Diseño de una subestacion electrica
-
Upload
janet-frutiks -
Category
Documents
-
view
224 -
download
1
Transcript of Diseño de una subestacion electrica
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
1/76
Instituto Tecnolgico de Len
Ingeniera Electromecnica
Diseo de Subestaciones Elctricas
Nombre
Hernndez Hidalgo Luz Janet
Catedrtico
Ing. Villaseor Ortega Jos Luis
Proyecto
Diseo de la subestacin elctrica de la empresa
Simn Qumica S.A. de C.V.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
2/76
ndiceObjetivo.. 1Introduccin. 1Captulo1Estadodelarte1.1Definicindesubestacin.. 21.2Clasificacindelassubestaciones. 2
1.2.1Subestacionesdeenlace.. 21.2.2Subestacionesdeanillo. 31.2.3Subestacionesradiales.. 31.2.4Subestacionesdeswitcheo. 31.2.5Porsufuncindentrodelsistema. 4
1.2.5.1Subestacindegeneracin... 41.2.5.2Subestacindetransmisin.................................................................... 41.2.5.3Subestacindesubtransmisin.............................................................. 41.2.5.4Subestacindedistribucin.................................................................... 4
1.2.6Porsutipodeoperacin....................................................................................... 41.2.6.1Subestacindetransformacin.............................................................. 41.2.6.2Subestacindemaniobra....................................................................... 5
1.2.7Porsuformaconstructiva..................................................................................... 51.2.7.1Porsumontaje........................................................................................ 51.2.7.2Porsutipodeequipo.............................................................................. 5
1.3Elementosprincipalesdeunasubestacin..................................................................... 71.3.1Equipodepatio..................................................................................................... 71.3.2Equipodetablero................................................................................................. 81.3.3Serviciosauxiliares................................................................................................ 81.3.4Otros..................................................................................................................... 8
1.4Clasificacinycaractersticasdecarga............................................................................ 81.4.1Localizacingeogrfica......................................................................................... 91.4.2Tipodeutilizacindelaenerga........................................................................... 9
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
3/76
1.4.3Confiabilidad......................................................................................................... 91.4.3.1Sensibles............................................................................................... 101.4.3.2Semisensibles....................................................................................... 101.4.3.3Normales.............................................................................................. 10
1.4.4Definiciones........................................................................................................ 101.4.4.1Cargainstalada..................................................................................... 101.4.4.2Densidaddecarga................................................................................ 101.4.4.3Demanda.............................................................................................. 101.4.4.4Demandamxima................................................................................. 111.4.4.5Factordedemanda............................................................................... 11
1.4.5PlanIsoceraunico................................................................................................ 111.4.6Geografa............................................................................................................ 141.4.7Clima................................................................................................................... 141.4.8Capacidad........................................................................................................... 14
1.5Tensin.......................................................................................................................... 151.6Diagramaunifilar........................................................................................................... 151.7Transformadordeinstrumentos................................................................................... 18
1.7.1Transformadordecorriente............................................................................... 181.7.2Transformadordepotencial............................................................................... 18
1.8Protecciones.................................................................................................................. 191.9Cortocircuito................................................................................................................. 20
1.9.1Corrientedecortocircuito.................................................................................. 201.10Sistemasdetierras...................................................................................................... 211.11Disposicinfsicadelasubestacin............................................................................. 21
Captulo2Memoriadeclculo2.1Distribucindelaplanta............................................................................................... 232.2Caractersticasdecarga................................................................................................ 23
2.2.1Caractersticasmeteorologasyclimatolgicas.................................................. 242.2.2Estudiodecaractersticasdecarga..................................................................... 25
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
4/76
2.3Seleccindeltransformadorprincipal.......................................................................... 272.4Seleccindeltransformadorparaalumbrado.............................................................. 282.5DatosdeCFEycroquisdeubicacin............................................................................. 292.6Calculodecortocircuito................................................................................................ 302.7Coordinacindeaislamiento......................................................................................... 42
2.7.1Distanciasdielctricas......................................................................................... 422.8Apartarrayos.................................................................................................................. 442.9Protecciones.................................................................................................................. 49
2.9.1Proteccindeltransformadorde500KVA.......................................................... 492.9.2Proteccindeltransformadorde45KVA............................................................ 512.9.3Proteccindeunmotorde5HP......................................................................... 532.9.4Proteccindeunmotorde7.5HP...................................................................... 542.9.5Proteccindeunmotorde10HP....................................................................... 552.9.6Proteccindeunmotorde15HP....................................................................... 562.9.7Proteccindeunmotorde20HP....................................................................... 572.9.8Proteccindeunmotorde30HP....................................................................... 582.9.9Proteccindeunmotorde3HP......................................................................... 592.9.10Proteccindeunmotorde2HP....................................................................... 602.9.11Proteccindeunmotorde1HP....................................................................... 612.9.12Proteccindealumbrado.................................................................................. 622.9.13Proteccindelalimentador............................................................................... 63
2.10Sistemadetierras........................................................................................................ 642.10.1Datosiniciales..................................................................................................... 642.10.2Calculodepotencialestolerables....................................................................... 66
Conclusiones.......................................................................................................................69
Bibliografia.......................................................................................................................... 70
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
5/76
ndicedetablasTabla1.1Clasificacindelascargasporzonas..................................................................... 9Tabla1.2Simbologausadaendiagramasunifilares........................................................... 16Tabla2.1Caractersticasclimatolgicasdelaciudaddelen,Guanajuato........................24Tabla2.2Caractersticasdecarga....................................................................................... 27Tabla2.3DatosobtenidosdeCFE....................................................................................... 29Tabla2.4Fallatrifasica........................................................................................................ 30Tabla2.5Falladefaseatierra............................................................................................ 33Tabla2.6Falladefaseafase............................................................................................... 36Tabla2.7Falladedoblefaseatierra.................................................................................. 39Tabla2.8Puntosparalacorrienteinrush........................................................................... 49Tabla2.9Calibresydimetrosdeconductores.................................................................. 66Tabla2.10Resultadosobtenidosdelclculodetierras...................................................... 68Tabla2.11Elementosutilizadosparaelsistemadetierras................................................ 68
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
6/76
ndicedefigurasFigura1.1 Distintostiposdesubestaciones......................................................................... 3Figura1.2Subestacinexterior............................................................................................. 6Figura1.3Subestacinencapsulada..................................................................................... 6Figura1.4Subestacinmovil................................................................................................ 6Figura1.5Mapapromedioanualdedensidadderatosatierra......................................... 13Figura1.6MapapromedioanualdedensidadderayosatierradelestadodeGuanajuato.......................................................................................................................... 13Figura1.7Circuitoelementaldeproteccinporsobrecorriente........................................ 19Figura2.1Triangulodepotencias....................................................................................... 25Figura2.2Caractersticasdeltransformador...................................................................... 42Figura2.3GraficaparaladeterminacindeKe................................................................... 46Figura2.4Coordinacindeaislamientoparaeltransformadorde500KVA......................51Figura2.5Coordinacindeaislamientoparaeltransformadorde45KVA........................53Figura2.6Coordinacindeaislamientounmotorde5HP................................................ 54Figura2.7Coordinacindeaislamientounmotorde7.5HP............................................. 55Figura2.8Coordinacindeaislamientounmotorde10HP.............................................. 56Figura2.9Coordinacindeaislamientounmotorde15HP.............................................. 57Figura2.10Coordinacindeaislamientounmotorde20HP............................................ 58Figura2.11Coordinacindeaislamientounmotorde30HP............................................ 59Figura2.12Coordinacindeaislamientounmotorde3HP.............................................. 60Figura2.13Coordinacindeaislamientounmotorde2HP.............................................. 61Figura2.14Coordinacindeaislamientounmotorde1HP.............................................. 62Figura2.15Factordedecremento..................................................................................... 65Figura2.16Factordecorreccin........................................................................................ 67
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
7/76
ObjetivoDisearunasubestacinelctricaquecumplacontodos losrequerimientosestablecidos
por lasnormasvigentesy lograrsatisfacer lasnecesidadesde lacarga instala, tomando
como
base
una
subestacin
existente
y
en
funcionamiento
y
as
verificar
si
su
diseo
es
adecuadooincorrecto.
IntroduccinElpresentetrabajopresentaeldiseodeunasubestacinelctrica,queseencuentraenla
empresaSimnQumicaS.A.deC.V.ubicadaenBlvd.TimoteoLozanoNo.101BColonia
SanMiguel,
37460
Len,
Gto.,
Mxico,
es
una
empresa
con
ms
de
35aosdeexperiencia
enelramodelasresinasyemulsionesdepoliuretano.Elfinderealizarelprocesodediseode dicha subestacin ya en funcionamiento es aplicar y asimilar cada uno de los
procedimientos necesarios para el clculo de subestaciones elctricas y comparar los
resultadosconloreal.
