IL44-710-AS Folleto de instrucciones julio de 1996 Reemplaza al IB 33-357-1F del 1° de septiembre de 1993 Reemplaza al IB 33-357-7 del marzo de 1990

Instrucciones para el Dispositivo de Potencial para Boquillas Tipo PBA2

ABB Power T&D Company, Inc.

ABB

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Estas instrucciones no cubren todas las contingencias posibles que se pueden producir durante la instalación, operación o mantenimiento de este equipo, ni describe todos sus detalles y variaciones. Si desea obtener información más detallada sobre la instalación, operación o mantenimiento de este equipo, comuníquese con el representante local de ABB Power T&D Company, Inc.

IL44-710-AS Folleto de instrucciones Página 3 DESCRIPCIÓN Usos El dispositivo de potencial para boquillas es un equipo que permite extraer una pequeña cantidad de energía eléctrica a 115 voltios (y 66,4 voltios), y 50/60 Hz, de líneas de alta tensión por medio de una boquilla tipo condensador. Este es el medio más económico para extraer energía de bajo voltaje de líneas de 115 kV o de más de 115 kV. Estos dispositivos proveen una salida de 115 y 66,4 voltios que es básicamente proporcional a la tensión entre la línea de alta tensión y tierra, y está en fase con la misma. Dicha salida se utiliza comúnmente para alimentar sincroscopios, voltímetros y relés sensibles al voltaje. La precisión del dispositivo no es suficiente para utilizarlo con instrumentos de medición para facturación. Construcción El dispotivo de potencial está alojado en un gabinete de acero, para montaje al exterior, que resiste las inclemencias climáticas; el gabinete está diseñado para ser montado en la cercanía

de una de las boquillas tipo condensador, sobre el lateral de un interruptor de aceite o de un transformador. El dispositivo de potencial se conecta a una de las capas metálicas de la boquilla por medio de un cable especial protegido contra la acción del medio ambiente, que cuenta con un blindaje externo conectado a tierra. El circuito del dispositivo (ver figura 6) se compone de un transformador principal con reactancia ajustable, un transformador auxiliar de relación ajustable, un capacitor en derivación para corregir el factor de potencia de carga, un descargador de protección y un panel frontal de ajuste. El dispositivo se puede desconectar por medio de una llave de puesta a tierra y cuenta con un calefactor (que se debe alimentar por medio de una fuente de energía externa) para evitar condensación dentro del gabinete. Las dimensiones de montaje están normalizadas para poder intercambiarlo con cualquier unidad estándar de ABB o Westinghouse producida desde mediados de 1934. El dispositivo estándar se puede utilizar solamente con boquillas ABB producidas en los EE.UU. o con boquillas Westinghouse cuya derivación se encuentra en la segunda capa

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metálica a partir del contacto de tierra. Casi todas las boquillas fabricadas por Westinghouse después de mediados de 1935 para una tensión de operación igual o mayor que 115 kV cumplen con dichos requisitos. La longitud de los cables (ver figura 2) es la que se necesita normalmente para montar sobre interruptores, pero se pueden obtener también en longitudes especiales para montar sobre transformadores. Los conectores colocados en los extremos de los cables están normalizados. Capacidad

Cuadro 2. Cables con conectores tipo A

Cada dispositivo genera tensiones de salida de 115 y 66,4 voltios para la carga principal (terminales S1, S2 y S3) y un devanado auxiliar que produce las mismas tensiones (terminales Z1, Z2 y Z3) que se utiliza para conexiones en triángulo abiertas. La capacidad nominal de los dispositivos de potencial, cuando se utilizan con las boquillas tipo condensador normales en cada caso, se muestran en el Cuadro 1. Cuadro 1

Puesto que la capacidad nominal del dispositivo depende tanto de la tensión del sistema como de los valores de capacidad de las boquillas, las boquillas de construcción especial o las boquillas normales que no se utilizan a la tensión nominal no proveerán necesariamente la capacidad de carga especificada en el cuadro anterior. Es de notar también que el valor del condensador auxiliar incorporado en cada dispositivo varía de acuerdo con el uso dado al mismo. Para conocer más detalles, vea la página 10, “Cálculo del ajuste aproximado”. Prestación

Tensión del sistema entre líneas

Tensión del sistema contra tierra

115 kV 138 kV 161 kV 230 kV 287 kV 330-345 kV

66,4 kV 79,7 kV 93,0 kV 133 kV 166 kV 191-199 kV

Vatios máximos*t otales de carga 25 35 45 80 100 150

Estilo del dispositivo**

3D69822G01 3D69822G01 3D69822G02 .................... .................... ....................

