Ing. Edgardo Berberian, Power Products Services / Medium ...

© ABBSlide 1April 21, 2016

Ing. Edgardo Berberian, Power Products Services / Medium Voltage Day, Córdoba, 12 de Abril 2016

Modernización en sistemas de media tensión y seguridad de activos.


Desafíos Para aumentar la Seguridad

Desgaste:

Eléctrico

Mecánico

Envejecimiento

Diseño y Otros:

Fallas de

diseño

Tecnología

atrasada

Instalacione

s no acorde

a normativa

confiabilidad

(riesgos de

falla en

cascada)


La forma en que el tablero es operado, las circunstancias del

sistema y el tiempo que a estado en servicio determinan en

gran medida la seguridad de operación

equipos que ha estado en servicio por 30 años o mas

usualmente es robusto y da una sensación errónea de

seguridad .

Falta de conocimiento del equipo Viejo

Ser operado por sobre sus valores nominales. (x ej.

Potencia de corto)

No haber sido modificado/actualizado según

recomendaciones del fabricante .

No haber sido mantenido apropiadamente

Desafíos Para aumentar la SeguridadCondicionantes


Consecuencias de un Arco Interno Presión = 2 x N x U x I x t x 105

Si la celda no es “a prueba de arco interno” pone en

riesgo la vida de los operadores

Presión Explosiva V


Consecuencias de un Arco InternoTemperatura

Incremento instantáneo de temperatura

de alrededor de 20,000°C, en la zona de

la falla (por sobre el punto de fusion de la

chapa, cobre y aislantes)

Vaporización de componentes y

liberación de plasma (gas ionizado

caliente que crea una sobrepresión

explosiva

Aprox el 75 % de los arcos se produce

con una persona para en frente al tablero


Aunque la celda SI SEA “a prueba de acrco interno”

Se pierde:

- Continuidad de servicio (lucro cesante)

- Costo de remocion y/o reparacion de partes

dañadas

- Costo de instalacion de equipos de recambio

- etc

Consecuencias de un Arco InternoArrastre de Cobre y daño estructural


Desafíos para aumentar la seguridad

Condición de los equipos (MySiteCare)

Modernización: Retrofits

Distancia (Extracción Motorizada)

Tiempo: Retrofit Reles, REA, UFES

Alternativas?







Alternativas?


MySiteCare and MyRemoteCareMonitoreo de interruptores de MV

(Video)


MyRemoteCareApplication

(*) Depends on breaker (know-how, spare parts, etc.)

Productos

Activos

Productos

Obsoletos

Equipamiento

NO ABB


Protection relay Central unit

MySiteCareFacil Implementación

Installation

example.

Other solutions are

available.

It may be necessary

to turn-off the panel

for safety reasons.

Circuit breaker

Current

transformer


MySiteCareInputs and outputs (local communication)

DIA

GN

OS

TIC

AL

GO

RIT

HM

S

Local communication:

Closing shunt release

Operating mechanism

springs charged

Opening shunt release

Closing signaling status

Phase current

Temperature

Model, Type and S/N

Auxiliary voltage

Equipment data

Parameters

+

-

+

-Binary inputs

Current sensor

RFID

Common

Configuration

tool

LEDs

Monitoring tool via USB port

RFID TAG


On-site

MyRemoteCare Condition monitoring

2G/3G

mobile

network

Secure private channel

MyRemoteCare

@ABB Data

center

Customer

ABB Service Specialist

LOCAL SERVICE

CENTER

MyRemoteCare portal Condition monitoring







Alternativas?


Que es Retrofit? :

Por que Retrofiting?:

Para incrementar la seguridad

Por los efectos de envejecimiento,

desgaste mecanico y / o eléctrico

Incrementar confiabilidad

Actualizacion de parámetros nominales

actualizacion de tecnologia

(comunicacion y/o operacion remota)

Menores costos de mantenimiento y

operacion

Perdida de experiencia en rango de

producto

No mas disponibilidad de repuestos

Cambio de function

Porque se puede hacer sin sacar la

barra de servicio

es Renovar una instalación existente con componentes que no estaban disponibles al momento del diseño y Modernización


RetrofitRetrofit en Interruptores

El cliente necesita:

Actualizar sus instalaciones motivado a lasnuevas demandas operativas.

Opciones / Alternativas del cliente:

Reemplazo completo de toda la instalación.

Responsabilidad de ABB

Reemplazo de los equipos obsoletos porinterruptores ABB actuales, acondicionadosmecánica y eléctricamente para reemplazarlos existentes.

Mas de 200 soluciones/diseñosdesarrollados tanto para equipos ABB comono ABB.