Adems de tener como finalidad que el lector pueda comprender fcilmente los
procedimientos
que
se
deben
seguir
en
el
diseo
de
una
subestacin
elctrica,
complementando a ello un breve contenido terico referente a los elementos de
subestacioneselctricas.Sisedeseaconsultarlasfuentesoriginalesconinformacinms
completayaprofundidad,sehananexadolibrosynormasconinformacincomplementaria
queellectorpuedeencontrarmuytil.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
8/76
2
Estadodelarte1.1DefinicindeSubestacinUna subestacinesunpuntodentrodel sistemadepotenciaenelcual secambian losnivelesdetensinycorrienteconelfindeminimizarlasprdidasyoptimizarladestruccindelapotenciadetodoelsistema.
Es adems el centro donde se recibe y reparte la energa producida en las centralesgeneradores, maniobrando y controlando su destino final a los diferentes centros deconsumo,condeterminadosrequisitosdecalidad.
1.2ClasificacindelassubestacionesDependiendodelniveldevoltaje,potenciaquemanejan,objetivoytipodeservicioqueprestan,lassubestacionessepuedenclasificarcomo:
Subestacionesdeenlace. Subestacionesenanillo. Subestacionesradiales. Subestacionesdeswitcheo.
1.2.1 SubestacionesdeenlaceEn los sistemas elctricos, se requiere tener mayor flexibilidad de operacin paraincrementarlacontinuidaddelservicioyconsecuentementelaconfiabilidad,porloqueesconvenienteelusodelasllamadassubestacionesdeenlace.
Captulo 1
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
9/76
3
1.2.2 SubestacionesdeanilloEstas subestaciones se usan con frecuencia en los sistemas de distribucin parainterconectarsubestacionesqueestninterconectadasasuvezconotras.
1.2.3 SubestacionesradialesCuandounasubestacintieneunsolopuntodealimentacinynoseinterconectaconotras,sedenominaradial.
1.2.4 SubestacindeswitcheoEnestassubestacionesnosetienentransformadoresdepotencia,yaquenoserequieremodificarelniveldevoltajedelasfuentesdealimentacinysolosehacenoperacionesdeconexinydesconexin(maniobraoswitcheo).
Figura1.1Distintostiposdesubestacioneselctricas(Fuente:EnrquezHarper).
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
10/76
4
1.2.5 Porsufuncindentrodelsistema1.2.5.1 SubestacionesdeGeneracinEs la estacin primaria de la energa producida por la planta generadora, su objetivo
esencialestransformarelvoltajeanivelesaltosparalograreconomaconlasreducciones
delacorriente.
1.2.5.2 SubestacionesdetransmisinSufuncinesinterconectarlasdiferenteslneasdetransmisinde115kVo220kV.Estas
generalmentealimentantambinbarrajesde34.5kVy13.2kV.
1.2.5.3 SubestacionesdesubtransmisinSonaquellasquealimentanointerconectanlneasdenivelintermediodetensin,44kVo
34.5 kV,para transporte a distanciasmoderadas y de cargas nomuy altas, con cargas
distribuidasalolargodelalnea.
1.2.5.4 SubestacionesdedistribucinSufuncinesreducirlatensinanivelesdedistribucin13.2kVparaenviarlaaloscentros
deconsumoindustrialoresidencial,dondelostransformadoresdedistribucininstalados
alolargodeloscircuito,seencargandereducirlosnivelesabajatensin(440,220,108V),
paraalimentaralosusuarios.
1.2.6 Porsutipodeoperacin1.2.6.1 SubestacionesdetransformacinSon estaciones que transforman la tensin dentro del sistema de potencia, a valores
adecuadosparasutransporteoutilizacin.
a) Subestacinelevadora.Latensindesalidaesmayorque latensindeentrada;estas son las que permiten elevar los niveles de tensin desde los puntos de
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
11/76
5
generacin,hastanivelesmsaltosdetransmisin,porejemplolasubestacinde
generacin.b) Subestacinreductora.Latensindesalidaesmenorqueladeentrada;estasson
lasquepermitenlareduccindenivelesdetensinaltoscomotransmisin,hasta
nivelesmsbajosdesubtransmisinodistribucin,porejemplolassubestaciones
distribuidoras.
1.2.6.2 SubestacindemaniobraSufuncinesuniralgunaslneasdetransporteconotrasdedistribucin,conelpropsito
dedarmayorconfiabilidadycontinuidadalservicio;elniveldetensinesunosolo,porlo
tantonoseutilizantransformadoresdepotenciaqueelevenoreduzcanelvoltaje.1.2.7 Porsuformaconstructiva1.2.7.1 Porsumontaje
a) Interiores.Dondesuselementosconstitutivosseinstalenenelinteriordeedificiosapropiados.
b)Exteriores
o
a
la
intemperie.
Sus
elementos
constitutivos
se
instalan
a
las
condicionesambientales.
1.2.7.2 Porsutipodeequipoa) Convencional.Esdeltipoexteriorpero la instalacindesuequipoesabierta,sin
quenadalosproteja,vaselafigura1.2.
b) Encapsulada.Esunasubestacincuyaspartesvivasyequiposquesoportantensinestncontenidosdentrodeenvolventesmetlicos,porejemplo lassubestaciones
encapsuladasenSF6,vaselafigura1.3.
c) Mvil.Secaracterizaporquetodoelconjuntodeequipoest instaladosobreunremolque. Su objetivo bsico es el de ser utilizada bajo circunstancias de
emergencia,encualquierpuntodelsistema,vaselafigura1.4.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
12/76
6
Figura1.2Subestacintipoexterior(convencional)(Fuente:Sub_DelValle).
Figura1.3Subestacinencapsulada(Fuente:Sub_DelValle).
Figura1.4Subestacinmvil(Fuente:Sub_DelValle).
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
13/76
7
1.3ElementosprincipalesdeunasubestacinLa disposicin, caracterstica y cantidad de equipo para cada subestacin, depende
directamentedelaconfiguracinescogida.Porlotantoseharunadescripcingeneraly
esencial
aplicable
a
cualquier
configuracin.
SonlasSubestacionesdeltipoconvencionallasquesetomarncomoreferencia,dadoque
esesteeltipodesubestacinmscomn.Enellasseencuentranademsdelasestructuras
ysoportesquefacilitanlallegadaysalidadelaslneas,unconjuntodenominado"elementos
principalesdelasubestacin".Estoselementosseclasificanen3categorasas:
Equipodepatio Equipodetablero Serviciosauxiliares
1.3.1 EquipodepatioSonelementosconstitutivosdelsistemadepotenciaqueseencuentraninstaladosenel
patiodeconexiones,generalmentealaintemperie,estandoexpuestosalascondiciones
ambientales.Sonestos:
TransformadordeCorriente(T.C) TransformadordePotencial(T.P) TransformadordePotencia Interruptor(I) Seccionador(S) Pararrayos(P) Trampadeonda(T.O) BarrajesyEstructuras
Elespacioocupadoporelconjuntodeequipospertenecientesaunamismasalidade la
subestacin se denomina "Campo" o "Baha", por ejemplo Campo de Lnea, Baha de
Transformador,etc.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
14/76
8
1.3.2 EquiposdetableroSon todos los elementos de control, medicin y proteccin, indicadores luminosos y
alarmas,instaladosenlacasadecontrolysoportadosporlostablerosdelasubestacin.Su
funcin
es
facilitar
la
supervisin
y
manejo
de
la
subestacin,
por
parte
del
operador.
1.3.3 ServiciosauxiliaresSontodoelconjuntodeinstalacionesformadasporlasfuentesdealimentacindecorriente
continuaydecorrientealterna,debajatensinqueseutilizanparaenergizarlossistemas
decontrol,proteccin,sealizacin,alarmasyalumbradodeunasubestacin,ascomoel
sistemacontraincendio.Laspartesdelsistemaauxiliarsonlassiguientes:
Servicio de DC: Interruptores, tableros, bateras, alumbrado de emergencia,cargadores.
Servicio AC: Calefaccin, alumbrado, aire acondicionado, ventilacin, sistemascontraincendio,etc.
1.3.4 Otros Casetadecontrol MalladetierraSistemadeapantallamiento.
1.4ClasificacinycaractersticasselacargaUnabuenacomprensindeltipodecargaysuaplicacinresulta fundamentalparauna
buena planeacin del sistema, se debe tomar tambin una informacin completa del
comportamientodelacargaparadeterminarlasnecesidadesrealyreactiva.
Existendiversoscriteriosparalaclasificacindelascargas,dentrodeloscualespodemos
anotarlossiguientes:
a)Localizacingeogrfica.
b)Tipodeutilizacindelaenerga.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
15/76
9
c)Confiabilidad.
d)Tarifas.
1.4.1LocalizacingeogrficaUnsistemadedistribucindebeatenderusuariosdeenergaelctricalocalizadostantoen
zonasurbanascomoenzonasperifricasde laciudad;portanto,podemosclasificar las
cargasporlaszonasalasquesesirvedeacuerdoconlasiguientetablaobtenidadelManual
deCONDUMEX.
