Indicadores energeticos

NORMATIVAS TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO E INDICADORES DE CONFIABILIDAD Y EFICIENCIA ENERGÉTICA, APLICADOS EN INTERRUPTORES DE POTENCIA, CIRCUIT BREAKERS, TIPO BOTELLA Y SECCIONADORES.

Integrantes

*Achig Naula Juan Carlos

*Campoverde Navarrete Guido David

*Ramírez García Jessica Paola

*Ríos Medina Steven Fitzgerald

I. RESUMEN

La presente investigación contiene un compendio de normativas aplicadas en el mantenimiento de los dispositivos usados en subestaciones; basándose en el mantenimiento normado por el IEC, NEC, NFPA70 se busca obtener mejoras utilizando Indicadores de Confiabilidad e Indicadores de eficiencia energética, sin afectar el rendimiento del equipo, mejorando sobre la operación normal de los dispositivos.

PALABRAS CLAVE: Circuit Breackers, RCM, Seccionador, Confiabilidad, fallas, interruptores de potencia, mantenimiento, Excel

II. INTRODUCCIÓN

El fabricante al momento de realizar cualquier equipo nombra datos de operación ideal para el equipo para lograr que cumpla con la vida útil pronosticada, todo esto en bases a los estudiaos realizados por la empresa; datos como el voltaje o la corriente nomina, son variables que se deben mantener para asegurar el buen funcionamiento del equipo, pero existen otras que se pueden utilizar para optimizar el uso del equipo.

Múltiples han sido las discusiones acerca de los diferentes puntos de vista para lograr aprovechar al máximo el equipo,  muchos de estos puntos de vista hacen relación a las pérdidas que ocurren en operación continua, como lo explica [1], pero que analiza las diferentes características de mejora que presentan los interruptores de potencia, como es el uso de la potencia acumulada en cada apertura y cierre, lo cual se puede aplicar en todos los dispositivos que se pone en investigación en este documento.

Además de las hojas que contienen todos los datos técnicos, los fabricantes muestran su participación activa con la mejora del servicio prestado, creando planes de mantenimiento que puede ser adaptados en las rutinas de mantenimiento de las empresas, así lo manifiesta [2], usando equipos para hacer pruebas del aislamiento[3], comportamientos del aislante, aceite y muchas otras, de acuerdo al dispositivo adquirido; [4] explica la necesidad de estos equipos en la subestaciones de distribución y la necesidad de su puesta en marcha para garantizar la confiabilidad y calidad del servicio eléctrico.

El tener un servicio eléctrico confiable y de alta calidad para los usuarios se genera con la optimización de este, evitando las interrupciones súbitas del servicio por las diferentes desconexiones que pudieran ocurrir, como advierte [5]. Muchas de ellas ocurren debido al mal mantenimiento, o a la falta de este en los equipos, generando pérdidas económicas, de tiempo; pero a largo plazo reducir la vida útil de los equipos, los cuales en busca de su protección son conectados en redundancia.

En esta investigación con apoyo del programa Excel, se busca lograr reducir las pérdidas y elevar la confiabilidad del suministro eléctrico por medio de los indicadores de confiabilidad y de eficiencia energética, aplicados en el mantenimiento guiados por las normativas existentes de múltiples instituciones , los cuales se encuentran presentes en las hojas de datos proporcionadas por las empresas fabricantes, las cuales cuentan con los registros de pruebas y variables que se ocuparan en el análisis de indicadores, los cuales en trabajos futuros pueden ser empleados con métodos matemáticos y heurísticos para el análisis y mejora de su suministro eléctrico actual.

III. MARCO TEORICO

1. Equipos de Corte y Seccionamiento

Interruptores de potencia

Los interruptores de potencia son dispositivos mecánicos de interrupción capaces de conducir, interrumpir y establecer corrientes en condiciones normales, así como de conducir durante un tiempo especificado, interrumpir y establecer corrientes en condiciones anormales, como son las de cortocircuito. Su función básica es conectar o desconectar de un sistema o circuito energizado.

Criterio para los interruptores de potencia

• Interruptores según el sitio de instalación

Los interruptores de alta tensión pueden ser utilizados en instalaciones interiores o exteriores. Los interruptores para instalación interior son diseñados para uso dentro de edificaciones o compartimientos a prueba de agua.

