Diseño de Una Subestacion Unitaria

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO “DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV. T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO ELECTRICISTA

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO “DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV. ” T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO ELECTRICISTA P R E S E N T A:

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Á L V A R O V I E Y R A C O L Í N A L E X I S MANUEL D E O L M O S R A M Í R E Z ASESORES Ing. Daniel Antonio Mata Jimenez. Ing. Israel Camacho Rodriguez. México, D. F. 06 de Febrero de 2013 1 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV INDICE DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 4 JUSTIFICACIÓN 5 OBJETIVOS INTRODUCCIÓN 5 6 CONTENIDO I. GENERALIDADES 8

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1.1 .- SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA (SEP) 8 1.1.1 Generación 8 1.1.2 Línea de Transmisión 9 1.1.3 Subestaciones eléctricas 10 1.1.4 Distribución 11 1.1.4.1 Clasificación de los sistemas eléctricos de 11 distribución 1.1.4.2 Principales componentes de los sistemas de 13 distribución 1.1.4.3 Alimentadores primarios de distribución 13 1.1.4.4 Transformadores de distribución 14 1.1.4.5 Elementos secundarios de los sistemas de distribución 18 1.1.5 Demanda 18 1.2 INDICES DE CALIDAD DE ENERGÍA

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19 1.3 CONCEPTOS GENERALES DE SUBESTACIONES ELÉCTRICAS 20 1.3.1 Subestación eléctrica definición 20 1.3.2 Clasificación de las subestaciones eléctricas. 21 1.3.2.1 Subestación en las plantas generadoras o 21 centrales eléctricas 1.3.2.2 Subestaciones receptoras primarias 21 1.3.2.3 Subestaciones receptoras secundarias 22 1.3.3 Esquemas básicos de subestaciones 24 II. ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5 kV 26 2.1 Principales elementos de la subestación eléctrica 26 2.1.1 El Transformador de potencia 27 2.1.2 Interruptores 27 2.1.3 Seccionadores 29 2.1.3.1 Tipos de seccionador 29 2.1.4 Transformador de potencial y transformador de 29 corriente (TP y TC) 2.1.4.1 Transformador de potencia (TP) 29 2.1.4.2 Transformadores de corriente (TC) 30 2.1.5 Sistemas de control y medición 31

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2.2.- Configuración de barras 32 2.2.1 Configuración de barras con barra principal Y barra de transferencia. 2.2.2 Configuración de barras de interruptor y medio. 35 III.- DISEÑO DE LA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 39 3.1.- ESPECIFICACIÓN TABLEROS BLINDADOS (METAL CLAD) PARA 39 34.5 kV 2 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV 3.1.1 Campo de aplicación 39 3.1.2 Normas que aplican 39 39 3.1.3 Alcance 3.2.- CONDICIONES DE SERVICIO 26 3.2.1 Temperatura ambiente 40 3.2.2 Altitud de operación

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40 40 3.2.3 Diseño por sismo 40 3.2.4 Tipo de servicio 3.3.- CORRIENTE MOMENTÁNEA 41 3.4.- LÍMITE DE ELEVACIÓN DE TEMPERATURA 41 3.5.- TENSIÓN NOMINAL (TABLERO Y EQUIPO AUXILIAR) 41 3.5.1 Tensión Nominal (Tablero y equipo auxiliar) 41 3.6.NIVELES DE AISLAMIENTO Y VALORES DE PRUEBAS DIELÉCTRICAS 41 3.7. NIVELES DE AISLAMIENTO A LA ALTITUD ESPECIFICADA 41 3.8. SECCIONES TIPO DEL TABLERO 42 3.8.1 Sección de interruptor Generador-Transformador 42 3.8,2 Sección de interruptor para línea de distribución 42 43 3.8.3 Sección de interruptor de Transformador de auxi- liares. 3.8.4 Sección con Interruptor (Reserva) 43 3.8.5 Cubículo para Transformadores de potencial de ba- 43 rras. 3.8.6 Partes o elementos comunes a todo tipo de sección 43 3.8.7 Sección de interruptor de enlace. 43

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3.9. RELEVADORES DE PROTECCIÓN 43 3.10. EQUIPO DE MEDICIÓN 43 3.11. CARACTERÍSTICAS DE FABRICACIÓN 50 3.12. PRUEBAS DE RUTINA 67 3.12. CUCHILLAS DE PUESTA A TIERRA IV.- INSTALACIÓN DE LA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 33 4.1.1 INSTALACIÓN Y OPERACIÓN 71 4.2. CONDICIONES OPERATIVAS 4.2.1 Motor de carga del mecanismo de acumulación de 74 Energía por resorte. 4.2.2 Desenganches/bloqueo magnético/sensores 74 4.3. DIMENSIONES 82 4.4. ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO 90 4.4.1 Estructura de los polos del interruptor 90 4.4.2 Estructura de los mecanismos de maniobra 90 4.4.3 Variantes en el equipo del mecanismo de maniobra 91 V.- CONCLUSIONES 101 VI.- ANEXOS 102 VI.- BIBLIOGRAFÍA 103

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV INDICE DE FIGURAS 1.0 Sistema de suministro eléctrico 9 1.1 Subestación unitaria en plantas generadoras 21 1.2 Subestación tipo interperie 22 1.3 Subestación tipo interior 23

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1.4 Subestación tipo blindado 24 2.1 Transformador de potencia sumergido en aceite 27 2.2 Interruptor de potencia 28 2.3 Esquema con barra principal y barra de transferencia 34 2.4 Esquema de barra partida con interruptor de transferencia 34 2.5 Esquema de barras de interruptor y medio 36 4.1 a Interruptor de vacío tipo VD4 X, con polos encapsulados, vista del mecánismo. 76 4.1 b Interruptor de vacío tipo VD4 X, con polos encapsulados, vista de los polos 76 4.2 a Interruptor de vacío tipo VD4 X, vista del mecanismo 77 4.2 b Interruptor de vació tipo VD4 X, vista de los polos. Variante de diseño para 77 conexión a barras: Sistema ZX2 4.3 A,B,C y D Diagrama cantidad permitida de ciclos maniobra n de las ampollas de 81 vacío como función de la corriente de apertura. 4.4 Dimensiones del gabinete 82 4.5 Terminal para barra conductora 83 4.6 Terminal delantero para barra conductora Sensor de presión para el compartimiento 83 del interruptor 4.7 Plano dimensional del interruptor VD4 X, 12kV…24kV, 1250 A 85 4.8 Plano dimensional 86 4.9 Plano dimensional del interruptor tipo VD4 X, 12 kV…40,5kV,…1250 A 87 4.10 Plano dimensional 88 4.11 Plano dimensional del interruptor tipo VD4 X, 12kV…49,5kV,…2500 A 89 4.12 Sección del interruptor de vacío tipo VD4 X. 94 4.13 Interruptor diagrama esquemático 95 4.14 Sección parcial de la ampolla de vacío, diagrama esquemático simplificado.

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95 4.15 Interruptor de vacío tipo VD4 X 96 4.16 Mecánismo de maniobra de acumulación de energía por resortes con equipamiento 96 auxiliar. 4.17 Mecánismo de maniobra de acumulación de energía por resortes con equipamiento 97 auxiliar. 4.18 Mecánismo de maniobra de acumulación de energía por resortes con equipamiento 97 auxiliar. 4.19 Operación manual de emergencia del interruptor 98 4.20 Diagrama de equipamiento para interruptores motorizados. 98 4 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

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En el presente trabajo se plantea desarrollar el diseño e instalación de una subestación unitaria eléctrica de 34.5.kV para una central de combustión interna, esto es con la finalidad de poder distribuir la potencia eléctrica generada de la central. Por ello es importante conocer los elementos que componen a una subestación y los dispositivos que se requieren y de los equipos que depende la subestación para poder operar de manera segura y eficaz. Pero antes de comenzar hare la siguiente pregunta, el ¿Por qué realizar el diseño de la subestación electrica? ¿Cuál es su finalidad de su existencia para la central de combustión interna? 5 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV OBJETIVO Efectuar el diseño e instalación de una Subestación Unitaria de 34.5 kV para una Central de Combustión interna ubicada en Baja California Sur, con la finalidad de recibir y distribuir la potencia eléctrica generada de la Central, llevando a cabo la normatividad necesaria para su operación.

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JUSTIFICACIÓN El desarrollo de este tema está dirigido a la obtención de información y desarrollo de una subestación eléctrica, la operación de la misma y descripción, los operadores de control, al momento de ejecutar maniobras en los diferentes circuitos eléctricos. 6 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV Introducción Se sabe que una de las fuentes principales para impulsar el desarrollo de las industrias, comercios de una ciudad, y del bienestar de los usuarios, para poder disfrutar las comodidades en el hogar son muy importantes, una de ellas es la energía eléctrica, que proviene desde los centros de generación, pasan a su vez, a las subestaciones instaladas estratégicamente para de ahí por medio de circuitos eléctricos distribuirse hacia los puntos de consumo.