Beneficios para el cliente

Mejoramiento de la confiabilidad, seguridad,mantenimiento, y la actualización de lainstalación existente.

Menor inversión (tiempo/dinero).

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ABB response and solutions

HD4-12.12.32 HD4-12.12.40 VD4-12.12.32 HD4-12.32.40DIARC-DR


Retrofit en Interruptores

ABB

ABB Brampton

ABB Stromberg

Adda

Allis

Allis Chalmers

Ansaldo

Asea

Asea Brown Boveri

ASEA Limited

BBC

BBC Ladenburg

Brown Boveri (BBC)

BRUSH Switchgear

Limited

Calor Emag

CEM GARDY

Crompton Greaves

Cutler-Hammer

EJF Brno

Electro-George

Energo-Invest

England

Federal Pacific

Fuji

Gardy SA

General Electric

Gold Star

GS

Hitachi

ITE

Kirloskar

LK-NES

Loughborough

Magrini

McGraw Edison

MERLIN GERIN

NGEF Ltd

Oerlikon

Panel Gardy SA

Polish

Powell

Radaconsher

Reyrolle

Ritter

Russian

SACE

SACE

Schatgeratewerk (VEM)

Secheron AG

Siemens

Siemens Ltd.

Tianshui Chancheng

Various

VaV Switchgear Co.

Budapest-Hungary

VEM

Voltas (M&G)

Westinghouse

ZWAR Warszawa

200 desarrollos en otras marcas


© ABB Group

RetrofitRetrofit en Interruptores

©A

BB

P

T. -

Page 2

2

Servicios en Media Tensión

Ventajas técnicas que ofrece ABB para la solución de un Retrofit

aplicado a un tablero antiguo:

Contenedor Tipo PB

A) Compartimiento del Interruptor1. Dispositivo de señalización de tensión (bajo

pedido sólo para PowerCube PB/M).

2. Puerta a prueba de arco interno.

3. Ventana de inspección con vidrio de

seguridad.

4. Agujero para insertar palanca de extracción

segura.

5. Cortinas metálicas de cierre automático.

6. Monobloques de aislamiento.

7. Seccionador de puesta a tierra (bajo pedido).

8. Ventilador (sólo para 3600 A y 4000 A PB3 y

para 2500 A PB5).

B) Compartimiento de medición11. Gaveta de potencial (bajo pedido – sólo para

PowerCube PB/M).

A

B

1

5

3

2

6

7

8

4

11


ABB ArgentinaPP Service – One Fit Concept

Inspecciones y Supervisiones

Solución novedosa de retrofit con contenedor, exclusiva de ABB que permite con una mínima

intervención mecánica realizar la transformación de la celda en poco tiempo (4 a 6hs). Es aplicable a

tableros de hasta 17,5kV y 2000A nominales, utilizando interruptores extraíbles standard hasta 1250A

y especiales para 1600 y 2000A.

El precio es competitivo.

Video


Retrofit para protecciones

Servicios de Media Tensión


Programa de Retrofit para proteccionesEtapas del programa de Retrofit

Etapas del proyecto Tareas

Ingeniería

Lectura de ajustes desde protecciones EXISTENTE(planta cliente)

Seleccionar protecciones según requerimientos del cliente

Adaptar ajustes a las protecciones 615

Documentación

Ensayos

(planta ABB o planta cliente)

Caja de pruebas (pruebas funcionales)

Plantilla de pruebas (actuación de protecciones)

Documentación

Montaje e instalación y Curso de

Capacitación

Desmontaje de protecciones EXISTENTE

Calado de puerta (herramienta dedicada)

Montaje de protección 615

Documentación


Mantenimiento de reles SPACOM - Concepto

El mantenimiento preventivo es un

concepto de servicio complete que

incluye hardware y servicio.

El mantenimiento preventivo es realizado

para prevenir problemas causados por

envejecimiento. Tambien puede incluir

acciones de reparación.

Servicio ideal para clientes con equipos

de mas de 10 años de antigüedad.


Mantenimiento de reles SPACOM - Concepto

Kits de mantenimiento preventivo

Basado en información estadística un kit

de hardware es creado incluyendo

partes de repuesto para el

mantenimiento preventivo de relés.

Los kits incluyen la versión mas reciente

de módulos de fuente de alimentación y

módulos de contactos de salida.

Mantenimiento preventvo es una

solución económica para asegurar las

capacidades de protección de

Protecciones antiguas.

Los modulos cambiados se garantizan

por 2 años.







Alternativas?


