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Estudio de dimensionamiento de sistema de compensación reactiva

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ADS-136-2014-SEAL

Rev. 1

15. Anexo 8 – Especificaciones técnicas 1. a.

Generalidades Propósito de la especificación Esta especificación cubre los requisitos mínimos para el diseño, fabricación, suministro y pruebas del Banco de Capacitores en 10 kV y sus componentes como fusibles, Celda Metal enclosed, transformadores de corriente, transformadores de voltaje, aisladores de soporte y demás accesorios requeridos para su correcta operación. El Banco de Capacitores y sus componentes serán utilizados en la Empresa Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. (SEAL). Los requerimientos específicos del Banco de Capacitores y sus componentes serán mostrados en la Hoja de Datos, adjuntos a esta especificación. El Banco de Capacitores y sus componentes deben ser suministrados de acuerdo con las condiciones técnicas y de operación según los requerimientos especiales de la Hoja de Datos y la presente especificación. El Banco será suministrado completo con todos sus componentes. Esta Especificación Técnica, Hoja de Datos, normas, planos y demás documentos adjuntos y/o relacionados, no son de carácter limitativo. El Proveedor, a su criterio, podrá ampliarlos en caso lo juzgue necesario, siempre que sea para el mejor y correcto desempeño del Banco de Capacitores, siendo estas modificaciones de su entera responsabilidad.

b.

Información de Ingeniería requerida con la oferta Completar el formato de la Hoja de Datos adjunto con esta Especificación y presentar con la oferta. Todos los valores indicados en la Hoja de Datos serán considerados valores garantizados, dentro de los límites de tolerancia, como lo especifican las principales normas.

c.

Integridad de contrato Suministrar, sin cargo adicional,

accesorios y/o aparatos que

no hayan

sido

específicamente mencionados, pero que son usuales o necesarios para la instalación, operación ó mantenimiento del Banco de Capacitores.

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Alcance

2.1. Trabajo incluido a.

Equipo El diseño, fabricación, pruebas y entrega del Banco de Capacitores en 10 kV y sus componentes, de acuerdo con la Especificación y Hoja de Datos.

b.

Documentos Técnicos Suministro de planos, datos técnicos, reportes de pruebas y manuales de instalación, operación y mantenimiento. El fabricante suministrará el alcance de los trabajos a cerca del ensamble completo e indicará las partes que serán suministradas separadamente. También debe considerarse la supervisión en obra si esta fuera necesaria. Los datos de ingeniería proporcionados serán para el equipo tal como fue especificado y ordenado. Los datos típicos no son aceptables a menos que estén revisados mostrando el equipo tal como está siendo suministrado. Todos los símbolos y sistemas de identificación de cableado estarán de acuerdo a los estándares aplicables ANSI ó IEC.

c.

Repuestos Suministro de repuestos recomendados para una correcta operación.

d.

Puesta en servicio Asistencia de personal acreditado y capacitado para la puesta en servicio, en caso de ser requerido.

2.2. Trabajo no incluido  Cimentación y pernos de anclaje. 

Instalación y pruebas en campo del Banco de Capacitores.



Conexión de todo el cableado de fuerza y de control externo.



Diseño del equipamiento para el alimentador del Banco de Capacitores.

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Diseño y condiciones de servicio a.

Especificaciones relacionadas Los bancos de condensadores serán instalados en las subestaciones de Challapampa, Cono Norte, La Curva y Chucarapi, que pertenecen al sistema eléctrico de SEAL y están instalados a una altura menor a 1000 msnm.

b.

Normas y códigos Los equipos, materiales, componentes y funciones se diseñarán, construirán, probarán y funcionarán en estricta concordancia con las últimas normas aplicables, requerimientos, recomendaciones y guías de las siguientes organizaciones: Generales: 

Código Nacional de Electricidad – Utilización 2006



Código Nacional de Electicidad – Suministro 2011



International Electrotechnical Commission (IEC)



National Electrical Manufacturers Asociation (NEMA)



Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE )



American National Standards Institute (ANSI)

Específicas: 

IEC 60871-1 : Shunt capacitors for a.c. power systems having a rated voltaje above 1000V:

Part 1: General – Performance, testing and rating – Safety requirements –

Guide for installation and operation. 