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Debido al crecimiento de las redes eléctricas y el desarrollo tecnológico, se ha acrecentado la necesidad de subestaciones que forman parte de un sistema de distribución, por medio de las cuales fluye la energía eléctrica hacia las ciudades, industrias y centros de consumo. Antes de que existieran algunos equipos primarios para un buen funcionamiento de una subestación, cuando existía una falla en algún punto de un circuito y quedaba abierto algún equipo, se quedaba sin energía una ciudad, pueblo o comunidad, debido a que dichos equipos a veces se encuentran alejados, motivo por el cual los trabajadores tardaban mucho en llegar a ellos para restablecer el servicio. Actualmente, esto ha quedado atrás ya que ahora se cuenta con un equipo con la modalidad de poder operar por medio de control ó HMI (Interfaz Hombre Máquina), logrando así restablecer el sistema en poco tiempo cuando se presenta una eventualidad. 7 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV CAPITULO

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I GENERALIDADES 8 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV 1.0 Generalidades De todas las formas de energía conocidas en la actualidad, la que más se emplea para la economía de cualquier nación, es la energía eléctrica. La posibilidad de explotar distintos tipos de fuentes de energía como corrientes de ríos, combustóleo, gas, Uranio, carbón, la fuerza de los mares y vientos, géiser, etc. de sitios alejados de los centros de consumo, hace posible que la energía eléctrica se transmita a grandes distancias, lo que resulta relativamente económico, ya que es necesaria en la gran mayoría de procesos de producción de la sociedad actual. Las bases de la energía eléctrica fueron cimentadas a medidos del siglo XIX, cuando el científico inglés, Michael Faraday, en el año de 1831, descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética. Las posteriores investigaciones de la interacción de los conductores de corriente eléctrica con el campo electromagnético posibilitaron la creación de generadores eléctricos, que transforman la energía mecánica del movimiento giratorio en energía eléctrica, lo que formo la base de un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP). 1.1 Sistema Eléctrico de Potencia (SEP)

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Un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP), es el conjunto de centrales generadoras, de líneas de transmisión interconectadas entre sí y de sistemas de distribución esenciales para el consumo de energía eléctrica. El Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) está formado por tres partes principales: generación, transmisión y distribución; siendo: 1.1 - La Generación, es donde se produce la energía eléctrica, por medio de las centrales generadoras, las que representan el centro de producción, y dependiendo de la fuente primaria de energía, se pueden clasificar en: * CENTRALES HIDROELÉCTRICAS * CENTRALES TERMOELÉCTRICAS * CENTRALES GEOTERMOELÉCTRICAS * CENTRALES NUCLEOELÉCTRICAS * CENTRALES DE CICLO COMBINADO * CENTRALES DE TURBO-GAS * CENTRALES EÓLICAS * CENTRALES SOLARES Las centrales generadoras se construyen de tal forma, que por las 9 | P á g i n a

DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV características del terreno se adaptan para su mejor funcionamiento, rendimiento y rentabilidad. En régimen normal, todas las unidades generadoras del sistema se encuentran en " sincronismo ", es decir, mantienen ángulos de cargas constantes. En este

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régimen, la frecuencia debe ser nominal ( 60 Hz. ) o muy cercana a ésta. Los voltajes de generación varían de 2.4 a 24 kV. , dependiendo del tipo de central. Las características de las centrales eléctricas se relacionan con la subestación y la línea de transmisión en función de la potencia, la distancia a que se transmite y al área por servir. 1.1.2 Líneas de Transmisión, son los elementos encargados de transmitir la energía eléctrica, desde los centros de generación a los centros de consumo, a través de distintas etapas de transformación de voltaje; las cuales también se interconectan con el sistema eléctrico de potencia (SEP). Figura 1.0 Sistema de suministro eléctrico. 10 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV Los voltajes de transmisión utilizadas en este país son: 115, 230 y 400 kV. Una de las formas de clasificar las líneas de transmisión, es de acuerdo a su longitud, siendo: a) Línea corta de menos de 80 Km. b) Línea media de entre 80 y 240 Km. c) Línea larga de 240 Km. y más 1.1.3 - Subestaciones eléctricas. en función a su diseño son las encargadas en interconectar líneas de transmisión de distintas centrales generadoras, transformar los niveles de voltajes para su transmisión o consumo. Las subestaciones eléctricas por su tipo de servicio se clasifican en: * SUBESTACIONES ELEVADORAS * SUBESTACIONES REDUCTORAS * SUBESTACIONES COMPENSADORAS * SUBESTACIONES DE MANIOBRA O SWITCHEO * SUBESTACIÓN PRINCIPAL DEL SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN * SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN * SUBESTACIONES RECTIFICADORAS * SUBESTACIONES INVERSORAS

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Sin duda la denominación de una subestación como transmisión o distribución es independiente de las tensiones involucradas, y está determinada por el fin a que se destinó. Por otra parte las subestaciones de distribución deben construirse en función del crecimiento de la carga, es decir, deben estar ubicadas en los centros de carga de áreas urbanizadas para, de esta forma, asegurar la calidad y continuidad del servicio al usuario. Los niveles de tensión para su aplicación e interpretación se consideran conforme lo indican las tarifas para la venta de energía eléctrica en su sección de aspectos generales, siendo: a) Baja tensión es el servicio que se suministra en niveles de tensión menores o iguales a 1 kV. b) Media tensión en el servicio que se suministra en niveles de tensión mayores a 1 kV, pero menores o iguales a 35 kV. 11 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV c) Alta tensión a nivel subtransmisión es el servicio que se suministra en niveles de tensión mayor a 35 kV, pero menores a 220 kV. d) Alta tensión a nivel transmisión es el servicio que se suministra en niveles de tensión iguales o mayores a 220 kV. Actualmente en nuestro país, la industria eléctrica está incrementando día con día su actividad, ya que tiene que satisfacer la demanda de su gran población. Es por esto, que el Sector Eléctrico tiene que desarrollar nuevas técnicas y métodos para su utilización en el suministro de energía eléctrica; ya que al haber más actividad, es inminente la urgencia de una mejor optimización de los sistemas eléctricos. 1.1.4 Distribución ¿Qué es lo que en realidad significa el término sistemas de distribución? Tal vez no esté perfectamente definido internacionalmente; sin embargo, comúnmente se acepta que es el conjunto de instalaciones desde 120 Volts hasta tensiones de 34.5 kV encargadas de entregar la energía eléctrica a los usuarios a los niveles de tensión normalizados y en las condiciones de seguridad exigidas por los reglamentos. En el nivel de baja tensión por lo general hay confusiones con las instalaciones internas o cableados de predios comerciales o grandes industrias y en

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tensiones mayores de los 34.5 kV como es el caso de cables de subtransmisión de 85 kV que se traslapan con tensiones mayores, especialmente en países industrializados en que la población urbana es alta, y se consideran estas tensiones como de distribución. Los sistemas de distribución, ya sea que pertenezcan a empresas privadas o estatales, deben proyectarse de modo que puedan ser ampliados progresivamente, con escasos cambios en las construcciones existentes tomando en cuenta ciertos principios económicos, con el fin de asegurar un servicio adecuado y continuo para la carga presente y futura al mínimo costo de operación. 1.1.4.1 Clasificación de los sistemas eléctricos de distribución. En función de su construcción estos se pueden clasificar en: - Sistemas aéreos. - Sistemas subterráneos. - Sistemas mixtos. - Sistemas aéreos, estos sistemas por su construcción se caracterizan por su sencillez y economía, razón por la cual su utilización está muy generalizada. Se emplean principalmente para: 12 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV 1.- Zonas urbanas con: a) carga residencial b) carga comercial c) carga industrial 2- Zonas rurales con: a) carga doméstica b) carga de pequeñas industrias (bombas de agua, molinos, etc.) Los sistemas aéreos están constituidos por transformadores, cuchillas, apartarrayos, cortacircuitos fusibles, cables desnudos, etc.: los que se instalan en postes o estructuras de distintos materiales.

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La configuración mas sencilla para los sistemas aéreos es del tipo arbolar, la cual consiste en conductores desnudos de calibre grueso en el principio de la línea y de menor calibre en las derivaciones a servicios o al final de la línea. - Sistemas subterráneos, estos sistemas se construyen en zonas urbanas con alta densidad de carga y fuertes tendencias de crecimiento, debido a la confiabilidad de servicio y la limpieza que estas instalaciones proporcionan al paisaje. Naturalmente, este aumento en la confiabilidad y en la estética involucra un incremento en el costo de las instalaciones y en la especialización del personal encargado de construir y operar este tipo de sistema. Los sistemas subterráneos están constituidos por transformadores tipo interior o sumergibles, cajas de conexión, interruptores de seccionamiento, interruptores de seccionamiento y protección, cables aislados, etc.: los que se instalan en locales en interior de edificios o en bóvedas, registros y pozos construidos en banquetas. Los principales factores que se deben analizar al diseñar un sistema subterráneo son : * Densidad de carga * Costo de la instalación * Grado de confiabilidad * Facilidad de operación * Seguridad - Sistemas mixtos, este sistema es muy parecido al sistema aéreo, siendo diferente únicamente en que los cables desnudos sufren una transición a cables aislados. Dicha transición se realiza en la parte alta del poste y el cable aislado es alojado en el interior de ductos para bajar del poste hacia un registro o pozo y conectarse con el servicio requerido.

