 11 kV. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº63 Composición de los condensadores Los condensadores de Media Tensión CHV, que son del tipo que vamos a instalar dentro de la gama que nos presenta este fabricante, están compuestos por diferentes elementos capacitivos básicos. Estas unidades básicas se conectan en grupos serie y paralelo con la finalidad de obtener la potencia y tensión necesarias. Una vez realizado el paquete de elementos, se introduce el conjunto en una caja de acero inoxidable, se añaden los bornes de porcelana y se impregna en aceite (biodegradable), garantizando así el perfecto aislamiento y funcionamiento de la unidad. Niveles de aislamiento (BIL) Tensión máxima que tiene que soportar el material en dos casos posibles, según norma IEC: - A frecuencia industrial durante 1 minuto. Comprobación del aislamiento de la unidad simulando una elevada tensión de red (kVef) - A impulso, tipo rayo (onda de choque) de 1,2 / 50 μs. Comprobación del aislamiento de la unidad simulando la descarga de un rayo (kVcresta). En los condensadores trifásicos, el nivel de aislamiento corresponde al inmediato superior a su tensión nominal. En los condensadores monofásicos, que es nuestro caso, el criterio de elección varía respecto al trifásico. Los niveles de aislamiento corresponden al mismo de la red a que se conecta la batería en equipos no aislados de tierra (IEC 60.671-1). S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº64 Líneas de fuga Perímetro de contorneo de los aisladores de los condensadores. Está directamente relacionado con los niveles de polución. Niveles de polución Se entiende por nivel de polución la contaminación ambiental existente en el lugar donde se instalan los equipos. Por tanto, para evitar defectos de aislamiento como consecuencia de contorneos, a mayor nivel de suciedad ambiental existente, mayor línea de fuga de los aisladores. Se expresa en mm / kV. Es decir la relación de línea de fuga del aislador y la tensión de red. Los niveles de polución definidos se muestran en la tabla adjunta: Protecciones de los condensadores mediante fusibles internos El condensador, como todo elemento de una instalación eléctrica, tiene que ser capaz de eliminar los defectos que, en su interior, se pueden originar. Para ello, se protegen todas y cada uno de los elementos capacitivos básicos del condensador con un fusible interno. En caso de defecto de un elemento capacitivo básico, se produce una descarga de los elementos sanos en paralelo sobre el averiado. Esta descarga provoca la fusión inmediata del fusible interno de la unidad dañada. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº65 Este sistema presenta una serie de ventajas que se clasifican en dos grupos: - Ventajas operativas: o Desconexión inmediata del elemento dañado. o Mínima generación de gases en el interior del condensador, por tanto efecto de sobrepresión interna despreciable. o Continuidad de servicio. La eliminación de la unidad dañada permite la continuación del equipo conectado. Posibilidad de planificación del mantenimiento de la batería. o Mantenimiento más sencillo. - Ventajas de diseño: o Mayor potencia de condensador. o Utilización de menos condensadores por batería. o Reducción del tamaño de bastidores o cabinas. o Coste más económico de la batería Baterías con condensadores monofásicos conectados en doble estrella Es la configuración más utilizada en medianas y grandes potencias. La doble estrella está formada por dos estrellas unidas por un neutro común. En el neutro se conecta un transformador de corriente para la detección de corrientes de defecto de condensadores. Esta disposición de los condensadores permite la realización del equipo sea cual sea el nivel de tensión y potencia necesaria, partiendo de condensadores estándar. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº66 En efecto, tal como se observa en la figura, el condensador o grupo de condensadores de cada ramal, tendrá una tensión aplicada correspondiente a la tensión de fase. Una vez definida la tensión de cada condensador, y por tanto, el número de unidades, se define la potencia de cada condensador. rescondensado N Q Qbatería rcondensado º = Esta configuración se suele utilizar en: - Redes con tensiones de servicio mayores de 11 kV. - Redes con tensiones menores de 11 kV y potencias mayores de 1,6 Mvar. Estas dos consideraciones, cumplen con nuestra instalación, por eso utilizaremos este tipo de configuración en nuestra batería de condensadores. Protección de las baterías De una manera general, las protecciones de las baterías se dividen en protecciones externas e internas. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº67 - Protecciones internas Las protecciones internas protegen los equipos de los defectos que pueda haber en el interior de los condensadores. Esta protección se garantiza por los fusibles internos. En baterías configuradas en doble estrella se combina mediante la protección de desequilibrio. Este sistema lo forman un transformador de corriente y un relé asociado. En caso de defecto interno en uno de los condensadores circulará una corriente de desequilibrio. Esta corriente es detectada por el transformador de corriente. El relé asociado dará la orden de desconexión al aparato de maniobra y/o protección. - Protecciones externas Las protecciones a utilizar en las baterías de condensadores dependen de la configuración de la batería y de su aplicación. Criterios generales de diseño de componentes De acuerdo a la norma IEC 60871-1, los condensadores están diseñados para soportar un 30 % de sobrecarga de corriente en permanencia. Por esto, la norma aconseja que todos los componentes de una batería soporten como máximo 1,43 veces la corriente nominal. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº68 Información general básica - Instalación: o Tensión de red: 15 kV. o Frecuencia de red: 50 Hz. o Potencia de cortocircuito: 100 MVA. o Existencias de más baterías: no - Batería: o Potencia de la batería: 2 MVA. o Tensión de la batería: 15 kV. o Fija/Automática: Fijas. o Tipo: estándar. o Necesidad de Protección general: No. o Ubicación: Interior. - Definición de la batería: o Configuración:  U > 11.5 kV  Q > 1400 kVA.  Conexión doble estrella.  Condensadores monofásicos. o Diseño:  Fija montada en cabina tipo CMF24D: Cabina CM24D/4000/15 - Condensadores: o Configuración: Monofásica (CHV-M). o Tensión nominal: 15 kV. o Frecuencia: 50 Hz. o Nivel de aislamiento: 17.5 kV, 38/95 kV. o Potencia: Se calcula el número de condensadores del equipo a instalar. Existen dos tipos de configuraciones para este fabricante, una configuración de 6 ó 9 condensadores. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº69 En nuestro caso, para 6 condensadores, la potencia de cada condensador será: kVAr MVAr rescondensado N Q Qbatería rcondensado 334 6 2 º=== Y para 9 condensadores: kVAr MVAr rescondensado N Q Qbatería rcondensado 223 9 2 º=== Se elige la segunda opción con una potencia de condensador de 250 kVAr. Por tanto, la configuración será una doble estrella asimétrica de 9 condensadores. o Línea de fuga especial: Atmósfera limpia, clase 1, es decir 16 mm / kV. - Aparamenta de maniobra: Las baterías no incorporan aparamenta, pero se facilita la información necesaria para la correcta definición de la cabina de protección general: o Interruptor automatico: 400 A, Medio extinción SF6. o Potencia capacitiva a cortar: 4000 kVAr. o Nivel de aislamiento: 17.5 kV. o Poder de corte del interruptor: 12.5 kA. Descripción batería CHV-M Condensador de Media Tensión CHV, formado por diferentes elementos capacitivos básicos. Estas unidades básicas se conectan en grupos serie y paralelo con la finalidad de obtener la potencia a tensión necesaria. Todos los elementos están protegidos por un fusible interno que en caso de defecto se desconectará, aislando únicamente la unidad básica dañada. La protección por fusibles internos nos aporta mayor seguridad del sistema y continuidad de servicio. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº70 Aplicación batería CHV-M Los condensadores CHV-M son utilizados para la formación de baterías de MT, tanto fijas como automáticas. Dependiendo de la potencia y tensión requeridas, variaremos el número de condensadores en paralelo y/o serie. Su caja de acero inoxidable hace que el condensador CHV sea versátil tanto para uso interior como exterior. Características batería CHV-M - Tensión: 1 ... 20 kV o Potencia nominal: 25 … 600 kVAr o Frecuencia: 50 ó 60 Hz o Pérdidas dieléctricas: ≤ 0.2 W / kVAr o Tolerancia capacidad: -5 … +10 % o Ubicación: Interior / Exterior o Protección: Fusible interno - Resistencia de descarga (según IEC 60871-1): o Ubicación: Interior o Tiempo de descarga: ≤ 10 minutos o Tensión residual: 75 V - Aisladores: o Material: Porcelana o Nivel de polución: 16 mm / kV. o Nivel aislamiento: 12 – 17.5 – 24 – 36 kV - Sobrecarga: o En corriente: 1.3 In permanente. o En tensión:  1.1 Un 12 h en 24 horas.  1.15 Un 30 min en 24 horas.  1.2 Un 5 min en 24 horas.  1.3 Un 1 min en 24 horas. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº77 Existen 2 configuraciones básicas: - Para derivaciones ≤ 630 A se utilizaran conectores tipo T o L - Para derivaciones > 630 A se utilizaran conectores rectos tipo Pfisterer tamaño 2 o 3. Contiene: - Zócalos adecuados para la conexión de los conectores de los cables de MT. - Conectores adecuados a cada configuración (opcional). - Bridas para sujeción individual de cada cable de potencia. - Zócalo para prueba de aislamiento de cables MT, sencilla y segura o para transformadores de tensión enchufables (opcional). - Transformadores toroidales de intensidad (opción). Medio ambiente Las celdas CBGS-1 han sido concebidas en el cuidado del medio ambiente: los materiales utilizados están identificados, siendo fácilmente separables y reciclables. Además, el SF6 puede ser recuperado y, después de tratamiento adecuado, ser reutilizado. El sistema de gestión medioambiental adoptado por MESA esta certificado conforme a los requerimientos establecidos en la norma ISO 14001. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº78 8.3.2.6 Interruptor automático El interruptor automático incorporado en las celdas CBGS-1 es del tipo de “soplado” y utiliza el gas SF6 como medio de corte y aislamiento. La carcasa de resina propia del interruptor, cumple con lo requerido en la norma CEI-60056 (62271-100) para los sistemas a presión sellados. La presión relativa de llenado de SF6 es muy baja, 0,25 Mpa (2,5 bar) o 0,38 Mpa (3,8 bar). En el muy improbable caso de que la presión bajara del umbral de funcionamiento previsto, existen 2 alarmas que se disparan de forma automática. Corte por soplado: principio de funcionamiento Inicialmente, los contactos principales fijos y los móviles están cerrados. - Precompresión: Cuando los contactos fijos y móviles empiezan a separarse, el pistón comprime ligeramente el gas SF6 dentro de la cámara de presión. - Fase de arco: El arco salta entre los contactos mientras el pistón continua su movimiento. Una pequeña cantidad de gas SF6 pasa a través de la boquilla del interruptor, siendo inyectada hacia el arco. Para el corte de las corrientes de baja intensidad, el arco es refrigerado mediante convección forzada. Sin embargo, para las corrientes altas, la expansión térmica provoca que los gases calientes, se desplacen hacia las zonas más frías dentro del polo del interruptor. A medida que los contactos se separan, la longitud del arco aumenta, de manera que gracias a las propiedades dieléctricas del S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº79 gas SF6, cuando el contacto móvil llega al punto cero, el corte del arco queda asegurado. - Barrido final: Los componentes móviles terminan su desplazamiento y la inyección de gas frio continua hasta que los contactos están totalmente abiertos. Características generales - Tensión nominal (kV): 24 - Nivel de aislamiento a frecuencia industrial (kV eficaces): 50 - Nivel de aislamiento a onda de choque (kV cresta): 125 - Intensidad nominal(A): 1250 - Intensidad nominal de corte de cortocircuito (kA): 25 - Capacidad de cierre en cortocircuito (kA): 63 - Intensidad admisible de corta duración (3s) (kA): 25 - Capacidad de corte de la corriente capacitiva a la intensidad nominal (A): 875 - Secuencia nominal de operación: O-0,3s-CO-15s-CO - Tiempo aproximado de operación (ms): o Apertura: 50 o Corte: 65 o Cierre: 70 Programaremos el interruptor automático con un tiempo de corte de 0,4 segundos. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº80 8.3.2.7 Mando del interruptor automático La velocidad de apertura y cierre de los contactos de los interruptores automáticos utilizados en las celdas tipo CBGS-1 es independiente de la actuación del operario. El mecanismo eléctrico de operación es siempre motorizado para su telemando y permite ciclos rápidos de reenganche. En las celdas tipo CBGS-1, todos los mecanismos del mando están situados fuera de la cuba de SF6. Por otro lado, el mantenimiento de este tipo de mandos es muy reducido, al utilizar componentes auto-lubricados. Composición del mando - Conjunto de muelles que almacenan la energía necesaria para las maniobras de apertura y cierre. - Sistema manual de carga de muelles. - Dispositivo eléctrico y motorizado de carga de muelles, que recarga los muelles de forma automática, en menos de 5 segundos tras el cierre de los contactos principales del interruptor. - Pulsador de apertura con candado en el panel frontal (opcional). - Pulsador de cierre, con candado en el panel frontal (opcional). - Sistema eléctrico provisto de: o Bobina de cierre. o Relé de anti-bombeo. o Bobina de disparo (simple o doble). o Bobina de mínima tensión. - Contador de maniobras. - Contacto de señalización de carga de muelles. - Contactos de señalización de finalización de carga de muelles. - Indicador mecánico de posición de apertura o cierre. - Indicador mecánico de señalización de la carga de Ios muelles. - Cerradura (opcional) para enclavamiento en abierto del interruptor. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº81 Contactos auxiliares El mando está equipado con un bloque de 14 cc.aa. como mínimo. El número de contactos disponibles, depende de la composición del mecanismo de operación y de las opciones elegidas. En cualquier caso, siempre habrá al menos 3 contactos A/C en el bornero del cajón de BT de la celda, para la salida de las señales. Características de contactos auxiliares - Intensidad nominal: 10 A. - Capacidad de corte: o CA: 10 A con 220 Vca (factor de potencia ≥ 0,3). o CC: 1,5 A con 110 ó 220 Vcc (L/R ≤ 0.01 s). Diagrama auxiliar M: Motor de carga de muelles. YF: Bobina de cierre. KN: Relé de anti-bombeo. Y01: Bobina de disparo. Y02: Segunda de disparo (opcional). 33: Contacto de permiso mecánico al cierre. 33L: Contacto bloqueo motor carga de muelles durante la carga manual. 52MC: Contacto final de carga de muelle. 63BL: Presostato de disparo. 63ALL: Presostato de alarma por baja presión. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº82 8.3.2.8 Seccionador La arquitectura de los interruptores-seccionadores utilizados en las celdas CBGS-1 es de tipo 3 posiciones, abierto/cerrado/puesto a tierra. Características del seccionador de 3 posiciones Cumple con los requerimientos de la norma CEI 60129 (62271-102) para los seccionadores y seccionadores de puesta a tierra. Capacidad de cierre contra cortocircuito a través del interruptor automático (seccionador y seccionador de puesta a tierra). Intensidades de paso: 630 / 1250 / 1600 / 2000 A Siendo nuestra elección el seccionador de 630 A. Existe la posibilidad de la colocación de un seccionador de cables en la parte trasera de la celda; solo para la opción de 630 A de derivación. Diseño compacto y dimensiones muy reducidas. Señalización de posición fiable (sin varillas de reenvió). Eje de giro-accionamiento único para el seccionador y seccionador de puesta a tierra. Para actuar sobre el seccionador de puesta a tierra seguido del seccionador se debe sacar la palanca y volverla a introducir. Son maniobras totalmente independientes. Como opción se puede incluir la motorización de los seccionadores (no aconsejable en la opción de simple barra). Funcionamiento y enclavamientos Operación manual mediante palanca de accionamiento o motorizada. La palanca de accionamiento no puede ser extraída de la ranura, hasta que la maniobra no ha sido totalmente finalizada. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº83 El interruptor automático no puede ser cerrado, hasta después de haber retirado la palanca de accionamiento (posiciones extremas del seccionador). Cerraduras de bloqueo: 1: Seccionador en abierto. 2: Seccionador en cerrado. 3: Puesta a tierra en abierto. 4: Puesta a tierra en cerrado. 5: Tierra de cables. Electroimanes de bloqueo: YS: Seccionador YTA Puesta a tierra. La arquitectura de los interruptores-seccionadores utilizados en las celdas CBGS-1 es de tipo 3 posiciones, abierto/cerrado/puesto a tierra, que por diseño elimina la posibilidad de realizar falsas maniobras. La técnica de corte empleada es el soplado auto-neumático. Este soplado de gas SF6 hacia la zona de separación de los contactos, se produce solamente como consecuencia, del movimiento horizontal a muy alta velocidad de la cámara del interruptor dentro de la cuba de gas, sin que exista aportación adicional de SF6. Cumple con los requerimientos de las normas CEI 60265-1 (62271-103) y CEI 60129 (62271-102) para los interruptores-seccionadores y seccionadores: S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº84 - Función interruptor: o Capacidad de corte: ...400A (24kV) o Capacidad de cierre contra cortocircuito: ...40kA - Función seccionador de puesta a tierra: o Capacidad de cierre contra cortocircuito: ...40kA Características y alojamiento de los fusibles En las celdas CBGS-1, los 3 porta fusibles individuales están situados fuera de la cuba de SF6, en posición horizontal, todos a la misma altura. Los fusibles a instalar deben cumplir con la norma CEI 60282-1. Sustitución de los fusibles Cuando la eliminación de un defecto se traduce en la fusión de uno (o dos) fusibles, a menudo las características de los fusibles que permanecen aparentemente intactos, están realmente debilitadas por la acción del cortocircuito. Un retorno al servicio en estas condiciones, entrañaría un alto riesgo de fusión intempestiva con sobreintensidades muy débiles. Por ello, se recomienda reemplazar los 3 fusibles, conforme a lo indicado en la norma CEI 60282-1. Funcionamiento y enclavamientos Todas las maniobras de apertura y cierre (tripolar en todos los casos), pueden ser realizadas mediante palanca, siendo siempre (a excepción de en la apertura del seccionador de puesta a tierra) la velocidad de actuación independiente del operario. En las operaciones del interruptor-seccionador y seccionador de puesta a tierra, la palanca no puede ser extraída hasta la finalización de la maniobra. La puesta a tierra del interruptor-seccionador, esta siempre enclavada con el acceso al compartimiento de cables y/o fusibles, de manera que la tapa de este compartimiento no puede ser abierta hasta que la puesta a tierra no esté cerrada. En esta situación, además, la llave de la cerradura de enclavamiento queda liberada. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº85 Como medida adicional de seguridad, la puesta a tierra se realiza en los dos lados del fusible. Opcionalmente está disponible la solución de fusibles combinados con interruptor. Las celdas CBGS-1 provistas de interruptor-seccionador combinado con fusibles cumplen los requerimientos de la norma CEI 60420 (62271-105). Indicadores de posición: 1: Seccionador 2: Seccionador puesta a tierra Ranuras de accionamiento por palanca 3: Seccionador 4: Seccionador puesta a tierra 5: Enclavamiento por clavadura S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº86 8.3.2.9 Normas ERZ Endesa para elección de TT’s y TI’s La norma descrita por ERZ Endesa para la elección de aparatos de medida y protección, con titulo, ‘‘Protección con relés indirectos de sobreintensidad en suministros a clientes en alta tensión con centro de transformación propio hasta 30 kV’’, con el número de identificación 600009.2 de Marzo de 97. Objetivo La presente norma tiene por objetivo establecer las características y condiciones de instalación de los elementos integrantes del sistema de protección contra sobrecargas, cortocircuitos y faltas a tierra, mediante relés indirectos, en suministros a clientes en alta tensión con centros de transformación propios, para tensiones nominales de red hasta 30 kV. Criterios generales para la medida y protección Para la medida y protección se instalaran en el centro de Transformación de cliente los siguientes elementos: - Como transformadores de medida y protección: o Tres transformadores de intensidad con su correspondiente caja de formación de intensidades (CFI) precintable. o Tres transformadores de tensión con su correspondiente caja de formación de tensiones (CFT) precintable, con indicación exterior de disparo del interruptor magnetotérmico del triángulo abierto (98Z). o Un transformador de intensidad toroidal abrible. - Como protecciones: o Un relé de sorbeintensidad para faltas entre fases (2-3 fases) con elemento instantáneo. o Un relé de sobre intensidad direccional para faltas a tierra. - Se instalará igualmente un equipo de corriente continua (batería de corriente continua y rectificador), con el cual se alimentarán: o Los relés de protección. o Las bobinas del interruptor general de media tensión (conexión y disparo). S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº93 8.3.3 Cables 8.3.3.1 Cables aéreos AT Los cables elegidos son del fabricante NEXANS, teniendo las siguientes características: Cables de Aluminio Desnudo con Alma de Acero - CAA (Serie KCMIL) - Conductor formado por un alma de acero y coronas de hilos de aluminio. - Descripción: El uso de aluminio como material para conductores eléctricos tiene un gran desarrollo principalmente por sus propiedades eléctricas. No obstante, los conductores de aluminio para la mayoría de las líneas de transmisión con vanos largos, necesitan de un refuerzo mecánico adicional. Para reforzar el conductor, se usan hilos de acero galvanizado en el alma de los cables CAA.  - Aplicaciones: Se usa mucho en líneas de transmisión aéreas, así como en líneas de distribución primaria y secundaria.  - Construcción: El cable CAA es un conductor trenzado con céntricamente con una o más coronas de hilos de aluminio 1350-H19 sobre el alma de acero. El alma puede se hilo sólido o trenzado dependiendo del diámetro. El hilo de acero está disponible en los tipos galvanizado A y B.  El cable CAA cumple los requisitos eléctricos y mecánicos de las líneas de transmisión o distribución, por ello puede proporcionar un proyecto apropiado que combine la cantidad de hilos de aluminio y de hilos de acero. - Características: o Características de la construcción:  Tipo del conductor: Circular, trenzado.  Material del conductor: Aluminio/Alma de acero S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº94 o Características mecánicas:  Dureza: 1350-H19 8.3.3.2 Cables subterráneos MT Los cables elegidos son del fabricante PRYSMIAN, teniendo las siguientes características: Cable AL VOLTALENE-H HYDROCATCHER 12/20 kV. - Tipo: RHZ1-OL - Tensión nominal: 12/20 kV - Norma: UNE HD 620-5E - Composición: o Conductor: Cuerda redonda compacta de hilos de aluminio. Según la norma UNE EN 60228, clase 2. o Semiconductora interna: Capa extrusionada de material conductor. o Aislamiento: Polietileno reticulado, XLPE. o Semiconductora externa: Capa extrusionada de material conductor, separable en frío. o Pantalla metálica: Hilos de cobre en hélice. Sección total 16 mm2. o Protección longitudinal al agua: Cordones hinchables. o Cubierta exterior: Poliolefina termoplástica, Z1 VEMEX, color rojo. - Datos técnicos: o Tensión nominal simple, Uo: 12 kV. o Tensión nominal entre fases, U: 20 kV. o Tensión máxima entre fases, Um: 24 kV. o Tensión a impulsos, Up: 125 kVp. o Temperatura máxima admisible en el conductor en servicio permanente: 90 ºC. o Temperatura máxima admisible en el conductor en régimen de cortocircuito: 250 ºC. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº95 Conductor Los conductores de los cables están constituidos por cerdas redondas compactas de cobre recocido o de aluminio. La compactación se efectúa por un método patentado que permite obtener superficies más lisas y diámetros de cuerda menos que los de las cuerdas normales de igual sección. Capa semiconductora interna En estos cables el conductor va recubierto de una capa semiconductora, cuya función es doble: - Impedir la ionización del aire que, en otro caso, se encontraría entre el conductor metálico y el material aislante (efecto corona). La capa semiconductora forma cuerpo único con el aislante y no se separa del mismo ni aún con las dobladuras a que el cable pueda someterse, constituyendo la verdadera superficie equipotencial del conductor. Los eventuales espacios de aire quedan bajo superficie y, por lo tanto, fuera de la acción eléctrico. - Mejorar la distribución del campo eléctrico en la superficie del conductor. Dicha capa, gracias a su conductividad, convierte en cilíndrica y lisa la superficie del conductor, ya que puede concebirse como parte integrante del mismo, eliminando así los posibles focos de gran solicitación eléctrica en el aislamiento. Aislamiento El aislamiento de los cables VOLTALENE está constituido por polietileno químicamente reticulado. Dicho aislante es un material termoestable que presenta buena rigidez dieléctrica, bajo factor de pérdidas y una excelente resistencia de aislamiento. La excelente estabilidad térmica del polietileno reticulado le capacita para admitir en régimen permanente temperaturas de trabajo en el conductor de hasta 90 ºC, tolerando temperaturas de cortocircuito de 250 ºC. La marcada estabilidad al envejecimiento, la elevada resistencia a los agentes químicos y la tenacidad mecánica, son las propiedades más destacadas que hacen del polietileno químicamente reticulado un material apropiado para el aislante de cables. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº96 El polientileno reticulado responde a todas las exigencias que se especifican en las principales Normas de uso, en particular, la Norma Internacional IEC 60502. Pantalla sobre el aislamiento Capa semiconductora externa La pantalla está construida por una envolvente metálica (cintas de cobre, hilos de cobre, etc.) aplicada sobre una capa semiconductora externa, la cual, a su vez, s ha colocado previamente sobre el aislamiento con el mismo propósito con que se coloca la capa semiconductora interna sobre el conductor. La capa semiconductora externa está formada por una mezcla extrusionada y reticulada de características químicas semejantes a la del aislamiento, pero de baja resistencia eléctrica. Triple extrusión Respecto al proceso de fabricación, cabe indicar que al aplicación de la capa semiconductora sobre el conductor, es aislamiento y la capa semiconductora sobre el aislamiento, se realiza en una sola operación. Dicho proceso de fabricación se denomina Triple Extrusión. Este procedimiento es el más adecuado ya que impide la incrustación de cuerpos extraños entre el aislamiento y capas conductoras, y dadas las características de los materiales utilizados en la confección de dichas mezclas, se suprime el riesgo de ionización en la interfase. Pantalla metálica Las pantallas desempeñan distintas misiones, entre las que destacan: - Confinar el campo eléctrico en el interior del cable. - Lograr una distribución simétrica y radial del esfuerzo eléctrico en el seno del aislamiento. - Limitar la influencia mutua entre cables eléctricos. - Evitar, o al menos reducir, el peligro de electrociciones. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº97 En los cables que vamos a instalar, tienen una protección contra la humedad, en la cual describimos a continuación: En cables donde se desee evitar la penetración de humedad en el aislamiento, consiste en aplicar una cinta de cobre longitudinalmente, solapada y sellada. Esta cinta se adhiere fuertemente a la cubierta exterior. Si la sección de cobre proporciona esta cinta no es suficiente para transportar la intensidad de cortocircuito requerida, la cinta se coloca sobre una corona de hilos de cobre de sección adecuada. Identificación de las almas Para la identificación de las almas en los cables tripolares se utilizan tiras de distinto color (amarillo, verde y marrón) aplicadas en sentido longitudinal entre la capa conductora externa y la pantalla metálica. Rellenos En los cables tripolares, los conductores aislados y apantallados se cablean. Para dar forma cilíndrica al conjunto se aplica un relleno, y eventualmente una capa, extruidos, de un material apropiado que pueda ser fácilmente eliminado cuando hay que confeccionar empalmes o terminales. Protecciones externas De acuerdo con las prescripciones de la Norma IEC 60502, cuando la pantalla y la armadura están constituidas por materiales diferentes, deberán estar separadas por una cubierta estanca extruida. La calidad del material debe ser adecuada para la temperatura de trabajo del cable y sus características quedan definidas en la Norma citada. Armadura La armadura sume las diversas funciones entre las que cabe distinguir: - Refuerzo mecánico, aconsejable según la forma de instalación y utilización. - Pantalla eléctrica antiaccidentística. - Barrera de protección contra roedores, insectos o larvas. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº98 Los tipos de armadura son los siguientes: Para cables tripolares: - Dos flejes de hierro (tipo F). - Una corona de alambres de acero (tipo M). Para cables unipolares: - Dos flejes de aluminio y sus aleaciones (tipo FA). - Una corona de alambres de aluminio y sus aleaciones (tipo MA). Cubierta exterior Al ser las cubiertas una mezcla termoplástica, tienen a endurecerse a temperaturas inferiores a 0 ºC, aun cuando conservan cierta flexibilidad a temperaturas hasta -30 ºC para la cubierta AFUMEZ (cubierta con la que recubriremos los cables de las celdas de 15 kV) y la VEMEX (cubierta instalada en las zanjas de nuestra instalación). La única precaución a considerar es que las operaciones de tendido de los cables no deben realizarse a temperaturas inferiores a 0 ºC. Si un cable está fijo y no está sometido a golpes y vibraciones puede soportar sin daño temperaturas de -50 ºC. Cubierta VEMEX: - Mayor resistencia a la absorción del agua. - Mayor resistencia al rozamiento y a la abrasión. - Mayor resistencia a los golpes. - Mayor resistencia al desgarro. - Mayor facilidad de instalación en tramos tubulares. - Mayor seguridad en el motaje. Cubierta AFUMEZ: - No propagadores de la llama, según UNE EN 50265-2-1. - No propagadores del incendio, según UNE EN 50266-2-4. - Baja emisión de humos opacos, según UNE EN 50268. - Baja emisión de gases tóxicos, según NES 713 y NFC 20454. - Libre de halógenos, según UNE EN 50267-2-1. - Baja corrosividad de los humos, según UNE EN 50267-2-3. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº99 8.3.3.3 Cables subterráneos BT Los cables elegidos son del fabricante PRYSMIAN, teniendo las siguientes características: Cable AL VOLTALENE FLAMEX (S) - Designación: AL XZ1 (S) - Tensión nominal: 0,6/1 kV - Norma: UNE HD 603-5X-1 - Características del cable: o No propagación de la llama. o Baja emisión de humos opacos. o Libre de halógenos. o Nula emisión de gases corrosivos. o Resistencia a la absorción de agua. o Resistencia al frío. o Resistencia a los rayos ultravioleta. o Resistencia a los agentes químicos. o Resistencia a las grasas y aceites. o Resistencia a los golpes. - Descripción: o Conductor:  Metal: Aluminio  Flexibilidad: Rígido, clase 2, según UNE EN 60228.  