*En ningún caso la carga del devanado auxiliar (Z1, Z2, Z3) puede exceder los 75 W. **Los estilos no incluyen el cable de alta tensión, ver cuadro 2.

Longitud de cable* Estilo n° 96 pulgadas 3D69768G01 120 pulgadas 3D69768G02 144 pulgadas 3D69768G03 168 pulgadas 3D69768G04 192 pulgadas 3D69768G05 216 pulgadas 3D69768G06 240 pulgadas 3D69768G07 *Si fuera necesario también se pueden encargar cables con longitudes especiales

El dispositivo de potencial para boquillas tipo PBA2 es un equipo clasificado como de Clase “A” de acuerdo con las normas N° 31 de AIEE y las normas NEMA SG4-1968. Las características de regulación contra tensión de línea y contra variación de carga cumplen con los límites establecidos por dichas normas. Dado que el dispositivo de potencial es básicamente un equipo de series sintonizadas, es muy sensible a los cambios de frecuencia. Cuando se producen desviaciones pequeñas de frecuencia, la relación de tensiones permanece prácticamente constante, pero provoca un leve desplazamiento de fase. Por ejemplo, una desviación de 1 hertzio en 60 resultará en un desplazamiento de fase de hasta 2 grados, dependiendo del modelo y la tensión del sistema. El desplazamiento más grande de fase se producirá cuando se aplique la carga nominal al dispositivo de potencial y al mismo tiempo la

IL44-710-AS Folleto de instrucciones Página 5 tensión del sistema sea baja en relación a la tensión nominal de la boquilla. Cuando se utiliza el dispositivo de potencial para alimentar relevadores direccionales de alta velocidad, se recomienda corregir el factor de potencia de la carga para que sea unitario o ligeramente reactivo y añadir suficiente carga resistiva en paralelo para llegar a la carga nominal del dispositivo en vatios (tal como aparece en la placa de especificaciones). Este procedimiento reducirá la probabilidad de que el relevador opere en forma incorrecta cuando se produzcan sobretensiones en la salida del dispositivo debido a un cortocircuito provocado muy cerca del lugar de instalación. Colocación El dispositivo de potencial para boquillas se puede extraer de la caja o embalaje por medio de dos orejetas de halar montadas en el techo. El equipo se puede montar sobre un interruptor o transformador. El procedimiento de montaje depende del tipo de ménsula provista para soportar el borde inferior del dispositivo de potencial, y se describe a continuación (ver figura 1);* a. Si la ménsula de soporte inferior del transformador o del interruptor tiene dos agujeros roscados, atornillar el soporte en J, que se provee suelto en el mismo embalaje que el dispositivo de potencial, a esta placa con los dos pernos de cabeza embutida provistos. El dispositivo de potencial tiene una muesca en la parte trasera de su base que calzará en el gancho del soporte en J mencionado. Descansar el peso del dispositivo de potencial sobre el soporte en J y atornillar los dos pernos en las ranuras del soporte superior del dispositivo, ajustando firmemente. b. Si el soporte del transformador o del interruptor consiste en una barra de acero doblada, con dos muescas en el borde en vez de dos agujeros roscados, no utilizar el soporte en J y colocar directamente el dispositivo de potencial sobre la barra. La parte superior se debe fijar como antes con dos tornillos.