Zona MVA/km
Urbana
central
Urbana
Semiurbana
40
100
540
35
Tabla1.1Clasificacindelascargasporzona(Tabla23.2delmanualdeCONDUMEX)
1.4.2Tipodeutilizacindelaenerga.Lafinalidadalacualelusuariodestinalaenergaelctricapuedeservirtambindecriterio
para
clasificar
las
cargas,
de
esta
manera
tenemos:
Cargasresidenciales.
Cargascomerciales.
Cargasindustriales.
Cargasmixtas.
1.4.3Confiabilidad.Tomando en cuenta los daos que pueden sufrir los usuarios por la interrupcin del
suministrodeenergaelctrica,esposibleclasificarlascargasen:
Sensibles.
Semisensibles.
Normales.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
16/76
10
1.4.3.1Sensibles.Son lascargasen lasqueuna interrupcin instantneaen laalimentacinde laenerga
elctrica causa importantes perjuicios al consumidor, verbigracia, mquinas,
computadoras,
maquinaria
controlada
por
sistemas
electrnicos,
hospitales,
etc.
1.4.3.2Semisensibles.Bajoesterubropodemosclasificaratodas lascargasen lasqueuna interrupcin
pequea(nomayorde10minutos)nocausagrandesproblemasalconsumidor.
1.4.3.3Normales.En este tipo cae el resto de los consumidores, los cuales pueden tener un tiempo de
interrupcincomprendidoenelintervalo1h.
1.4.4Definiciones1.4.4.1CargainstaladaSumadelaspotenciasnominalesdelosserviciosconectadosenunazonadeterminada;se
expresa
generalmente
en
KVA,
Kw,
MVA
o
MW.
=iCkW
1.4.4.2DensidaddecargaEs el cociente entre la carga instalada y el rea de la zona del proyecto; se expresa
generalmenteenKVA/km,KW/km.
Dc=C
i/rea
1.4.4.3DemandaLademandadeunainstalacinelctricaeslacargaenlasterminalesreceptoras,tomada
conunvalormedioenunintervalodetiempodeterminado.Elperiododuranteelcualse
tomaelvalormedio sedenomina intervalodedemanda.Laduracinque se fijeaeste
intervalo depender del valor de demanda que se desee conocer. Por ejemplo, si
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
17/76
11
quisiramosestablecer lademandaenamperespara laseccindeunjuegode fusibles,
debernserutilizadosvaloresdedemandaconunintervalocero,nosiendoelmismocaso
siqueremosencontrarlademandaparaaplicarlaauntransformadorocable,queserde
10o15minutos.
Sepuedeafirmarentoncesqueparaestablecerunademandaesrequisito indispensable
indicar el intervalode demanda, ya que sin l, el valor establecidono tendra sentido
prctico.LademandasepuedeexpresarenKw,kVAoamperes.
1.4.4.4DemandamximaSeconocecomodemandamximadeunacargaalademandainstantneamayorquese
presentaenunacarga,enunperiododetrabajopreviamenteestablecido.
1.4.4.5FactordedemandaElfactordedemanda,enunintervalodetiempo(t),deunacargaeslaraznentre
lademandamximaysucargatotalinstalada.Elfactordedemandageneralmente
sermenorqueuno,siendounitarioslocuando,duranteelintervaloconsiderado,
todos los aparatos conectados a la carga estuviesen absorbiendo sus potencias
nominales.
Para tener ms detalles sobre estos factores consulte el manual tcnico de
CONDUMEX.
Consultar: Manual de condumex Capitulo 23.
1.4.5PlanoIsoceraunicoLa frecuencia de ocurrencia de las descargas atmosfricas en un sitio determinado se
conocecomoelnivelisoceraunico,quesedefinecomoelnmeropromediodedasalao
en las cuales se escucha, almenos una vez en un periodo de 24 horas, una descarga
http://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo23.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo23.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo23.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo23.pdf -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
18/76
12
elctrica.ConeldesarrollodelradarDopplery lastcnicasmodernas, fueposibletener
mejoreselementosparadefinirelconceptodenivelIsoceraunicosobrelabasemsprecisa
detormentahora.
Elnmeropromediodedescargasporunidaddereaen cualquier sitioo localidad, se
conocecomoladensidadderayosatierra(DRT)ysesuponequenormalmenteelvalorde
laDRTesproporcionalalnivelisoceraunicodelrea.LarelacinentreelnivelIsoceraunico
yladensidadderayosatierrasepuedeexpresarcomo:
0.04.
Lasfiguras2y3 muestralasisolineasparaevaluarladensidadderayosatierra(DRT),esta
fueelaboradaconbaseen los resultadosdeunproyectoconjuntoentreel institutode
investigacioneselctricasy lacomisin federaldeelectricidad, lasunidadesdeDRTson
rayos/km2/ao.
Elvalordecada isolneaesde0.25ydebe tomarseelnivel superiorde la isolineaque
correspondaalaubicacindelainstalacinaproteger.
Enlafigura2ubicandoelestadodeGuanajuatoseapreciaunareaconun DRTentre1y
2.9rayos/km2/ao,enlafigura3seapreciaenelmunicipiodelenunDRTentre1.25y1.5
rayos/km2/ao.
Por lotantosepuededecirqueenelmunicipiode lenGuanajuatodondeseubicara la
subestacintieneunadensidadderayosatierrabaja.
ParamayorinformacinacercadeotrasregionesconsulteenanexoslanormaANTNMXJ
549ANCE2005.
http://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdfhttp://anexos/Normas/ANT-NMX-J-549-ANCE-2005.pdf -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
19/76
13
Figura1.5.Mapapromedioanualdedensidadderayosatierra(Fuente:ANTNMXJ549ANCE2005).
Figura1.6.MapapromedioanualdedensidadderayosatierradelestadodeGuanajuato(Fuente:NormaANTNMXJ549ANCE2005)
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
20/76
14
1.4.6GeografaLa ciudadde Len,Guanajuato, cabeceramunicipal,est situada a los10141'00"de
longitudoestedelmeridianodeGreenwichyalos2107'22"LatitudNorteya1,798.6m
sobreelniveldelmar,conunapresinbaromtricade618.7mmHg. Elreadelterritorio
municipalcomprende1,183.20km,equivalentesal3.87%delasuperficietotaldelestado
deGuanajuato.
LaselevacionesmsimportantesdelmunicipiosonElGigante,con2,884metrossobreel
niveldelmary,lamesaCuatralbacon2,800msnm.Enlaciudad,sonnotableselCerrode
lasHilamas,antiguocampodeaviacin;elCerroGordoconsus InstitucionesEducativas,
zonas habitacionales y antenas de radiocomunicacin; y el Cerrito de Jerez, zona de
poblacinprehispnica.
1.4.7ClimaElclimageneralenlaciudaddeLenesunclimatemplado.Latemperaturapromedioal
ao es de 19,2 C, teniendo una temperatura mxima promedio de 25.5 C y una
temperaturamnimapromediode12C. Laprecipitacinpluvialpromedioal aoesde
728.3milmetros, cantidadbenficaparamuchas actividadesagrcolas. Los vientosque
afectanalaciudadsonprovenientesdeloeste,porlocualelclimahacequeseatemplado
yestable.Latemperaturaquesealcanzaalaopodrasubirhastalos38Cybajarhastalos
0C,pero losdatosltimospuedenvariarconcadaaopor la inestabilidadnaturalque
puedepredominar.
1.4.8CapacidadLacapacidaddeunasubestacinsefija,considerandolademandaactualdelazonaenkVA,
msel incrementoenelcrecimiento,obtenidoporextrapolacin,durante lossiguientes
diezaos,previendoelespacionecesarioparalasfuturasampliaciones.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
21/76
15
1.5TensinDentrodelagamaexistentedetensionesnormalizadas,latensindeunasubestacinse
puedefijarenfuncindelosfactoressiguientes:
a) Silasubestacinesalimentadaenformaradial,latensinsepuedefijarenfuncindelapotenciadelamisma.
b) Si laalimentacinprovienedeunanillo, latensinquedaobligadapor lamismadel
anillo.
c) Si la alimentacin se toma de una lnea de transmisin cercana, la tensin de la
subestacinquedaobligadaporlatensindelalneacitada.
1.6DiagramaunifilarUno de los aspectos fundamentales del diseo conceptual o ingeniera bsica es la
preparacindeundiagramaunifilarpreliminar,queseusadurante la fasedeestudioe
incluyelasprincipalescomponentesdelsistema.Normalmentenoseincluyenlosdetalles
quesevanadicionandodurantelafasedeldiseodetalladodeunproyecto,esdecir,se
incluyen transformadoresdepotencia, interruptores, cuchillasdesconectadoras, cables,
buses o barras, transformadores de instrumento, apartarrayos, etc. Tambin se puede
incorporarlapartedelaredasociadaalosdatosenelpuntodeconexinconlacompaa
suministradora,ascomolosnivelesmnimoymximodecortocircuito. Eldiagramaunifilar
seusaraparalasespecificaciones,detallesdeinstalacin,pruebasdeequipoysistema.
