Fallas Comunes de Equipo Fallas Comunes de Equipo Eléctrico Primario en Eléctrico Primario en

Subestaciones de PotenciaSubestaciones de Potencia

Subestación de PotenciaSubestación de Potencia

Las Subestaciones de Potencia desempeñan Las Subestaciones de Potencia desempeñan una función muy importante ya que son los una función muy importante ya que son los nodos de entrada y salida de los paquetes de nodos de entrada y salida de los paquetes de energía para su envío a grandes distancias, energía para su envío a grandes distancias, regulación o distribución.regulación o distribución.

Equipo Eléctrico Primario de las Equipo Eléctrico Primario de las Subestaciones Subestaciones

Interruptores de Potencia.Interruptores de Potencia. Transformadores de Instrumento:Transformadores de Instrumento:a.a. Transformadores de Corriente.Transformadores de Corriente.

b.b. Transformadores de Potencial Inductivo y Capacitivo.Transformadores de Potencial Inductivo y Capacitivo.

Transformadores de Potencia.Transformadores de Potencia. Cuchillas Secionadoras.Cuchillas Secionadoras. Apartarrayos.Apartarrayos.

Causas de fallas en Equipo Eléctrico Causas de fallas en Equipo Eléctrico Primario:Primario:

Cuando el aislamiento del equipo se encuentra en buenas Cuando el aislamiento del equipo se encuentra en buenas condiciones puede estar sujeto a sobre tensiones de corta condiciones puede estar sujeto a sobre tensiones de corta duración transitorios debidas a descargas atmosféricas duración transitorios debidas a descargas atmosféricas (rayos) directas o indirectas. Estas sobre tensiones producen (rayos) directas o indirectas. Estas sobre tensiones producen fallas en el aislamiento, resultando corrientes de falla o corto fallas en el aislamiento, resultando corrientes de falla o corto circuito con valores muchas veces mayores que la corriente circuito con valores muchas veces mayores que la corriente nominal.nominal.

Otra causa de falla es el envejecimiento del aislamiento el Otra causa de falla es el envejecimiento del aislamiento el cual puede producir ruptura aun al valor del voltaje nominal.cual puede producir ruptura aun al valor del voltaje nominal.

Objetos externos que rompen distancias de fase a tierra y Objetos externos que rompen distancias de fase a tierra y entre fases( Aves, Quema de Maleza, Árboles etc.)entre fases( Aves, Quema de Maleza, Árboles etc.)

Tipos de fallasTipos de fallas

Fallas de fase a tierra: Fallas de fase a tierra: Acortamiento de distancias, Acortamiento de distancias, descargas atmosféricas, caída de conductores al piso.descargas atmosféricas, caída de conductores al piso.

Fallas Permanentes: Fallas Permanentes: Perforación o ruptura de Perforación o ruptura de aislamientos, ruptura de conductores, perforación de aislamientos, ruptura de conductores, perforación de boquillas, explosión de cámaras de interruptores etc.boquillas, explosión de cámaras de interruptores etc.

Fallas Transitorias: Fallas Transitorias: Son de corta duración y están Son de corta duración y están creadas por sobre tensiones transitorias debidas al creadas por sobre tensiones transitorias debidas al flameo de los aislamientos.flameo de los aislamientos.

Efectos de las Fallas Efectos de las Fallas

Si las fallas no son liberadas prontamente se Si las fallas no son liberadas prontamente se pueden presentar los siguientes efectos:pueden presentar los siguientes efectos:

1.1. Daños en Generadores, Transformadores, Daños en Generadores, Transformadores, Interruptores y Transformadores de Instrumentos.Interruptores y Transformadores de Instrumentos.

2.2. Fallas con arco eléctrico pueden desencadenar en Fallas con arco eléctrico pueden desencadenar en incendios.incendios.

3.3. Pueden reducir la calidad del voltaje dentro del Pueden reducir la calidad del voltaje dentro del Sistema Eléctrico.Sistema Eléctrico.

4.4. Pueden producir sobrecalentamiento en barras y Pueden producir sobrecalentamiento en barras y todas las uniones de conductores primarios dentro todas las uniones de conductores primarios dentro de la Subestación de Potencia.de la Subestación de Potencia.