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV Este tipo de sistema tiene la ventaja de eliminar una gran cantidad de conductores, favoreciendo la estética del conjunto, disminuyendo notablemente el número de fallas en el sistema de distribución y por ende aumentando la confiabilidad del mismo. 1.1.4.2 Principales componentes de los sistemas de distribución. Los principales elementos componentes de un sistema de distribución son : a) Alimentadores primarios de distribución. b) Transformadores de distribución. c) Alimentadores secundarios. d) Acometidas. e) Equipo de medición. 1.1.4.3 Alimentadores primarios de distribución: Son los encargados de llevar la energía eléctrica desde las subestaciones de potencia hasta los transformadores de distribución. Los conductores van soportados en poste cuando se trata de instalaciones aéreas y en ductos cuando se trata de instalaciones subterráneas. Los componentes de un alimentador primario son: * Troncal. * Ramal. * Troncal, es el tramo de mayor capacidad del alimentador que transmite la energía eléctrica desde la subestación de potencia a los ramales. En los sistemas de distribución estos conductores son de calibres gruesos 336, 556 y hasta 795 MCM, ACSR (calibre de aluminio con alma de acero), dependiendo del valor de la densidad de carga. * Ramal, es la parte del alimentador primario energizado a través de un troncal, en el cual van conectados los transformadores de distribución y servicios particulares suministrados en media tensión. Normalmente son de calibre menor al troncal. Los alimentadores primarios normalmente se estructuran en forma radial, en un sistema de este tipo la forma geométrica del alimentador semeja la de un árbol, donde por el grueso del tronco, el mayor flujo de la energía eléctrica se

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transmite por toda una troncal, derivándose a la carga a lo largo de los ramales. Los alimentadores primarios por el número de fases e hilos se pueden clasificar en: - Trifásicos tres hilos. - Trifásicos cuatro hilos. - Monofásicos dos hilos. 14 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV - Monofásicos un hilo. - Los alimentadores primarios trifásicos con tres hilos requieren una menor inversión inicial, en lo que a material del alimentador se refiere, sin embargo debido a que estos sistemas de distribución tienen un coeficiente de aterrizamiento mayor que uno trifásico cuatro hilos, permiten que los equipos que se instalen en estos sistemas de distribución tengan niveles de aislamiento mayores con costos mayores. Una característica adicional de estos sistemas es que los transformadores de distribución conectados a estos alimentadores son de neutro flotante en el lado primario. Por lo que se refiere a detección de fallas de fase a tierra en estos sistemas de distribución es más difícil detectar estas corrientes, en comparación con los sistemas trifásicos cuatro hilos ya que al ser mayor la impedancia de secuencia cero de los alimentadores, las corrientes de falla son menores. Estos alimentadores se utilizan en zonas urbanas. - Los alimentadores primarios trifásicos con cuatro hilos requieren una mayor inversión inicial, ya que se agrega el costo del cuarto hilo (neutro) al de los tres hilos de fase, sin embargo debido a que estos sistemas de distribución tienen un coeficiente de aterrizamiento menor de la unidad, los equipos que se conecten a estos alimentadores requieren de un menor nivel de aislamiento con menor costo de inversión. Estos sistemas se caracterizan por que a ellos se conectan transformadores con el neutro aterrizado a tierra en el devanado primario y transformadores monofásicos cuya tensión primaria es la de fase neutro. En estos sistemas de distribución es más fácil detectar las corrientes de falla de fase a tierra ya que estos pueden regresar por el hilo neutro. Estos alimentadores se utilizan en zonas urbanas.

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- Los alimentadores primarios monofásicos de dos hilos se originan de sistemas de distribución trifásicos, de hecho son derivaciones de alimentadores trifásicos tres hilos que sirven para alimentar transformadores monofásicos que reciben la tensión entre fases en el devanado primario. Este sistema de distribución es usado en zonas rurales o en zonas de baja densidad. - Los alimentadores primarios monofásicos de un hilo son derivaciones de sistemas trifásicos que permiten alimentar transformadores monofásicos usándose estos alimentadores en zonas rurales, debido a la economía que representa en costo. 15 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV 1.1.4.4 Transformadores de distribución: Los transformadores de distribución son los equipos encargados de cambiar la tensión primaria a un valor menor de tal manera que el usuario pueda utilizarla sin necesidad de equipos e instalaciones costosas y peligrosas. En si el transformador de distribución es la liga entre los alimentadores primarios y los alimentadores secundarios. La capacidad del transformador se selecciona en función de la magnitud de la carga, debiéndose tener especial cuidado en considerar los factores que influyen en ella, tales como el factor de demanda y el factor de coincidencia. El número de fases del transformador es función del número de fases de la alimentación primaria y del número de fases de los elementos que componen la carga. En muchas ocasiones la política de selección del número de fases de los transformadores de distribución que decida emplear una compañía, señala el número de fases que deben tener los motores que se conecten en el lado secundario de los transformadores, dictando así una política de desarrollo de fabricación de motores en una cierta zona de un país o en un país entero.

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La magnitud del porciento de impedancia de un transformador afecta la regulación de la tensión y el valor de las corrientes de corto circuito que fluyen por los devanados ante fallas en los alimentadores secundarios. A menores valores de impedancia mayores valores de regulación y de corriente de corto circuito; es por ello que el valor del porciento de impedancia se debe seleccionar tratando de encontrar un punto económico de estos dos factores, debiéndose tomar en cuenta que la calidad de tensión que se entrega a los usuarios se puede variar con los cambiadores de derivación de que normalmente se provee a un transformador. La conexión del transformador trifásico es uno de los puntos de mayor interés cuando se trata de seleccionar un transformador para un sistema de distribución de energía eléctrica. Las opciones que se le presentan al ingeniero que diseñara dicho sistema, son en forma general entre seleccionar transformadores con neutro flotante o con neutro aterrizado. El transformador con neutro flotante es una necesidad cuando el sistema primario es trifásico tres hilos y el de neutro aterrizado cuando se trata de un sistema trifásico cuatro hilos. Al utilizar transformadores conectados en delta en el lado primario se disminuye el riesgo de introducir corrientes armónicas (magnitud sinusoidal de frecuencia múltiplo de la frecuencia fundamental de la corriente o de la tensión) de orden impar (especialmente en tercer orden) a los alimentadores primarios y se incrementa el riesgo de tener sobretensiones por fenómenos de ferrorresonancia (efecto producido en el núcleo cuando la fuerza electromotriz tiene una frecuencia muy próxima a las oscilaciones libres que se producen en el mismo) en el transformador. Estas sobretensiones se vuelven especialmente críticas en sistemas subterráneos de distribución. Al seleccionar transformadores conectados en estrella con neutro aterrizado, se introducen corrientes armónicas de orden impar en los circuitos primarios y se

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16 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV disminuye grandemente la posibilidad de que se presenten sobretensiones por fenómenos de ferrorresonancia. Respecto a la conexión T-T de los transformadores trifásicos, que aún cuando no se trata de un transformador trifásico en sí, se aplica en sistemas primarios trifásicos, para substituir a los trifásicos convencionales. Este tipo de transformador consta de dos devanados primarios y dos secundarios. Tanto primario como el secundario se forman conectando un devanado principal con una derivación central a un devanado secundario (con menor número de vueltas) de tal manera que se forme una T. Estos transformadores normalmente tienen menos peso al tener solo dos devanados, tienen menos pérdidas, menos porciento de impedancia y deben tener menor costo también. Sin embargo su punto crítico lo presentan al tener bajos valores de porciento de impedancia ya que mecánicamente deben ser más fuertes para resistir los esfuerzos producidos por las corrientes de corto circuito. La implantación de estos transformadores en un sistema de distribución debe hacerse después de aplicar pruebas de corto circuito en laboratorio y supervisar zonas piloto electrificadas con estos equipos. Por lo que se refiere a las conexiones en el lado secundario de los transformadores trifásicos, normalmente son estrella con neutro aterrizado y cuatro hilos de salida. Esto permite tener dos niveles de tensión para alimentar cargas de fuerza y alumbrado, detectar las corrientes de falla de fase a tierra, equilibrar las tensiones al neutro ante cargas desbalanceadas y como una medida de seguridad al interconectarse con el tanque del transformador. Las conexiones con neutro aislado en los devanados de baja tensión de los transformadores trifásicos no es muy favorecida por las sobretensiones que se presentan al tener dos fallas en dos fases diferentes en el circuito de baja tensión.

