Alta Tension
Páginas: 9 (2119 palabras)
Publicado: 27 de abril de 2012
INSTALACIONES EN ALTA TENSIÓN - EXAMEN I (30 %) NOMBRE: ______________________________________________ CARNET: ________________
Problema 1 (14 ptos). En la figura 1 se muestra un ducto metálico de barras ventilado con aire. En la figura 2 se muestra el catálogo del aislador de soporte utilizado (ALT 56-1). Las condiciones ambientales son 28 °C, 630 mmHg, 8 grs/m3, 0.035 mg/cm2. Determine: a)El voltaje máximo fase-tierra que soporta el ducto de barras (3 ptos). b) Para incrementar el voltaje máximo que soporta el ducto, se decide colocar filtros de aire, con lo cual se anula el efecto de la contaminación, determine el voltaje máximo que soporta el ducto de barras (1,5 pto). c) Se requiere aumentar el voltaje máximo obtenido en (b) en 30 %, para lo cual se presuriza el ducto,conservando la temperatura y el nivel de humedad prevalecientes en la zona. Determine la presión de trabajo del ducto (1,5 ptos). d) Basado en la hoja técnica del aislador, mostrada en la figura 2, explique la diferencia entre los siguientes conceptos: - distancias de fuga y de arco seco (1 pto). - tensión de contorneo a frecuencia industrial y tensión de perforación (1 pto). - tensión de contorneo, afrecuencia industrial (condiciones seca y húmeda) e impulso (positiva y negativa) (3 ptos). e) Basado en la tabla de la figura 1, explique la diferencia en las distancias mínimas (1,5 pto). f) En el modelo de aislador mostrado en la figura 2 se muestran dos opciones, el “normal” y el “radio freed”, explique la diferencia entre ambos, como se refleja en la hoja técnica y que medición se realiza paradeterminar este comportamiento (1,5 pto). Problema 2 (6 ptos). En la figura 3 se muestra un arreglo punta placa y el gráfico que describe su tensión de ruptura. Seguidamente se muestra una serie de arreglos punta- placa bajo diferentes condiciones. Para cada caso, dibuje en un gráfico la tensión de ruptura comparado con el dado como referencia y justifique la respuesta (explique los fenómenos físicosque justifican la diferencia). Problema 3 (10 ptos). En la figura 4 se muestra un interruptor provisto de sus respectivos pasatapas, pasamuros o bushings. Explique o justifique cada uno de los siguientes aspectos: a) Diferencia constructiva del bushings (parte externa vs. parte interna) (2 ptos). b) Explique y grafique el contenido esperado de descargas parciales (2 ptos). c) Conecte el equipopara medir las distintas componentes de la corriente y determine las magnitudes medidas si se conoce que los circuitos equivalentes del aislamiento son los siguientes (6 ptos): - Cab = 300 pF, tanδ = 0,005 - Cac = 110 pF, tanδ = 0,012 - Cbc = 140 pF, tanδ = 0,008 - Rad = 4 GΩ, δ = 90 º
Figura 1.
La tensión de contorneo es el voltaje a la cual falla el aislador a través del aire. La tensión deperforación es la tensión a la cual falla el aislador por el volumen interior del mismo.
Figura 2
Figura 3
Voltaje = 5000 V Figura 4
SOLUCIÓN:
PROBLEMA # 1: a) Se evalúan dos distancias: Distancia mínima fase-tierra: 2 cm Se busca en la tabla la distancia punta – estructura, de donde se obtiene: - Para una distancia de 19 mm: 70 kV - Para una distancia de 22 mm: 95 kVInterpolando: = 95 22 630 760 − 70 − 19 20 − 19 + 70 = 78,3
Este voltaje es normalizado, corrigiendo por condiciones ambientales: = 273 + 20 = 0,81 273 + 28
ℎ = 1,035 = ℎ = 61,3
Por distancias mínimas, el voltaje máximo que se le puede aplicar al ducto es de 61,3 kV. Distancia de fuga: 330 mm La contaminación de 0,035 mg/cm2 corresponde a un nivel de contaminación ligera. Para ese nivel lecorresponde 16 mm/kV = 330 16 / = 20,6
Por distancia de fuga, el voltaje máximo, referido a voltaje fase – tierra, es de: 11,9 kV. Para el ducto de barras descrito, el máximo voltaje que se le puede aplicar al ducto viene determinado por la contaminación y es de 11,9 kV.
b) En ausencia de contaminación, el catálogo del aislador describe que el voltaje de falla a frecuencia industrial en condiciones...
