Equipos de media tensión expuestos a alta humedad y / o fuerte contaminación (y Parte 3ª)

TEMPERATURA

 

General

 

Como ya se mencionó anteriormente, las variaciones de temperatura conducen a la condensación en condiciones de alta humedad.

Variaciones de temperatura dentro de las celdas

 

Para reducir las variaciones de temperatura, siempre instale resistencias calefactoras anticondensación dentro de las celdas MT si la humedad relativa promedio puede permanecer alta durante un largo período de tiempo.

 

Estas resistencias deben funcionar continuamente, las 24 horas del día durante todo el año.

 

Nunca los conecte a un sistema de control o regulación de temperatura, ya que esto podría provocar variaciones de temperatura y condensación, así como una vida útil más corta para las resistencias calefactoras.

 

Asegúrese de que las resistencias ofrezcan una vida útil adecuada (las versiones estándar son generalmente suficientes).

 

Variaciones de temperatura dentro del centro de transformación

 

Se pueden tomar las siguientes medidas para reducir las variaciones de temperatura dentro del centro de transformación:

 

• Implemente las medidas descritas en la sección anterior sobre ventilación.

• Mejore el aislamiento térmico del centro para reducir los efectos de las variaciones de temperatura del exterior en la temperatura del interior.

• Evite el calentamiento del centro de transformación si es posible. Si se requiere calefacción, asegúrese de que el sistema de regulación y / o el termostato sean lo suficientemente precisos y diseñados para evitar cambios de temperatura excesivos (por ejemplo, no mayores a 1 ° C).

Si no hay disponible un sistema de regulación de temperatura suficientemente preciso, es preferible dejar la calefacción encendida continuamente, las 24 horas del día durante todo el año.

 

• Elimine las corrientes de aire frío de las zanjas de cables bajo las celdas o de aberturas en el centro (debajo de puertas, juntas de techo, etc.).

 

AMBIENTE Y HUMEDAD EN EL CENTRO DE TRANSFORMACIÓN

 

 

General

 

Varios factores externos al centro de transformación pueden afectar la humedad en el interior.

Plantas

 

Evitar el crecimiento excesivo de plantas alrededor del centro de transformación.

Impermeabilización del centro de transformación

 

El techo del centro no debe tener fugas. Evitar techos planos para los cuales la impermeabilización es difícil de implementar y mantener.

Humedad en zanjas de cables

 

Asegurarse de que las zanjas de cables estén secas en todas las condiciones.

 

Una solución parcial es agregar arena al fondo de las zanjas de cables.

Diferentes estudios han demostrado que esta solución reduce la corrosión dentro de las celdas, sin embargo, si estas requieren protección contra el arco interno, esta solución se debe estudiar cuidadosamente.

 

PROTECCIÓN CONTRA LA CONTAMINACIÓN Y LIMPIEZA

 

General

 

La contaminación excesiva favorece las corrientes de fuga, el rastreo y la descarga en aisladores. Para evitar la degradación de los equipos de MT por contaminación, es posible proteger el equipo contra la contaminación o limpiar regularmente la contaminación existente.

 

Protección

 

La aparamenta de MT interior puede protegerse mediante envolventes que proporcionan un grado de protección (IP) suficientemente alto.

 

Limpieza

 

Si no está completamente protegido, el equipo de MT deberá limpiarse regularmente para evitar la degradación por contaminación por polución.

 

La limpieza es un proceso crítico. El uso de productos inadecuados puede dañar irreversiblemente el equipo.

AIRE ACONDICIONADO

 

General

 

El aire acondicionado es la forma ideal de controlar la temperatura y la humedad en un centro de transformación o subestación.

Actualmente existen en el mercado sistemas muy eficientes.

Algunos están equipados con filtros para reducir la entrada de contaminación y polvo.

 

Recomendaciones

 

Si está considerando este tipo de sistema:

 

• Póngase en contacto con un fabricante o especialista de aire acondicionado de renombre.

• Defina su necesidad claramente:

- la combinación de temperatura y humedad debe permanecer por encima de la curva del punto de rocío para evitar la condensación

- rango de temperatura (-5 ° C a 40 ° C)

- filtro para reducir la contaminación y la entrada de polvo

- vida útil esperada

 

CABLEADO

 

General

 

El equipo MV debe cablearse de acuerdo con las normas y reglamentos aplicables.

 

Algunas reglas de cableado se describen en los manuales de instalación.