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Alimentadores secundarios: Los alimentadores secundarios distribuyen la energía desde los transformadores de distribución hasta las acometidas a los usuarios. En la mayoría de los casos estos alimentadores secundarios son circuitos radiales, salvo en los casos de las estructuras subterráneas malladas (comúnmente conocidas como redes automáticas) en las que el flujo de energía no siempre sigue la misma dirección. Los alimentadores secundarios de distribución, por el número de hilos, se pueden clasificar en: 1- Monofásico dos hilos. 2- Monofásico tres hilos. 3- Trifásico cuatro hilos. Para conocer las ventajas técnicas y económicas inherentes a los alimentadores secundarios de distribución se deben realizar estudios comparativos que esclarezcan estos méritos y permitan seleccionar el sistema de distribución más adecuado a las necesidades del caso. 17 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV 1- Sistema monofásico dos hilos, este sistema se alimenta de un transformador monofásico, con un secundario de solo dos hilos. 2- Sistema monofásico tres hilos, este sistema se alimenta de un transformador monofásico con un devanado secundario del que salen tres hilos, con el hilo neutro derivándose del centro del devanado. 3- Sistema trifásico cuatro hilos, este sistema se alimenta de un transformador trifásico con un devanado secundario del que salen cuatro hilos, con el hilo neutro derivándose del punto de conexión de los devanados. Acometidas: Las acometidas son las partes que ligan al sistema de distribución de la empresa suministradora con las instalaciones del usuario. Las acometidas se pueden proporcionar a la tensión primaria (media tensión) o la tensión secundaria (baja tensión), esto depende de la magnitud de la carga que el usuario requiera ante la empresa suministradora.

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Medición: La medición puede ser en media tensión o en baja tensión dependiendo del tipo de acometida de servicio que requiera el usuario. 1.1.4.5 Elementos secundarios de los sistemas de distribución. Entre los elementos secundarios de una red de distribución se tienen: 1- Cuchillas. 2- Reactores. 3- Interruptores. 4- Capacitadores. 5- Fusibles. 6- Restauradores. 7- Seccionadores. 1.5 Demanda. La demanda de una instalación o sistema de distribución es la carga en las terminales receptoras tomadas en un valor medio en determinado intervalo, con esta definición se entiende por carga la que se mide en términos de potencia (aparente, activa, reactiva o compleja) o de intensidad de corriente. El período durante el cual se toma el valor medio se denomina intervalo de demanda y es establecido por la aplicación especifica que se considere, la cual se puede 18 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV determinar por la constante térmica de los aparatos o por la duración de la carga. La carga puede ser instantánea, como cargas de soldadoras o corrientes de arranque de motores. Sin embargo los aparatos pueden tener una constante térmica en un tiempo determinado, de tal manera que los intervalos de demanda pueden ser de 15, 30, 60 o más minutos, dependiendo del equipo de que se trate, se puede afirmar entonces que al definir una demanda es requisito indispensable indicar el intervalo de demanda ya que sin esto el valor que se establezca no tendrá ningún sentido práctico. Por ejemplo, si se requiere establecer el valor de demanda en amperes para la selección o ajuste de fusibles o interruptores se deben utilizar valores

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instantáneos de corriente de demanda, sin embargo, esta situación no se presenta en la mayoría de los equipos eléctricos, ya que su diseño en cuanto a capacidad de carga se basa en la elevación de temperatura que pueden alcanzar dentro de los márgenes de seguridad, y este cambio de temperatura no es instantáneo ni depende simplemente de la carga que se aplique sino también del tiempo. Si la carga consiste principalmente de un motor de inducción el valor instantáneo de la corriente de arranque será cinco veces la corriente normal de plena carga y probablemente muchas veces mayor que la corriente que por lo regular tome el transformador que lo alimente: sin embargo, se sabe que durará un intervalo muy pequeño, usualmente menor que un segundo. Dado que la capacidad de carga de un transformador se basa en la elevación de temperatura con carga continua, y esta última está determinada por energía calorífica que se puede medir en watt-hora o kilowatt-hora, los valores altos de corriente de corta duración no producirán elevaciones de temperatura considerables y consecuentemente será antieconómico determinar la capacidad del transformador que se requiere debido a estas altas corrientes de corta duración. 1.2 Índices de Calidad de energía Los estándares actuales de calidad de la CFE están centrados básicamente en un par de aspectos, la calidad en el servicio y la calidad del suministro, evaluando a través de indicadores el desempeño de la empresa. En la Tabla 1 se muestra los indicadores y los valores históricos, desde el año 1999 al primer trimestre del año 2008. 19 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV Tabla 1. Indicadores y los valores históricos de calidad de CFE.

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Una vez teniendo en cuenta los conceptos anteriores ahora hablaremos a de talle del objetivo de este trabajo que son las Subestaciones unitarias. 1.3 Conceptos generales de subestaciones eléctricas 1.- Diseño conceptual. 2.- Diseño de detalle. Durante la fase de planeación, los estudios que se han realizado deben probar que el diseño es óptimo y que son prácticos para construir y operar. El diseño de subestaciones eléctricas, la ingeniería básica o diseño conceptual deben estar familiarizados con los estudios de corotocircuito del sistema, la protección, los estudios de flujos de carga, los estudios de estabilidad dinámica y de estado estacionario. También para el diseño de las subestaciones de tipo industrial, se deben tener conocimineots elementales de loas necesidades de distintos tipos de cargas y procesos, tales com los que se tienen en las industrias: papelera, metalúrgica, cementera, petrolera, petroquímica, electroquímica, etc. En este tipo de industrias o procesos significa que se debe tener conocimiento de los requerimientos de cargas especiales. 1.3.1 Subestación eléctrica definición En toda instalación industrial o comercial es indispensable el uso de la energía, la continuidad de servicio y calidad de la energía consumida por los diferentes 20 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV equipos, así como la requerida para la iluminación, es por esto que las subestaciones eléctricas son necesarias para lograr una mayoe productividad. Una subestación es un conjunto de máquinas, aparatos y circuitos, que tienen la función de modificar los parámetros de la potencia eléctrica, permitiendo el control del flujo de energía, brindando seguridad para el sistema eléctrico, para los mismos equipos y para el personal de operación y mantenimiento. Otra definición nos dice que es un conjunto de elementos o dispositivos los cuales intervienen en el proceso de generación- consumo de energía eléctrica

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de una manera que nos permiten cambiar las características de energía eléctrica (voltaje, corriente, frecuencia, etc.9, tipo (c.a. o c.c.) o bien conservarle dentro de ciertas características. Se da el nombre de subestación eléctrica al conjunto de elementos que sirven para alimentar el servicio eléctrico de alta tensión a un local con una demanda grande de energía para obtener luz, fuerza, calefacción, y otros servicios. El uso de las subestaciones eléctricas es de vital importancia en la industria, ya que nos permiten el control del flujo de la energía necesaria para llevar a cabo los procesos. 1.3.2 Clasificación de las subestaciones eléctricas. Las subestaciones se pueden clasificar según su función: • Subestaciones elevadora en las plantas generadoras o centrales eléctricas. • Subestaciones receptoras (reductoras) primarias. • Subestaciones receptoras (reductoras) secundarias. 1.3.2.1 Subestaciones en las plantas generadoras o centrales eléctricas. Estas se encuentran en las centrales eléctricas o plantas generadoras de electricidad, para modificar los parámetros de la potencia suministrada por los generadores, permitiendo así la transmisión en alta tensión en las líneas de transmisión. Los generadores pueden suministrar la potencia entre 5 y 25 kV y la transmisión depende del volumen, la energía y la distancia. 21 | P á g i n a

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Figura. 1.1 Subestación unitaria en plantas generadoras. 1.3.2.2 Subestaciones receptoras primarias. Se alimentan directamente de las líneas de transmisión, y reducen la tensión a valores menores para la alimentación de los sistemas de subtransmisión o redes de distribución, de manera que, dependiendo de la tensión de transmisión pueden tener en su secundario tensiones de 115, 69 y eventualmente 34.5, 13.2, 6.9 ó 4.16 kV. 1.3.2.3 Subestaciones receptoras secundarias. Generalmente están alimentadas por las redes de subtransmisión, y suministran la energía eléctrica a las redes de distribución a tensiones entre 34.5 y 6.9 kV. Las subestaciones, también se pueden clasificar por el tipo de instalación: • Subestaciones tipo interperie. • Subestaciones de tipo interior. • Subestaciones tipo blindado. Subestaciones tipo interperie. Generalmente se construyen en terrenos expuestos a la interperie, y requiere de un diseño, aparatos y máquinas capaces de soportar el funcionamiento bajo condiciones atmosféricas adversas (lluvia, viento, nieve, etc.) por lo general se utilizan en los sistemas de alta tensión. 22 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Fig. 1.2 Subestación Tipo intemperie.

