Download Información Técnica Adicional

1.- INTRODUCCIÓN
Rectificador
i
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
Los
rectificadores
para
protección
catódica RPC ORION son convertidores
estáticos diseñados para suministrar las
necesidades de tensión y corriente
requerido por los sistemas de protección
catódica por corriente impresa, los cuales
se encargan de prevenir la corrosión o
destrucción superficial de las estructuras
metálicas atacadas electrolíticamente por
el medio que las rodea.
El RPC imprime, a la estructura a proteger
(la cual se utiliza como cátodo), una
corriente continua contraria a la corriente
producida por la corrosión, para así anular
su efecto, como se observa en la figura 1.
p
Anodo auxiliar
i
E
p
+
i (Corriente
p Protectiva)
-
a
Pelicula de
óxido
Cátodo
Cátodo
Anodo
i
c
(Corriente
corrosiva)
Estructura
metálica
Fig. 1. Efecto neutralizante del rectificador frente a la corrosión
2.- DESCRIPCIÓN DE LAS PARTES DEL RPC
La figura 2, es un diagrama unifilar que
muestra las partes más importantes que
conforman un rectificador para protección
catódica. A continuación se describe las
funciones de cada una de esas partes:
2.1 PROTECCIONES
La protección del RPC se realiza a través
de varios componente.
• Interruptor de entrada AC.
• Varistor (es) a la entrada y la salida.
• Fusibles para semiconductores.
2.1.1 Interruptor de entrada AC.
La entrada AC se protege contra
sobrecarga y cortocircuitos por medio de
interruptores termomagnéticos de caja
moldeada. La capacidad de interrupción
de los interruptores es de 10KA en 240Vac
para la entrada monofásica y de 14KA en
480Vac para entrada trifásica, los cuales
proveen la función de desconexión y
conexión del equipo al suministro AC.
2.1.2 Varistores..
Los
semiconductores
del
puente
convertidor y los medidores se protegen
de sobretensiones transitorias que puedan
provenir del exterior usando varistores de
alta energía a la entrada y salida del RPC
Fig. 2 Diagrama unifilar de un RPC con inductor de eficiencia
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006
Tales sobretensiones transitorias proveniente
mayormente de conmutación del sistema de
potencia y de efectos directos o indirectos de
descargas eléctricas sobre las líneas de
transmisión y distribución.
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
Los varistores comúnmente utilizados en los
RPC soportan una corriente máxima de 6.500A
en una onda de choque unidireccional de 8/20
μs.
2.1.3 Fusibles para semiconductores.
Los diodos del puente se protegen contra
cortocircuitos utilizando fusibles de acción ultra
rápida para semiconductores.
Estos fusibles se funden en menos de un cuarto
de ciclo de la red, impidiendo que las altas
corrientes del cortocircuito pasen por los
semiconductores.
2.3. CONVERTIDOR AC/DC.
Los RPC ORION son convertidores estáticos de
potencia que transforman la corriente alterna de
la red de entrada de 60Hz, monofásica o
trifásica, en una corriente directa utilizando
diodos de Silicio, los cuales tienen una
capacidad de bloqueo de tensión por lo menos
de 800V, y se encuentran adosados a
disipadores de calor de aluminio que permiten
mantener la temperatura en la junta del
semiconductor por debajo de 100ºC, cuando
circula la corriente nominal en un ambiente de
hasta 50ºC para un altura máxima de hasta
1000 mts, sobre el nivel del mar.
Los diodos se conectan en puente tanto para la
alimentación trifásica como monofásica, para
obtener así mayor eficiencia de conversión y
mejor utilización del transformador.
2.4. FILTRO DE SALIDA
2.2. TRANSFORMADOR.
El transformador provee la conversión de voltaje
de la línea de alimentación (monofásica o
trifásica) al voltaje requerido por el RPC en el
secundario para producir la tensión continua
deseada en la salida. Igualmente, el
transformador provee el aislamiento necesario
para poder utilizar la estructura como cátodo sin
riesgo de choque eléctrico.
Los transformadores de los RPC ORION están
provistos de una pantalla electrostática que
reduce la transferencia de voltaje entre las
capacitancias del arrollado, con lo que se aísla
en cierto grado al secundario de las tensiones
transitorias o de ruido de alta frecuencia que
puedan haber en el primario.
La eficiencia de los transformadores es mayor
del 95% y la regulación no excede al 3% desde
un cuarto de la carga a la carga nominal.
Los transformadores de los RPC ORION
cumplen con la prueba de rigidez dieléctrica a
4KV y de doble tensión inducida a 120Hz. El
aislamiento, tanto del alambre magneto, como
del material utilizado para aislamiento entre
primario y secundario, así como el barniz de
impregnación con el cual se recubre el
transformador soportan al menos 180ºC.
