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SISTEMA DE MONITOREO DEL GAS SF6

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by

Alcides Báez Chavez

on 16 August 2017

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Transcript of SISTEMA DE MONITOREO DEL GAS SF6

SISTEMA DE MONITOREO DEL GAS SF6 EN UNA SUBESTACIÓN ENCAPSULADA
SUBESTACIONES ENCAPSULADAS
Ventajas de las Subestaciones Encapsuladas
Configuraciones usuales
Juego de barras dobles
PROPUESTA TÉCNICA
RECOMENDACIONES
Conceptos Básicos
Juego de barras simple
Físicas
Introducción
NATURALEZA DEL PROYECTO
Descripción
Objetivos
General
Específicos
Desarrollar un sistema de monitoreo del gas SF6 para mejorar la operación y el mantenimiento en una subestación encapsulada.
 Desarrollar la programación del controlador lógico programable para el procesamiento de la información, su análisis y posterior envió de señales.
Validar la funcionalidad del sistema desarrollado mediante la simulación de condiciones de trabajo por softwares especializados.
Propuesta de diseño
SISTEMA DE MONITOREO
- Desarrollamos un sistema de monitoreo de las variables físico-químicas del gas.
- Se elaboró un software encargado del procesamiento de los datos capturados que permitió la visualización del estado de las variables.
- Provisión de un registro de datos sobre las tendencias del gas en el tiempo.
- Desarrollar un sistema de monitoreo de eventos independiente.
¡MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!
 Desarrollar un sistema eficaz y de fácil utilización, aplicable a las subestaciones encapsuladas existentes que realizan las lecturas de forma analógica
3
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6
Universidad Nacional de Asunción
Facultad Politécnica
Ingeniería en Electrónica - Énfasis Control Industrial
Sistema de Monitoreo del gas SF6 en una Subestación Encapsulada
Autores
Alcides Báez Chávez
Roberto Raúl Romero Arroyo

Orientador
Prof. Ing. Carlos María Penayo Martí

San Lorenzo - Paraguay
Agosto - 2017

Una subestación encapsulada es el conjunto de dispositivos y aparatos eléctricos inmersos en el gas Hexafluoruro de Azufre (SF6).
Subestación Parque Caballero - ANDE
Foto tomada por los autores
Juego de barras en anillo
13
Interruptor y medio
El Hexafluoruro de Azufre (SF6)
Es incoloro, inodoro, no tóxico y no inflamable.
Es 5 veces más pesado que el aire.
La capacidad dieléctrica es de 2.5 a 3 veces la del aire.
Posee excelentes propiedades de interrupción del arco.
Permanece en la atmósfera unos 3200 años.
Químicas
Capacidad dieléctrica del gas SF6.
La potencia dieléctrica o capacidad de aislamiento en una GIS depende principalmente de la presión del gas.
Subestación Parque Industrial Hernandarias - ANDE
Foto tomada por los autores.
Estación Parque Caballero - ANDE. Foto tomada por los autores
Este proyecto abarca el desarrollo de un sistema de monitoreo de una subestación encapsulada, brinda la posibilidad de captar las variaciones en los principales parámetros: presión y densidad del gas SF6.
Justificación
Teniendo en cuenta que en el Paraguay el monitoreo del gas SF6 en las subestaciones encapsuladas se realizan de forma manual y con equipos analógicos, los cuales pueden estar ubicados en lugares de difícil acceso, dificultando la visualización de las medidas de los parámetros, aumentando el riesgo existente para el operador y la instalación en caso de una eventual fuga del gas SF6, y además el tiempo que conlleva tomar nota de las lecturas.
La implementación del sistema propuesto evitaría estos inconvenientes, puesto que las lecturas de los datos se realizan de forma remota.
 Diseñar la interfaz gráfica del sistema SCADA para la visualización permanente de las principales variables del gas.
Comparación de las características físicas del gas SF6 con el aire
CONTENIDO
Características
Alto potencial de efecto invernadero
Peligrosidad
Según la norma NFPA 704 (National Fire Protection Association), el SF6 tiene los siguientes riesgos:
Salud: ligeramente peligroso.
Inflamabilidad: no inflamable.
Inestabilidad: estable.
Subestación GIS
Sensor SF6
PLC
SCADA
Protección
Alarmas
CONCLUSIONES
- Expandir el sistema a las demás subestaciones.
Estación Parque Caballero
Compartimiento Blindado
Especificaciones Técnicas
Controlador Lógico Programable
Sistema SCADA
Entorno de Programa
Modulo de Salidas
Digitales
Señal de bloqueo
Alarmas
LECTURAS DE ENTRADA ANALÓGICAS
tiempo de conversión = 23 ms.
EJECUCIÓN DEL PROGRAMA
= 10 ms.
ACTUALIZACIÓN SALIDAS DIGITALES
de 0 a 1 = 0,1 ms.
Situación Actual
Estación Parque Caballero