 

El cableado incorrecto puede causar descargas parciales que producen ozono.

 

El ozono es un gas agresivo que ataca los enlaces químicos de materiales aislantes, especialmente en presencia de condensación o contaminación.

 

Recomendaciones

 

• Preste especial atención al posicionamiento de pantallas de puesta a tierra, pantallas de control de tensión y pantallas semiconductoras.

 

• Terminaciones de cable:

 

- Como las terminaciones de los cables difieren de un rango a otro, consulte el catálogo respectivo para obtener la solución más adecuada.

FUENTE:

Instruction guide Schneider Electric: Medium Voltage equipment on sites exposed to high humidity and/or heavy pollution

 

POSTS RELACIONADOS:

Influencia del entorno medio ambiental en los transformadores secos

https://imseingenieria.blogspot.com/2020/02/influencia-del-entorno-medio-ambiental.html

Factores de carga de los transformadores instalados en CT’s prefabricados

https://imseingenieria.blogspot.com/2016/08/factores-de-carga-de-los.html

Cálculo de la Ventilación forzada de un CT con un transformador de 1000 kVA

https://imseingenieria.blogspot.com/2015/11/calculo-de-la-ventilacion-forzada-de-un.html

Ventilación de Centros de Transformación

https://imseingenieria.blogspot.com/2015/07/ventilacion-de-centros-de-transformacion.html

Protección térmica en transformadores secos encapsulados (clase F)

https://imseingenieria.blogspot.com/2017/12/proteccion-termica-en-transformadores.html

 

 

 

Equipos de media tensión expuestos a alta humedad y / o fuerte contaminación (Parte 2ª)

VENTILACIÓN

 

General

 

Generalmente se requiere ventilación del centro para disipar el calor producido por los transformadores y permitir el secado después de períodos particularmente lluviosos o húmedos.

 

Sin embargo, varios estudios han demostrado que la ventilación excesiva puede aumentar drásticamente la condensación.

 

Por ejemplo, el siguiente gráfico muestra el riesgo de condensación en un centro de transformación MT enfriada por ventilación natural con las aberturas de ventilación abiertas y con las aberturas de ventilación bloqueadas al 40% y 20% de su área inicial.

 

Hay que tener en cuenta que si, por ejemplo, el calor que se va a evacuar del centro es inferior a A, las curvas roja y azul reflejan una ventilación muy sobrediseñada, lo que corresponde a un riesgo mucho mayor de condensación en el centro de transformación.

 

Por lo tanto, la ventilación debe mantenerse al nivel mínimo requerido.

 

Además, la ventilación nunca debe generar variaciones bruscas de temperatura que puedan hacer que se alcance el punto de rocío.

 

Por esta razón:

 

Se debe usar ventilación natural siempre que sea posible. Si es necesaria una ventilación forzada, los ventiladores deben funcionar continuamente para evitar fluctuaciones de temperatura.

 

Téngase en cuenta que la ventilación excesiva también aumentará la entrada de polvo y contaminación.

 

Las pautas para dimensionar las entradas y salidas de aire de los centros de transformación se presentan a continuación.

 

Dimensiones de las aberturas de ventilación

 

Métodos de cálculo

 

Existen varios métodos de cálculo disponibles para estimar el tamaño requerido de las aberturas de ventilación de los centros, ya sea para el diseño de nuevos centros de transformación o la adaptación de los existentes para los cuales se han producido problemas de condensación.

• método básico

 

Este método se basa en la disipación del calor del transformador.

 

- Las áreas de superficie de aberturas de ventilación requeridas S y S 'se pueden estimar utilizando las siguientes fórmulas:

dónde:

 

S = Área de la abertura de ventilación inferior (entrada de aire) [m²] (superficie de rejilla deducida) S ’= Área de abertura de ventilación superior (salida de aire) [m²] (superficie de rejilla deducida) P = Potencia total disipada [W]

P es la suma de la potencia disipada por:

- el transformador (disipación en vacío y a plena carga)

- la aparamenta de BT

- la aparamenta de MT

H = Altura entre los puntos medios de las aberturas de ventilación [m]

 

Nota:

 

Esta fórmula es válida para una temperatura media anual de 20 ° C y una altitud máxima de 1000 m.

 

- Ejemplo:

 

Perdidas totales del transformador = 7,970 W

Disipación de aparamenta de baja tensión = 750 W

Disipación de aparamenta de MT = 300 W

La altura entre los puntos medios de ventanas de ventilación es de 1,5 m.