Interruptores de PotenciaInterruptores de Potencia Los interruptores de Potencia son: Los interruptores de Potencia son: DDispositivos destinados

a abrir o cerrar circuitos en condiciones normales de carga, o en condiciones anormales que se presentan en el caso de fallas.

Tareas fundamentales de los Interruptores de Tareas fundamentales de los Interruptores de Potencia:Potencia:

1. Cerrado, debe ser un conductor ideal.2. Abierto, debe ser un aislador ideal.3. Cerrado, deber ser capaz de interrumpir la corriente a que fue

diseñado, rápidamente en cualquier instante, sin producir sobrevoltajes peligrosos.

4. Abierto, debe ser capaz de cerrar rápidamente y en cualquier instante, bajo corrientes de falla, sin soldarse los contactos por las altas temperaturas.

Elementos Constructivos Principales de los Elementos Constructivos Principales de los Interruptores de PotenciaInterruptores de Potencia

1. Cámaras de Interrupción: Extinción en gas SF6, aceite pequeño y gran volumen , vació y soplo de aire.

2. Aislamientos.

3. Gabinete de mando y control 129vcd para el control y 127- 220 vca para la fuerza.

4. Mecanismo de accionamiento: Hidráulico, Neumático, Resorte.

Interruptores Gran volumen de Interruptores Gran volumen de Aceite y Gas SF6Aceite y Gas SF6

Fallas Comunes Interruptores de Fallas Comunes Interruptores de PotenciaPotencia

Mayores: Mayores: Atascamientos de barras de accionamiento, Atascamientos de barras de accionamiento, explosión de cámaras de arqueo debido a que el Int. explosión de cámaras de arqueo debido a que el Int. No abre completamente por desprendimiento de No abre completamente por desprendimiento de casquillos de unión entre barra de accionamiento y casquillos de unión entre barra de accionamiento y contactos móviles.contactos móviles.

Menores. Menores. Falla en los circuitos de control, falla en los Falla en los circuitos de control, falla en los equipos de monitoreo como son: perdida presión de equipos de monitoreo como son: perdida presión de gas SF6, nitrógeno, aceite, aire y resortes gas SF6, nitrógeno, aceite, aire y resortes destensados. Aperturas en falso debido al destensados. Aperturas en falso debido al aterrizamiento de los cables de control.aterrizamiento de los cables de control.

Causas de Fallas MayoresCausas de Fallas Mayores El no atender los siguientes criterios de El no atender los siguientes criterios de

Mantenimiento:Mantenimiento: El Numero de Operaciones.- Esta dirigido ala conservación El Numero de Operaciones.- Esta dirigido ala conservación

de los contactos, medio de interrupción y mecanismo de de los contactos, medio de interrupción y mecanismo de operación.operación.

kilo amperes acumulados.- Esta enfocado específicamente kilo amperes acumulados.- Esta enfocado específicamente ala cámara de Interrupción y se cuentan los ka acumulados ala cámara de Interrupción y se cuentan los ka acumulados durante la fallas en tiempo determinado.durante la fallas en tiempo determinado.

Condiciones Ambientales.- En forma particular se debe Condiciones Ambientales.- En forma particular se debe considerar el equipo que se encuentra cerca de las costas, considerar el equipo que se encuentra cerca de las costas, refinerías, desechos industriales en climas muy extremosos.refinerías, desechos industriales en climas muy extremosos.

Baja capacidad Interruptiva debido al incremento en el nivel Baja capacidad Interruptiva debido al incremento en el nivel de corto circuito.de corto circuito.

Contacto fijo dañado por un Penetración Contacto fijo dañado por un Penetración defectuosa con el contacto móvil Int. de defectuosa con el contacto móvil Int. de

Pot. 245 kvsPot. 245 kvs

Barra de Accionamiento y Contacto Barra de Accionamiento y Contacto Fijo de Int. Pot. Siemens 230 kvs.Fijo de Int. Pot. Siemens 230 kvs.

Desmontaje de Cámara de ExtinciónDesmontaje de Cámara de Extinción

Interruptor de Potencia Explotado, inicia con una falla menor ya que Interruptor de Potencia Explotado, inicia con una falla menor ya que pierde gas SF6 y no se bloquea por perdida de gas y al presentarse una pierde gas SF6 y no se bloquea por perdida de gas y al presentarse una falla en el equipo que protegía el Int. Intenta abrir sin medio de extinción. falla en el equipo que protegía el Int. Intenta abrir sin medio de extinción. lo que desencadena en una falla mayor.lo que desencadena en una falla mayor.