Además la corriente de magnetización no supera
el 6% de la corriente nominal.
A fin de obtener mayor eficiencia de
rectificación; esto es, disminuir el consumo de
VA en el transformador para producir la misma
potencia DC a la salida, se utiliza como filtro de
salida un inductor de aislamiento diseñado para
la corriente nominal DC. Este inductor también
se conoce como filtro de eficiencia.
El inductor garantiza que la corriente de salida
no pase por cero desde la mitad de la carga
completa, y que su rizado esté por debajo de un
20% a plena carga.
Los inductores para RPC cumplen con la prueba
de rigidez dieléctrica a 4KV y el aislamiento
soporta al menos 180ºC.
2.5. MEDICIONES.
En el RPC se utilizan varios elementos para
realizar mediciones, como lo son:
• Voltímetro DC de salida.
• Amperímetro DC de salida.
• Shunt de corriente de salida.
• Conector BNC para conexión de osciloscopio.
• Contador horario.
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
La medición de la tensión y de la corriente de
salida se efectúa separadamente con medidores
digitales de precisión marca ORION (Figura 3).
Estos medidores, de tamaño 96 x 48 mm, van
empotrados en la parte interna del gabinete del
RPC y permite apreciar las magnitudes
eléctricas con una precisión de ±1%.
Los medidores digitales, al no poseer partes
móviles ni elementos mecánicos en la medición,
proporcionan mayor confiabilidad y durabilidad
que los medidores analógicos o de agujas. La
presentación digital se realiza con displays de
muy alta luminosidad de 13 mm. de alto, lo que
permite apreciar la medición a distancia.
Con el voltímetro se mide directamente la
tensión continua en los terminales de salida del
RPC, y puede tener lo siguientes rangos:
• 0 – 99.9 VDC para equipos hasta 80VDC
• 0 – 199.9 VDC para equipos hasta 150VDC
• 0 – 999 VDC para equipos hasta 240VDC
El amperímetro puede tener los siguiente
rangos:
• 0 – 99.9 ADC para equipos hasta 80 ADC
• 0 – 199.9 ADC para equipos hasta 150 ADC
• 0 – 999 ADC para equipos hasta 600 ADC
Los medidores digitales se conectan y
desconectan de la AC de entrada por intermedio
de un switch. De esta forma los instrumentos
solamente se utilizan cuando se realizan labores
en los RPC, aumentando su vida útil.
Los RPC vienen equipados con un conector BNC
ubicado en el panel frontal, donde se tiene
disponible la señal del puente de diodos, la cual
se puede visualizar por intermedio de un
osciloscopio que se conecte a ese terminal.
Asimismo, de norma los RPC ORION están
equipados con un contador horario en formato 45
x 45 ubicado en el panel frontal, con capacidad
de 99.999,99 hrs, el cual funciona cuando la red
está presente. Con este contador se puede
determinar el tiempo en el cual el RPC ha estado
presentando protección por corriente impresa.
2.6. AJUSTE DE TENSIÓ
TENSIÓN
En los RPC ORION se utilizan barras (tap-bars)
para conmutar las diferentes tomas del
transformador y así ajustar la tensión de salida en
veinte pasos iguales, desde aproximadamente el
5% hasta el 100% de la tensión nominal.
Los rectificadores monofásicos tienen dos
selectores, uno para el ajuste grueso de 5 pasos
y otro para el ajuste fino de 4 pasos (Figura 4).
Los rectificadores trifásicos tienen seis selectores,
uno grueso y uno fino por cada fase de entrada.
Las barras están colocadas en el panel frontal y
están protegidas con plexiglás para evitar riesgo
de choque eléctrico para el usuario.
Fig. 3. Voltímetro y Amperímetro Digital
El Amperímetro es de medición indirecta por
intermedio de una resistencia de derivación
(shunt) de 60 mV/In. Los terminales del shunt son
accesibles en la parte frontal del equipo a través
de conectores tipo banana para realizar una
constatación de la corriente medida en el
amperímetro sin riesgo de choque eléctrico.
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
Fig. 4 Control manual de los RPC para barras
(Tap-Bars)
3.- GABINETES
Los gabinetes de los RPC son de dos tipos:
• Con grado de protección NEMA 3R para las
unidades enfriadas por aire.
• Con grado de protección NEMA 4 para las
unidades enfriadas en aceite.
3.1. GABINETES ENFRIADOS POR AIRE
Los gabinetes NEMA 3R se enfrían naturalmente
con el aire que le rodea por intermedio de las
romanillas que posee el gabinete.
La lámina del gabinete es en acero de calibre 14
como mínimo, que ha sido tratada previamente con
fosfatos para inhibir la corrosión.
