wind power mexico

8/17/2019 Wind Power Mexico

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General Cable

Cables especiales para

Energía Eólica

Soluciones Tecnológicas paraSistemas de Energía Eólica

General Cable

Gestión de transmisión de energía y control


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General CableGeneral Cable

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Nacelle

Torre

Cajas de Conexión

Sistema deColección

Subestación

Transmisión


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Nacelle CablesElectrónica, energía, control y aplicaciones de fibra ópticaAltamente especializados y flexiblesDiseño de acuerdo con normas europeas; pero para la producción de turbinas enNorte América se aplican las normas NEMA / UL


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Cables de la Torre

Diseño especificado por el fabricante de la turbinaDebe ser flexible, al menos en la parte superior de

la torre para permitir el giro del NacelleConductor de cobre o aluminio en función de losrequisitos de los fabricantes de turbinasCapacidad de conducir la corriente eléctrica conlas menores pérdidas posiblesPuede ser de baja tensión o de media tensión en

función del generador o la colocación deltransformador


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Conexiones de la TorreLos cables de la torre se conectan a una cajade conexion ó switch dentro de la base de latorreLas conexiones a los sistemas colectores

subterráneos se hacen a través de cables enconduit a la salida del transformador omediante un sistema de recolección decablesCables de cobre o aluminio con aislamiento(termofijo) con nivel de operación de 600V o2000VAlgunas aplicaciones pueden requerir cablesde media tensión debido a la tensión deoperación de los generadores o el lugar deubicación de los transformadores dentro del

nacelle


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Conexiones de la Torre


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Sistema de ColecciónNormalmente cable de 35 kV tipoURD con neutros concéntricos

Aislamiento de XLP al 100%

Cubierta de polietileno paramayor resistencia mecánica

Diseño de bloqueo de agua, tantoen el conductor y el neutro

concéntrico para evitar que elagua degrade el aislamiento

Disponible en tamaños que van desde 1/0 AWG a 1500 KCMEl diseño del neutro concéntrico puede cambiar de acuerdo a las necesidades de corrientede falla en cada sitio específico o proyecto


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Subestación y TransmisiónTransmisión aérea ACSR ó ACSS

Transmisión subterráneasDe alta tensión de 69 kV a 138 kVExtra Alta tensión de 230 kV a 500 kVOferta de Sistema de cables HV

Terminales y empalmesServicios completos de ingenieríae instalación

SubestaciónBaja tensión control y fuerzaMedia tensiónCables de instrumentaciónFibra óptica para sistemas SCADA


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Factores que influyen en la ampacidad decables de media tensión para aplicaciones

de energía eólica


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1. Diseño del cable2. Factor de carga3. Número de circuitos4. Tipos de instalación5. Tensión inducida en pantallas metálicas y

cable6. Resistencia de la pantalla metálica7. Temperatura ambiente y resistencia térmica8. Otros factores


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1.- Diseño de cables de Media Tensión

Diseño típico de cable de Media Tensión para aplicaciones eólicas:

o

Aislamiento de XLPE-RA para 35kV, conductor de aluminio con alambres decobre en el neutro concéntrico y cubierta de polietileno (PEAD)

Calibres típicos de cables de Media Tensión para Energía Eólica:

o 4/0 AWG Al, Full Neutral (20 x # 12), cable de 35kV

o 4/0 AWG Al, 1/3 Neutral (11 x # 14), cable de 35kVo 500 KCM Al, 1/3 Neutral (16 x # 12), cable de 35kVo 750 KCM Al, 1/3 Neutral (24 x # 12), cable de 35kVo 1000 KCM Al, 1/3 Neutral (20 x # 10), cable de 35kV


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2.- Factor de Carga

3 4 8

5 7 5

3 0 7

4 9 3

0

100

200

300

400

500

600

A m p e r e s

75% 100%

Load Factor

4/0 AL 1/3N 35kV

750 AL 1/3N 35kV

1 Circuit, 3 Cables, 7.5” Spaced, 90 C Conductor, SC Shields,

36” Depth Direct Buried, 25 C 90Rho Earth

El factor de carga en la operación del

cable es importante para establecer laampacidad disponible

Se deben considerar los efectostransitorios y su duración


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3.- Numero de Circuitos

4 4 0

5 3 1

3 6 2

4 2 8

0

100

200

300

400

500

600

A m p e r e s

One Two

Circuits

500 AL 1/3N 35kV

1000 AL 1/3N 35kV

3 Cables, 7.5” Spaced, 24” Between Circuits, 90 C Conductor,

SC Shields, 36” Depth Direct Buried, 25 C 90Rho Earth,

La ampacidad de los cables esproporcional al numero de circuitos

Un circuito

Dos circuitos


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4.- Tipos de Instalación

4 4 0

4 9 3

5 3 1

3 8 5

4 3 3

4 6 7

0

100

200

300

400

500

600

A m p e r e s

Direct

Buried

Buried

Ducts

500 AL 1/3N 35kV

750 AL 1/3N 35kV

1000 AL 1/3N 35kV

1 Circuit, 3 Cables, 7.5” Spaced, 90 C Conductor, 100% LF,

SC Shields, 36” Depth, 25 C 90Rho Earth, 4” PVC Ducts

Cables Directamente enterradoso Mayor ampacidad comparada con

la instalación en ductoso Baja resistencia térmica y una

mejor transferencia de calor

Cables Instalados en ductoso Menor ampacidad comparada

con la instalación DIR.ENTo Resistencia térmica adicional en

función del material del ducto y elaire

o Protección física adicionalo Facilita el reemplazo de cables


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5.- Tensión inducida en las pantallas metálicasLa corriente en el conductor induce unatensión en la pantalla metálica. Esta tensióninducida hace que la corriente fluya en uncircuito. Esta corriente causa perdidas en la

pantalla metálica.