Undiagramaunifilarcompletodebeincluirlosiguiente:
Fuentes de alimentacin o puntos de conexin a la red, incluyendo valores devoltajes
y
de
cortocircuito.
Generadores (en su caso), incluyendo su potencial en KVA o MVA, voltaje,impedancias(sincrona,transitoria,subtransitoria,secuencianegativaysecuencia
cero)ymtododeconexinatierra.
Tamaoytipodetodoslosconductores,cables,barrasylneasareas.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
22/76
16
Tamao de transformadores, voltajes, impedancias, conexiones y mtodos deconexinatierra.
Dispositivosdeproteccin(fusibles,relevadores,interruptores). Transformadoresdeinstrumento(potencialycorriente). Apartarrayosybancasdecapacitores. Capacitoresparamejoradelfactordepotencia. Identificacin de cargas (en su caso), incluyendo grandes motores elctricos e
impedancias. Tiposderelevadores. Ampliacionesfuturas.
La cantidaddedetalleenundiagramaunifilarestdeterminadapor suuso relativo,eldiagrama unifilar conceptual no debe contemplar toda la informacin descritaanteriormente.
Lasimbologausadaenlosdiagramasunifilareseslaqueseindicaenlatabla1.2.Smbolo Significado
Entradade
alimentador
Salidadealimentador
ApartarrayosautovalvularAP
Apartarrayosdexidodezinc(ZnO)AP
Transformador de potencia tipo capacitivo (dispositivo depotencial)DP
TransformadordepotencialtipoinductivoTP
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
23/76
17
TrampadeondaTO
TransformadordecorrientetipodevanadoTC
Transformadordecorrientetipodona(boquilla)TC
Autotransformadordepotencia
Autotransformadordepotenciacondevanadoterciario
Transformadordepotencia(dosdevanados)
Transformador de potencia con devanado terciario (tresdevanados)
Cuchilladesconectadoradeoperacinmanualconcuchilladeconexinatierra
Cuchilladesconectadoradeoperacinconmotor
Cuchilladesconectadoradeoperacinconmotor
Interruptordepotencia
Lneade
alimentacin
(actual)
Lneadebarras(actual)
Futuroexistente(encasodeaplicacin)
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
24/76
18
Bancodecapacitores
Tabla1.2Simbologausadaendiagramasunifilares(Fuente:EnrquezHarper).
1.7TransformadoresdeinstrumentosSondispositivoselectromagnticoscuyafuncinprincipalesreduciraescalalasmagnitudesde tensin y corriente que se utilizan para la proteccin ymedicin de los diferentescircuitosdeunasubestacin,osistemaelctricoengeneral.
Losaparatosdemedicinyproteccinquesemontansobrelostablerosdeunasubestacinestnconstruidosparasoportarnigrandestensiones,nigrandescorrientes.
Conelobjetivodedisminuirelcostoy lospeligrosde lasaltas tensionesdentrode lostablerosdecontrolyproteccin,sedisponendelosaparatosllamadostransformadoresdecorrienteypotenciaquesepresentanaescalasmuyreducidas.
1.7.1 TransformadoresdecorrienteSon aparatos en que la corriente secundaria dentro de las condiciones normales deoperacin es prcticamente proporcional a la corriente primaria, aunque ligeramentedesfasada. Desarrollan dos tipos de funcin: transformar la corriente y aislar losinstrumentosde proteccinymedicinconectadosaloscircuitosdealtatensin.
1.7.2 TransformadoresdepotencialSon aparatos en que la tensin secundaria, dentro de las condiciones normales deoperacin, es prcticamente proporcional a la tensin primaria aunque ligeramentedesfasada.Desarrollandosfunciones:transformarlatensinyaislarlos instrumentosdeproteccinymedicinconectadosaloscircuitosdealtatensin.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
25/76
19
ParamayorinformacinsobreestosdostiposdetransformadoresconsultarelCaptulo2del libro Diseo de Subestaciones de RalMartin seccin 2.10. 3 Transformadores deinstrumentos.
1.8ProteccionesProteccin de una subestacin es un conjunto de sistemas que mantienen vigilancia
permanenteycuyafuncineseliminarodisminuirlosdaosquepuederecibirunequipo
elctrico cuando se presenta una falla. La parte importante de estos sistemas son los
relevado resque sirvenparadetectar la falla yque, a su vez, efectan ladesconexin
automtica de los interruptores cuando se producen sobrecorrientes debidas a
cortocircuitos,aislando
las
partes
del
sistema
que
han
fallado.
Laseleccindeltipodeproteccinqueseutilizaenlosbancosolneasdeunasubestacin
ser tantomselaboradocuantomayorsea lacomplejidadde la instalacin,y tambin
depender de las caractersticas de los equipos utilizados, debindose tener especial
cuidadoenlaseleccinadecuadadelaszonasquevanaproteger.
Ensuformamsprimitiva,unaproteccinelctricaoperaenlaformamostradaenlaFigura
1.7.
Figura1.7Circuitoelementaldeproteccinporsobrecorriente(Fuente:RalMartin)
http://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdf -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
26/76
20
Donde:
TC=Transformadordecorriente.Puedeserde220kV1200/5A
B=Bobinadeoperacindelrelevador
C=Contactodedisparodelrelevador
BD=Bobinadedisparodelinterruptordepotencia
ElrelevadorrecibeensubobinadeoperacinB, lasealdecorrientedelsecundariode
proteccindeltransformadordecorriente.Estabobinacierraelcontactodedisparodel
relevadorque,asuvez,permiteelpasodelacorrientedirectadelabateraprincipalde120
voltsyenergizalabobinadelcircuitodedisparodelinterruptorBndequesetrateque,al
abrir,liberayaslalazonaqueseencuentrabajocondicionesdefalla.
ParaconsultarysabermssobreproteccionesconsultarelCaptulo7dellibrodeDiseodeSubestacioneselctricasdeRalMartin.
1.9Cortocircuito1.9.1 CorrientedecortocircuitoLa corriente de cortocircuito determina los esfuerzos electrodinmicos mximos que
puedensoportarlasbarrascolectorasylostramosdeconexin;yestambinunparmetro
importanteeneldiseodelareddetierradelainstalacin.
La corrientede cortocircuito, al circularpor losdevanadosde cualquier transformador,
produceunaumentobruscodetemperatura,quedegradaalosaislamientosydisminuye
lavidatildeestos,detalmaneraqueunasobretensinposterior,aunqueseapequea,
puedeserorigendeunafallaseriaenlosembobinadoseinclusodesudestruccin.
ConsultarelmanualdeCONDUMEXCaptulo11,DiseodesubestacioneselctricasdeRal
MartinCaptulo2seccin2.7 yel librodeSistemaselctricosdepotenciadeStevenson
Capitulo13paramsinformacinsobrecortocircuito.
http://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo11.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo11.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo11.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo11.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo11.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo11.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/Ra%EA%AC%AC%20Mart%EF%BF%BDJos%E9%A0%AD%20Dise%E1%AF%A0de%20Subestaciones%20El%E9%A3%B4ricas.pdfhttp://anexos/Manual%20Tecnico%20de%20Condumex/Capitulo11.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/09%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%207.pdf -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
27/76
21
1.10 SistemadetierrasLanecesidaddecontarconuna redde tierraen lasubestacines ladecumplircon las
siguientesfunciones:
a)Proporcionar
un
circuito
de
muy
baja
impedancia
para
la
circulacin
de
las
corrientesdetierra,yaseaquesedebanaunafalladecortocircuitooalaoperacin
deunpararrayos.
b) Evitarque,durantelacirculacindeestascorrientesdetierra,puedanproducirsediferenciasdepotencialentredistintospuntosde lasubestacin,significandoun
peligroparaelpersonal.
c) Facilitar,mediantesistemasderelevadores,laeliminacindelasfallasatierraenlos
sistemas
elctricos.
d) Darmayorconfiabilidadycontinuidadalservicioelctrico.
ConsulteellibrodeDiseodesubestacioneselctricasdeRalMartinCapitulo4params
Informacinsobreeldiseocompletodesistemasdetierra.
1.11 DisposicinfsicadelasubestacinEl arreglo o disposicin fsica (Layout) de una subestacin debe satisfacer diversos
requerimientos.Separtedeldiagramaunifilarydeldimensionamientodeloselementos,
conelpropsitodedarlesunordenamientolgicoyracionalenloscamposybahasdela
subestacin,previendofuturasampliacionesdelamisma.
Seencuentranmodelossugeridosporlosfabricantesparacadatipodesubestacin,pero
estos
modelos
difieren
de
fabricante
a
fabricante.
En
forma
similar
los
ingenieros
consultoresyproyectistastienensuspropioscriteriossobreeltema.Loanteriorindicala
noexistenciadearreglosnormalizados,esimportantequequienrealiceeldiseodeuna
subestacin,conozcaciertoscriteriosbsicosqueafianzarenelfuturoconsuexperiencia.
http://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdfhttp://anexos/Dise%E1%AF%A0de%20Sub%20Estaciones-%20Raul%20Martin/06%20-%20Cap%EF%BF%BDlo%204.pdf -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
28/76
22
Los parmetros tcnicos estn definidos bsicamente por aspectos de aislamiento,
funcionalidadyseguridad.