Aumentando la Seguridad ante eventos de Arco Interno en Celdas de Media Tensión (UFES)

Ultra Fast Earthing Switch - UFES


Errores humanos

Polución

Condiciones inseguras

Sobretensiones

Roedores

Fallas mecánicas

Equipos defectuosos

(Por ejemplo transformadores de tensión)

Algunas Razones de los Accidentes de Arco mas comunes Causas


Productos para minimizar las consecuencias de un Arco Interno

Nuestro objetivo: Alcanzar el mas alto nivel de protección para celdas de media tensión,

en todo lo que involucre a un evento por las fallas de arco interno.

Dispositivos de protección convencionales (ej. REF6…)

Detección de fallas por relé estándar.

Extinción del arco a través del interruptor (aguas arriba).

Relé de protección de acción rápida adicional a la protección (ej. REA)

Relé de protección especial de rápida detección de arco.

Extinción del arco a través del interruptor (aguas arriba).

Con y sin REA (Video)


Ultra Fast Earthing Switch type UFES


Detección ultra rápida del arco por el

UFES, tipo electrónico QRU1

Extinción ultra rápida del arco por el

UFES, tipo de conexión U1

Libera el área afectada aguas arriba del

interruptor

Introducción

ABB desarrollo un producto innovador que involucra al sistema de protección para

celdas de media tensión.

El mas alto nivel de protección para celdas de media tensión, en todo lo que involucre a

un evento por las fallas de arco interno.

(Video)


Ultra Fast Earthing Switch type UFES Prueba de arco interno, con y sin dispositivo de protección

Compartimiento del

interruptor luego

de un arco.

Compartimiento

de conexión de

cables luego del

arco.Evento

SIN

pro

tecció

nU

FE

S

Evento

CO

N p

rote

cció

nU

FE

S Compartimiento de

barras luego de un

arco con

protección activa

UFES.

Compartimiento de

barras donde

comenzó el arco.


Ultra Fast Earthing Switch type UFES Comparación

Evento SIN protección UFES Evento CON protección UFES

Compartimiento de barras luego del evento con

protección activa UFES.

Compartimiento de barras luego del del del

evento sin la protección activa UFES (50kA /

100ms)

Compartimiento de barras luego del del del evento

sin la protección activa UFES (50kA / 100ms)


Ultra Fast Earthing Switch type UFES Diferencias

Warc

[kVAs]* * Tensión de arco constante y y

corriente de CC por unidad de tiempo Uarc · Ik · t = Warc (linear function)

Tiempo [ms]


No hay consecuencias

Prevención de daños térmicos

Reduce drásticamente la presión sobre la celda

Relé de protección rápida

Consecuencias limitadas para el equipo y el personal (dependiendo del diseño de la celda)

Funde el Acero

Funde el Cobre

Funde el Cable

Dispositivo de protección convencional

Posibles consecuencias fatales (si la protección no esta bien seteada)

Fuego, explosión, lesiones del personal (dependiendo del diseño de la celda)


Ultra Fast Earthing Switch type UFESElemento de corte

Flujo de corriente

Luego del disparo

Dirección de

movimiento

Drive

Dispositivo

De vacío

Posición de Servicio

Posición después del

disparo

210 m

m

Ø 137 mm

Peso Max. ~ 5,5 kg


1. Formación del arco

Ultra Fast Earthing Switch type UFES Descripción y secuencia del evento


2. Detección del arco por luz o por monitoreo de

sobrecorriente




3. ~ 1-2 ms luego de la detección

El elemento electrónico envía la orden de

realizar al conmutación al UFES , y en

paralelo envía el disparo del disparo aguas

arriba del interruptor)


sobrecorriente




4. ≤ 4 ms luego de la detección

Crea un cortocircuito directo a tierra, poniendo

así las 3 fases a tierra.

Lo que produce es la interrupción y la no

propagación del arco


sobrecorriente









5. Luego de 80 ms

Finalmente se termina la corriente de falla que

circula a través de los elementos de

conmutación, aguas arriba del interruptor

4. ≤ 4 ms luego de la detección

Crea un cortocircuito directo a tierra, poniendo

así las 3 fases a tierra.

Lo que produce es la interrupción y la no

propagación del arco


sobrecorriente









Ultra Fast Earthing Switch type UFES Características

Tensión nominal Max:

Ur = 40.5 kV Ik = 40 kA (3s)

Valores máximo de corta duración:

Ik = 50 kA (3s), 63 kA (1s) Ur = 17.5 kV

Demostración de un Arco Eléctrico en 100 ms 50kAmp Sin y Con UFES en

una celda de media tensión (video)

EN 0 Internal arc test UniGear ZS1 50kA 100ms with and without UFES complete 167s_2011-1025.wmv


IS – Limiter – Limitando la corriente de corto Circuito

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