IEC 60871-2 : Shunt capacitors for a.c. power systems having a rated voltaje above 1000V:



IEC 60871-3 : Shunt capacitors for a.c. power systems having a rated voltaje above 1000V:



Part 2: Endurance testing

Part 3: Protection of shunt capacitors and shunt capacitors banks

IEC 60871-4 : Shunt capacitors for a.c. power systems having a rated voltaje above 1000V:

Part 4: Internal fuses



IEEE Std 18 : IEEE Standard for Shunt Power Capacitors



IEC 60549

: High-voltage fuses for the external protection of shunt power capacitors

El Proveedor y el Fabricante son responsables de estar bien informados de los requisitos de estos estándares y códigos. Cualquier cambio o alteración del equipo para que cumpla con los requisitos de estos estándares y códigos será a costo del vendedor. Siempre que el equipo propuesto por el Proveedor no pueda cumplir completamente los requisitos de la Especificación, tales excepciones las debe indicar claramente el Proveedor. Estudio de dimensionamiento de sistema de compensación reactiva Junio 2015

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No se permitirá ninguna excepción a menos que sean aprobadas por escrito por el Comprador. En todos los planos aplicables se indicará los números de las funciones de los dispositivos de protección utilizados según estándar ANSI.

c.

Requerimientos de diseño El equipo a ser suministrado con estas especificaciones será en todos sus aspectos de la más alta calidad, de los últimos avances en tecnología y de diseño moderno de ingeniería. El equipo será diseñado para facilitar su montaje y mantenimiento en campo, garantizando el cumplimiento de las especificaciones con un mínimo de mantenimiento en campo para la clase del equipo especificado. El equipo será libre de peligros de seguridad al personal autorizado de operaciones y al público en general. El Banco de Capacitores requerido será apropiado para operar en las condiciones ambientales, climáticas indicadas en el presente documento. El Banco de Capacitores y todos sus componentes serán diseñados siguiendo los criterios generales requeridos en el presente documento y en las tablas de datos técnicos “TDTBC1”.

d.

Características del suministro de energía Para los valores de suministro de energía, referirse al documento “Tabla de Datos Técnicos – Banco de Capacitores en 10 kV”.

4.

Descripción del banco de capacitores en celda 10 kV

a.

General El Banco de Capacitores será de tipo compensación automático ó Fijo, y

estará

constituido por un arreglo de unidades de capacitores monofásicas en configuración doble estrella (Para etapas mayores a 1MVAR/10kV) con los neutros conectados entre sí, pero aislados de tierra, montado en una celda Metal enclosed con grado de protección IP 52, para funcionamiento al interior. El suministro debe incluir el equipamiento completo del Banco, con todos los componentes y accesorios necesarios para su instalación, puesta en servicio y operación. Aunque no haya sido especificado explícitamente, el suministro debe incluir repuestos, herramientas especiales para su mantenimiento, planos, manuales de instrucción, informes de pruebas y demás documentos y servicios relacionados con este equipo. El Banco de Capacitores será conectado y desconectado a través de contactores Estudio de dimensionamiento de sistema de compensación reactiva Junio 2015

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monopolares para la maniobra de corrientes capacitivas, localizado en la celda del mismo banco. Los otros componentes del Banco de Capacitores (transformadores de tensión, corriente, relé de protección del alimentador) estarán ubicado en el interior de la celda. b.