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Subestaciones tipo interior. Este tipo de subestaciones los aparatos y máquinas están diseñados para operar en interiores, son pocos los tios de subestaciones tipo interior. Operan con potencias relativamente bajas y generalmente son usados en las industrias o comercios. Fig. 1.3 Subestación Tipo interior. Subestaciones tipo blindado. En estas subestaciones los aparatos y las máquinas están bien protegidos, y el espacio necesario es muy reducido, generalmente se 23 | P á g i n a

DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV utilizan en fábricas, hospitales, auditorios, edificios y centros comerciales que requieran poco espacio para su instalación, generalmente se utilizan en tensiones de distribución. Normalmente están aisladas con un gas que está a la presión atmosférica conocido como Hexafloruro de azufre (SF6). Las subestaciones Eléctricas aisladas en gas usan este fluido para el aislamiento eléctrico de sus distintos componentes –maniobra, medición, barras, etc. – de alta tensión. Cuando se trata de alta tensión su denominación común es GIS (Gas- Insulated Switchgear).

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En media tensión se denominan MV-GIS (Medium Voltage-Gas Insulated Switchgear). Las subestaciones GIS tienen sus partes bajo tensión aisladas en gas hexafloruro de azufre (SF6), en lugar de aislar en aire como en las subestaciones AIS. Cada equipo de alta tensión, incluyendo las barras principales o colectoras, está encapsulado independientemente en un compartimiento metálico provisto de un ambiente de gas SF6 a presión mayor que la atmesférica. Se forman así módulos individuales por equipo, que luego se interconectan mecánica y eléctricamente entre sí para formar distintas configuraciones. Estas configuraciones tienen enclavamientos riguros que impiden el acceso accidental a las partes energizadas. Esta disposición es bastante compacta, y minimiza los riesgos de fallas y de accidentes, pero requiere características especiales de aislamiento, lo que la hace mucho mas cara que la tipo intemperie, se usa por ello sólo donde las restricciones de espacio o de ambiente la hacen indispensable. Por su alta complejidad de construcción, sólo los grandes proveedores las distribuyen. Figura 1.4 Subestación tipo blindado. 24 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 1.3.3 Esquemas básicos de subestaciones Formas de operación y estudios. Para la planeación y proyecto de una subestación se debe tener en cuenta la políticas de operación establecida para el sistema eléctrico de que se trate. Lo que implica tener en cuenta las siguientes consideraciones: • Si se va a conectar nueva generación a un sistema existente. • Si va a proveer una nueva o una capacidad adicional entre dos sistemas diferentes ó niveles de voltaje.

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• Si va a alimentar a grandes cargas concentradas. Esquemas típicos Los principales componentes de una subestación eléctrica tipo interperie son: • Transformadores de potencia ( o bien autotransformadores). • Interruptores. • Cuchillas desconectadoras. • Transformadores de potencial y dispositivos de potencial. • Transformadores de corriente. • Pararrayos. • Trampas de onda y equipo de comunicación. • Aisladores y herrajes. • Sistemas de barras y estructuras de soporte. • Red de tierras. • Trincheras, ductos y drenajes. • Caseta de control en donde se localizan los tableros de control, protección y señalización. • Alumbrado normal y de emergencia en la Subestación. • Sistema de alimentación con corriente continua para protección y auxiliares. • Equipo de tratamiento de aceite (para los transformadores de potencia y de instrumento, eventualmente también para interruptores que usan aceite). • Sistema de aire comprimido (cuando es necesario para interruptores neumáticos y cuchillas desconectadoras con accionamiento neumático. 25 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV CAPITULO II ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 2.1 Principales elementos de la subestación eléctrica. En una subestación eléctrica se encuentran muchos dispositivos, los cuales cumplen funciones distintas. A continuación se mencionarán los equipos más importantes de la subestación. 2.1.1 El Transformador de potencia Es el elemento más importante de la subestación ya que es el encargado de elevar o disminuir los niveles de tensión. En la siguiente figura se muestra un transformador de potencia. Figura 2.1 Transformador de potencia sumergido en aceite. Estas máquinas presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, por lo que la potencia que entra a la máquina es mayor a la que sale de ella.

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Los transformdores usados en las subestaciones son los sumergidos en aceite mineral; los transformadores secos no son utilizados como transformadores de potencia ya que generalmente se fabrican para tensiones que no son utilizados como transformadores de potencia ya que generalmente se fabrican para tensiones que no exceden los 15 kV. Los tranformadores de potencia son fabricados con capacidades por encima de los 500 kV. Las relaciones de transformación típicas de los transformadores de potencia son de 230 kV/ 34.5 kV, 138 kV/ 34.5 kV, etc. 2.1.2 Interruptores Son de suma importancia en la subestación ya que deben operar parala desconexión de carga, para la interrupción de corrientes de falla, para cierre con corriente de falla, etc. Los interruptores constan de muchos elementos como los aisladores terminales donde generalmente se encuentran los transformadores de corriente (TC), válvulas para el llenado, descarga y muestreo del fluido aislante de los 27 | P á g i n a

DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV dispositivos, conectores a tierra, placa de datos, el gabinete que es donde están los dispositivos mecánicos como el compresor, resortes, bobinas de disparo y los equipos de control, protección y medición.

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En la siguiente figura se muestra un interruptor de potencia. Figura 2.2 Interruptor de potencia Su maniobra puede ser local o remota. Por si no se puede operar, sobre el actúan, por medio de un conjunto de entradas y salidas, las unidades de control y protección. Ya que operan bajo carga necesitan una cámara de extinción de arco eléctrico; los medios de extinción de arco más utilizados son el aceite y el SF6 (Hexafluoruro de Azufre) soplado a alta presión. Si los interruptores están ubicados en un módulo de línea, es común que sean de accionamiento monopolar, esto para permitir apertura y recierre en una sola fase. 28 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 2.1.3 Seccionadores Son usados para maniobra sin carga en la subestación. Poseen una capacidad de interrupción del arco eléctrico casi nula, por lo que se podrían destruir de inmediato con una falla por arco eléctrico. Su aplicación típica es ubicarlas a ambos lados de un interruptor para aislarlo, una vez que el interruptor esté abierto. Su accionamiento puede ser manual o motorizado. 2.1.3.1 Tipos de seccionador Seccionador de línea: Se usa para aislar la línea de transmisión de los interruptores para que de esta manera no haya presencia de tensión en la línea del cuál forma parte. Si el módulo es de transformador, en la notación antes mencionada se la cambia la letra L, por una T.

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Seccionador de barra: Se ubica entre la barra y el interruptor de barra. Aisla eléctricamente al interruptor de la barra, se le denota con el nombre x89L-2 para módulo de línea. Si el módulo es de transformador, en la notación antes mencionada se le cambia la letra L, por una T. Seccionador de puesta a tierra: Se encuentran únicamente en módulos de línea y generalmente forma parte del seccionador de línea. Su función es no permitir que la línea tenga presencia de tensión por inducción una vez que está aislada. Seccionador de derivación: Usado en el esquema de barra partida con interruptor de reserva. Cuando un módulo sale de operación, se utiliza un módulo de reserva para sustituirlo y así mantener la continuidad del servicio. Como este seccionador es común a todos los módulos de la subestación, la transferencia de disparos de las protecciones se hace através de este seccionador. Seccionador de medio diámetro: Utilizado en el esquema de doble barra con interruptor y medio. Se ubican en ambos lados del interruptor de medio diámetro. Se denotan con los nombres de 89M-3 y 89M-2. 2.1.4 Transformador de potenical y transformador de corriente (TP y TC) 2.1.4.1 Transformadores de potencia (TP) Reduce la tensión de la línea del orden de los kV a niveles bajos de tensión para alimentar equipos de control y medición, este nivel de tensión es generalmente 120V. Hay dos tipos de TP, los inductivos y capacitivos. Los de tipo inductivo responden muy rápidamente a cambios de tensión, esta característica lo 29 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV hace ideal para ser utilizado en el esquema de protección. El de tipo capacitivo es apto para teleprotección, debido a que permite filtrar y sintonizar determinadas frecuencias, este tipo de TP no es el adecuado para el esquema de protección debido a que no detecta rápidamente los cambios de tensión. Los parámetros más importantes de los TP son: Tensión Primaria: Se usa el voltaje estándar inmediato superior al de la línea en que se conectará. Tensión secundaria: Generalmente es de 120 V. Carga: Es la cantidad de dispositivos conectados al TP para ser

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alimentados en baja tensión. Precisión: Tabla 2.1 Precisiones para transformadores de potencial. Precisión Utilización (%) 0,1 Aparatos de medición y calibración de laboratorio 0,2 a 0,3 Mediciones de laboratorio, vatímetros y alimentación de wathorímetros de sistemas de potencia y distribución. 0,5 a 0,6 Alimentación de wathorímetros de facturación en circuitos de distribución e industriales. 1,2 Alimentación de bobinas de potencial de los aparatos de medición, indicadores o registradores. 3 a 5 Alimentación a las bobinas de relevadores de tensión, frecuenciometros y sincronoscopios. 2.1.4.2 Transformadores de corriente (TC) Transforma niveles altos de corriente a valores pequeños para alimentar equipos de medición y control, generalmente el valor para alimentar estos equipos es de 5 A. Se da un pequeño desfase entre la corriente del primario con respecto a la del secundario. Se caracterizan por tener tensión variable, la carga del secundario aumenta cuando aumenta la impedancia en el circuito secundario (mayor cantidad de equipos). 30 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Hay varios tipos: TC para medición: La precisión para estos efectos debe estar garantizada desde el 10% de la corriente nominal hasta un 120% del valor de la misma, esto debido a que se deben saturar para valores altos de corriente para proteger a los equipos. TC para protección: Deben tener precisión de hasta 20 veces la corriente nominal, esto debido a que debe operar bajo falla ( No debe saturarse en