• Interruptores según el diseño externo

Desde el punto de vista del diseño de la estructura física, los interruptores pueden clasificarse como interruptores de tanque vivo o de tanque muerto.

1. El interruptor de tanque muerto consiste en un tanque a potencial de tierra (compartimiento aterrizado) que contiene el medio de interrupción y a través de cuya tapa pasan aisladores o bujes de porcelana para conectarse al circuito de alta tensión.
2. En el interruptor de tanque vivo, el dispositivo de interrupción está en tanques de diámetro pequeño denominados polos, los cuales se ubican sobre soportes aislantes.

• Interruptores según el medio de interrupción

En los primeros tiempos de la electrificación (1890) los interruptores eran del tipo cuchilla, accionados a mano. Al aumentar las corrientes y tensiones se inició el desarrollo de los interruptores automáticos de aire con mecanismos de operación de resorte para reducir el quemado de los contactos al hacer la operación más rápida.

Clasificación de Interruptores de potencia

1. Interruptor de aceite

Al presentarse un arco eléctrico, el aceite en contacto se vaporiza rápidamente formando una burbuja de gas compuesta en su mayor parte por hidrógeno, el cual es un excelente medio de extinción y refrigerante, debido a su baja constante de tiempo de deionización, creándose condiciones favorables para la extinción del arco.

1. Interruptor de aire comprimido

Con el desarrollo de este interruptor se eliminó el riesgo de explosión de los interruptores de aceite. Las desventajas que presentan los interruptores de aire, básicamente son el alto costo de las instalaciones neumáticas y el mantenimiento frecuente que requieren debido al gran número de válvulas y equipos de compresión, además, del fuerte ruido que se produce en la operación del equipo debido a las altas presiones a las que se encuentra sometido el aire. Estos interruptores dejaron de ser utilizados con la aparición de los interruptores en SF6.

1. Interruptor de hexafluoruro de azufre SF6

Las propiedades químicas del hexafluoruro de azufre gaseoso (SF6) lo hacen un medio excelente de aislamiento y enfriamiento del arco eléctrico. El interruptor de tanque muerto de SF6 es similar al de gran volumen de aceite, pero de tamaño más reducido debido precisamente al uso del SF6 como medio aislante.

1. Interruptor según el mecanismo de operación

El mecanismo de operación es el dispositivo que, por medio de energía almacenada. acciona el interruptor ya sea para abrirlo o cerrarlo. La energía que almacena el mecanismo de operación debe ser suficiente para efectuar las secuencias de operación requeridas por el sistema.

Normas técnicas

Las principales normas y recomendaciones sobre interruptores son:

• IEC 62271-100 High-voltage aiternadng current circuit-breakers
• IEC 60376 Specification and acceptance of new sulphur hexafluoride
• IEC 60427 Synthetic testing of high-voltage alternating current circuit-breakers
• IEC 61233 High-voltage alternating current circuit-breakers inductive load switching.
• IEEE Std C37.04 Rating Structure for AC High-Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis.
• IEEE Std C37.06 AC High-VoÍlage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical

Current Basis - Preferred Ratings and Related Required Capabilities.

• IEEE Std C37.09 Test Procedure for AC High-Voltage Circuit Breakers Rated on a

Symmetrical Current Basis

• ANSI C37.12 AC High-Voltage Circuit Breakers Raeed on a Symmetrical Current

Basis - Specifications Guide.

Interruptores de botella o vacío

Un interruptor vacío es un tipo de interruptor donde el enfriamiento del arco tiene lugar en medio de vacío. La operación de abrir y cerrar los contactos portadores de corriente e interrupción de arco interrelacionada se lleva a cabo en una cámara de vacío en el interruptor que se llama cámara de vacío.

El interruptor de vacío consta de dos propiedades fundamentales:

Alta resistencia de aislamiento

En comparación con otros medios de aislamiento el vacío es un medio dieléctrico superior. Es mejor que todos los otros medios, excepto en aire y el SF&, que se emplean a alta presión.

Cuando se abre un arco separando los contactos en el vacío

Se produce una interrupción muy rápida. Con la interrupción del arco, la fuerza dieléctrica del vacío aumenta hasta miles de veces en comparación con otros interruptores.

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