La pintura es en polvo poliéster puro horneable de
color gris RAL 7042, con una dureza mínima de 2H
y un acabado texturizado. En la figura 5 se detalla
el proceso de pintura del gabinete para protección
catódica.
Poseen doble puerta frontal, la primera con
previsión de candado para seguridad, la segunda
como protectora de tensiones de choque eléctrico
al operador. En esta segunda puerta van
embutidos los medidores digitales, el interruptor de
entrada AC, las barras de ajuste de corriente de
salida del RPC, el interruptor para energizar los
medidores, el contador horario y el conector BNC.
Fig. 5 Pasos del proceso de pintura de los
gabinetes de los RPC ORION
Además de las puertas frontales, el gabinete del
RPC en aire posee puertas laterales que se
abren desde la parte interior del gabinete. Estas
puertas facilitan las labores de mantenimiento en
campo, dando acceso a todos los componentes
internos del RPC.
El fondo del gabinete viene de norma con tres
perforaciones de 2” c/u para colocar las tuberías
de campo con los conductores requeridos de
alimentación AC (1) y salida DC (2).
En la parte superior del gabinete están soldadas
dos piezas para el izamiento. El techo es de
corte tipo diamante dándole caída para evitar
acumulación de materiales en el techo.
Equipo autosoportado en base metálica. Norma
aplicable NEMA MR-20-1958.
3.2. GABINETES
ACEITE
ENFRIADOS
POR
Las unidades enfriadas por aceite poseen un
gabinete con grado de protección NEMA 4.
Están construidos con láminas calibre 5mm
como mínimo, y el tipo, color de pintura NEMA
3R.
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
En el aceite se sumerge el puente de diodos, el
transformador y el inductor.
El aceite para los RPC debe cumplir las
siguientes funciones:
• Proveer de resistencia dieléctrica.
• Garantizar un medio eficiente de enfriamiento
al transformador, inductor y puente rectificador.
• Preservar y proteger el núcleo y arrollado del
transformador e inductor de ataques químicos.
El nivel de aceite se chequea por medio de un
nivel en forma de tubo vertical, colocado
lateralmente en el tanque del RPC. También
está provisto de un tapón para drenaje ubicado
en la parte mas baja del tanque.
Por encima del nivel de aceite y montados sobre
el panel superior, se encuentran el shunt, los
terminales de conexión de salida y los ajustes de
corriente de salida del RPC. Todos aquellos
puntos de conexión sujetos a tensión eléctrica
están protegidos con plexiglás.
En un gabinete adyacente se encuentran los
medidores, el contador horario, el conector BNC
y el interruptor de entrada AC.
El acceso a los ajustes del RPC en aceite es por
arriba, donde la tapa superior tiene internamente
una varilla para mantener la tapa abierta al
realizar labores de mantenimiento. La tapa está
provista de previsión para candados y realiza un
cierre hermético por intermedio de una goma de
neopreno resistente al aceite.
4.- TIPOS DE
RECTIFICADORES
4.2.
CLASIFICACIÓ
SEGÚ
CLASIFICACIÓN
SEGÚN
NÚMERO DE FASES DE ENTRADA.
EL
Según el número de fases de la red de
suministro, el RPC puede ser:
1. RPC monofásico.
2. RPC trifásico.
4.2.1. RPC monofásico.
El RPC monofásico tienen un costo menor que el
RPC trifásico y su ajuste es mas sencillo (ya que
solo hay que accionar dos barras para cambiar la
tensión de salida).
En el RPC ORION monofásico el inductor de
eficiencia es un elemento de norma que se coloca
para garantizar que la eficiencia de conversión
sea la adecuada.
La figura 6 presenta el diagrama circuital de un
RPC monofásico con ajuste manual.
4.2.2. RPC trifásico.
El RPC trifásico se prefiere en aquellas
aplicaciones que requieren corrientes elevadas y
donde está disponible una alimentación con tres
fases.
El RPC trifásico ORION viene de norma sin
inductor de filtro ya que la rectificación trifásica
provee una corriente DC de suficiente calidad y
por tanto no se requiere su inclusión en el circuito
de conversión. La figura 7 presenta el diagrama
circuital de un RPC trifásico.
Se fabrican diferentes tipos de rectificadores de
acuerdo al tipo de enfriamiento y al número de
fases de entrada de la red de suministro.
4.1. CLASIFICACIÓ
CLASIFICACIÓN DE ACUERDO AL
ENFRIAMIENTO.
De acuerdo al tipo de enfriamiento utilizado en el
RPC se tienen:
1. RPC en aire.
2. RPC en aceite.
Los RPC en aire se especifican para ambientes
de mediana agresividad.
Los RPC en aceite se usan en aplicaciones en
ambientes salinos o de alta agresividad.