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valores altos de corriente) TC para protección y medición: El diseño es una combinación de los TC para protección y medición, los núcleos son de alta precisión en cuanto a los niveles de saturación. Algunas caracterísitcas importantes son: Corriente primaria: Las corrientes del circuito primario están normalizadas con ANSI C 57. Se usa la corriente normalizada superior a la corriente circulante en este circuito. Carga en el secundario: Suma de la impedancia total en el secundario que será la suma de los dispositivos y alimentadores. Precisión: Tabla 2.2 Precisiones para transformadores de corriente Precisión Utilización (%) 0,1 Aparatos de medición y calibración de laboratorio 0,2 a 0,3 Mediciones de laboratorio, alimentaciones para los wathorímetros de alimentadores de potencia. 0,5 a 0,6 Alimentación de wathorímetros de facturación en circuitos de distribución e industriales. 1,2 Alimentación de bobinas de corriente de los aparatos de medición, indicadores o registradores y a los relevadores de las protecciones diferencial de impedancia y de distancia. 3 a 5 Alimentación a las protecciones de sobrecorriente 2.1.5 Sistemas de control y medición son utilizados para maniobras en el sistema de la subestación. Hay dos tipos de control básicamente: Control local: Es el control que ejerce el operario manualmente a sistemas autorizados de control y medición. 31 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV

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Control remoto: El control de la subestación se delega, en el caso de esta central de combustión interna. El sistema de control se divide de la siguiente manera: 1. Equipos que serán controlados, por ejemplo los interruptores, las cuchillas con interbloqueos para evitar una maniobra bajo carga, cambiadores automáticos de derivación de transformadores bajo carga. Otra clasificación de los circuitos y mecanismos de control son las protecciones, en donde se comprende los TC y TP, los relevadores de protección y auxiliares y equipos de comunicación. Cabe mencionar dentro de todas estas clasificaciones, a los equipos de medición como los amperímetros, voltímetros, vatimetros, varímetros, sincronoscopios, además de todos los equipos de alarma, el equipo de registro de eventos secuenciales como disturbios dentro de la subestación o fuera de ella o secuencia de los interruptores o relevadores, el oscilopertubógrafo que registra información valiosa de los disturbios del sistema y los valores de tensión y corriente en cada momento además de dar información del tiempo de disparo de las protecciones, etc. 2.2 Configuración de barras Hay muchas configuraciones de barras que se han diseñado para mejorar la operación de los sistemas así como para aumentar la facilidad de mantenimiento, se mencionará con énfasis la configuración de interruptor y medio, la de barra de transferencia sólo será mencionada para efectos de comparación. 2.2.1 Configuración de barras con barra principal y barra de transferencia Es un esquema que se usa para colocar la subestación cerca de plantas generadoras donde el flujo de potencia es considerable, por lo que la hace ser un esquema usado en subestaciones críticas. Las subestaciones críticas son las que deben liberar las fallas en tiempos muy pequeños, ya que de los contrario se puede perder sincronismo en el sistema. Este esquema consiste de 2 barras totalmente independientes. La barra principal está energizada siempre y todos los circuitos se alimentan de ella, la barra de transferencia es el punto importante de esta configuración por que por medio de ella se puede sustituir cualquier interruptor del sistema para su mantenimiento, usando un interruptor de transferencia. Para sustituir cualquier interruptor se hace una maniobra, la cual consiste en cerrar los seccionadores del circuito de transferencia, el interruptor de

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transferencia debe estar abierto. Luego se cierra el interruptor de transferencia para energizar la barra auxiliar, con esta maniobra se puede abrir el interruptor que saldrá de operación y después de esto se abren las seccionadoras 32 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV adjuntas a dicho interruptor. Con esto el circuito donde se hace la maniobra no pierde el servicio y el interruptor que salió de operación queda correctamente aislado. El esquema típico de una subestación de este tipo se muestra a continuación:

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Figura 2.3 Esquema con barra principal y barra de transferencia 33 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Figura 2.4 Esquema de barra partida con interruptor de transferencia Cada circuito necesita su propia bahía por lo que una subestación de este tipo abarca mucho terreno. Si no hay suficiente espacio entre bahías las operaciones de mantenimiento se complican bastante. Entre las principales ventajas de esta configuración esta en donde se pueden sacar interruptores a mantenimiento sin perder la protección de la línea ni el servicio, su costo es razonable, se puede expandir fácilmente. Las maniobras son complicadas, una falla en la barra principal causaría la pérdida total de la subestación. Lo que se hace para disminuir ese riesgo es dividir la barra principal en dos secciones por medio de un interruptor, esto lo que provoca es que se pierda sólo la mitad de la subestación. Se forman 2 zonas de protección de barras. Por las debilidades antes mencionadas, es sumamente superior el sistema de doble barra con interruptor y medio, ya que aunque se pierda una barra, la subestación puede seguir operando, ya que tiene 2 barras energizadas, asegurando así que todos los circuitos concectados a la subestación sigan alimentados. 34 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 2.2.2 Configuración de barras de interruptor y medio Al igual que el esquema anterior se usa para subestaciones críticas. Este esquema se puede usar para subestaciones de 230 kV y para subestaciones de 138 kV. Es una configuración con dos barras principales energizadas e independientes. Las barras están conectadas por un circuito de 3 interruptores y entre cada par de interruptores una salida como se muestra en la siguiente figura: Figura 2.5 Esquema de barras de interruptor y medio A este circuito con 3 interruptores y 2 salidas se le conoce como diámetro. En este arreglo se tiene 1.5 interruptores por circuito, de aquí su nombre. Se puede sacar a mantenimiento cualquier interruptor sin que se pierda el servicio de un circuito, sólo una a la vez. Si una u otra barra falla, no habrá pérdida de servicio en los circuitos ya que cada circuito se puede alimentar por cualquiera de las 2 barras. Si hay falla en el interruptor de medio diámetro se pierden los dos circuitos concectados a él. Generalmente si la subestación no es muy grande y para planes futuros está contemplada una expansión generalemnte la subestación empezará con una 35 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV configuración de anillo que luego será ampliada a una de interruptor y medio para así tener la flexibilidad requerida con los circuitos adicionales. Debe haber un adecuado espaciamiento entre los módulos de línea para no tener problemas de mantenimiento y por seguridad. Entre sus principales ventajas está la gran flexibilidad de operación, alta confiabilidad, se puede sacar a mantenimiento una u otra barra sin perde el servicio, se puede sacar de operación cualquier interruptor sin perder el suministro de energía, la falla en una barra no provoca la pérdida del suministro, siempre y cuando no falle la otra barra, la operación de este esquema es con las 2 barras energizadas y con todos los interruptores cerrados. Entre sus principales desventajas está en la que se ocupan 1.5 interruptores por circuito, lo que la hace una configuración bastante elevada en costo. Debe seleccionarse el adecuado sistema de protección por que de lo contrario la confiabilidad de la subestación puede disminuir.

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV CAPITULO III DISEÑO DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 3.1 Especificación Tableros blindados (Metal Clad) para 34.5kV. 3.1.1 Campo de aplicación Se tiene por objeto establecer las carácterísticas técnicas, de aseguramiento de calidad que deben cumplir los tableros metálicos blindados (Metal Clad) de distribución para tensiones nominales de 34.5 kV y sus auxiliares, para servicio interior, autocontenidos, frecuencia de 60 Hz y que serán utilizados en la subestación elevadora como equipo primario. 3.1.2 Normas que aplican ANSI C37.09 Standard Test Procedure for AC High-Voltaje Circuit Breakers Rated on a Symetrical Basis, Supplement C39.09E, Supplement C37.09G.

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ANSI C37.20.1 Metal Enclosed Low-Voltage Power Circuit Breaker Swithgear (R 1992). ANSI C37.20.2 Metal-Clad ans Station Ttype Cubicle Switchgear. ANSI C57.13 Standard Requeriment for Instrument Transformers. IEC 60044-1-1996 Instrument Transformers Part 1: Current Transformers. IEC 60044-2-1997 Instrument Transformers Part 2: Inductive Voltage. 3.1.3 Alcance • Subestación compacta (tablero blindado para tensión nominal de 34.5 kV). • Equipo de medición de energía eléctrica (medición local). • Interruptores en SF6 o vacio para tableros blindados (Metal Clad) de 34.5 kV. • Transformadores de corriente y potencial. • Equipos de protección multifunción para los diferentes alimentadores. • Alimentos de fuerza y control para todas las secciones. • Cuchillas de puesta a tierra. • Aisladores soporte columna. • Pruebas de campo. Se implementará un esquema por medio de los equipos de protecciones multifunción por comunicación directa de relevador o por lógica alambrada, tal que permita el disparo rápido en los buses de 34.5 kV y que evite daños en los 38 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV generadores y demás equipos asociados. La coordinación de este esquema debe ser selectiva, tal que permita el libramiento de las fallas que se presenten en los buses de 34.5 kV, el arreglo de es independiente a las protecciones primarias de los equipos multifunción de cada uno de los circuitos derivados. 3.2 Condiciones de Servicio 3.2.1 Temperatura Ambiente El tablero metálico blindado y el equipo deben diseñarse para operar en un rango de temperatura ambiente máxima de verano de 45º C y mínima de invierno de menos 5ºC, de acuerdo a los siguientes datos: 3.2.2 Altitud de operación El tablero metálico blindado se diseñara para operar a una altitud de 1000 msnm.