Consultar
el
Captulo
3
del
libro
Sub_Del
Valle
para
conocer
ms
informacin
sobre
este
tema.
http://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdfhttp://anexos/SUB_DEL%20VALLE/Capitulo_03.pdf -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
29/76
23
Memoriadeclculo2.1DistribucindelaplantaEl saber laubicacinde lasmaquinasdentrodeuna empresa esundato a considerarimportantealigualquelaubicacindealumbrado,estoayudaahacerunabuenaseleccindetamaosdeconductoresyportadoresdeconductoresyaseantuboconduitocharola;estoesdebidoalacadadetensinquesepuedepresentarenlasdistintaslongitudesquepuedetenerelconductorquealimentaalgnmotor.
La distribucin de todos los elementos est dividida en cuatro clasificaciones, el planoarquitectnico,elplanodedistribucindemotores,elplanodedistribucinde alumbradoy el plano de distribucin de receptculos, las cuales fueron hechas a partir de ladistribucinrealquesetienedentrodelaempresa.
2.2CaractersticasdecargaTantolainstalacinelctrica,comolasubestacindelaempresa,sonsistemasyaexistentesyenfuncionamiento.Porlotantoelestudiodedemandaydelascaractersticasdelacargapueden ser tomadas con un poco ms de precisin y facilidad que si se tratase deestimacionesestadsticas.Sehallevadoacabounlevantamientodetodosloselementoselctricosexistentesydeacuerdoconloshorariosdetrabajoylaactividadlaboraldentrodelaempresa,sepuedehacerunclculodelosfactoresdenuestrointers,comolosonlademandamxima,cargainstalada,etc.
DetallesdelacargainstaladaverelarchivoDetallessdelosClculos.
Captulo 2
http://anexos/Planos%20y%20diagramas/Arquitectonico.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Arquitectonico.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Arquitectonico.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Receptaculos.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Luminarias.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Motores.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Arquitectonico.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Arquitectonico.pdf -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
30/76
24
2.2.1 Caractersticas meteorolgicas y climatolgicas.
Laempresaseencuentraubicadaenlaciudaddelen,Guanajuato.Mediantelabasede
datos del RETScreen del Atmospheric Science Data Center de la NASA y ubicadas las
coordenadas21711N1014050 delaciudad,obtenemoslossiguientesdatos.
Unidad
Ubicacindedatos
meteorolgicos
Ubicacindel
Proyecto
Latitud N 21.1 21.1
Longitud E 101.7 101.7
Elevacin m 2,172 2,172
Temperaturadediseodela
calefaccin C 6.7
Temperaturadediseodel
aireacondicionado C 26.3
Amplituddelatemperatura
delsuelo C 17.6
MesTemperatura
delaireHumedad
relativa
Radiacinsolardiaria horizontal
Presinatmosfrica
Velocidaddel
VientoTemperatura
delsueloDasgradodecalentamiento
Dasgradode
enfriamiento
C % kWh/m/d kPa m/s C Cd Cd
Enero 12.8 55.8% 4.67 80.9 3.9 14.9 162 86
Febrero 14.6 48.1% 5.64 80.8 4.0 17.6 96 128
Marzo 17.3 37.0% 6.64 80.7 4.3 21.2 23 225
Abril 19.9 36.2% 6.89 80.7 4.0 24.6 0 297
Mayo 21.2 43.8% 6.85 80.7 3.5 25.8 0 346
Junio 19.5 66.7% 6.36 80.8 3.0 22.5 0 284
Julio 18.2 72.8% 6.06 80.9 3.0 20.4 0 255Agosto 18.2 71.6% 6.01 80.9 2.8 20.3 0 255
Setiembre 17.3 74.9% 5.42 80.8 3.0 19.1 21 219
Octubre 15.9 72.2% 5.31 80.9 3.2 17.9 67 181
Noviembre 14.3 65.8% 5.05 80.9 3.6 16.2 111 129
Diciembre 13.1 59.6% 4.57 80.9 3.7 15.0 153 95
Anual 16.9 58.8% 5.79 80.8 3.5 19.6 633 2,500
Medidoa m 10.0 0.0
Tabla2.1Caractersticasclimatolgicasdelaciudaddelen,Guanajuato.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
31/76
25
2.2.2Estudiodecaractersticasdelacarga
Despus detenerloselementosqueconformanalsistemaseobtienelademandamxima
requeridaporelsistema.
EneldocumentoDetallessobrelosClculos,enlaseccindedemandamximahayms
detalles.
Luego se realizan los clculos necesarios para obtener el factor de potencia de todo el
sistema.Laempresacuantaconunbancodecapacitoresde25KVArporloqueserecalcula
elfactordepotenciaconsiderandoestebancodecapacitores.
Delosclculosobtenidostenemosque:
1
1
1
187.804
214.998
0.87
P KW
S KVA
Fp
Considerandoeltringulodepotenciasdelasiguientefigura:
Figura2.1Triangulodepotencias
Tenemosque:
1
1
187.804cos 0.87
214.998
P
S
Despejando 1 yresolviendotenemos:
1
1 cos 0.87 29.54
http://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsx -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
32/76
26
Paraobtener 1Q despejamosde1
1
1
Qsen
S , 1Q yresolvemos,obteniendo:
1 1 1 214.998 29.54 106Q S sen sen KVA
Dadoque 25Q c K V A r
2 1 106 25 81Q Q Qc KVAr KVAr KVAr
Despejando 2 de 22tan Q
P ycalculando,obtenemos:
1 122
81tan tan 23.33
187.804
Q KVAr
P KW
Paraencontrarelfactordepotenciacorregidocalculamos:
2cos cos23.33
0.918
Fp
Fp
VereldocumentoDetallesdelosClculos,paramsdetallessobreelfactordepotencia.
Secalculanlosfactoresnecesariosparadeterminarlacapacidaddeltransformador.
Acontinuacinlatabla2.2contienelosresultadosdelestudiodecaractersticasdelacarga.
DATO FORMULA VALOR UNIDADAREA A 3869 mFACTORDEPOTENCIA Fp 0.918CARGAINSTALADA Ci=KW 200.948 KWDENSIDADDECARGA Dc=Ci/A 51.938 MW/KmDEMANDAMAXIMA DM 131.876 KWFACTORDEDEMANDA Fd=DM/Ci 0.656
http://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsx -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
33/76
27
FACTORDEUTILIZACION Fu=DM/Cap.alim*Fp 0.242DEMANDAPROMEDIO Dm 126.530FACTORDECARGA Fc=Dm/DM 0.959FACTORDEDIVERSIDAD Fdiv=DMi/DM 1.000FACTORDECRECIMIENTO Fcre 2.3
Tabla2.2Caractersticasdecarga
Elreatotaldelterrenodelaempresaesde19722m2,sinembargosoloestconstruido
3869m2,debidoaqueseestconstruyendomsdeldobledelasinstalacionesactuales,se
considerunfactordecrecimientode2.3.
2.3Seleccindeltransformadorprincipal
Utilizando los datos previamente obtenidos de caractersticas de carga, se calcula la
capacidadquedebertenereltransformadorparanuestrainstalacin.
Paraseleccionarlacapacidaddeltransformadorseconsideranlacargainstalada,elfactor
dedemanda,elfactordecrecimiento,elfactordepotenciayelfactordediversidad.
Elclculodelacapacidaddeltransformadornosarrojalasiguienteinformacin:
200.948 0.656 2.3
0.918 1
330.408
T
T
Ci Fd Fcre KW KVA
Fp Fdiv
KVA KVA
Lacapacidadrequeridaesde330.408KVA.Paraescogerlacapacidaddeltransformadorse
seleccionalacapacidadinmediatasuperiora330.408,lacualcorrespondea500KVA.
EneldocumentoDetallesde losclculos,podemosencontrarms informacinsobre la
seleccindeltransformadorprincipal.
http://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsx -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
34/76
28
Para las condiciones que la empresa requiere y con los resultados sobre el clculo del
trasformadorseseleccionunTransformadorProlecGeneralElectrictiposubestacinde
acuerdoalanorma NMXJ116ANCEsuscaractersticasprincipalesson:
Capacidad500kVA
3Fases
Voltajeprimario13200V
Voltajesecundario440V
Z%:2.55%
NBAI:95kV
Todas
las
caractersticas
y
dimensiones
vienen
en
la
hoja
de
especificaciones
TransformadorProlecGeneralElectric
2.4Seleccindeltransformadorparaalumbrado
La forma en que est conectado el sistema consiste en que todos los motores son
alimentadoscon440V,mientrasque todos los luminariosestna220V.Por loquees
necesariocalcular
un
transformador
tipo
seco
para
dicho
propsito.
Estetransformadoralimentaratantoalasluminariascomoalosreceptculos.Losclculos
realizadosparadichotransformadorsepuedenobservarenelapartadodeTransformador
paraluminariasdelarchivoDetallesdelosclculos.