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006
L
POS. CARGA
(+)
CB1
CR1
L1
TR1
∼
CR2
5
BARRA
AJUSTE
GRUESO
4
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
3
FS1
2
RV1
CARGA
M1
1
CN1
L2
RV3
1
BARRA
AJUSTE
FINO
2
FS2
M2
3
CR3
CR4
4
TIERRA
(-)
HS1
Contador
Horario
SHUNT
60 mV / In
HS2
NEG. CARGA
SW1
PANTALLA
ALIMENTACION
MEDIDORES
Fig.6. Diagrama circuital del rectificador RPC ORION monofásico.
TR1
5
4
CB1
3
CR1
AJUSTE
GRUESO
CR2
POS. CARGA
CR3
(+)
FS1
AG1
2
L1
FS2
1
1
RV1
RV2
2
HS1
HS2
HS3
M1
AJUSTE
FINO
AF1
3
4
L2
RV3
(-)
AG2
1
2
C
A
R
G
A
M2
AJUSTE
GRUESO
L3
RV4
CN1
FS3
HS4
HS5
HS6
CR4
CR5
CR6
SHUNT
60mV / In
NEG. CARGA
AJUSTE
FINO
AF2
3
4
5
TIERRA
AJUSTE
GRUESO
4
AG3
3
2
1
Contador
Horario
SW1
PANTALLA
ALIMENTACION
MEDIDORES
Fig. 7. Diagrama circuital del rectificador RPC ORION trifásico.
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006
5.- SALIDAS DC ESTÁNDAR DE LOS RPC ORION
En las siguientes tablas se presentan las diferentes salidas de tensión y corriente DC
estándar disponibles para los RPC ORION, tanto para alimentación monofásica como
trifásica y se indican el código de gabinete correspondiente.
Para tensiones o corrientes diferentes, consultar en fábrica.
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
Tabla 1. Tamaños estándar disponibles en los RPC enfriados por aire.
Tabla Nº 2. Tamaños estándar disponibles en los RPC enfriados por aceite.
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
6.- DIMENSIONES
CODIGO
MODELO
GABINETE
A
B
C
D
E
F
A1
RPCA-5
1070
750
610
715
955
500
A2
RPCA-6
1220
700
807
1105
500
900
NOTA: Medidas en milímetros
Fig. 8. Dimensiones de RPC en aire
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
Fig. 9 Dimensiones de RPC en aceite
CODIGO
MODELO
GABINETE
A
B
C
D
E
F
G
A1
RPCC-1
800
700
400
530
380
380
100
A2
RPCC-2
1200
1300
520
530
380
380
100
A3
RPCC-3
1300
1400
660
530
380
380
100
A4
RPCC-4
1300
1730
660
530
380
380
100
NOTA: Medidas en milímetros
Fig. 9. Dimensiones de RPC en aceite
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006
7.- AMBIENTE DE TRABAJO
Divisió
ón Electr
Electró
ónica Industrial, Carretera vieja Valencia – Tocuyito sector El Vig
Vigíía, Valencia – Venezuela
TEMI, C.A. Divisi
Telé
éfonos: 0241
0241--8942950 / 8942932 / 6719071 / 9072 / 9073 / 9074 Fax 0241
0241--8942686 Cel: 0416
0416--5401146
Tel
e-mail: [email protected], [email protected]
RECTIFICADOR PARA PROTECCIÓN CATÓDICA (RPC)
FABRICADOS POR TEMI, MARCA ORIÓN ELECTRÓNICA
Rectificador para Protección Catódica (RPC)
Los rectificadores RPC ORION están diseñados
para trabajar a plena carga; esto es, a tensión y
corriente nominal a una temperatura máxima de
50ºC y a una altura máxima de 1000 mts. sobre el
nivel del mar. Para operación a temperaturas y
altitudes superiores, consultar con fábrica.
8.- NORMAS DE EJECUCIÓN
Los rectificadores para protección catódica RPC
ORION han sido diseñados de acuerdo a las
Normas NEMA pub. MR-20-1958 reafirmada por
NEMA 1971, 1975.
9.- COMO ORDENAR
Para ordenar un RPC ORION se utiliza el
siguiente formato:
RPC-M-VDC-IDC-VAC-N
Donde:
M: Aire (A)
Aceite (C)
VDC: Tensión nominal DC de salida
IDC: Corriente nominal DC de salida
VAC: Tensión nominal AC de entrada
N:
Número de fases
Ejemplos:
1.- Un RPC en aire de 50VDC, 50ADC entrada
110 ó 220V monofásico.
RPC-A-50-50-110/220-1
2.- Un RPC en aceite de tensión hasta 80 VDC
corriente de 25 ADC, entrada 480V trifásica.
RPC-C-80-25-480-3
TEMI C.A.
División Electrónica
Agosto 2006