*Si el dispositivo se va a montar en un equipo que no haya sido fabricado por ABB, el método de montaje puede diferir un poco del descrito.

c. En ambos casos se debe eliminar la pintura de la placa superior del dispositivo de potencial que va atornillada al interruptor o al transformador, para garantizar una buena conexión a tierra. Para efectuar la conexión primaria se debe instalar el cable de alta tensión que se muestra en la figura 2. Para ello la boquilla debe estar desconectada de la fuente de alta tensión. Para instalar el cable, quitar la cubierta de la placa de montaje lateral del gabinete del dispositivo de potencial y quitar también la cubierta del receptáculo de conexión capacitiva ubicado en la brida de la boquilla. En boquillas de fabricación reciente, dicho receptáculo contiene aproximadamente medio litro de aceite de transformador, el cual se drenará al quitar la cubierta. Antes de insertar el extremo del cable, descargar la conexión capacitiva de la boquilla tocando el contacto del receptáculo con un cable a tierra. Llenar el interior del receptáculo con grasa de petrolato, tratando de eliminar la mayor cantidad posible de burbujas de aire. Colocar el extremo del cable que tiene el aislante de porcelana dentro del agujero lateral del gabinete del dispositivo de potencial e insertar el otro extremo en el receptáculo de la conexión capacitiva de la boquilla. Atornillar las dos bridas de fijación con la tornillería provista con el cable. Dichas bridas actúan también como juntas de sello. Eliminar la grasa de petrolato que haya rebalsado al colocar la brida en el receptáculo. Ajustar los tornillos del cable en secuencia y en forma progresiva para evitar que se produzca una presión excesiva en un solo punto. Ajustar los tornillos sólo lo suficiente como para crear una pequeña protuberancia a lo largo del borde de la brida. En el extremo del cable conectado al dispositivo de potencial, conectar el puente interno de acuerdo con el diagrama de la figura 6, abriendo para ello la puerta del dispositivo y quitando parcialmente el panel frontal. Se sugiere ajustar el dial de tensión al mínimo (y abrir el interruptor de tierra) al instalar y conectar inicialmente el dispositivo. Una vez colocada la carga se puede efectuar el ajuste final.

IL44-710-AS Folleto de instrucciones Página 6 AJUSTE General El dispositivo de potencial tipo PBA2 es un dispositivo “resonante” o “en fase” con prestación Clase “A” y hay que ajustarlo o sintonizarlo de acuerdo con la boquilla o carga que se conecte. Para poder efectuar este ajuste inicial es necesario contar con una tensión de referencia de valor y ángulo de fase conocidos. Esta tensión de referencia se obtiene generalmente del devanado secundario de un transformador de tensión conectado a tierra, con la relación de vueltas deseadas, el cual se conecta a una línea de alta tensión de la misma fase que la que está conectada a la boquilla. Sin embargo, la referencia de tensión se puede obtener también de otro dispositivo de potencial que ya estuviera ajustado o de otro transformador de baja tensión o transformador de potencia, siempre y cuando se sepa que dicha tensión está en fase con la tensión a tierra de la línea de transmisión. El propósito de esta tensión de referencia es poder efectuar una comparación con la tensión de salida del dispositivo de potencial y, por lo tanto, debe tener un valor de 115 voltios (o 115 dividido por 1,73, dependiendo de la salida deseada para el dispositivo de potencial) y debe estar en fase con la tensión entre la línea de transmisión y tierra. El panel de control del dispositivo cuenta con tres ajustes: un ajuste de corrección del factor de potencia de la carga, un ajuste del ángulo de fase del transformador para sintonizar la reactancia de la boquilla y un ajuste de tensión para controlar el voltaje sobre la carga. El efecto del ajuste de ángulo es un desplazamiento del ángulo de fase del secundario o de la tensión de salida. Los controles correspondientes en el panel frontal se denominan corrección del factor de potencia, voltios-amperios, ángulo de fase y reactancia inductiva, y ajuste de tensión respectivamente. Las unidades de dichos ajustes son, respectivamente, voltios-amperios de corrección para el factor de potencia, número de vueltas activas del devanado reactivo y voltios del devanado primario del transformador de reducción. Estos valores sirven de referencia práctica para ajustar el dispositivo. Es preferible que el ajuste del dispositivo se realice con la carga final conectada. No es práctico construir una carga sintética que tenga la mismas características de potencia aparente y factor de potencia que la carga real. El procedimiento de ajuste requiere un voltímetro de alta impedancia para verificar la magnitud de la tensión de salida, que puede ser 115 voltios ó 66,4 voltios. (Nótese que la relación entre estas dos tensiones es fija, de manera que sólo hace falta ajustar una de ellas.) Para verificar el ángulo de fase de la tensión de salida se necesita ya sea un medidor de fase con dos bobinas de tensión, un voltímetro de baja tensión o un osciloscopio. El osciloscopio es