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3.2.3 Diseño por sismo El tablero metálico blindado debe diseñarse para soportar la aceleración del Sitio de 0.96 g. Siendo g la aceleración de la gravedad (9,8 m/ seg 2 ) 3.2.4 Tipo de servicio Los tableros metálicos blindados son para servicio interior y deben ser a prueba de alta contaminación salina o ara climas de alta humedad y alta temperatura, con las siguientes características: Número de Fases 3 Frecuencia Nominal 60 Hz Conexión a tierra del sistema : Con neutro sólidamente conectado a tierra. Corrientes Nominales 630 A Estas corrientes están dadas por el valor eficaz (rmc) de la corriente, que las barras son capaces de conducir a la frecuencia nominal sin exceder un incremento de temperatura de 65ºC sobre una temperatura ambiente de 40ºC, considerando que las uniones son con cuperficies plateadas. La corriente nominal de las barras en dereivación que se conectan a interruptores debe ser igual o superior a la corriente nominal de interruptor a las que están asociadas. 3.3 Corriente Momentánea El valor de la corriente momentánea se expresa en valor eficaz e incluye la componente de corriente directa del pico máximo. Dicha corriente es determinada por la envolvente de la onda de la corriente de prueba durante un período de por lo menos 10 ciclos que debe soportar el tablero. 39 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 3.4 Límite de Elevación de Temperatura 65ºC Sobre una temperatura ambiente de 40ºC para las barras, conexiones, derivaciones y otras partes conductoras del tablero. Los límites de elevación de temperatura para otros equipos deben ser los indicados en las normas correspondientes a dichos equipos. 3.5 Tensión Nominal (Tablero y equipo auxiliar) Tabla 1 Tensiones nominales y valores de pruebas eléctrica. Tensiones Valores de Pruebas Tensión nominal rmc (k Tensión máxima de Tensión de Aguante a 60 Hz Al impulso con onda

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V) diseño (kV) (1 min) (kV) completa (kV) 34.5 38 70 200 3.5.1 Tensión Máxima de Diseño La tensión máxima para el tablero y su equipo auxiliar debe corresponder a la tensión máxima del sistema y se indica en la tabla anterior. 3.6 Niveles de Aislamiento y valores de Pruebas Dieléctricas Impulso de Onda completa El nivel de aislamiento al impulso con onda completa esta dado por la tensión de prueba y que corresponde a los indicado en la tabla 1 y debe corresponder a la tensión nominal. Tensión de aguante de 60 Hz El nivel de aislamiento a tensión de 60 Hz está dado por el valor de prueba a tensión de aguante y que corresponde a os indicado en la tabla 1. 3.7 Niveles de Aislamiento a la Altitud Especificada Los niveles de aislamiento tanto como para impulso como para tensión de aguante que se indica en la tabla 1, deben garantizarse a la altitud especificada para cada lote. Los valores de prueba deben corregirse para verificar el cumplimiento de este requisito. Tensiones de Alimentación de Auxiliares Las tensiones de alimentación para servicios auxiliares de los tableros blindados son los sigientes: 40 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV • 125 VCD, 2 hilos para control, señalización y protección. • 220 VCA 3 fases, 4 hilos para fuerzas, calefacción alumbrado. 3.8 Secciones tipo del tablero De acuerdo con el diagrma unifilar E-01 y tabla 1 A continuación, se mencionan los principaes tipos de secciones que forman el tablero. 3.8.1 Sección de interruptor Generador-Transformador. La sección de Interruptor Generador – Transformador debe cumplir con la Tabla 1 y diagrama unifilar E-01 3.8.2 Sección de interruptor para Línea de distribución.

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La sección de Interruptor para Línea de Distribución debe cumplir con la Tabla 1 y el diagrama unifilar E-01 Relevador multifunción de sobrecorriente direccional que incluya los siguientes elementos: Elementos direccionales de fase que proporcionan control direccional a los elementos de sobrecorriente de fase (67) o usarse como elementos independientes de control direccional hacia delante y hacia atrás. • Elementos direccionales de falla a tierra que puedan proporcionar control direccional a los elementos de sobrecorriente de falla a tierra (67N) o usarse como elementos independientes de control direccional hacia delante y hacia atrás. Elementos de alto y bajo voltaje (59/27) . • Función de supervisión de bobinas de disparo • Localizador de fallas (para líneas de más de 10 km.) • Recierre automático (79) Registrador de fallas con capacidad de ciclos de prefalla, falla y postfalla, oscilografía. 3.8.9 Sección de Interruptor de Transformador de auxiliares. La sección de Interruptor de Transformador de servicios debe cumplir con lo indicado en la Tabla 1 y Diagrama Unifilar E-01 41 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 3.8.10 Sección con Interruptor (Reserva) La sección de Interruptor (reserva) debe cumplir con lo indicado en la Tabla 1 y Diagrama Unifilar E-01. 3.8.11 Cubículo Para Transformadores De Potencial de Barras. El cubículo para Transformadores de Potencial de Barras debe cumplir con lo indicado en la Tabla 1 y Diagrama Unifilar E-01 3.8.12 Partes o elementos comunes a todo tipo de sección Cada sección que forma parte del tablero debe cumplir con lo descrito en la tabla 1 y diagrama unifilar E-01 3.8.13 Sección de interruptor de enlace

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La sección de Interruptor de enlace debe cumplir con lo indicado en la tabla del 1 y diagrama unifilar E-01 3.9 Relevadores de Protección. Deben ser de tipo estático, independientes, mono o multifunción, siempre y cuando para la protección a tierra su conexión sea a través de los transformadores de corriente de secuencia cero o de los neutros del transformador. Tipo semiembutido a prueba de polvo y humedad con bastidor y componentes integrantes del relevador, los relés pueden ser totalmente extraíbles con puenteo automático de los TC’s o semiextraible el cual es extraíble en la parte electrónica del relevador, los transductores de corriente no lo son y quedan integrados en la caja, deben poder probarse con una computadora portátil a través del puerto serie RS-232 localizado en la parte frontal del relevador o con contactos de prueba para recibir clavija de prueba tipo inserción. Los relevadores auxiliares deben ser del tipo no extraíble de su caja y no requerirán contactos de prueba. 3.10 Equipo de medición Se deben considerar transformadores de corriente y potencial, para el equipo de medición de balance de energía. Por cada transformador principal se deben incluir tres (3) transformadores de potencial inductivo y tres (3) transformadores de corriente, así como un (1) equipo de medición, tal como se describe a continuación: Tres(3) Transformadores de potencial inductivo para sistema con tensión nominal 34,5 kV, relación de transformación 36/√3-115/√3-115/√3, conexión de 42 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV fase a tierra, clase y potencia de exactitud 0,2B1.8; W,X,Y,Z; con 2 devanados secundarios de las mismas características los cuales deben de estar protegidos con fusibles tipo botella, cada uno con su caja y block de conexiones independiente con facilidad para instalar sellos de seguridad, servicio intemperie. Tres (3) Transformadores de corriente para sistemas con tensión nominal de 34,5 kV, relación de transformación 200/5-5 A, clase y potencia de exactitud 0,2 B 0.1, 0.2, 0.5,1.0, 2.0, con dos devanados secundarios de las mismas características, cada uno con su caja y block de conexiones independientes con facilidad de instalar sellos de seguridad, servicio intemperie. Un (1) Equipo de medición multifunción completo conectados en línea, con accesorios, software actualizado y protocolos de comunicación, cuyas características son: 1. Características Particulares requeridas para los Medidores Multifunción.