La capacidad requerida es de 34.475 KVA. Al seleccionar una capacidad superior a la
requeridaobtenemosuntransformadortiposecode45KVA. Porloqueseseleccionaun
transformador demarcaSiemenstiposecoconlassiguientescaractersticas:
Capacidad45KVA
Voltajeprimario440V
Voltajesecundario220/127V
http://anexos/Transformador%20tipo%20subestacion.pdfhttp://anexos/Transformador%20tipo%20subestacion.pdfhttp://anexos/Transformador%20tipo%20subestacion.pdfhttp://anexos/Transformador%20tipo%20subestacion.pdfhttp://anexos/Transformador%20tipo%20subestacion.pdfhttp://anexos/Transformador%20tipo%20subestacion.pdfhttp://anexos/Transformador%20tipo%20subestacion.pdfhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Transformador%20tipo%20subestacion.pdf -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
35/76
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
36/76
30
2.6Clculodecortocircuito
Primero se debe realizar el diagrama unifilar bsico de todo el sistema, del cual se
obtendrn losdiagramasunifilaresdesecuenciapositiva,secuencianegativaysecuencia
cero. Este diagrama no muestra todos los elementos de los cuales estar formado el
sistema,solosirvepararealizarlosclculosdecortocircuito. Paravereldiagramaunifilar
veaelvnculosiguiente:DiagramaUnifilar.
Losvaloresbasequesernutilizadosparaelclculodecortocircuitosonlossiguientes:
_
_
100
13.8
0.44
base
base lado de alta
base lado de baja
S MVA
V KV
V KV
Yaqueelclculodecortocircuitoresultoserunpocolargo,sideseavermsdetallesde
sobreeste,estosseencuentranenelapartadodecortocircuitodeldocumentoDetalles
de losclculos.Acontinuacinsepresentansolo losresultadosde lascorrientesdefase
paracadaunadelasfallas.
FALLA TRIFASICA
CORRIENTES DE SECUENCIA
PUNTO DESECUENCIA POSITIVA SECUENCIA NEGATIVA SECUENCIA CERO
FALLA I (pu) ANGULO I (pu) ANGULO I (pu) ANGUL
BUS 1 1.85509 -90 0 0 0 0
BUS 2 0.11185 -90 0 0 0 0
M1 0.11167 -90 0 0 0 0
M2 0.11167 -90 0 0 0 0
M3 0.11167 -90 0 0 0 0
M4 0.11167 -90 0 0 0 0
M5 0.11167 -90 0 0 0 0
M6 0.11167 -90 0 0 0 0
M7 0.11167 -90 0 0 0 0
M8 0.11167 -90 0 0 0 0
M9 0.11167 -90 0 0 0 0
http://anexos/Planos%20y%20diagramas/Diagrama%20Unifilar.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Diagrama%20Unifilar.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Diagrama%20Unifilar.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Diagrama%20Unifilar.pdfhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Diagrama%20Unifilar.pdfhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Detalles%20de%20los%20calculos.xlsxhttp://anexos/Planos%20y%20diagramas/Diagrama%20Unifilar.pdf -
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
37/76
31
M10 0.11167 -90 0 0 0 0
M11 0.11167 -90 0 0 0 0
M12 0.11167 -90 0 0 0 0
M13 0.11148 -90 0 0 0 0
M14 0.11158 -90 0 0 0 0
M15 0.11130 -90 0 0 0 0
M16 0.11130 -90 0 0 0 0
M17 0.11075 -90 0 0 0 0
M18 0.11075 -90 0 0 0 0
M19 0.11112 -90 0 0 0 0
M20 0.11112 -90 0 0 0 0
M21 0.11174 -90 0 0 0 0
M22 0.11174 -90 0 0 0 0
M23 0.11178 -90 0 0 0 0
M24 0.11178 -90 0 0 0 0M25 0.11148 -90 0 0 0 0
M26 0.11181 -90 0 0 0 0
M27 0.11181 -90 0 0 0 0
M28 0.11148 -90 0 0 0 0
M29 0.11167 -90 0 0 0 0
FALLA TRIFASICA
CORRIENTES DE FASE
PUNTO DE FASE A FASE B FASE CFALLA I (A) ANGULO I (A) ANGULO I (A) ANGUL
BUS 1 7761.1232 -90 7761.123157 150 7761.12316 30
BUS 2 14676.6240 -90 14676.6240 150 14676.624 30
M1 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M2 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M3 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M4 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M5 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M6 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M7 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M8 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M9 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M10 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M11 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
M12 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
38/76
32
M13 14628.5785 -90 14628.57849 150 14628.5785 30
M14 14640.5899 -90 14640.58986 150 14640.590 30
M15 14604.5557 -90 14604.55574 150 14604.5557 30
M16 14604.5557 -90 14604.55574 150 14604.5557 30
M17 14532.4875 -90 14532.4875 150 14532.4875 30
M18 14532.4875 -90 14532.4875 150 14532.4875 30
M19 14580.5330 -90 14580.5330 150 14580.533 30
M20 14580.5330 -90 14580.5330 150 14580.533 30
M21 14662.2103 -90 14662.21034 150 14662.210 30
M22 14662.2103 -90 14662.21034 150 14662.210 30
M23 14667.0149 -90 14667.01489 150 14667.0149 30
M24 14667.0149 -90 14667.01489 150 14667.0149 30
M25 14628.5785 -90 14628.57849 150 14628.5785 30
M26 14671.8194 -90 14671.81944 150 14671.8194 30
M27 14671.8194 -90 14671.81944 150 14671.8194 30M28 14628.5785 -90 14628.57849 150 14628.5785 30
M29 14652.6012 -90 14652.60124 150 14652.6012 30
FALLA TRIFASICA
CORRIENTES DE APORTE A LOS NODOS FALLADOS
PUNTO DEI CFE (A) I M3(A) I NODO (A)
FALLA
BUS 1 7449.18 311.94316 7761.123157
BUS 2 13540.34803 1136.27595 14676.62399M1 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M2 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M3 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M4 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M5 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M6 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M7 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M8 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M9 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M10 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M11 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M12 13540.34803 1112.25321 14652.60124
M13 13540.34803 1088.23046 14628.57849
M14 13540.34803 1100.24183 14640.58986
M15 13540.34803 1064.20771 14604.55574
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
39/76
33
M16 13540.34803 1064.20771 14604.55574
M17 13540.34803 992.13947 14532.4875
M18 13540.34803 992.13947 14532.4875
M19 13540.34803 1040.18496 14580.533
M20 13540.34803 1040.18496 14580.533
M21 13540.34803 1121.86231 14662.21034
M22 13540.34803 1121.86231 14662.21034
M23 13540.34803 1126.66685 14667.01489
M24 13540.34803 1126.66685 14667.01489
M25 13540.34803 1088.23046 14628.57849
M26 13540.34803 1131.47140 14671.81944
M27 13540.34803 1131.47140 14671.81944
M28 13501.91164 1126.66685 14628.57849
M29 13540.34803 1112.25321 14652.60124
Tabla2.4
Fallatrifsica
FALLA DE FASE A TIERRA
CORRIENTES DE SECUENCIA
PUNTO DESECUENCIA POSITIVA SECUENCIA NEGATIVA SECUENCIA CERO
FALLA I (pu) ANGULO I (pu) ANGULO I (pu) ANGU
BUS 1 0.36051 -90 0.36051 -90 0.36051 -90
BUS 2 0.01931 -90 0.01931 -90 0.01931 -90
M1 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M2 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M3 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M4 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M5 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M6 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M7 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M8 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M9 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M10 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90M11 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M12 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M13 0.01925 -90 0.01925 -90 0.01925 -90
M14 0.01926 -90 0.01926 -90 0.01926 -90
M15 0.01922 -90 0.01922 -90 0.01922 -90
M16 0.01922 -90 0.01922 -90 0.01922 -90
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
40/76
34
M17 0.01912 -90 0.01912 -90 0.01912 -90
M18 0.01912 -90 0.01912 -90 0.01912 -90
M19 0.01919 -90 0.01919 -90 0.01919 -90
M20 0.01919 -90 0.01919 -90 0.01919 -90
M21 0.01929 -90 0.01929 -90 0.01929 -90
M22 0.01929 -90 0.01929 -90 0.01929 -90
M23 0.01930 -90 0.01930 -90 0.01930 -90
M24 0.01930 -90 0.01930 -90 0.01930 -90
M25 0.01925 -90 0.01925 -90 0.01925 -90
M26 0.01930 -90 0.01930 -90 0.01930 -90
M27 0.01930 -90 0.01930 -90 0.01930 -90
M28 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
M29 0.01928 -90 0.01928 -90 0.01928 -90
FALLA DE FASE A TIERRACORRIENTES DE FASE
PUNTO DE FASE A FASE B FASE C
FALLA I (A) ANGULO I (A) ANGULO I (A) ANGU
BUS 1 4524.797118 -90 0 0 0 0
BUS 2 7600.616118 -90 0 0 0 0