 

Cálculo:

 

Potencia disipada P = 7970 + 750 + 300 = 9020 W

• Método más completo

 

- Otra posibilidad es la siguiente fórmula basada en varios aspectos del diseño de centros de transformación.

dónde:

 

S = Área de abertura de ventilación inferior (entrada de aire) [m²]

S ’= Área de abertura de ventilación superior (salida de aire) [m²]

P = Potencia disipada total [W]

P es la suma de la potencia disipada por:

- el transformador (disipación sin carga y debido a la carga)

- la aparamenta de BT

- la aparamenta de MT

Si = Área de la superficie del recinto i [m²]

Ki = coeficiente de transmisión de la superficie i [W / m²K]

- K = 7 para chapas de acero

- K = 3 para 10 cm y 2.5 para 20 cm de hormigón

- K = 0 para el suelo (sin transmisión de calor a través del suelo)

T = Clase de envolvente (aumento de temperatura del transformador) [K]

G = coeficiente de la rejilla

- G = 0.28 a 0.77 para celosías de hoja de chevron (0.38 por 90º simples chevron)

- G < 0.2 para tipos más complejos como vigas en C superpuestas

- G alrededor de 0.6 para chapa perforada con agujeros rectangulares

H = Altura entre los puntos medios de aberturas de ventilación [m]

 

Nota:

 

Esta fórmula proporciona áreas de aberturas de ventilación más pequeñas que el método anterior porque tiene en cuenta la disipación a través de las paredes, el techo y las puertas.

 

- Ejemplo:

 

Disipación del transformador (pérdidas totales)= 7,970 W

Disipación de aparamenta de baja tensión = 750 W

Disipación de aparamenta de MT = 300 W

 

El área del centro de transformación está compuesto por:

 

- 14,6 m² de muros de hormigón (10 cm de espesor)

- 7.0 m² de techo de hormigón (10 cm de espesor)

- 6.2 m² de puertas metálicas

 

La clase térmica del recinto es 10 K (según IEC 61330)

La rejilla de ventilación es del tipo chevron (G = 0.4).

La altura entre los puntos medios de aberturas de ventilación es de 1,5 m.

 

Calculo:

 

• Pruebas

 

Los métodos anteriores se pueden usar para estimar el tamaño requerido de aberturas de ventilación del centro de transformación, sin embargo, los mejores resultados se obtienen mediante pruebas.

 

- Para los nuevos centros, el proveedor debe realizar pruebas para garantizar que el sistema de ventilación proporcionado no sea demasiado grande.

- Para los centros existentes que presentan condensación, se pueden realizar pruebas para determinar si las áreas de abertura de ventilación se pueden reducir sin exceder los límites máximos de aumento de temperatura del transformador en las peores condiciones posibles.

 

Situación de las aberturas de ventilación

 

Para favorecer la evacuación del calor producido por el transformador por convección natural, las aberturas de ventilación deben ubicarse en la parte superior e inferior de la pared cerca del transformador.

 

El calor disipado por las celdas de MT es insignificante.

 

Para evitar problemas de condensación, las aberturas de ventilación del centro deben ubicarse lo más lejos posible de las celdas.

Centro de Transformación MT/ BT sobreventilado

 

Las celdas de MT están sometidas a variaciones bruscas de temperatura.

 

Centro de Transformación con ventilación adaptada

 

Las celdas de MT no están sujetas a variaciones bruscas de temperatura.

 

Si las celdas de MT están separadas del transformador, la sala que contiene las celdas requiere una ventilación mínima para permitir el secado de cualquier humedad que pueda ingresar a el recinto.

Tipo de aberturas de ventilación.

 

Para reducir la entrada de polvo, contaminación, neblina, etc., las aberturas de ventilación del centro de transformación deben estar equipadas con deflectores de hoja de chevron. Se debe asegurar siempre de que los deflectores estén orientados en la dirección correcta.

Ventilación de celdas de MT

 

Cualquier necesidad de ventilación natural es tomada en cuenta por el fabricante del diseño de celdas de MT. Nunca deben agregarse aberturas de ventilación al diseño original.