Estructura. El proveedor del Banco de Capacitores deberá considerar el diseño y suministro de celdas metal enclosed incluyendo toda la ferretería, accesorios y piezas especiales. El diseño de la estructura debe considerar mantener la cantidad de partes diferentes tan pocas como sea posible, para facilitar el transporte, el montaje y las inspecciones. La estructura deberá ser autosoportada, de montaje vertical, de acero laminado y diseñada para soportar el peso de todos los equipos componentes del Banco de Capacitores. Deberá cumplir con las exigencias de pintura para su operación

c.

Protección del banco de capacitores Teniendo en cuenta las características eléctricas del sistema al que se conectará el Banco de Capacitores, este deberá proporcionarse con Reactores de inserción (Inrush) o con Reactores Desintonizados de ser necesario. El proveedor será responsable del diseño y suministro de estos reactores, debiendo informar las características y parámetros de tales reactores. El Banco de Capacitores será provisto con fusibles individuales externos de alta capacidad de ruptura, que deberán aislar en el condensador en caso de falla interna. Deberá poseer una indicación de operación claramente visible desde el exterior, además de aislar el condensador fallado sin causar daño en las otras unidades. Para la selección del fusible, se debe considerar un margen suficiente de operación que evite el disparo por motivos de sobrecorrientes ó sobrevoltajes causados por transitorios al energizar el Banco.

El

Proveedor podrá ofrecer otra alternativa, la cual será analizada por el Cliente. Deberá incluirse además, un sistema de detección de desequilibrio entre fases, que de alarma y protección de sobrecorriente y desbalance al Banco de Capacitores. Dicho sistema deberá incluir todos los equipos necesarios para la función descrita, tales como: transformadores de corriente, transductores, relés de protección, amperímetros, etc. Este sistema estará adecuadamente protegido contra actuaciones erróneas por circulación de corrientes armónicas. Este sistema estará instalado en la parte frontal del Banco de condensadores en celda Metal enclosed

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Unidad capacitiva de media tensión Los Capacitores que componen el Banco deben ser estáticos, monofásicos, construidos en un estanque metálico sellado, con terminales accesibles y aislados. Deberán contar con manillas para su manipulación y/o traslado. Cada unidad del Banco debe poseer una resistencia de descarga interna, con el objeto de reducir la tensión a la cual queda cargado el condensador al ser desconectado de la red. La reducción de tensión será desde el valor de cresta hasta 75 V ó menos en un tiempo no mayor a 10 minutos (600 segundos) después de desconectadas las unidades. El líquido dieléctrico deberá ser biodegradable. No se aceptará como líquido dieléctrico impregnantes en el interior de los Capacitores a aquellos que en su composición contengan difenilos policlorados (PCB). El estanque o recipiente que contiene a los electrodos, resistencia y dieléctricos, estará construido de acero inoxidable con un recubrimiento protector tal que su superficie interior y exterior no sean atacadas por el líquido impregnante y el medio ambiente respectivamente. En la construcción de los Capacitores, se debe considerar que las placas internas sean de aluminio o calidad superior, con dieléctrico de película de polipropileno. La potencia de cada condensador, calculada a partir de la capacidad medida a tensión y frecuencia nominal, deberá estar dentro del rango de 100% y 110% de la potencia nominal. Todos los Capacitores deberán ser aptos para operar con un 110% de su tensión nominal en régimen continuo. Los Capacitores serán apropiados para operar con una corriente de línea de al menos 1.3 veces la corriente nominal. De utilizarse reactores limitadores de corriente de conexión o reactores limitadores antiarmónicas, la tensión nominal de las unidades se aumentará en el valor de incremento de tensión debido a la presencia de los reactores.

e.

ARMONICOS Cuando se prevea la instalación de cargas eléctricas no lineales se estudiará, para cada cuadro de transformador, el impacto en la tasa de armónicos de las nuevas cargas. Estos estudios deben considerar, además de las nuevas cargas, los valores reales de armónicos en la instalación existente, por lo que durante el desarrollo de la fase del proyecto se realizarán las medidas de los armónicos existentes que sean necesarias. Los estudios también tendrán en cuenta los posibles fenómenos de resonancia que pudieran aparecer en la instalación.