probablemente el instrumento que mejor se adecua para el ajuste del ángulo de fase. Si la tensión de referencia utilizada es exactamente del mismo valor que el deseado en el dispositivo de potencial, el ajuste se puede realizar con sólo dos voltímetros (uno con un alcance de aproximadamente 150 voltios y el otro con un alcance de aproximadamente 5 voltios), conectando para ello entre sí la tierra del dispositivo de potencial y la tierra de la tensión de referencia, y midiendo luego la tensión en ambos terminales, primero con el voltímetro de 150 voltios y luego con el de 5 voltios. El dispositivo estará correctamente ajustado cuando la tensión entre ambos terminales sea mínima (menor que 1 Volt). PROCEDIMIENTO Corrección del factor de potencia En general, es deseable corregir el factor de potencia de la carga para que sea exactamente unitario o ligeramente capacitivo. Es mejor efectuar esta corrección antes de los demás ajustes, conectando para ello en paralelo con la carga una cierta cantidad de voltios-amperios capacitivos hasta compensar los voltios-amperios inductivos de la carga. En el caso de cargas conectadas en triángulo que utilizan un banco trifásico de dispositivos de potencial, la manera más sencilla de efectuar el ajuste es probablemente conectando la carga a una fuente de tensión separada y añadiendo la cantidad de condensadores necesarios para que el factor de potencia de cada fase sea unitario. Ello se puede realizar conectando a tierra el terminal S3 (ver figura 3) de cada dispositivo de potencial y aplicando una tensión trifásica de prueba a los tres terminales S1 o a los tres terminales S2, dependiendo de la tensión de salida. Para efectuar esta prueba hay que desconectar el primario y abrir el interruptor de tierra. Si el descargador se llega a activar mientras se realiza esta prueba, la descarga se puede detener modificando bruscamente el ángulo de fase, como por ejemplo invirtiendo la posición de la llave marcada BUCKBOOST (contrafase-fase), o modificando la relación de vueltas del transformador de derivación en forma significativa. Como método de ajuste alternativo, la corrección de factor de potencia se puede calcular en forma teórica, colocando luego la correspondiente cantidad de voltiosamperios capacitivos necesaria. Ajuste de tensión y ángulo de fase El ajuste de tensión y el ajuste de ángulo de fase se describen de manera conjunta porque existe una cierta interacción entre ambos. Estos son los ajustes finales y por lo tanto se recomienda efectuarlos con la carga real (ajustada ya por factor de potencia)

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tensión de salida se puede verificar con un voltímetro de conectada al dispositivo de potencial. El ajuste del dispositivo es un procedimiento efectuado individualmente en cada fase, aun en casos de cargas trifásicas. Para realizar este ajuste el dispositivo debe estar ya conectado a la boquilla tipo condensador, la tensión de la boquilla a tierra debe ser la nominal y se debe contar además con la tensión de referencia para efectuar la comparación. Véase para ello también la sección previa, AJUSTE-GENERAL. El ajuste de la relación de transformación o de la tensión de salida se efectúa simplemente efectuando una medición con un voltímetro. El ángulo de fase de la

baja tensión, con un medidor de angolo de fase o con un osciloscopio, tal como se mencionó previamente. La figura 4 muestra un diagrama de circuito para verificar el ángulo de fase y la relación de transformación utilizando un osciloscopio, conectando tanto el canal vertical como el horizontal a 115 voltios, 60 hertzios. El osciloscopio se deberá ajustar de manera que la deflexión total en ambos canales sea aproximadamente la misma. La referencia y la tensión de salida estarán en fase cuando la traza en el osciloscopio sea lo más parecida a una línea recta. Las variaciones presentes en las formas de onda de tensión pueden hacer que la traza no sea una línea recta