Son Transformadores diseñados no para Son Transformadores diseñados no para transferir potencia, sino para suministrar transferir potencia, sino para suministrar Señales de Corriente o tensión adecuada a los Señales de Corriente o tensión adecuada a los aparatos de medición.aparatos de medición.

Como se muestra en la figura siguiente:Como se muestra en la figura siguiente:

Transformadoresde

Instrumentos

Transformadoresde Potencial

(TP’s)

Inductivos (TPI’s)

Transformadoresde Corriente

(TC’s)

Capacitivos (TPC’s)

Transformadores de InstrumentoTransformadores de Instrumento

LINEALINEA

85 KV85 KV

H1H1

X1X1

H2H2

X2X2

H1H1

X1X1

H2H2

X2X2

X1X1 X2X2

P1P1 P2P2

X1X1 X2X2

P1P1 P2P2AA

BB

CC

TRANSF.TRANSF.DEDE

CORRIENTECORRIENTE

TRANSF.TRANSF.DEDE

POTENCIALPOTENCIAL

MEDICION O PROTECCIONMEDICION O PROTECCION

AA

BB

CC

CARGACARGA

DIAGRAMA DE CONEXIONES DE TRANSFORMADORES PARA DIAGRAMA DE CONEXIONES DE TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOSINSTRUMENTOS

Conexiones BasicasConexiones Basicas

Proceso Fabricación TC 230 kvs.Proceso Fabricación TC 230 kvs.

Transformador de Potencial Transformador de Potencial Capacitivo e InductivoCapacitivo e Inductivo

Fallas de Transformadores de Fallas de Transformadores de InstrumentosInstrumentos

Menores:Menores: 1.1. Fugas de aceite en compensador , fisuras o roturas en la Fugas de aceite en compensador , fisuras o roturas en la

membrana de caucho. TCS y TPS.membrana de caucho. TCS y TPS.

2.2. Fugas de aceite en palanca de potencial y perdida del mismo en Fugas de aceite en palanca de potencial y perdida del mismo en unión de capacitores TPCS.unión de capacitores TPCS.

Mayores:Mayores: Explosión debida a la perdida excesiva de aceite y Explosión debida a la perdida excesiva de aceite y fallas transitorias, en lugares de gran contaminación fallas a tierra fallas transitorias, en lugares de gran contaminación fallas a tierra debido a el flameo del aislamiento. TCS, TPS, TPCS.debido a el flameo del aislamiento. TCS, TPS, TPCS.

Perdida de aceite en CompensadorPerdida de aceite en Compensador

Válvulas de no Retorno no Funcionan Válvulas de no Retorno no Funcionan Correctamente en el CompensadorCorrectamente en el Compensador

Cabezal roto por Presión propia de Cabezal roto por Presión propia de Transformador de CorrienteTransformador de Corriente

Fallas de Transformadores de PotenciaFallas de Transformadores de Potencia

Fallas mayores:Fallas mayores:

1.1. Boquillas.Boquillas.

2.2. Cambiadores de derivaciones con carga.Cambiadores de derivaciones con carga.

3.3. Conexiones internas flojas Puntos Calientes.Conexiones internas flojas Puntos Calientes.

4.4. Corto circuito entre espirasCorto circuito entre espiras.. Fallas menores:Fallas menores:

1.1. Operación en falso de relevadores de instrumentos.Operación en falso de relevadores de instrumentos.

2.2. Falla en los circuitos de alarma del transformador.Falla en los circuitos de alarma del transformador.

Conexión de boquillas de 15.5 kvs 2000 amp Conexión de boquillas de 15.5 kvs 2000 amp propensas a falsos contactos por vibración en propensas a falsos contactos por vibración en

el Transformador.el Transformador.

Fallas de BoquillasFallas de Boquillas

La boquilla en un Transformador de Potencia tiene la La boquilla en un Transformador de Potencia tiene la función de conectar las guías de los devanados hacia función de conectar las guías de los devanados hacia el exterior manteniendo la hermeticidad y aislamiento el exterior manteniendo la hermeticidad y aislamiento eléctrico.eléctrico.