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Aisladores Los aisladores deberán poseer distancias de fuga acordes con la altitud de instalación, niveles de polución y nivel de tensión definido (10 kV). Las características dieléctricas de los aisladores de los Capacitores se coordinarán con los valores correspondientes al aislamiento de los mismos. Los aisladores soporte de la estructura de montaje y los aisladores de pedestal del Banco de Capacitores deberán ser de porcelana y formarán parte del suministro.

g.

Reactores Reactores de Choque El reactor Inrush o de amortiguamiento tendrá

la misma tensión nominal del

Banco de condensadores al cual será conectado como también estará conectado en serie con los condensadores. El reactor será diseñado para soportar la misma corriente del banco de condensadores incluidos sobrecargas. La corriente nominal del mismo normalmente es a 1.43 veces la corriente nominal de la Etapa a la cual estará conectado.

Reactores Desintonizados El reactor Desintonizado o de amortiguamiento tendrá una misma tensión nominal del Banco de condensadores al cual será conectado como también estará conectado en serie con los condensadores. Así mismo debe de limitar el flujo de las corrientes armónicas en los condensadores. El reactor será diseñado para su operación con cargas con contenido de armónicas. En ausencia de compatibilidad electromagnética puede ser usado el estándar IEC 61000-212. Los reactores se diseñan con resistencia suficiente para soportar, sin sufrir daños o la pérdida de la vida, las fuerzas mecánicas tanto tiempo en funcionamiento y durante la instalación. Las cargas consideradas en el diseño deberán incluir los generados por las fuerzas electromagnéticas, fuerzas debidas a la expansión y contracción causada por la temperatura ambiente y la variación de carga. La tolerancia de la reactancia para reactor de filtro será  3 % de la nominal Ln. El bobinado del reactor será de cobre o aluminio.

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Placa de características Debe incluirse una placa de características en cada uno de los Capacitores conteniendo la información indicada en la norma IEC 60871-1. Así mismo, deberá incluirse una placa de características correspondiente al Banco de Capacitores según lo indicado en la misma norma. Las placas deberán ser de acero inoxidable y deberán estar en idioma español.

i.

Repuestos y equipos especiales El Proveedor deberá recomendar y cotizar los repuestos necesarios para la operación y mantenimiento del Banco durante un período de 5 años, así como todos aquellos que sean necesarios para la etapa de montaje, pruebas y puesta en servicio, incluyendo un medidor de capacitancia.

j.

Descargadores de sobretensiones El proveedor del Banco de Capacitores verificará la necesidad de que el Banco de condensadores debá estar protegido contra sobretensiones de origen atmosférico mediante descargadores de sobretensiones (pararrayos), los cuales deberán cumplir con lo indicado en la norma IEC 60099.

k.

Seccionador de puesta a tierra El Banco de Capacitores deberá ser provisto de un seccionador tripolar de puesta a tierra, para garantizar una operación segura en las labores de inspección y/o mantenimiento. Deberá ser de accionamiento manual y para instalación interior ó exterior, según corresponda. El equipo deberá tener una placa de características de acero inoxidable que contenga al menos la información señalada en la norma IEC 60129.

5.

Ensamble y pruebas Antes de su embarque, el Banco de Capacitores será completamente ensamblado, cableado y probado por el Fabricante. Al someterlo a cualquiera de las pruebas, los equipos no deberán fallar, comportarse anormalmente ni presentar ningún deterioro visible. El Comprador tendrá el derecho de presenciar todas las pruebas y será notificado con por lo menos 10 días hábiles de adelanto de cualquier prueba para permitir que su representante esté presente. En caso que los componentes descritos a continuación sean fabricados por un único fabricante, éste deberá realizar las siguientes pruebas de rutina en fábrica o en un

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laboratorio autorizado. En caso contrario, el Proveedor deberá entregar los protocolos de pruebas respectivos realizados por el fabricante del equipo. Las pruebas de recepción en fábrica serán realizadas de acuerdo a las recomendaciones de la norma IEC 60871 ó IEEE Std. 18, según corresponda. Para el Banco de Capacitores en celda Metal enclosed, el Proveedor efectuará las pruebas al conjunto de los equipos efectivamente montados sobre las estructuras, cuando corresponda. Se deberán considerar las siguientes pruebas de recepción en fábrica: 

Verificación dimensional e inspección general.