Continua en: Equipos de media tensión expuestos a alta humedad y / o fuerte contaminación (y Parte 3ª)

https://imseingenieria.blogspot.com/2020/07/equipos-de-media-tension-expuestos-alta_27.html

Equipos de media tensión expuestos a alta humedad y / o fuerte contaminación (Parte 1ª)

RECOMENDACIONES PARA SU INSTALACIÓN Y UTILIZACIÓN

 

 

INTRODUCCIÓN

 

Las celdas de MT cumplen funciones de seguridad y, por lo tanto, deben instalarse de acuerdo con ciertas prácticas profesionales.

 

El propósito de este documento es proporcionar pautas generales sobre cómo evitar o reducir en gran medida la degradación de los equipos de MT en sitios expuestos a alta humedad y alta contaminación.

 

 

Condiciones de servicio normales para equipos de interior MT

 

El equipo de MT consta de celdas de MT modulares o unidades compactas (Ring Main) aisladas en SF6 generalmente instaladas en centros de transformación prefabricados junto con transformadores y aparamenta de baja tensión.

 

Todos los equipos de MT cumplen con las normas específicas y con IEC 62271-1 “Aparamenta de alta tensión, parte 1 (especificaciones comunes)”. Esta última define las condiciones normales para la instalación y el uso de dichos equipos.

Por ejemplo, con respecto a la humedad, la norma menciona:

 

2.1 Condiciones normales de servicio

2.1.1 Aparamenta interior bajo envolvente metálica

e) Las condiciones de humedad son las siguientes:

- el valor medio de la humedad relativa, medido durante un período de 24 h, no superará el 90%;

- el valor promedio de la presión de vapor de agua, durante un período

de 24 h no excederá de 2.2 kPa;

- el valor medio de la humedad relativa, durante un período de un mes no superarà el 90%;

- el valor promedio de la presión de vapor de agua, durante un período de un mes no excederá de 1.8 kPa;

 

Para estas condiciones, ocasionalmente puede existir condensación.

 

NOTA 1 - Se puede esperar condensación cuando ocurren cambios bruscos de temperatura en períodos de alta humedad.

 

NOTA 2 - Para resistir los efectos de la alta humedad y condensación, como la ruptura del aislamiento o la corrosión de las partes metálicas, se debe usar celdas diseñadas para tales condiciones y probadas en consecuencia.

 

NOTA 3 - La condensación puede evitarse mediante un diseño especial del edificio, mediante la ventilación y calefacción adecuadas del centro de transformación* (o subestación) o mediante el uso de equipos de deshumificación.

*Este artículo al referirse a centros de transformación también lo hace extensivo a edificios de subestación

Como se indica en la norma, la condensación puede ocurrir ocasionalmente incluso en condiciones normales. La norma continúa indicando medidas especiales con respecto a las instalaciones de la subestación que pueden implementarse para evitar la condensación (Nota 3).

 

Usar bajo condiciones severas

 

Bajo ciertas condiciones severas relacionadas con la humedad y la contaminación, en gran medida más allá de las condiciones normales de uso mencionadas anteriormente, los equipos eléctricos diseñados correctamente pueden sufrir daños por la corrosión rápida de las partes metálicas y la degradación de la superficie de las partes aislantes.

 

Medidas correctoras para problemas de condensación

 

Diseñe o adapte cuidadosamente la ventilación del centro de transformación

 

• Mantenga la ventilación del centro al mínimo requerido para la evacuación del calor del transformador y reducir las variaciones de temperatura.

• Use ventilación natural en lugar de ventilación forzada siempre que sea posible.

• Si se requiere ventilación forzada, haga funcionar los ventiladores continuamente.

• Ubique las aberturas de ventilación del centro de transformación lo más lejos posible de las celdas de MT.

• Nunca agregue aberturas de ventilación a las celdas de MT.

 

Evitar variaciones de temperatura

 

• Instale resistencias de calefacción anticondensación dentro de las celdas de MT y déjelos funcionar continuamente, es decir, sin control automático o manual.

• Mejorar el aislamiento térmico del centro de transformación.

• Evite el calentamiento del centro si es posible.

• Si se requiere calefacción, asegúrese de que el sistema de regulación de temperatura evite grandes cambios de temperatura o deje la calefacción encendida continuamente.

• Elimine las corrientes de aire frío de las zanjas de cables, debajo de las puertas, etc.

 

Eliminar las fuentes de humedad en el entorno del centro de transformación.

 

• Evite el crecimiento excesivo de plantas alrededor del centro.

• Repare cualquier fuga en el techo del centro de transformación.

• Evite que la humedad de las zanjas de cable ingrese a las celdas de MT.

 

Instalar un sistema de aire acondicionado.