M1 7588.597059 -90 0 0 0 0
M2 7588.597059 -90 0 0 0 0
M3 7588.597059 -90 0 0 0 0
M4 7588.597059 -90 0 0 0 0M5 7588.597059 -90 0 0 0 0
M6 7588.597059 -90 0 0 0 0
M7 7588.597059 -90 0 0 0 0
M8 7588.597059 -90 0 0 0 0
M9 7588.597059 -90 0 0 0 0
M10 7588.597059 -90 0 0 0 0
M11 7588.597059 -90 0 0 0 0
M12 7588.597059 -90 0 0 0 0
M13 7576.5780 -90 0 0 0 0M14 7582.58752 -90 0 0 0 0
M15 7564.558866 -90 0 0 0 0
M16 7564.558866 -90 0 0 0 0
M17 7528.501388 -90 0 0 0 0
M18 7528.501388 -90 0 0 0 0
M19 7552.539732 -90 0 0 0 0
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
41/76
35
M20 7552.539732 -90 0 0 0 0
M21 7593.404686 -90 0 0 0 0
M22 7593.404686 -90 0 0 0 0
M23 7595.808498 -90 0 0 0 0
M24 7595.808498 -90 0 0 0 0
M25 7576.5780 -90 0 0 0 0
M26 7598.212309 -90 0 0 0 0
M27 7598.212309 -90 0 0 0 0
M28 7588.924166 -90 0 0 0 0
M29 7588.597059 -90 0 0 0 0
FALLA DE FASE A TIERRA
CORRIENTES DE APORTE A LOS NODOS FALLADOS
PuntoI CFE (A) I M3(A) I nodo (A)
FallaBUS 1 4352.68 172.11712 4524.797118
BUS 2 6464.34016 1136.27595 7600.616118
M1 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M2 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M3 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M4 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M5 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M6 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M7 6476.34385 1112.25321 7588.597059M8 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M9 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M10 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M11 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M12 6476.34385 1112.25321 7588.597059
M13 6488.34752 1088.23046 7576.577975
M14 6482.34569 1100.24183 7582.58752
M15 6500.35115 1064.20771 7564.558866
M16 6500.35115 1064.20771 7564.558866
M17 6536.36192 992.13947 7528.501388
M18 6536.36192 992.13947 7528.501388
M19 6512.35477 1040.18496 7552.539732
M20 6512.35477 1040.18496 7552.539732
M21 6471.54238 1121.86231 7593.404686
M22 6471.54238 1121.86231 7593.404686
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
42/76
36
M23 6469.14164 1126.66685 7595.808498
M24 6469.14164 1126.66685 7595.808498
M25 6488.34752 1088.23046 7576.577975
M26 6466.74090 1131.47140 7598.212309
M27 6466.74090 1131.47140 7598.212309
M28 6462.25731 1126.66685 7588.924166
M29 6476.34385 1112.25321 7588.597059
Tabla2.5Falladefaseatierra
FALLA DE FASE A FASE
CORRIENTES DE SECUENCIA
PUNTO DESECUENCIA POSITIVA SECUENCIA NEGATIVA SECUENCIA CERO
FALLA I (pu) ANGULO I (pu) ANGULO I (pu) ANGULO
BUS 1 0.92754 -90 0.92754 90 0 0
BUS 2 0.05593 -90 0.05593 90 0 0
M1 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M2 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M3 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M4 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M5 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M6 0.05583 -90 0.05583 90 0 0M7 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M8 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M9 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M10 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M11 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M12 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
M13 0.05574 -90 0.05574 90 0 0
M14 0.05579 -90 0.05579 90 0 0
M15 0.05565 -90 0.05565 90 0 0
M16 0.05565 -90 0.05565 90 0 0
M17 0.05538 -90 0.05538 90 0 0
M18 0.05538 -90 0.05538 90 0 0
M19 0.05556 -90 0.05556 90 0 0
M20 0.05556 -90 0.05556 90 0 0
M21 0.05587 -90 0.05587 90 0 0
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
43/76
37
M22 0.05587 -90 0.05587 90 0 0
M23 0.05589 -90 0.05589 90 0 0
M24 0.05589 -90 0.05589 90 0 0
M25 0.05574 -90 0.05574 90 0 0
M26 0.05591 -90 0.05591 90 0 0
M27 0.05591 -90 0.05591 90 0 0
M28 0.05574 -90 0.05574 90 0 0
M29 0.05583 -90 0.05583 90 0 0
FALLA DE FASE A FASE
CORRIENTES DE FASE
PUNTO DE FASE A FASE B FASE C
FALLA I (A) ANGULO I (A) ANGULO I (A) ANGULO
BUS 1 0 0 6721.3298 180 6721.3298 0
BUS 2 0 0 12710.3292 180 12710.3292 0M1 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M2 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M3 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M4 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M5 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M6 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M7 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M8 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M9 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0M10 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M11 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M12 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
M13 0 0 12668.7206 180 12668.7206 0
M14 0 0 12679.1227 180 12679.1227 0
M15 0 0 12647.9163 180 12647.9163 0
M16 0 0 12647.9163 180 12647.9163 0
M17 0 0 12585.5034 180 12585.5034 0
M18 0 0 12585.5034 180 12585.5034 0
M19 0 0 12627.1120 180 12627.1120 0
M20 0 0 12627.1120 180 12627.1120 0
M21 0 0 12697.8466 180 12697.8466 0
M22 0 0 12697.8466 180 12697.8466 0
M23 0 0 12702.0075 180 12702.0075 0
M24 0 0 12702.0075 180 12702.0075 0
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
44/76
38
M25 0 0 12668.7206 180 12668.7206 0
M26 0 0 12706.1684 180 12706.1684 0
M27 0 0 12706.1684 180 12706.1684 0
M28 0 0 12668.7206 180 12668.7206 0
M29 0 0 12689.5249 180 12689.5249 0
FALLA DE FASE A FASE
CORRIENTES DE APORTE A LOS NODOS FALLADOS
PuntoI CFE (A) I M3(A) I nodo (A)
Falla
BUS 1 6445.45 275.87982 6721.32982
BUS 2 11574.05326 1136.27595 12710.32921
M1 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M2 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M3 11577.27170 1112.253206 12689.52490M4 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M5 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M6 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M7 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M8 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M9 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M10 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M11 11577.27170 1112.253206 12689.52490
M12 11577.27170 1112.253206 12689.52490M13 11580.49014 1088.230459 12668.72059
M14 11578.88092 1100.241833 12679.12275
M15 11583.70857 1064.207712 12647.91628
M16 11583.70857 1064.207712 12647.91628
M17 11593.36389 992.1394693 12585.50336
M18 11593.36389 992.1394693 12585.50336
M19 11586.92701 1040.184964 12627.11197
M20 11586.92701 1040.184964 12627.11197
M21 11575.98432 1121.862305 12697.84663
M22 11575.98432 1121.862305 12697.84663
M23 11575.34063 1126.666855 12702.00749
M24 11575.34063 1126.666855 12702.00749
M25 11580.49014 1088.230459 12668.72059
M26 11574.69695 1131.471404 12706.16835
M27 11574.69695 1131.471404 12706.16835
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
45/76
39
M28 11542.05374 1126.666855 12668.72059
M29 11577.27170 1112.253206 12689.52490
Tabla2.6Falladefaseafase
FALLA DE DOBLE FASE A TIERRA
CORRIENTES DE SECUENCIA
PUNTO DESECUENCIA
POSITIVA SECUENCIA NEGATIVA SECUENCIA CERO
FALLA I (pu) ANGULO I (pu) ANGULO I (pu) ANGULO
BUS 1 1.05475 -90 0.80033 90 0.25442 90
BUS 2 0.06244 -90 0.04941 90 0.01303 90
M1 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M2 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M3 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M4 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M5 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M6 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M7 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M8 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M9 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M10 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M11 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
M12 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90M13 0.06224 -90 0.04925 90 0.01299 90
M14 0.06229 -90 0.04929 90 0.01300 90
M15 0.06213 -90 0.04917 90 0.01297 90
M16 0.06213 -90 0.04917 90 0.01297 90
M17 0.06183 -90 0.04892 90 0.01291 90
M18 0.06183 -90 0.04892 90 0.01291 90
M19 0.06203 -90 0.04909 90 0.01295 90
M20 0.06203 -90 0.04909 90 0.01295 90
M21 0.06238 -90 0.04936 90 0.01302 90M22 0.06238 -90 0.04936 90 0.01302 90