Pruebas mecánicas y verificación de enclavamientos.



Verificación de pintura.



Pruebas de rutina a los Capacitores según norma.



Reporte de pruebas tipo según norma.

Con ocasión de las pruebas de recepción en fábrica, el proveedor deberá entregar los protocolos de pruebas de rutina de los siguientes equipos, en caso que formen parte del suministro del Banco de Capacitores: 

Interruptores.



Seccionadores de puesta a tierra.



Transformadores de corriente.



Relés.



Descargadores de sobretensión.



Reactores.

El Proveedor proporcionará además, protocolos de pruebas tipo efectuadas según normas a Capacitores de características similares ofertados a los ofrecidos.

6.

Inspección, Transporte y previsiones para el manejo y montaje en obra El representante autorizado del Comprador tendrá libre acceso a los talleres del Vendedor en cualquier momento, para propósitos de inspección u obtener información acerca del progreso de los trabajos. El equipo debe ser embarcado ensamblado siempre que sea factible. Cuando deba ser enviado en secciones, se proporcionarán materiales e instrucciones para su ensamble en obra. Cada sección del envío será equipada con ángulos de elevación desmontables o placas convenientes para los ganchos o eslingas de la grúa. Cada sección del envío también será equipada con bases de canal de acero desmontable, que permitirán el uso de rodillos o de los patos sin dañar el acero del marco del equipo. La preparación para el envío estará de acuerdo con los estándares del Proveedor, a menos que se indique lo contrario en la orden de compra.

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Los materiales inapropiadamente detallados, fabricados o ensamblados, que serán instalados en campo, y que requiera trabajo extra, será de responsabilidad del Proveedor, quien asumirá el costo completo de la corrección de los errores de venta, y reemplazar las partes incorrectamente fabricadas. Cada paquete, caja y/o embalaje será identificado con el número de la orden de compra, número del ítem dentro de la orden de compra y el número de identificación del equipo. El empacado debe ser adecuado para uso a la intemperie. El Banco de Capacitores será transportado ensamblado a la máxima extensión posible como es permitido por las limitaciones de transporte. Un juego de instrucciones de instalación, operación y mantenimiento será enviado con el Banco de Capacitores.

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TABLA DE DATOS TECNICOS DEL BANCO DE CONDENSADORES FIJO SUBESTACIÓN LA CURVA 200KVAR, 10KV ITEM

DESCRIPCION

1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08

DATOS GENERALES Nombre del fabricante Modelo (designación de fábrica) País de origen Norma de construcción y ensayo Instalación Altura de instalación sobre el nivel del mar Acceso Enclavamientos

2,00 2,01 2,02 2,03 2,04

DATOS SISTEMA ELECTRICO Clase de tensión Tensión de servicio Frecuencia de la red Ensayo de aislamiento a frecuencia industrial (1 min.) Nivel de Aislamiento (BIL) Corriente asignada de corriente de cortocircuito de la barra (3 seg.) (Icc) Corriente de corto momentánea admisible (2,5 x Icc) Conexión a tierra del neutro