Temperatura máxima en el conductor: 90ºC en servicio permanente, 250ºC en cortocircuito. o Aislamiento: Mezcla de polietileno reticulado (XLPE), tipo DIX3, según HD 603-1. o Cubierta:  Material: Mezcla especial cero halógenos, tipo Flamex DM01, según UNE HD 603-5.  Color: Negro. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº100 8.3.4 Automatización de la subestación. La Automatización de Subestaciones consiste básicamente en la aplicación de dispositivos electrónicos inteligentes (IEDs) que, utilizando microprocesadores, permiten controlar, proteger y monitorizar el sistema eléctrico de potencia y sus subestaciones. Su implantación se basa en sistemas de comunicaciones muy fiables que permiten operar el sistema de una manera totalmente nueva sobre la base de la información, facilitando respuestas en tiempo real a los eventos acaecidos en la red, y apoyando la planificación y la gestión de los activos. Aplicando el principio general de que las funciones se asientan en el nivel en el que se dispone de la información suficiente para su ejecución y toma de decisiones, la Automatización de Subestaciones, desde un punto de vista lógico, divide los sistemas en tres niveles: - Nivel de proceso: es el nivel más bajo, en el que se sitúan los sensores, transformadores de intensidad y de tensión principalmente, y los dispositivos de actuación (interruptores y seccionadores) necesarios para la monitorización y operación de la subestación. - Nivel de posición: es el nivel intermedio, en el que se sitúan los equipos de protección y control. Estos equipos protegen y controlan la posición en la que están colocados y pueden, también, incluir funcionalidades relacionadas con la operación de otras posiciones (por ejemplo, interbloqueos). Además, disponen de enlaces de comunicación serie con los equipos del nivel de subestación. - Nivel de subestación: es el nivel superior dentro de la subestación, donde se sitúan las consolas locales (HMI) y las unidades centrales de subestación (UCS/Gateway) que se conectan con los centros de control (SCADA). Norma IEC 61850: La norma IEC 61850 empezó su desarrollo con la intención de lograr una solución global y abierta para la Automatización de Subestaciones. Haciendo uso de la experiencia acumulada en normas internacionales ya existentes, teniendo en cuenta los requisitos de los usuarios y ocupándose también de la S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº101 ingeniería de los sistemas, se ha generado el nuevo estándar de comunicaciones. Objetivos de la norma: • Permitir conectar dispositivos de diferentes fabricantes . Una de las mayores ventajas que tiene la utilización del IEC61850 es la interoperabilidad entre los dispositivos de diferentes fabricantes, entendiéndose ésta como la capacidad de dos o más IEDs de uno o varios fabricantes para intercambiar información y utilizarla para realizar sus funciones de forma cooperativa. Para ello se ha definido un dominio específico con modelos de datos y servicios normalizados, de forma que los IEDs son capaces de comprender la información procedente de otros equipos y de realizar funciones en común, aunque estén distribuidas en varios dispositivos físicos, mientras están conectados a una misma red con un mismo protocolo. • Validez para las instalaciones presentes y futuras. IEC61850 proporciona ventajas tanto a la hora de renovar o ampliar subestaciones como en las de nuevo diseño. Es sencillo añadir nuevas funcionalidades durante el proceso de renovación de una instalación haciendo uso de las nuevas herramientas disponibles. Mediante la utilización de “gateways” es posible que equipos “no IEC61850” puedan ser vistos por el sistema como IEDs “compatibles IEC61850”. • Flexibilidad ante las diferentes arquitecturas de los Sistemas de Automatización. Permite la libre asignación de funciones a los dispositivos (IEDs) y, por tanto, soporta cualquier arquitectura de automatización de subestaciones (“centralizada” o “descentralizada”, por ejemplo), así como diferentes enfoques de integración o distribución de funciones. • Capacidad de combinar las tecnologías de comunicaciones presentes y futuras con las aplicaciones existentes, garantizando su estabilidad a largo plazo. La norma IEC61850 separa las aplicaciones de las tecnologías de comunicaciones. Esto hace posible beneficiarse de las ventajas de la evolución S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº102 de dichas tecnologías, salvaguardando la información y las aplicaciones que ya satisfacen las necesidades del usuario y permitiendo evolucionar ante nuevos requisitos del sistema. • Reducción de plazos y costes del proceso de ingeniería y puesta en marcha de las subestaciones. La norma, en su parte 6, establece un lenguaje de descripción de configuración de subestaciones denominado SCL (Substation Configuration description Language) que incorpora descripciones formales de las capacidades de los IEDs, de la arquitectura de la subestación, de la estructura de comunicaciones y de la interacción con la aparamenta de la subestación. Facilita también un proceso de ingeniería estandarizado, proporcionando los medios para intercambiar datos de configuración entre herramientas de ingeniería. El proceso de ingeniería resulta más eficiente y se simplifica tanto el mantenimiento como la ampliación de los sistemas de automatización de subestaciones. • Ventajas y soluciones No cabe duda que la utilización del estándar IEC61850 presenta importantes ventajas frente a las soluciones convencionales: Aumenta la eficiencia gracias a la interoperabilidad entre IEDs y a las herramientas basadas en SCL que ayudan a optimizar soluciones. Además, el intercambio de datos punto a punto que hace uso de los enlaces de comunicaciones estandarizados permite reducir el cableado al mínimo. Proporciona una gran flexibilidad, dando soporte a cualquier arquitectura física o funcional así como a futuras ampliaciones. De nuevo, la interoperabilidad de los dispositivos, así como el modelo de datos orientado a objetos y la comunicación basada en Ethernet, conforma el soporte de dicha flexibilidad. Constituye una inversión rentable y de futuro: los sistemas de Automatización de Subestaciones se podrán beneficiar de la evolución de las comunicaciones sin que ello suponga necesariamente cambios en la aplicación y en los datos, ya que el lenguaje SCL y las reglas para extender el sistema y la funcionalidad garantizan un fácil mantenimiento y la interoperabilidad a lo largo del tiempo. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº109 8.3.4.3 Protección y control de baterías de condensadores. Elegiremos una protección multifunción del fabricante ZIV APLICACIONES Y TECNOLOGÍA, S.L., describimos sus cualidades y características a continuación: Elegimos la protección BCV, modelo E, de dicho fabricante, la cual está conforme a la norma IEC 81650. • Funciones: - Sobreintensidad de fases (50-51). - Sobreintensidad de neutro (50N-51N). - Sobreintensidad direccional de neutro aislado (67Na). - Sobreintensidad direccional de neutro compensado (67Nc). - Sobretensión neutro (64). - Sobreintensidad secuencia inversa desequilibrio intensidad (46). - Sobreintensidad secuencia inversa desequilibrio tensión (47). - Detección de fallo circuito de tensión (60). - Mínima tensión (27). - Máxima tensión (59). - Máxima tensión neutro (59N). - Fallo interruptor (50BF). - Automatismo con 1 escalón con calendario (I,V,FP,PyQ) - Función de bloqueo (86). - Detector de disconrdancia de polos (2). • Funciones adicionales: - Vigilancia de los circuitos de maniobra. - Supervisión de interruptor (KA2) y excesivo número de disparos. - Selección de secuencia de fases. - Selección del número de transformadores de tensión. - Simulador integrado. - Cuatro tablas de ajuste. - Unidades de tiempo con curvas seleccionables (IEC y ANSI). - Control y monitorización: o Display alfanumérico (3/7/8BCV). o Dos pulsadores dedicados para Apertura y Cierre de interruptor (modelo 3/8BCV). S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº110 o Seis pulsadores configurables para operaciones y/o mando (modelo 3/8BCV). o Display gráfico y pulsadores dedicados para control (modelo 7BCV). - Lógica programable. - Puertos y Protocolos de comunicaciones: ver p. 19. - Señalizadores ópticos. - Entradas digitales configurables (desde 8 hasta 44). - Salidas digitales configurables (desde 6 hasta 24). - Sincronización horaria (protocolo IRIG-B 003 y 123) o mediante comunicaciones. - Registro de sucesos e históricos de medidas. - Registro oscilográfico (Formato COMTRADE 99). - Supervisión de la tensión de alimentación. - Programa de comunicaciones. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº111 8.3.4.4 Unidad de central de subestación. Elegiremos una protección multifunción del fabricante ZIV APLICACIONES Y TECNOLOGÍA, S.L., describimos sus cualidades y características a continuación: Elegimos la protección CPT, modelo A, de dicho fabricante, la cual está conforme a la norma IEC 81650. Los equipos CPT están destinados a actuar como Unidades Centrales de Subestación y/o RTU, resolviendo las necesidades de comunicación y tratamiento de datos de los equipos de protección, control y medida que se encuentran en las subestaciones eléctricas. Su diseño le permite actuar como “cliente”, y también como “servidor”, en instalaciones con arquitectura de comunicaciones basada en la norma IEC61850, en la cual los equipos de protección, control y medida se interconectan a través de una red Ethernet. El CPT facilita, por tanto, el proceso de migración hacia los más modernos sistemas de automatización de subestaciones, permitiendo la integración de los nuevos estándares de comunicaciones en las instalaciones existentes. Su función consiste en una unidad central de subestación mas una consola web. Con las siguientes características: - Cliente IEC61850 de la subestación, gestionando las comunicaciones con los diferentes equipos de protección, control y medida distribuidos. - Servidor IEC61850, con su correspondiente modelo de datos y servicios, entre los que se incluyen los GOOSEs. - Módulo de ejecución de los automatismos y lógicas programables centrales del sistema. - Gestión de la comunicación con niveles superiores (Telemando). - Gestión de las comunicaciones locales y remotas con la Consola de Operación de ZIV. - Generación de las bases de datos en tiempo real de todas las variables de la subestación: alarmas, medidas, estados, contadores, etc. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº112 - Módulo de gestión de las configuraciones de la subestación, encargado de mantener actualizado el fichero SCD de la instalación en función de los ficheros CID de los IEDs a los que está asociado. - Servidor de FTP. - Servicio Cliente/Servidor del protocolo de sincronización horaria SNTP. - Modos de operación redundante: o Capacidad de funcionamiento sobre una red de comunicaciones redundante (topología en doble estrella y doble anillo). o Capacidad de funcionamiento con una segunda Unidad Central de Reserva en modo Dual o en modo Hot-Stand-By. - HMI (consola) local y remoto basados en un servidor web. - Gateway entre sistemas convencionales y sistemas IEC61850. - Simulador integrado de señales, medidas, contadores y órdenes de control. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº113 8.3.4.5 Equipos de medida. Elegiremos los equipos de medida del fabricante ZIV APLICACIONES Y TECNOLOGÍA, S.L., describimos sus cualidades y características a continuación: Elegimos el quipo de medida 5CTE, la clase la definiremos según las características de la compañía suministradora, ERZ Endesa. La clase de precisión de los elementos que integran el equipo de medida será mejor o igual a lo indicado en la tabla siguiente: Descripción La familia de contadores multienergía 5CTE integra equipos combinados de precisión para las funciones de medida, registro y tarifación de energía eléctrica. Todos ellos están dotados de un procesador digital de señales (DSP) para las funciones de medida y de un potente microprocesador para las funciones de integración de energía, tarifación. Interfaz con el usuario y comunicaciones (locales y remotas). El principio de medida de los contadores 5CTE se basa en la digitalización de las señales de intensidad y tensión, mediante el muestreo de las mismas a una frecuencia de 48 muestras por ciclo, lo que supone 2400 Hz por fase (14400 en total) a 50 Hz. Las muestras se integran numéricamente en el DSP para obtener las medidas. Esta técnica garantiza una gran estabilidad de las medidas gracias a la inmunidad a las derivas en los componentes causadas por el envejecimiento o por cambios ambientales. Precisión Los contadores 5CTE pueden ofrecer las siguientes clases de precisión en las medidas: - 0,2 S Activa (UNE-EN 600687) 0,5 Reactiva (UNE-EN 61268) S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº114 - 0,5 S Activa (UNE-EN 60687) 1 Reactiva (UNE-EN 61268) - 1 S Activa (UNE-EN 61036) 2 Reactiva (UNE-EN 61268) Aplicación Los contadores multifunción 5CTE han sido especialmente diseñados para su instalación en puntos frontera en mercados liberalizados de energía. En particular, el modelo 5CTE está destinado a puntos frontera entre generación y transporte, entre transporte y distribución, en las interconexiones entre empresas distribuidoras o en puntos frontera de cliente. Sus funciones de medida activa bidireccional y de reactiva en los cuatro cuadrantes hacen que el equipo sea de total aplicación en puntos de medida de autoproductores. Los contadores pueden ser utilizados tanto en sistemas a 3 como a 4 hilos y para redes de 50 ó 60 Hz. Funciones de medida - 3 medidas de intensidad (una por fase) de rango dinámico entre 0 y 200 % de In. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº115 - 3 medidas de tensión (una por fase) dentro de un rango de 70 a 120% de Un. - Medidas de potencia activa bidireccionales y reactiva en cuatro cuadrantes (potencia totales). - Medidas de potencia activa bidireccionales y reactiva en cuatro cuadrantes (energía totales). - Factor de potencia (cos φ) - Frecuencia de la red en un rango de ±5% de la frecuencia nominal. Interfaz hombre-máquina La comunicación con los equipos 5CTE puede realizarse de dos modos diferentes: • Comunicación local con el contador a través del teclado y visualizador El interfaz hombre máquina está compuesto por un visualizador alfanumérico de cristal líquido de 4 líneas y 20 caracteres por línea, al que están asociados tres botones. Existen dos niveles de acceso: uno libre, para lectura de la información proporcionada por el contador, al que se accede pulsando el botón INF, y otro restringido, a través de los pulsadores situados bajo la tapa precintada, para entrar en modo de verificación, activar el permiso de programación y efectuar cierres manuales. • Vía comunicaciones Tanto de forma local como remota, se puede establecer comunicación con el contador utilizando el programa informático. Un puerto óptico en el frente del equipo posibilita la comunicación local; para comunicaciones remotas se localiza bajo la tapa de bornes un puerto RS232 (conector telefónico RJ11) o un conector RS 485. Los protocolos utilizados para comunicación local son el UNE-En 61107 y el CEI 870-5-102; para comunicación remota el protocolo es el CEI 870-5-102 exclusivamente. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº116 • Construcción Los modelos 5CTE se presentan en envolvente de material termoplástico de alta resistencia al impacto y el doble aislamiento para instalación en panel o cuadro eléctrico (montaje saliente). Se compone de zócalo, bloque de bornas, tapa de contador, tapa exterior basculante y tapa de recintos. • Características técnicas - Alimentación auxiliar o Rango seleccionable:  24-48 Vcc (±20%).  