IL44-710-AS Folleto de instrucciones Página 8 perfecta. Sin embargo, cuando las tensiones estén desfasadas, la traza se convertirá en una elipse; y cuando ambas tensiones estén desfasadas en 90°, la traza formará un círculo. La conexión de osciloscopio que se muestra en la figura no podrá discriminar una alineación de fase perfecta de un desfasaje total (180°). Antes de efectuar la conexión que se indica en la figura 4, cerrar el interruptor de tierra del dispositivo de potencial para desconectarlo. Colocar todas las llaves conmutadoras y el interruptor de ajuste de fase en la posición cero, y colocar los diales del ajuste de tensión en la posición máxima (ésta es la posición máxima del devanado primario y por lo tanto resultará en la mínima tensión de salida). A continuación, abrir el interruptor de tierra y ajustar los diales de tensión hasta obtener aproximadamente 115 voltios entre los terminales S1 y S3. Verificar la traza del osciloscopio; es muy

probable que sea una elipse. Para establecer la dirección de ajuste, conectar 24 ó 48 vueltas de ajuste de ángulo de fase y luego notar cuál se las dos posiciones de la llave buck-boost (contrafase-fase) hace que la traza del osciloscopio se parezca más a una línea recta. Esta simple verificación determinará la posición correcta de la llave buck-boost; proceder luego a efectuar ajustes más finos con los conmutadores de ángulo de fase hasta obtener una traza rectilínea en el osciloscopio. Comenzar primero con pasos más grandes (192 vueltas es el paso más grande); si uno de los pasos excede el ajuste deseado, volver al paso anterior y disminuir la cantidad de vueltas de ajuste. Por ejemplo, comenzando con las tres llaves de conmutación en la posición cero, si un ajuste de 192 vueltas es excesivo, volver el interruptor a cero y efectuar un ajuste de 144 vueltas en la llave de

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FIGURA 5A REACTANCIA DE DISPOSITIVO VS. VUELTAS DE REACTANCIAS TIPICAS

(Valor de ‘EC’ Eq. 4 entre 140-180 kiloohms)

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(Valor de ‘EC’ Eq. 4 entre 30-140 kiloohms)

IL44-710-AS Folleto de instrucciones Página 11 conmutación superior. Si este ajuste es todavía excesivo, volver a la posición inicial y probar con la llave de conmutación de 96 vueltas, y así sucesivamente hasta obtener un ajuste apenas menor al deseado. Proceder luego a ajustar las llaves de conmutación de ajuste medio y fino hasta obtener la mejor lectura posible en el osciloscopio. La cantidad total de vueltas conectadas será igual a la suma de las posiciones de las tres llaves de conmutación y de la posición del interruptor de 0 a 192 vueltas. Las referencias de las figuras 5A y 5B dan una idea del efecto provocado por las distintas vueltas del devanado reactivo, tanto en fase como en contrafase. Si se conecta una reactancia excesiva al transformador (referirse a las figuras 5A y 5B) la tensión de la carga se atrasará, y viceversa. Cuando la traza del osciloscopio se aproxime a la línea recta deseada, se debe verificar el valor de la tensión de salida y reajustarla si es necesario. El ajuste final debe resultar en una traza recta en el osciloscopio y simultáneamente en una tensión de salida correcta sobre la carga, teniendo en cuenta siempre que las diferencias de forma de onda entre ambas tensiones evitarán a veces la obtención de una línea recta perfecta. Para verificar la polaridad correcta, conectar el terminal S3 a la tierra de la tensión de referencia y medir la tensión entre el terminal S1 y el terminal de polaridad de la tensión de referencia. Si la polaridad es correcta, dicha tensión será nula; si la polaridad es incorrecta, la tensión será 230 voltios. Si no se cuenta con un osciloscopio, utilizar dos voltímetros, uno con una escala alta y el otro con una escala baja, y medir con ellos la tensión de