 

• El aire acondicionado es la forma más segura de controlar la humedad y la temperatura.

• Utilice siempre un proveedor de renombre.

• Defina claramente sus necesidades.

 

Asegúrese de que el cableado esté de acuerdo con las reglas aplicables

 

• Preste especial atención al posicionamiento de los apantallamientos de puesta a tierra, de control de tensión y pantallas semiconductoras de cables).

• Es posible utilizar terminaciones de cable de contracción en frío, pero asegúrese de que estén instaladas correctamente.

 

Medidas correctoras para problemas de contaminación.

 

• Equipar las aberturas de ventilación del centro con deflectores para reducir la entrada de polvo y contaminación.

• Mantenga la ventilación del centro de transformación al mínimo requerido para la evacuación del calor del transformador y reducir la entrada de contaminación y polvo.

• Use celdas MT con un grado de protección (IP) suficientemente alto.

• Utilice sistemas de aire acondicionado con filtros para restringir la entrada de contaminación y polvo.

• Limpie regularmente todos los rastros de contaminación del metal y las piezas aislantes.

 

CONDENSACIÓN

 

Como se produce la condensación

 

La condensación es la transformación de un gas o vapor en líquido. Tiene lugar en el aire cuando el aire se satura con vapor de agua y da como resultado la formación de agua líquida.

 

Dos procesos pueden conducir a la saturación del aire con vapor de agua y la posterior condensación:

 

• Un aumento de la humedad a temperatura constante.

• Un descenso de temperatura a humedad constante.

La relación entre temperatura, humedad y condensación se describe mediante la curva del «punto de rocío». El punto de rocío es la temperatura a la que se debe enfriar una porción de aire a un nivel de humedad dado y una presión barométrica dada para condensarse en agua.

Fuentes de humedad

 

La humedad que causa la condensación en las celdas de MT puede provenir de cuatro fuentes diferentes:

 

• La atmósfera

• Fugas de agua en el centro de transformación.

• Presencia de agua en zanjas de cables.

• Crecimiento excesivo de plantas alrededor del centro de transformación.

Fuentes de variación de temperatura.

 

La variación de temperatura que causa la condensación en celdas de MT puede ser el resultado de:

 

• Ventilación excesiva o discontinua.

 

• Insuficiente aislamiento térmico del centro de transformación.

• Sistema de control de calefacción del centro de transformación.

• Corrientes de aire frío por las zanjas de cables u otras aberturas (debajo de las puertas, etc.).

POLUCIÓN

 

General

 

Ciertas regiones o lugares están expuestos a una fuerte contaminación.

 

·      Contaminación industrial

·      Ciertas regiones urbanas

Problemas relacionados

 

Si no se toman precauciones, la contaminación se depositará en:

 

• Componentes aislantes, que conducen a la degradación por efecto corona y rastreos de arco.

• Piezas metálicas, que conducen a la corrosión.

 

Inspección y diagnostico de la ubicación del material

 

La presencia de los siguientes fenómenos se puede utilizar para detectar problemas de degradación de equipos de MT relacionados con la condensación y la contaminación.

Dentro del Centro de Transformación:

• Condensación

• Acumulación de polvo o contaminación por contaminación

• Zumbido (efecto corona)

·      Olor a Ozono

Dentro de las celdas

• condensación

• Acumulación de polvo o contaminación por polución atmosférica.

• Corrosión de componentes metálicos (por ejemplo, divisor de tensión, terminales de cable, terminales de conexión)

• Descargas visibles alrededor de las terminaciones del cable (aislamiento de la aparamenta, divisores capacitivos, extremos del cable).

• Chalking (pistas blancas) en el aislamiento (aislamiento de aparamenta, divisores capacitivos, extremos de cable).

• Erosión y arborización (huellas negras) en el aislamiento.

 

Conclusiones

 

Cuando la inspección del centro revela problemas relacionados con la condensación y la contaminación, se pueden implementar medidas correctivas para evitar la degradación de los equipos de MT.

 

Las medidas correctivas pueden referirse a:

 

• ventilación

• Temperatura

• Ambiente y humedad del centro de transformación.

• Protección y limpieza contra la contaminación.

• Aire acondicionado

• Cableado

Continua en: Equipos de media tensión expuestos a alta humedad y / o fuerte contaminación (Parte 2ª)

https://imseingenieria.blogspot.com/2020/07/equipos-de-media-tension-expuestos-alta_26.html