2,05 2,06 2,07 2,08 3,00 3,01

3.02

4,00

MODULO DE ACOMETIDA, PROTECCIÓN Y CONTROL Comportamiento de acometida Ingreso de cable Tipo y sección del cable Nivel de tensión Perfil metálico para apoyo y amarre de cables Protección – Cuchilla de Puesta a tierra Fabricante Modelo ofrecido País de Origen Norma a la que Responde el Aparato Ofrecido Tipo de Uso Tipo de Operación Tensión Nominal Corriente Nominal Frecuencia Nominal Tensión Resistida al Impulso MODULO DE POTENCIA Fabricante Modelo / Tipo Configuración (Fijo/Automático) Potencia de la unidad

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UNID

VALOR REQUERIDO

VALOR OFERTADO

Indicar Indicar Indicar IEC 60871 Interior msnm 1000 Frontal Mecánicos y Eléctricos

kV kV Hz kV

12 10 60 28

kV kA

75 25

kA

62,5 Delta aislado

kV A Hz kV

Si Inferior (ver nota 1) 10kV Requerido Si Indicar Indicar Indicar IEC Interior Tripolar 12 400 60 75

KVAR

Indicar Indicar Fijo 200 Página 100

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Estudios Eléctricos Departamento de Ingeniería Tensión Nominal Número de fases de unidad capacitiva Número de unidades por etapa Estándar de fabricación Conexionado de las Unidades Voltaje nominal Total de potencia reactiva requerida Frecuencia nominal Ensayo de aislamiento a frecuencia industrial (1 min.) Nivel de Aislamiento (BIL) Tipo de conexión Capacidad de sobrecarga  Máximas variaciones permanentes de tensión  Intensidad máxima admisible permanente Perdidas inferiores a 0.2 W/KVAR @ 20°C Fusible externo por elemento o capacidad unitaria Tensión de fabricación de los condensadores

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kV KVAR Hz kV kV

Tipo de inductancia Valor de inductancia Corriente nominal Tensión nominal de servicio Frecuencia desintonizada 5,00

DETALLE DE GABINETES Envolvente Grado de protección Tipo Montaje Material

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10kV Trifásico 01 IEC60871-1 Estrella Interna 10 200 60 28 75 No aplica +10%, 12h al día +30% Requerido Requerido 10% superior a la tensión de servicio 20kA Aluminio Película tipo film sin PCB

Capacidad cortocircuito del banco Material de los electrodos Dieléctrico Protección – Sistemas de descarga Reducción de tensión residual desde el valor de cresta a 75V en 10 minutos. Protección – Fusibles Fabricante Modelo / Catalogo Montaje Voltaje nominal Voltaje de aislamiento Frecuencia nominal Ensayo de aislamiento a frecuencia industrial (1 min.) Nivel de Aislamiento (BIL) Capacidad Protección - Inductancias Inductancia

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Requerido

kV kV Hz kV kV

Indicar Indicar Interior 10 12 60 28 75 Indicar Requerida

mH kV Hz

Desintonizada Indicar Indicar 10 291

IP52 Metal Enclosed Autosoportado Acero galvanizado Página 101

Estudios Eléctricos Departamento de Ingeniería Instalación Ventilación Pintura Acabado anticorrosivo y tropicalizado Peso aproximado Dimensiones 6,00

ACCESORIOS Iluminación al interior de la envolvente Calefactores para anticondensación Lámparas de señalización: (Rojo: conectado, Verde: listo para conectar, Ambar: disparo)

Placa características 7,00

PRUEBAS DE RUTINA Control dimensional Verificación del cableado de los dispositivos de control, protección y señalización Comprobación de los enclavamientos Mediciones de capacidad y del tangente del ángulo de pérdidas (10% al azar del total de los condensadores y a dos unidades como mínimo). Cada batería de condensadores será sometido durante 10 segundos a uno de los ensayos:  Test de corriente continua  Test de corriente alterna Prueba de tensión alterna entre los terminales puenteados y la envolvente durante 10 segundos

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Interior Natural Gris claro RAL 7032 Requerido Indicar Indicar

Requerido Requerido Requerido Requerido

Requerido Requerido Requerido Requerido

Requerido Requerido Requerido Requerido

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