salida y la diferencia de tensión entre la tensión de salida y la tensión de referencia. Este método sólo funcionará si la tensión de la referencia es exactamente igual a la tensión de salida del dispositivo de potencial. En el caso de cargas trifásicas conectadas en triángulo, se debe efectuar primero un ajuste preliminar para cada dispositivo de potencial y luego verificar y reajustar cada dispositivo una o más veces hasta que las tres tensiones contra tierra sean iguales y cada una de ellas esté en fase con su respectiva tensión de referencia. Una vez finalizado el ajuste, con la carga conectada, verificar la tensión entre H2 y H3. Esta tensión no debe exceder 172 voltios. Si la tensión es mayor que 172 voltios, ello indica que la carga conectada es excesiva y hay una sobretensión en el primario del transformador. Cálculo aproximado de ajuste Si los valores de capacidad C1, C2 y C3 de la figura 6 son conocidos, es posible calcular el ajuste aproximado del dispositivo de potencial cuando se lo utiliza con una boquilla específica a una tensión de línea dada. Se supone para este cálculo que el factor de potencia de la carga es unitario. Para este caso, los valores nominales de C3 (en el dispositivo de potencial) son: Modelo de dispositivo de potencial S#3D69822G01 S#3D69822G02 Todos los demás

C3 2000 pF 3000 pF Verificar el valor en el dispositivo mismo

IL44-710-AS Folleto de instrucciones Página 12 Los valores de C1 y C2 serán también en picofaradios. Si el valor de C4 se mide con la boquilla montada en una estructura puesta a tierra, se añadirá una cantidad considerable de capacitancia desviada a tierra. Puesto que esta capacitancia desviada no interviene en el circuito del dispositivo de potencial, es mejor utilizar un valor igual a 0,85C4. La capacidad C2, cuando se mida en forma similar a C4, no incluirá un porcentaje significativo de capacitancia desviada. La capacidad C1 será por lo tanto: C1 = C2 x 0,85C4 C2 - 0,85C4 (1) Los ajustes aproximados se pueden calcular utilizando el nomograma (figura 7) y las instrucciones que siguen, o con las ecuaciones que se presentan a continuación. Calcular primero las tensiones de la conexión capacitiva de la boquilla como si el dispositivo no estuviera conectado. Ello se calcula a partir de la relación: e= E

C1 C1 + C2 + C3

(2)

donde e es la tensión de derivación a circuito abierto en voltios y E es la tensión del sistema contra tierra, medida a la entrada de la boquilla tipo condensador. El ajuste de tensión en el dial deberá ser: voltios del dial = 173 - __e___ 44,1

(3)

Para efectuar el ajuste de ángulo de fase es necesario conocer la reactancia capacitiva XC que se debe colocar en serie para sintonizar el circuito. Dicho valor, en ohms a 60 Hz, es: XC = ______1012________ 377 * (C1 + C2 + C3)

(4)

* 377 = 2π f, donde f = 60 Hz Utilizando este valor de XC, utilizar la curva de las figuras 5A y 5B para determinar si se debe utilizar la posición BUCK (contrafase) o BOOST (en fase) de la llave y derivar la cantidad de vueltas necesarias para el ajuste de ángulo. Ajustar las llaves de conmutación y el interruptor BUCK-BOOST para obtener los valores extraidos de la curva.

IL44-710-AS Folleto de instrucciones Página 13 CÓMO UTILIZAR EL NOMOGRAMA DEL DISPOSITIVO DE POTENCIAL PARA BOQUILLAS PBA2 1.

2. 3.

4.

5.

6. 7.

Calcular la suma de C1 + C2 + C3 utilizando los valores de capacidad de la figura 3. Marcar este valor en la primera escala del nomograma. Marcar C1 en la segunda escala. Trazar una línea recta que pase por los puntos marcados en la escala C1 + C2 + C3 y por la escala C1, extendiéndola hasta la línea de referencia. Ubicar la tensión del sistema utilizada por el dispositivo de potencial PBA2 en la escala de tensión de línea. Conectar los puntos de la línea de referencia (es decir donde la primera línea trazada se intersecó con la escala de referencia) y la escala de la tensión de línea con una línea recta y extenderla hasta la escala del dial de ajuste de tensión. Leer el valor correcto del dial de ajuste en la escala correspondiente. Leer el valor de vueltas a conectar, ya sea en fase (boost) o en contrafase (buck), en la escala que se encuentra a la izquierda del nomograma, opuesta al punto C1 + C2 + C3.