Por sus características intrínsecas las boquillas están Por sus características intrínsecas las boquillas están sometidas a grandes esfuerzos dieléctricos al tener sometidas a grandes esfuerzos dieléctricos al tener que soportar grandes diferencias de potencial en que soportar grandes diferencias de potencial en espacios físicos reducidos, esta característica los hace espacios físicos reducidos, esta característica los hace ser uno de los elemento más susceptible de falla de un ser uno de los elemento más susceptible de falla de un transformador.transformador.

Boquilla de 245 kvs debido al degramiento del aislamiento, Boquilla de 245 kvs debido al degramiento del aislamiento, con el paso del tiempo desencadena en descargas parciales y con el paso del tiempo desencadena en descargas parciales y produce explosión.produce explosión.

Revisión de Conexiones en Cambiador Revisión de Conexiones en Cambiador de Derivaciones sin Carga Operación de Derivaciones sin Carga Operación

Manual.Manual.

Cambiadores de Derivaciones de Cambiadores de Derivaciones de Operación con Carga.Operación con Carga.

Componentes:Componentes:1.1. Cabezal del conmutadorCabezal del conmutador

2.2. Deposito de aceite del ruptorDeposito de aceite del ruptor

3.3. RuptorRuptor

4.4. Selector de tomasSelector de tomas

5.5. Mando a motorMando a motor

6.6. Relevadores de protección (flujo y sobre presión)Relevadores de protección (flujo y sobre presión)

Vista general del conmutador bajo carga tipo MIII-500.a.- Cabezal del conmutador, b.- Depósito de aceite del ruptor. c.-

Accionamiento del selector de Tomas. d.- Selector de Tomas fino. e.- Preselector.

Selector de TomasSelector de Tomas

Válvula de Sobre presión y Sobre Válvula de Sobre presión y Sobre flujoflujo

Mando a Motor Accionado por 220 vcaMando a Motor Accionado por 220 vca

Fallas comunes en cambiadores de Fallas comunes en cambiadores de Derivaciones con CargaDerivaciones con Carga

Fallas en los circuitos de control. El mecanismo al ser Fallas en los circuitos de control. El mecanismo al ser accionado no se detiene en los finales de carrera y accionado no se detiene en los finales de carrera y sufre falla en el conmutador.sufre falla en el conmutador.

Conexiones que se aflojan en el selector de tomas Conexiones que se aflojan en el selector de tomas ( puntos calientes).( puntos calientes).

En cambiadores de subestaciones de líneas radiales En cambiadores de subestaciones de líneas radiales donde se opera con mucha frecuencia para regulación donde se opera con mucha frecuencia para regulación del voltaje el aceite tiende a degradarse rápidamente y del voltaje el aceite tiende a degradarse rápidamente y si no se sustituye corre el peligro de incendio.si no se sustituye corre el peligro de incendio.

Falla de Aislamiento por Contaminación en Falla de Aislamiento por Contaminación en Boquilla 115 kvs de TransformadorBoquilla 115 kvs de Transformador

CUCHILLAS SECCIONADORAS

Es un dispositivo primario de maniobra diseñado para seccionar un circuito de potencia sin flujo de corriente solo con potencial o sin el en forma visible. Fallas puntos calientes, flameo de aislamiento circuitos de control.

Mecanismo de accionamiento cuchilla doble Mecanismo de accionamiento cuchilla doble apertura vertical falla común desajuste de las levas apertura vertical falla común desajuste de las levas de paro de fin de carrera lo que produce daños en de paro de fin de carrera lo que produce daños en

fusibles mecánicos.fusibles mecánicos.

APARTARRAYOS

Es un dispositivo primario diseñado para proteger otro equipo mas delicado o costoso contra sobre tensiones causadas por descargas atmosféricas, maniobras entre

otras. Fallas comunes Explosión debido fallas transitorias severas cuando el aislamiento ya esta deteriorado o cuando el blindaje de las subestaciones y líneas de Transmisión (hilo de guarda) no protege debido a una alta resistencia en los valores de red de tierras.

Gracias por su AtenciónGracias por su Atención

Ing. Juan Antonio Salinas VelásquezIng. Juan Antonio Salinas Velásquez

Jefe de oficina Subestaciones DepartamentoJefe de oficina Subestaciones Departamento

Transmisión de la CFE.Transmisión de la CFE.

Calle del Heno N0 2310Calle del Heno N0 2310

TEL. 6232870 y 6232842.TEL. 6232870 y 6232842.