INVERSIÓN NECESARIA
RESULTADOS
- La utilización de este sistema permite una optimización de las estrategias de mantenimiento.
Aviso para calibración del sensor
Pruebas de funcionamiento
Programación del PLC
Lectura del sensor
Programa principal
Configuración de alarmas.
Sistema SCADA
Introducción
Situación actual
Propuesta Técnica
Resultados
Inversión necesaria
Conclusiones
Recomendaciones
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Itaipu Binacional
Entidad Binacional Yacyretá
Subestación Blue Towers
Evolución de la rigidez dieléctrica del aire y del SF6 en función de la presión,
Fuente: Schneider Electric. Cuaderno Técnico nº 171. La ruptura por auto-expansión. [en linea]. www.schneider-electric.es/es/download/document/CT-171-Z002/
Fuente: Aula moisan. Subestaciones Electricas. [en linea].http://www.aulamoisan.com/software-moisan/subestaciones-electricas
Fuente: Aula moisan. Subestaciones Electricas. [en linea].http://www.aulamoisan.com/software-moisan/subestaciones-electricas
Fuente: Aula moisan. Subestaciones Electricas. [en linea].http://www.aulamoisan.com/software-moisan/subestaciones-electricas
Fuente: Aula moisan. Subestaciones Electricas. [en linea].http://www.aulamoisan.com/software-moisan/subestaciones-electricas
Fuente: NFPA 704. Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response. NFPA. 31 Aug. 2014 [en línea]. http://www.nfpa.org/codes-and-standards/document-information-pages?mode=code&code=704
Fuente: WIKA Data Sheet modelo 233.52.100 TI [en línea]. http://www.wika.es/upload/DS_SP6005_GB_7922.pdf
Fuente: Siemens Industry. S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP [en línea]. https://support.industry.siemens.com/cs/attachments/59191914/s71500_cpu1516_3_pn_dp_manual_en-US_en-US.pdf?download=true
Fuente: Siemens Industry. S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP [en línea]. https://support.industry.siemens.com/cs/attachments/59191914/s71500_cpu1516_3_pn_dp_manual_en-US_en-US.pdf?download=true
Tipos
Dependiendo del nivel de tensión se clasifican en:
Monopolar
Tripolar
5
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Fuente:http://www.toshiba-tds.com/tandd/products/giswitchgear/en/agis.htm
Fuente: RODRIGUEZ, Francis. Subestaciones eléctricas encapsuladas. 2003. P. 8
Disponible en: http://www.eby.org.ar/
Foto tomada por los autores
Foto tomada por los autores
FACTIBILIDAD DEL PROYECTO
Al producirse una falla en los equipos de la GIS, para su reparación y posterior puesta en servicio, se tienen los siguientes costos:
119
Factibilidad del proyecto
Naturaleza del proyecto
Subestación AIS
Subestación GIS
1901
Descubrimiento
1937
Uso en equipos eléctricos
http://www.directindustry.es/prod/ningbo-tianan-group-co-ltd/product-161499-1713051.html
https://www.buscabiografias.com/biografia/verDetalle/8498/Henri%20Moissan
1967
Uso en interruptores de potencia
http://new.abb.com/medium-voltage/apparatus/circuit-breakers/outdoor
CASTILLO, Roberto. Proyecto de una Subestación Encapsulada en SF6. 2009.
En la Estación Parque Caballero se utilizan 22,5 kg. de gas SF6 por cada interruptor, se cuentan con 12 interruptores que totalizan 270 kg. de gas.
SUBESTACIONES ENCAPSULADAS EN PARAGUAY
Introducción
PLC S7-1500, CPU 1516-3 PN/DP
Alimentación de sistema: 120/230V AC/DC.
Memoria de trabajo para programa: 1MB.
Entradas digitales: 16 x 24 VDC.
Salidas digitales: 8 x 24 VDC, 2A.
Entradas analógicas: 8 x U/I/RTD/ TC.
Memory Card: 12MB.
Protocolos soportados: TCP/IP, UDP, MODBUS.
Libreria SIPLUS RIC, IEC 60870-5-101, 60870-5-103, 60870-5-104.
Enclavamiento del interruptor
2
5
18
34
36
58
120
56
75
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