Ejemplo C1 = 300, C2 = 3000, C3 = 3000, Tensión de línea = 138 KV C1 + C2 + C3 = 300 + 3000 + 3000 = 6300 picofaradios Lectura de escalas Dial de voltios = 87 Vueltas en fase = 42 COMBINACIONES ESPECIALES Cuando se presentan combinaciones especiales de tensión, boquilla, dispositivo de potencial y carga, se pueden efectuar los cálculos para ver si hay un ajuste posible. Se supone en todos los casos que las cargas fueron compensadas para obtener un factor de potencia unitario. La ecuación (3) anterior indica que la conexión capacitiva de la boquilla sin carga se encuentra entre 3000 V. y 7600 V. Por supuesto, si fuera 7600 V. no se podría colocar ninguna carga sobre el dispositivo, ya que la tensión de la conexión capactiva aumenta con la carga y 7600 es la tensión máxima que se puede aplicar al primario del transformador. Si los cálculos descritos anteriormente indican que la combinación puede funcionar, su capacidad de carga se puede establecer aproximadamente por medio del siguiente procedimiento:

La reactancia XC de la ecuación (4) se debe encontrar entre 125.000 y 800.000 ohms a 60 Hz, o entre 104.000 y 670.000 a 50 Hz. Si ex = máxima tensión de reactancia permitida luego ex = ((7600)2 - e2)½ (5) Vatios max. =

ex XC

x

e K

(6)

La constante K se deriva empíricamente K = 0,95 + 0,078XC/100000, pero no debe ser menor que 1.1. NOTAS DE APLICACIÓN Calefactor Cada dispositivo de potencial posee dos resistencias de vidrio esmaltado de 1200 ohms cada una. Dichas resistencias se deben alimentar con una fuente separada y sirven para evitar condensación dentro del dispositivo. La condensación puede provocar corrosión y puede también afectar en forma temporal algunos de los aislantes de alta tensión, desequilibrando el ajuste. Las resistencias se pueden conectar en serie, en paralelo o en forma individual, y se pueden alimentar con 115 ó 230 V., pudiéndose obtener así entre 5,5 y 88 vatios de potencia. La configuración sugerida, que conecta ambas resistencias en paralelo a una fuente de 115 V., genera 22 W. de potencia térmica. Descargador de separación El descargador sirve para proteger el primario de cada dispositivo de potencial y está sellado para evitar que su tensión de disparo dependa de las condiciones atmosféricas. Está diseñado para disparar entre 15 kV y 16 kV a 60 Hz., lo cual es una tensión suficientemente alta como para permitir que el dispositivo de potencial funcione en forma permanente aún con tensión de línea a línea. El descargador disparará cuando se produzca un cortocircuito o sobrecarga muy cerca del lugar de instalación, puesto que la tensión primaria del mismo aumentará en proporción a la potencia de salida. Una descarga continuada no provocará daños en el descargador porque la corriente que puede circular está limitada por la impedancia de la boquilla. Operación con sobretensión Estos dispositivos de baja tensión pueden operar por varias horas sin dañarse aún cuando se aplique la tensión de línea a línea en vez de la tensión nominal de línea a tierra. Este tipo de sobretensiones se producirían en el caso en que una o dos líneas de un sistema flotante se conecten a tierra.

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Protección de la carga con fusibles Dado que la tensión de salida está limitada por el descargador, no es necesario proteger las cargas por medio de fusibles. Tensión de la conexión capacitiva El primario del transformador está diseñado para operar en forma continua a tensiones que no excedan 7.600 voltios. Por lo tanto, es necesario verificar que la tensión H2-H3, luego de cualquier alteración en el sistema, no exceda 172 voltios.