M23 0.06240 -90 0.04938 90 0.01302 90
M24 0.06240 -90 0.04938 90 0.01302 90
M25 0.06224 -90 0.04925 90 0.01299 90
M26 0.06242 -90 0.04940 90 0.01302 90
M27 0.06242 -90 0.04940 90 0.01302 90
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
46/76
40
M28 0.06225 -90 0.04923 90 0.01302 90
M29 0.06234 -90 0.04933 90 0.01301 90
FALLA DE DOBLE FASE A TIERRA
CORRIENTES DE FASE
PUNTO DE FASE A FASE B FASE C
FALLA I (A) ANGULO I (A) ANGULO I (A) ANGULO
BUS 1 0 0 6908.362455 166.6373 6908.362455 13.3626
BUS 2 0 0 12966.38049 168.5946 12966.38049 11.4053
M1 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M2 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M3 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M4 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M5 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M6 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061M7 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M8 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M9 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M10 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M11 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M12 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
M13 0 0 12924.00958 168.593 12924.00958 11.4070
M14 0 0 12934.60231 168.5934 12934.60231 11.4066
M15 0 0 12902.82413 168.5921 12902.82413 11.4078M16 0 0 12902.82413 168.5921 12902.82413 11.4078
M17 0 0 12839.26779 168.5896 12839.26779 11.4104
M18 0 0 12839.26779 168.5896 12839.26779 11.4104
M19 0 0 12881.63868 168.5913 12881.63868 11.4087
M20 0 0 12881.63868 168.5913 12881.63868 11.4087
M21 0 0 12953.66922 168.5941 12953.66922 11.4058
M22 0 0 12953.66922 168.5941 12953.66922 11.4058
M23 0 0 12957.90631 168.5943 12957.90631 11.4056
M24 0 0 12957.90631 168.5943 12957.90631 11.4056
M25 0 0 12924.00958 168.593 12924.00958 11.4070
M26 0 0 12962.1434 168.5945 12962.1434 11.4055
M27 0 0 12962.1434 168.5945 12962.1434 11.4055
M28 0 0 12925.12305 168.5685 12925.12305 11.4314
M29 0 0 12945.19504 168.5938 12945.19504 11.4061
FALLA DE DOBLE FASE A TIERRA
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
47/76
41
CORRIENTES DE APORTE A LOS NODOS FALLADOS
PuntoI CFE (A) I M3(A) I nodo (A)
Falla
BUS 1 6203.4 704.96245 6908.362455
BUS 2 11830.10454 1136.27595 12966.38049
M1 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M2 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M3 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M4 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M5 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M6 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M7 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M8 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M9 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M10 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M11 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M12 11832.94183 1112.25321 12945.19504
M13 11835.77912 1088.23046 12924.00958
M14 11834.36048 1100.24183 12934.60231
M15 11838.61642 1064.20771 12902.82413
M16 11838.61642 1064.20771 12902.82413
M17 11847.12832 992.13947 12839.26779
M18 11847.12832 992.13947 12839.26779M19 11841.45372 1040.18496 12881.63868
M20 11841.45372 1040.18496 12881.63868
M21 11831.80691 1121.86231 12953.66922
M22 11831.80691 1121.86231 12953.66922
M23 11831.23946 1126.66685 12957.90631
M24 11831.23946 1126.66685 12957.90631
M25 11835.77912 1088.23046 12924.00958
M26 11830.67200 1131.47140 12962.1434
M27 11830.67200 1131.47140 12962.1434
M28 11798.45620 1126.66685 12925.12305
M29 11832.94183 1112.25321 12945.19504
Tabla2.7Falladedoblefaseatierra
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
48/76
42
2.7Coordinacindeaislamiento
2.7.1Distanciasdielctricas
PrimeramentesedeterminaraelparmetrodenivelbsicoalimpulsoBILqueeselnivelde
aislamientoadoptadoporlaCEI,estossedebenadoptaralasdisposicionesnecesarias,para
evitarqueseproduzcaefectocoronaenlasbarrascolectoras,enlosconectoresyengeneral
encualquierpuntodelainstalacin.
EltransformadorseleccionadoesunequipomarcaPROLEC,queentresuscaractersticas
tcnicas,nosproporcionanelNivelBsicodeAislamientoalImpulso:
Figura2.2Caractersticasdeltransformador
Porloqueel 95NBAI KV
Paraelfactordecorreccinporladensidaddeaireseutilizalasiguientefrmula:
3.92
273
b
t
Delacual:
b=presinatmosfricaencmdecolumnademercurio(76.4cmdeHg)
t=temperaturaambienteengradosCelsius(19.2C)
Sustituyendolosvalorestenemosque:
3.92 61.870.8313
273 18.75
cmHg
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
49/76
43
PorlotantoelNBIcorregidodelequipoaprotegeres:
95 0.8313 78.9735NBI KV KV
Unavez teniendoelNBIsecalcula latensincrticade flameonormalizadaconprobabilidadde
flameodel50%yprobabilidaddefalladel10%yunadesviacinestndardel10%.
78.9735
82.17850.961 0.961normalizadaNB I KV
TCF KV
Unavezteniendoestosdatos,secalculala diseo
TCF .
82.1785 1
98.85540.8313
hnormalizada
diseo
TCF K KVTCF KV
Larelacinentre diseo
TCF yladistanciadielctricaentreelectrodosestal,queparaun
impulsoproducidoporunrayo,considerandoungradientequevaraentre500y600
KV/m.
100
98.85540.1797
550 550
diseoTCF KV
d m
Lasdistanciasdielctricastambinsepuedencorregirporaltitudapartirde1000m.s.n.m.,
considerandounincrementoenladistanciadielctricaporalturade1.25%porcada100metrosdeincrementoenaltitud.Eltramodeceroamilmetros,seconsideradentrodela
correccin.
1798.6 1000 1000
1798.6
1000 1798.6 10000.0125 0.1797 0.0125 0.1797
100 100
0.1976
hd d d m m
d m
Por
indicacin,
se
incrementa
el
valor
1.1%
por
cada
100m
de
variacin
en
la
altura.
Por
lo
tantoseobtieneunaproximadode:
min 0.1976 1.1 0.2174d m m
Estonosindicaqueladistanciamnimaquedebehaberentrefaseytierraesde21.74cm.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
50/76
44
La distancia mnima de fase a fase segn la CEI para buses flexibles que pueden ser
afectadosporvientososismosseconsideraunfactorquevaraentre1.8y2.0,porlotanto:
min 0.2174 1.8 0.3913d m m
Porendeladistanciamnimaquedebehaberentrefaseyfaseesde39.13cm.
2.8Apartarrayos
Latensinmximadediseoqueeselvaloreficazmsaltoentrefasesparaelcualest
diseadoelequipoconrespectoasuaislamiento.Deacuerdoalatabla4delanormaCFE
L000006,setienequeparaunatensinnominaldelsistemade13,8kV,correspondelos
siguientesvalores:
max 15.5
13.2
sist
n
V KV
V KV
Paraobtenerelvoltajemximodefaseatierradelsistemasecalculalosiguiente:
maxmax
15.58.9489
3 3
sistF Tsist
V KVV KV
Despussecalculaelvoltajemximodefaseatierrapicoquepuedatenerelsistema:
maxmax _
2 15.5 212.6557
3 3
sistF Tsist pico
V KVV KV
Luegodeestoseobtieneelvoltajedeoperacincontinuamnimo:
max_ _ min
15.51.05 1.05 9.3964
3 3
sistope cont
V KVV KV
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
51/76
45
Teniendoencuentaqueelfactordefallaatierraesde1.15tenemosque:
max_ min
15.51.05 1.15 1.05 10.8058
3 3
sistteor no al falla T
V KVV F KV
Deacuerdoavoltajetericonominalqueseacabadecalcularyconsultandolatabla4de
lanormaNRF003tenemosque:
12 Es la tensin nominal que debe tener el apartarrayos.
10.2 Es la tensin de operacin continua del apartarrayos.
n
c
U KV
U KV
Sideseamoscomprobarestosresultadospodemosrealizarlosclculoscorrespondientesal
captulo 6 del libro de Elementos de diseo de subestaciones elctricas de Enrquez
Harper. Estos clculos sirven para obtener el voltaje nominal del apartarrayos.
ConsiderandolosdatosobtenidosdeCFEcalculamos:
0
1
0
1
0.2881040.5321
0.5414
1.695733.1321
0.5414
R
X
X
X
Estosdatosseconsideranparaobtenerelvalorde Ke ,elcualestomadodelasiguiente
grfica,dichagraficapuedeserconsultadadellibroElementosdeDiseodeSubestaciones
ElctricasdeEnrquezHarper.
-
7/22/2019 Diseo de una subestacion electrica
52/76
46
Figura2.3GraficaparaladeterminacindeKe
Delagrficaanteriorresultaque: 0.75Ke
Ahorausandoestosvaloresenlafrmulaparaobtenerelvoltajenominaldelapartarrayos
tenemos:
0.75 15.5 11.625
12
n
n
V KV KV
V KV
Conestopodemosconcluirqueelclculodelvoltajenominaldelapartarrayosescorrecto.
Paraseleccionarlacorrientededescarga,sedebenhacervariasconsideraciones;unade
ellas consiste en considerar nivel isoceraunico de la regin donde se instalara la
subestacin,sielnivelesaltosepodraconsiderarunacorrientededescargade10o20KA,
sielnivelesbajo seseleccionaraunacorrientede5KA.Otro factoraconsiderares la
-
7/22/2019 Diseo de una subest