© 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.
© ABBSlide 2April 21, 2016
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)
© ABBSlide 3April 21, 2016
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
© ABBSlide 4April 21, 2016
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
© ABBSlide 5April 21, 2016
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
© ABBSlide 6April 21, 2016
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
© ABBSlide 7April 21, 2016
Desafíos para aumentar la seguridad
Condición de los equipos (MySiteCare)
Modernización: Retrofits
Distancia (Extracción Motorizada)
Tiempo: Retrofit Reles, REA, UFES
Alternativas?
© ABBSlide 8April 21, 2016
Desafíos para aumentar la seguridad
Condición de los equipos (MySiteCare)
Modernización: Retrofits
Distancia (Extracción Motorizada)
Tiempo: Retrofit Reles, REA, UFES
Alternativas?
© ABBSlide 10April 21, 2016
MyRemoteCareApplication
(*) Depends on breaker (know-how, spare parts, etc.)
Productos
Activos
Productos
Obsoletos
Equipamiento
NO ABB
© ABBSlide 11April 21, 2016
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
© ABBSlide 12April 21, 2016
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
© ABBSlide 13April 21, 2016
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
© ABBSlide 14April 21, 2016
Desafíos para aumentar la seguridad
Condición de los equipos (MySiteCare)
Modernización: Retrofits
Distancia (Extracción Motorizada)
Tiempo: Retrofit Reles, REA, UFES
Alternativas?
© ABBSlide 15April 21, 2016
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
© ABBSlide 16April 21, 2016
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).
© ABBSlide 17April 21, 2016
ABB response and solutions
HD4-12.12.32 HD4-12.12.40 VD4-12.12.32 HD4-12.32.40DIARC-DR
© ABBSlide 18April 21, 2016
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
© ABBSlide 19April 21, 2016
© 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
© ABBSlide 20April 21, 2016
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
© ABBSlide 22April 21, 2016
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
© ABBSlide 23April 21, 2016
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.
© ABBSlide 24April 21, 2016
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.
© ABBSlide 25April 21, 2016
Desafíos para aumentar la seguridad
Condición de los equipos (MySiteCare)
Modernización: Retrofits
Distancia (Extracción Motorizada)
Tiempo: Retrofit Reles, REA, UFES
Alternativas?
© ABBSlide 26April 21, 2016
Aumentando la Seguridad ante eventos de Arco Interno en Celdas de Media Tensión (UFES)
Ultra Fast Earthing Switch - UFES
© ABBSlide 27April 21, 2016
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
© ABBSlide 28April 21, 2016
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)
© ABBSlide 29April 21, 2016
Ultra Fast Earthing Switch type UFES
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)
© ABBSlide 30April 21, 2016
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.
© ABBSlide 31April 21, 2016
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)
© ABBSlide 32April 21, 2016
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)
© ABBSlide 33April 21, 2016
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]
Ultra Fast Earthing Switch type UFES
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)
© ABBSlide 34April 21, 2016
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
© ABBSlide 35April 21, 2016
1. Formación del arco
Ultra Fast Earthing Switch type UFES Descripción y secuencia del evento
© ABBSlide 36April 21, 2016
2. Detección del arco por luz o por monitoreo de
sobrecorriente
Ultra Fast Earthing Switch type UFES Descripción y secuencia del evento
1. Formación del arco
© ABBSlide 37April 21, 2016
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)
2. Detección del arco por luz o por monitoreo de
sobrecorriente
1. Formación del arco
Ultra Fast Earthing Switch type UFES Descripción y secuencia del evento
© ABBSlide 38April 21, 2016
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
2. Detección del arco por luz o por monitoreo de
sobrecorriente
1. Formación del arco
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)
Ultra Fast Earthing Switch type UFES Descripción y secuencia del evento
© ABBSlide 39April 21, 2016
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
2. Detección del arco por luz o por monitoreo de
sobrecorriente
1. Formación del arco
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)
Ultra Fast Earthing Switch type UFES Descripción y secuencia del evento
© ABBSlide 40April 21, 2016
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)
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