Necesidad de ajuste El ajuste del dispositivo de potencial es en realidad un proceso de “sintonía” para conectar la boquilla tipo condensador al dispositivo de potencial y a su carga. Puesto que ninguno de estos dispositivos son idénticos, es necesario volver a efectuar el ajuste cada vez que se cambie alguno de ellos. Devanado auxiliar El devanado de salida por los terminales Z1, Z2 y Z3 está diseñado para una potencia máxima de 75 W.; no se puede conectar una carga más grande a los terminales Z aun cuando la capacidad total del dispositivo pueda exceder este valor en algunos casos.

IL44-710-AS Folleto de instrucciones Página 15 Puesta a tierra Se puede conectar a tierra cualquiera de los terminales del devanado “S” o del devanado “Z” si así lo exige la naturaleza de la carga, pero ello no es necesario. El primario del transformador está conectado al gabinete del dispositivo, el cual a su vez está conectado a tierra a través de su montaje al interruptor, o al transformador de subestación, y a través del blindaje del cable de alta tensión. La corriente de tierra es muy pequeña (fracción de amperio). Tipo de carga Las cargas que poseen núcleos ferromagnéticos deberán poseer una impedancia lineal hasta tensiones 1,73 mayores que la nominal. Cargas conectadas en triángulo Las cargas conectadas a los terminales Z, bajo las peores condiciones de desequilibrio de tensión de secuencia cero, no deberán exceder el 50% de la carga nominal. Registro de ajuste Se deberán registrar los siguientes valores de ajuste para cada dispositivo instalado: Voltio-amperio del factor de potencia, posición de la llave BUCK-BOOST, cantidad de vueltas de reactancia conectadas y cantidad de voltios de ajuste realizados en el primario del transformador. Diagnósticos de fallas Si no se pueden ajustar simultáneamente la tensión y el ángulo de fase, efectuar el siguiente procedimiento: 1. Volver a verificar la fase de la tensión de referencia. 2. Volver a verificar el circuito de ajuste utilizado. 3. Verificar la exactitud del voltímetro utilizado y del medidor de fase, en caso de utilizarlo. Téngase en cuenta que los medidores de fase pueden dar lecturas equivocadas si sus bobinas de medición no se conectan a la tensión o corriente nominales. 4. Volver a verificar la compensación de factor de potencia. 5. Calcular los ajustes aproximados utilizando las instrucciones de las secciones “Cálculo aproximado del ajuste” y “Combinaciones especiales”, para asegurarse de que la combinación de dispositivos utilizada pueda funcionar.

6. Verificar que no haya conexiones sueltas, puestas a tierra o abiertas. 7. Verificar que la frecuencia del sistema sea 60 Hz. y no 25 Hz. ó 50 Hz. Cuando el dispositivo exhibe variaciones en su funcionamiento, ello se puede deber a conexiones flojas, fugas eléctricas a tierra producidas en el primario del transformador o a un cortocircuito producido en el primario del transformador. Se puede haber producido también una fuga eléctrica en la conexión capacitiva, en el cable de alta tensión o en el dispositivo de potencial propiamente dicho. Cuando el descargador se dispara, ello quiere decir que se ha sobrecargado el sistema, que existe una puesta a tierra o cortocircuito ya sea dentro o fuera del dispositivo o que el descargador está defectuoso. El descargador disparará entre 15 y 20 kV a 60 Hz. Si el ajuste se va desequilibrando con el tiempo, ello puede ser consecuencia de un deterioro paulatino de la boquilla tipo condensador. Cuando la regulación es pobre, ello puede indicar que han aumentado las pérdidas en el dispositivo, lo cual puede haber resultado de conexiones inadecuadas o de vueltas en cortocircuito en el transformador. MANTENIMIENTO El dispositivo de potencial para boquillas es un equipo sin partes móviles y no requiere mantenimiento, excepto verificar que los calefactores estén encendidos cuando sea necesario, que la pintura se conserve en buen estado y que no se hayan depositado objetos foráneos sobre el cable de alta tensión. Si se sospecha que cambió la tensión de salida, véase la sección de diagnósticos anterior.

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