100-125 Vcc (±20%).  220-250 Vcc (±20%). - Carga o Máxima: 7W (14 VA). - Entradas de intensidad o Intensidad de arranque: <0,001 In. o Valores nominales:  In = 5 A.  In = 1 A.  In = 10 A (conexión directa). o Capacidad de carga: 200%. o Carga circuitos intensidad:  < 0,2 VA (In = 5 A).  < 0,05 VA (in = 1 A). o Capacidad térmica: en permanencia durante 0,5 s:  5 x In.  20 x In. - Entradas de Tensión: o Valores nominales:  110/100 x √3 V.  120/120 x √3 V.  400/230 V (conexión semi-directa). - Constantes: o Constantes de verificación: 40000 Ipm/kWh o Imp/kvarh. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº117 - Precisión cristal Oscilador: ±5 ppm. - Peso: 2,4 kg. - Batería (Registrador y Reloj): o Tensión: 3,6 V. o Vida útil: 10 años (aproximadamente). - Salida conmutada: o Intensidad en permanencia: 3 A. o Intensidad de corta duración: 8 A durante 4 s. o Capacidad de conexión: 2000 W. o Capacidad de corte (con carga resistiva): 75W/1000VA. o Tensión de conexión: 250 Vcc/ca. - Salidas de Estado Sólido (con negativo común): o Máxima tensión de conexión: 400 Vcc. o Intensidad en permanencia: 0,24 A. o Potencia disipada: 600 mW. o Resistencia en On: 16 Ω (max). o Tensión de aislamiento: 3750 Vca. • Normas y ensayos tipo - Aislamiento: o CEI-255-5:  Entre circuitos y masa: 2 kV, 50 Hz, durante 1 min.  Entre circuitos independientes: 2 kV, 50 Hz, durante 1 min. - Impulso de tensión: o CEI-255-5 (UNE 21-136-83/5). o 5 kV, 1,2/50 µs; 0,5 J. - Perturbaciones de 1 MHz o CEI-255-22-1 Clase III (UNE 21-136-92/22-1).  Modo común: 2,5 kV.  Modo diferencial: 1,0 kV. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº118 - Perturbaciones de transitorios rápidos: o CEI-255-22-4 Clase IV (UNE 21-136-92/22-4) (CEI 1000-4-4): 4 kV ± 10 %. - Inmunidad a campos radiados: o CEI 1000-4-3:  Modulada en amplitud (EN 50140): 10 V/m.  Modulada por pulsos (EN 50204): 10 V/m. - Inmunidad a impulsos de sobretensión: o CEI 1000-4-5 (Contadores conexión semi-indirecta):  4 kV. - Descarga Electrostáticas: o CEI 255-22-2 Clase III (UNE 21-136-92/22-2) (CEI 1000-4-2)  8 kV ± 10 %. - Emisiones electromagnéticas radiadas y conducidas: o Modelo Clase precisión A y B: EN 55014. o Modelos clase precisión C: EN 55022. - Climático: o CEI 68-2:  Frío: -20 ºC (CEI 68-2-1).  Calor seco: 55 ºC (CEI 68-2-2).  Ciclo de calor húmedo: 25 ºC – 40 ºC/ 95 % (CEI 68-2- 30).  Radiación solar: CEI 68-2-5. - Mecánico: o Choque: CEI 68-2-27. o Vibraciones (sinusoidal): CEI 68-2-6. o Resistencia al calor y fuego: 650 ºC ± 10 ºC / 30s±1s (CEI 695-2-1). o Martillo resorte: 0,22 nm ± 0,05 nm (CEI 817). - Temperatura: o Rango funcionamiento: de -10 ºC a +55 ºC. o Rango de almacenaje: de -25 ºC a +70 ºC. o Humedad: 95 % (sin condensación). S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº125 9.3 Selección de los materiales de la instalación. Los equipos y materiales deben escogerse de manera que su tensión soportada a impulsos no sea inferior a la tensión soportada prescrita en la tabla anterior, según su categoría. Los equipos y materiales que tengan una tensión soportada a impulsos inferior a la indicada en la tabla, se pueden utilizar, no obstante: - en situación natural, cuando el riesgo sea aceptable. - en situación controlada, si la protección contra las sobretensiones es adecuada. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº126 10 PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS DIRECTOS E INDIRECTOS EN LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DEL EDIFICIO DE CELDAS DE M.T. 10.1 Protección contra contactos directos Protección por aislamiento de las partes activas. Las partes activas deberán estar recubiertas de un aislamiento que no pueda ser eliminado más que destruyéndolo. Protección por medio de barreras o envolventes. Las partes activas deben estar situadas en el interior de las envolventes o detrás de barreras que posean, como mínimo, el grado de protección IP XXB, según UNE20.324. Si se necesitan aberturas mayores para la reparación de piezas o para el buen funcionamiento de los equipos, se adoptarán precauciones apropiadas para impedir que las personas o animales domésticos toquen las partes activas y se garantizará que las personas sean conscientes del hecho de que las partes activas no deben ser tocadas voluntariamente. Las superficies superiores de las barreras o envolventes horizontales que son fácilmente accesibles, deben responder como mínimo al grado de protección IP4X o IP XXD. Las barreras o envolventes deben fijarse de manera segura y ser de una robustez y durabilidad suficientes para mantener los grados de protección exigidos, con una separación suficiente de las partes activas en las condiciones normales de servicio, teniendo en cuenta las influencias externas. Cuando sea necesario suprimir las barreras, abrir las envolventes o quitar partes de éstas, esto no debe ser posible más que: - bien con la ayuda de una llave o de una herramienta; S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº127 - o bien, después de quitar la tensión de las partes activas protegidas por estas barreras o estas envolventes, no pudiendo ser restablecida la tensión hasta después de volver a colocar las barreras o las envolventes; - o bien, si hay interpuesta una segunda barrera que posee como mínimo el grado de protección IP2X o IP XXB, que no pueda ser quitada más que con la ayuda de una llave o de una herramienta y que impida todo contacto con las partes activas. Protección complementaria por dispositivos de corriente diferencial-residual. Esta medida de protección está destinada solamente a complementar otras medidas de protección contra los contactos directos. El empleo de dispositivos de corriente diferencial-residual, cuyo valor de corriente diferencial asignada de funcionamiento sea inferior o igual a 30 mA, se reconoce como medida de protección complementaria en caso de fallo de otra medida de protección contra los contactos directos o en caso de imprudencia de los usuarios. 10.2 Protección contra contactos indirectos La protección contra contactos indirectos se conseguirá mediante "corte automático de la alimentación". Esta medida consiste en impedir, después de la aparición de un fallo, que una tensión de contacto de valor suficiente se mantenga durante un tiempo tal que pueda dar como resultado un riesgo. La tensión límite convencional es igual a 50 V, valor eficaz en corriente alterna, en condiciones normales y a 24 V en locales húmedos. Todas las masas de los equipos eléctricos protegidos por un mismo dispositivo de protección, deben ser interconectadas y unidas por un conductor de protección a una misma toma de tierra. El punto neutro de cada generador o transformador debe ponerse a tierra. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº128 Se cumplirá la siguiente condición: Ra x Ia < U donde: Ra es la suma de las resistencias de la toma de tierra y de los conductores de protección de masas. Ia es la corriente que asegura el funcionamiento automático del dispositivo de protección. Cuando el dispositivo de protección es un dispositivo de corriente diferencial-residual es la corriente diferencial-residual asignada. U es la tensión de contacto límite convencional (50 ó 24V). S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº129 11 PUESTAS A TIERRA EN LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DEL EDIFICIO DE CELDAS DE MT. Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados. La puesta o conexión a tierra es la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo, mediante una toma de tierra con un electrodo o grupo de electrodos enterrados en el suelo. Mediante la instalación de puesta a tierra se deberá conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no aparezcan diferencias de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o las de descarga de origen atmosférico. La elección e instalación de los materiales que aseguren la puesta a tierra deben ser tales que: - El valor de la resistencia de puesta a tierra esté conforme con las normas de protección y de funcionamiento de la instalación y se mantenga de esta manera a lo largo del tiempo. - Las corrientes de defecto a tierra y las corrientes de fuga puedan circular sin peligro, particularmente desde el punto de vista de solicitaciones térmicas, mecánicas y eléctricas. - La solidez o la protección mecánica quede asegurada con independencia de las condiciones estimadas de influencias externas. - Contemplen los posibles riesgos debidos a electrólisis que pudieran afectar a otras partes metálicas. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº130 11.1 Uniones a tierra Tomas de tierra. Para la toma de tierra se pueden utilizar electrodos formados por: - barras, tubos; - pletinas, conductores desnudos; - placas; - anillos o mallas metálicas constituidos por los elementos anteriores o sus combinaciones; - armaduras de hormigón enterradas; con excepción de las armaduras pretensadas; - otras estructuras enterradas que se demuestre que son apropiadas. Los conductores de cobre utilizados como electrodos serán de construcción y resistencia eléctrica según la clase 2 de la norma UNE 21.022. El tipo y la profundidad de enterramiento de las tomas de tierra deben ser tales que la posible pérdida de humedad del suelo, la presencia del hielo u otros efectos climáticos, no aumenten la resistencia de la toma de tierra por encima del valor previsto. La profundidad nunca será inferior a 0,50 m. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº131 Conductores de tierra. La sección de los conductores de tierra, cuando estén enterrados, deberán estar de acuerdo con los valores indicados en la tabla siguiente. La sección no será inferior a la mínima exigida para los conductores de protección. Tipo Protegido mecánicamente No protegido mecánicamente Protegido contra Igual a conductores 16 mm² Cu la corrosión protección apdo. 7.7.1 16 mm² Acero Galvanizado No protegido contra 25 mm² Cu 25 mm² Cu la corrosión 50 mm² Hierro 50 mm² Hierro * La protección contra la corrosión puede obtenerse mediante una envolvente. Durante la ejecución de las uniones entre conductores de tierra y electrodos de tierra debe extremarse el cuidado para que resulten eléctricamente correctas. Debe cuidarse, en especial, que las conexiones, no dañen ni a los conductores ni a los electrodos de tierra. Bornes de puesta a tierra. En toda instalación de puesta a tierra debe preverse un borne principal de tierra, al cual deben unirse los conductores siguientes: - Los conductores de tierra. - Los conductores de protección. - Los conductores de unión equipotencial principal. - Los conductores de puesta a tierra funcional, si son necesarios. Debe preverse sobre los conductores de tierra y en lugar accesible, un dispositivo que permita medir la resistencia de la toma de tierra S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº132 correspondiente. Este dispositivo puede estar combinado con el borne principal de tierra, debe ser desmontable necesariamente por medio de un útil, tiene que ser mecánicamente seguro y debe asegurar la continuidad eléctrica. Conductores de protección. Los conductores de protección sirven para unir eléctricamente las masas de una instalación con el borne de tierra, con el fin de asegurar la protección contra contactos indirectos. Los conductores de protección tendrán una sección mínima igual a la fijada en la tabla siguiente: Sección conductores fase (mm²) Sección conductores protección (mm²) Sf < 16 Sf 16 < S f < 35 16 Sf > 35 Sf/2 En todos los casos, los conductores de protección que no forman parte de la canalización de alimentación serán de cobre con una sección, al menos de: - 2,5 mm2, si los conductores de protección disponen de una protección mecánica. - 4 mm2, si los conductores de protección no disponen de una protección mecánica. Como conductores de protección pueden utilizarse: - conductores en los cables multiconductores, o - conductores aislados o desnudos que posean una envolvente común con los conductores activos, o - conductores separados desnudos o aislados. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº133 Ningún aparato deberá ser intercalado en el conductor de protección. Las masas de los equipos a unir con los conductores de protección no deben ser conectadas en serie en un circuito de protección. 11.2 Conductores de equipotencialidad El conductor principal de equipotencialidad debe tener una sección no inferior a la mitad de la del conductor de protección de sección mayor de la instalación, con un mínimo de 6 mm². Sin embargo, su sección puede ser reducida a 2,5 mm² si es de cobre. La unión de equipotencialidad suplementaria puede estar asegurada, bien por elementos conductores no desmontables, tales como estructuras metálicas no desmontables, bien por conductores suplementarios, o por combinación de los dos. 11.3 Resistencia de las tomas a tierra El valor de resistencia de tierra será tal que cualquier masa no pueda dar lugar a tensiones de contacto superiores a: - 24 V en local o emplazamiento conductor - 50 V en los demás casos. Si las condiciones de la instalación son tales que pueden dar lugar a tensiones de contacto superiores a los valores señalados anteriormente, se asegurará la rápida eliminación de la falta mediante dispositivos de corte adecuados a la corriente de servicio. La resistencia de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de la resistividad del terreno en el que se establece. Esta resistividad varía frecuentemente de un punto a otro del terreno, y varía también con la profundidad. S.E.T. VALMADRID ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA Pá g nº134 11.4 Tomas de tierra independientes Se considerará independiente una toma de tierra respecto a otra, cuando una de las tomas de tierra, no alcance, respecto a un punto de potencial cero, una tensión superior a 50 V cuando por la otra circula la máxima corriente de defecto a tierra prevista. 11.5 Separación entre las tomas de tierra de las masas de las instalaciones de utilización y de las masas de un centro de transformación Se verificará que las masas puestas a tierra en una instalación de utilización, así como los conductores de protección asociados a estas masas o a los relés de protección de masa, no están unidas a la toma de tierra de las masas de un centro de transformación, para evitar que durante la evacuación de un defecto a tierra en el centro de transformación, las masas de la instalación de utilización puedan quedar sometidas a tensiones de contacto peligrosas. Si no se hace el control de independencia indicando anteriormente (50 V), entre la puesta a tierra de las masas de las instalaciones de utilización respecto a la puesta a tierra de protección o masas del centro de transformación, se considerará que las tomas de tierra son eléctricamente independientes cuando se cumplan todas y cada una de las condiciones siguientes: a) No exista canalización metálica conductora (cubierta metálica de cable no aislada especialmente, canalización de agua, gas, etc.) que una la zona de tierras del centro de transformación con la zona en donde se encuentran los aparatos de utilización. b) La distancia entre las tomas de tierra del centro de transformación y las tomas de tierra u otros elementos conductores enterrados en los locales de utilización es al menos igual a 15 metros para terrenos cuya resistividad no sea elevada (<100 ohmios.m). Cuando el terreno sea muy mal conductor, la distancia deberá ser calculada. c) El centro de transformación está situado en un recinto aislado de los locales de utilización o bien, si esta contiguo a los locales de utilización o en el interior.de los mismos, está establecido de tal manera que sus elementos