2 8 1

5 2 2

5 7 2

3 0 7

4 9 3

5 3 1

0

100

200

300

400

500

600

A m p e r e s

Trefoil 7.5"

Spacing

4/0 AL S/C 1/3N 35kV

750 AL S/C 1/3N 35kV

1000 AL S/C 1/3N 35kV

1 Circuit, 3 Cables, 90 C Conductor, 100% LF, SC Shields,


Cables de calibres menores con la pantalla metalica(S/C) en configuracion plana

Como el espaciamiento se incrementa, laampacidad tambien se incrementa debido ala reduccion de la inductancia mutua

Cables de calibres mayores con la pantalla metalica(S/C) en configuracion plana

Como el espacio se incrementa la ampacidadse reduce debido al incremento de corrientescirculantes en la pantalla metalica


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6.- Resistencia de la pantalla metálicaCuando las pantallas de los cables estánaterrizadas en múltiples puntos lasampacidades pueden reducirse por la mayorcirculación de corrientes de perdidas

Este efecto es más evidente en un conductorde tamaño grande y baja resistencia en lapantalla metálica

La variación de la ampacidad en función dela resistencia de la pantalla metálica esmayor para cables con configuración planaque con las configuraciones de trébol

5 3 1

6 1 9

5 7 5

6 3 7

6 0 1

6 4 3

6 3 7

6 4 9

0

100

200

300

400

500

600

700

A m p e r e s

1/3 1/6 1/8 1/12

Neutral Size

1000 AL 35kV 7.5" Spaced

1000 AL 35kV Trefoil

1 Circuit, 3 Cables, 90 C Conductor, 100% LF, SC Shields,



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7.- Temperatura ambiente y resistencia térmica

3 5 1

5 8 0

3 0 7

4 9 3

2 7 6

4 3 6

0100

200

300

400

500

600

A m p e r e s

60 90 120

Rho (°C w/ft²)

4/0 AL 1/3N 35kV

750 AL 1/3N 35kV

1 Circuit, 3 Cables, 7.5” Spaced, 90 C Conductor, 100% LF,

SC Shields, 36” Depth Direct Buried, 25 C Earth,

La ampacidad de los cables es influenciadapor la resistividad térmica del terreno

La resistividad térmica del terreno depende:o De la humedad y la densidad del aire

o La composición estructural tambiénafecta a la resistividad térmica. Laspartículas del suelo determinan la

superficie de contacto que afecta lacapacidad del suelo para disipar el calor


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La temperatura de la tierra es la interface con la superficie exterior del cabledirectamente enterrados, en ductos o en banco de ductos de concreto

La transferencia de humedad del suelo al cable resulta en un aumento de laresistividad térmica del suelo, resultando en un aumento de la temperatura del cabley el suelo

Factores que influyen en la propagación de la humedad:

Tiempo que el suelo está sujeto a altas temperaturasComposición y densidad del sueloProfundidad de instalación del cable por debajo de la superficie de la tierraNaturaleza de la superficie del suelo

7.- Temperatura ambiente y resistenciatérmica


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8.- Otros Factores Importantes

Fuentes cercanas de calor afectan la ampacidad de un cable. Las fuentes de calorpuede incluir líneas de vapor, gas u otros cables

La instalación de cables en configuración plana en ductos magnéticos no se deberealizar. Los ductos magnéticos pueden producir una reducción significativa en laampacidad del cable. Las configuraciones en trébol en ducto magnético también tienenun efecto reductor sobre la ampacidad del cable

Las pérdidas en el dieléctrico de los cables pueden considerarse insignificante para loscables de operación a 35kV


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Casos de Éxito en México


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Proyecto Eólico La Venta III Parques Eólicos Oaxaca II, III yIV

IBERDROLA

Proyecto Parque Eolico La Venta III

Capacidad 103 MW

Turbinas 120 aerogeneradores

Ubicación Oaxaca

ACCIONA

Proyecto Parques Eolicos Oaxaca II, III y IV

Capacidad 304 MW


Ubicación Oaxaca


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Proyecto Eólico Piedra Larga Proyecto Eólico La Providencia

GAMESA

Proyecto Piedra Larga

Capacidad 90 MW


Ubicación Oaxaca

VESTAS (DRAGADOS)

Proyecto Parque Eolico La Providencia

Capacidad 28.8 MW


Ubicación Chiapas


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Muchas gracias por su atención

Edwin MárquezGeneral Cable de México

[email protected]

Antonio de la TorreGeneral Cable de México

[email protected]

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