Problema 1 (14 ptos). En la figura 1 se muestra un ducto metálico de barras ventilado con aire. En la figura 2 se muestra el catálogo del aislador de soporte utilizado (ALT 56-1). Las condiciones ambientales son 28 °C, 630 mmHg, 8 grs/m3, 0.035 mg/cm2. Determine: a)El voltaje máximo fase-tierra que soporta el ducto de barras (3 ptos). b) Para incrementar el voltaje máximo que soporta el ducto, se decide colocar filtros de aire, con lo cual se anula el efecto de la contaminación, determine el voltaje máximo que soporta el ducto de barras (1,5 pto). c) Se requiere aumentar el voltaje máximo obtenido en (b) en 30 %, para lo cual se presuriza el ducto,conservando la temperatura y el nivel de humedad prevalecientes en la zona. Determine la presión de trabajo del ducto (1,5 ptos). d) Basado en la hoja técnica del aislador, mostrada en la figura 2, explique la diferencia entre los siguientes conceptos: - distancias de fuga y de arco seco (1 pto). - tensión de contorneo a frecuencia industrial y tensión de perforación (1 pto). - tensión de contorneo, afrecuencia industrial (condiciones seca y húmeda) e impulso (positiva y negativa) (3 ptos). e) Basado en la tabla de la figura 1, explique la diferencia en las distancias mínimas (1,5 pto). f) En el modelo de aislador mostrado en la figura 2 se muestran dos opciones, el “normal” y el “radio freed”, explique la diferencia entre ambos, como se refleja en la hoja técnica y que medición se realiza paradeterminar este comportamiento (1,5 pto). Problema 2 (6 ptos). En la figura 3 se muestra un arreglo punta placa y el gráfico que describe su tensión de ruptura. Seguidamente se muestra una serie de arreglos punta- placa bajo diferentes condiciones. Para cada caso, dibuje en un gráfico la tensión de ruptura comparado con el dado como referencia y justifique la respuesta (explique los fenómenos físicosque justifican la diferencia). Problema 3 (10 ptos). En la figura 4 se muestra un interruptor provisto de sus respectivos pasatapas, pasamuros o bushings. Explique o justifique cada uno de los siguientes aspectos: a) Diferencia constructiva del bushings (parte externa vs. parte interna) (2 ptos). b) Explique y grafique el contenido esperado de descargas parciales (2 ptos). c) Conecte el equipopara medir las distintas componentes de la corriente y determine las magnitudes medidas si se conoce que los circuitos equivalentes del aislamiento son los siguientes (6 ptos): - Cab = 300 pF, tanδ = 0,005 - Cac = 110 pF, tanδ = 0,012 - Cbc = 140 pF, tanδ = 0,008 - Rad = 4 GΩ, δ = 90 º
Figura 1.
La tensión de contorneo es el voltaje a la cual falla el aislador a través del aire. La tensión deperforación es la tensión a la cual falla el aislador por el volumen interior del mismo.
Figura 2
Figura 3
Voltaje = 5000 V Figura 4
SOLUCIÓN:
PROBLEMA # 1: a) Se evalúan dos distancias: Distancia mínima fase-tierra: 2 cm Se busca en la tabla la distancia punta – estructura, de donde se obtiene: - Para una distancia de 19 mm: 70 kV - Para una distancia de 22 mm: 95 kVInterpolando: = 95 22 630 760 − 70 − 19 20 − 19 + 70 = 78,3
Este voltaje es normalizado, corrigiendo por condiciones ambientales: = 273 + 20 = 0,81 273 + 28
ℎ = 1,035 = ℎ = 61,3
Por distancias mínimas, el voltaje máximo que se le puede aplicar al ducto es de 61,3 kV. Distancia de fuga: 330 mm La contaminación de 0,035 mg/cm2 corresponde a un nivel de contaminación ligera. Para ese nivel lecorresponde 16 mm/kV = 330 16 / = 20,6
Por distancia de fuga, el voltaje máximo, referido a voltaje fase – tierra, es de: 11,9 kV. Para el ducto de barras descrito, el máximo voltaje que se le puede aplicar al ducto viene determinado por la contaminación y es de 11,9 kV.
b) En ausencia de contaminación, el catálogo del aislador describe que el voltaje de falla a frecuencia industrial en condiciones...
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