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Medidor electrónico multifunción de 2,5 clase 10 ó 20 Amperes o de 5 clase 10 Amperes, 3 fases, 4 hilos, 3 elementos, 120 volts, conexión estrella, instalado en un gabinete exclusivo tipo nema 12, con dimensiones máximas de 900 mm de frente, 2300 mm de altura y 700 mm de profundidad, base tipo “Tablero” con memoria y calidad de energía, debiendo cumplir con lo siguiente: • Clase de exactitud de 0,2% de acuerdo a la Especificación. • Medición bidireccional. • Programable por software para operar tanto en circuitos 3F-3H-2E Delta como en circuitos 3F-4H-3E Estrella. • Con interfase de puerto óptico tipo 2 en la parte frontal del medidor, para programar, interrogar y obtener todos los datos del medidor. • Con interfase de puerto serie RS 232 y con puerto serie RS 485 Con el protocolo de comunicaciones DNP 3.0 vía el puerto serie RS 232 y RS 485, debiendo proporcionar el programa para configurar dicho protocolo. • El medidor debe tener la capacidad de aceptar la sincronía de tiempo por DNP 3.0 y de tal manera que cualquiera que sea el modo de sincronía, la estampa de tiempo sea la misma por DNP3.0, display y software propietario. • El medidor debe incluir un modem interno para acceso remoto con rango de 1200 BAUDS mínimo, con capacidad de realizar conexiones sucesivas e ininterrumpidas hasta con ocho medidores iguales. • El medidor debe poseer la capacidad de atender las acciones de acceso de comunicación a través de sus puertos de forma simultánea, continua y sin interferencia, operando a su máxima velocidad de transferencia de datos. • Batería de respaldo para el reloj y la memoria masiva con vida útil mínima de 5 años y capacidad mínima para 30 días continuos ó 365 días acumulables. 43 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV • Compatible con computadora personal portátil Con memoria no volátil para almacenar los datos de programación, configuración y en su caso de tarifas horarias. • Programables para que cada fin de mes y estación realicen un restablecimiento de demanda, reteniendo en memoria las lecturas que se seleccionen (congelamiento de lecturas), para su acceso tanto en pantalla, como mediante el software propietario. • El firmware debe residir en memoria flash, para actualizaciones inmediatas requeridas. • Constante de energía (ke) programable. Capacidad para colocar el medidor en modo de prueba, ya sea por software o hardware indicando que está operando en este modo. Pantalla para que mediante un dispositivo muestre en forma cíclica la información del modo normal, modo alterno y modo de prueba. De

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energías y demandas en valores primarios o secundarios, mostrándolos en Mega, Kilo o Unidades. • Manuales de hardware y software, en disco compacto o papel. • Como parte del equipo se debe proporcionar el software, para que a través de una computadora personal portátil, se tengan las opciones siguientes: - Programar, interrogar y obtener todos los datos de la memoria masiva en Sitio por el puerto óptico. - Programar, interrogar y obtener todos los datos de la memoria masiva en forma remota mediante línea telefónica a través del módem interno y puerto serie. - Programación de los parámetros a grabar en memoria masiva, así como del tamaño del intervalo. - Lectura directa de los datos almacenados en los equipos - Explotación de los datos en unidades de ingeniería y/o pulsos grabados intervalo por intervalo. - Programación de los parámetros con tarifas horarias, para valores de: • 4 diferentes tarifas (precios), 4 diferentes días, 4 diferentes horarios, 4 estaciones y cambio de horario de verano. • Demanda rolada en intervalos de 15 minutos y subintervalos de 5 minutos. • Consumo de energía activa y reactiva para cada tarifa. • Valores totales por tarifa y total de totales. Como parte del equipo se debe proporcionar al menos 4 licencias del software para programación e interrogación de los valores actuales y congelados vía el puerto óptico, utilizando una terminal portátil (Hand Held) y una Lap Top, la grabación de la información debe ser del tipo abierto, proporcionando el formato de grabación y el protocolo de comunicaciones. Asimismo, proporcionar el formato de los archivos que contengan los datos creados por el sistema a nivel de la terminal portátil (Hand Held) y de la Lap Top. 44 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV

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- Desbalance de Fases, indicando fecha y hora de ocurrencia, fase involucrada, magnitud y duración, programación de umbrales de al menos 1 al 15% del valor actual y duración mínima de 1 a 3600 segundos • % THD V distorsión armónica y voltaje por fase hasta la 15 ava, armónica, programación de umbral como mínimo del 1 al 15% de distorsión armónica y duración mínima de 1 a 3600 segundos. • % THD A distorsión armónica de corriente por fase hasta la 15 ava, armónica, programación de umbral como mínimo del 1 al 15% de distorsión armónica y duración mínima de 1 a 3600 segundos. • El Software como parte del equipo debe cumplir con: • El software como parte del equipo, entre otros requerimientos, debe comprender lo referente a que la grabación de la base de datos en memoria masiva, deben ser del tipo abierto, proporcionando el formato de grabación y el protocolo de comunicaciones. Asimismo, proporcionar el formato de los archivos que contengan las bases de datos, creados por el sistema a nivel computadora personal. • Memoria masiva para almacenar en dos tamaños de intervalo diferentes: - Para facturación o análisis de circuitos; al menos 6 variables cada 5 minutos un mínimo de 40 días. - Para calidad de la energía, al menos el THD en voltaje y corriente, desbalance de fases y frecuencias. • Medición de valores integrados de: - kWh por fase y trifásicos - kW máximos, mínimos, rolados, acumulados, acumulados continuos - kVARh inductivos y capacitivos por fase y trifásicos - V2h ó Vh por fase y promedio - A2h ó Ah por fase y promedio - HZh (hertz hora) - Compensación de pérdidas integradas y separadas • Medición de valores instantáneos de: - Watts por fase y trifásicos - Vars por fase y trifásicos

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- F.P. por fase y trifásico - Voltaje por fase y trifásico - Corriente por fase y trifásico • Registro de al menos 200 eventos de Calidad de la Energía de: - Interrupciones de energía, indicando fecha y hora de ocurrencia, fase involucrada, magnitud y duración. - Disminución de Voltaje (sags), indicando fecha y hora de ocurrencia, fase involucrada, magnitud y duración, programación de umbrales de al menos 1 45 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV al 15% del valor actual y duración mínima de 1 a 3600 segundos. - Incremento de Voltaje (swells), indicando fecha y hora de ocurrencia, fase involucrada, magnitud y duración, programación de umbrales de al menos 1 al 15% del valor actual y duración mínima de 1 a 3600 segundos. - Operar en ambiente Windows versión 95 o superior en español Reportes de: - Voltaje por fase y trifásico • Eventos de calidad de la energía en resumen o detallados Tarifas horarias considerando energías y demandas integradas en período de base, intermedia, punta y semipunta, indicando fecha y hora de ocurrencia. • Resumen para comprobación de integraciones • Vaciado de pulsos en forma cronológica de uno o varios parámetros • Vaciado de demandas en corma cronológica de uno o varios parámetros • Vaciado de energías en forma cronológica de uno o varios parámetros • Rutina para la validación de la integración de datos Análisis de KVA’s en forma cronológica y tabulada, en forma diaria, semanal, mensual y anual.

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Demandas coincidentes Para diseño del usuario, considerando datos actuales y formulas básicas (suma, restas, funciones trigonométricas, etc.) Gráfica de: Comportamiento del perfil de carga diario, semanal, mensual y anual de uno o de varios parámetros. • Análisis de duración de carga • Análisis de días típicos (lunes a viernes, fin de semana, sábado y domingo) Análisis de kVA’s : Análisis de sags y swells de magnitud contra duración en un período (día, semana, mes, etc.). Análisis de espectro entre períodos específicos para contenido de armónicas en las fases A, B, y C de voltaje y corriente hasta la 16 ava, armónica, 4en gráfica X Y e histograma. • X Y o histogramas de perfil de voltaje entre períodos específicos Otras opciones: • Exportación e importación de datos actuales e históricos a otro sistema similar. Exportación de datos de perfil de carga para facturación a formato hoja de cálculo, con selección de formato de fecha y hora. Exportación de datos de perfil de carga para calidad de la energía a formato hoja de cálculo, con selección de formato de fecha y hora. 46 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV • Automatización de recopilación de datos en forma calendarizada • Automatización de tareas básicas • Edición de datos mediante días típicos, datos importados, datos proporcionados por el usuario, ajuste de consumos y/o demandas a datos específicos, etc. • Edición de horario respetando datos integrados Sistema de seguridad mínimo dos niveles para condicionar programación, lectura y acceso al medidor. Análisis de espectro para contenido de armónicas fases A, B y C de voltaje y corriente hasta la 15 ava, armónica El perfil del medidor debe cumplir al menos las siguientes características: a) Tabla de implementación. Valores Instantáneos: 47 | P á g i n a

DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Variables del medidor: Acumuladores.

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3.11 Características de fabricación Material El espesor de la lámina de acero para formar la estructura del tablero, puertas, paneles laterales y paneles que alojan los circuitos primarios debe ser no menor de 3,57 mm. Puertas Las puertas deben contar con una manija que asegure que éstas permanezcan cerradas y además debe tener un límite de apertura entre 140º y 160º e incluir un dispositivo de fijación cuando la puerta esté abierta. 48 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Ventilas Cada sección de los tableros debe estar provista, para su ventilación con persianas o ventanillas las cuales deben estar cubiertas con mallas o filtros. Barreras protectoras Las partes protectoras del circuito primario, tales como: el interruptor, barras colectoras, transformadores de potencial, acometida y cubículo de control secundario, deben estar completamente confinadas por medio de barreras metálicas, formando cubículos o celdas, las cuales deben estar conectadas a tierra. Todos los instrumentos, dispositivos de mando del tablero y el alambrado completo deben estar separados por barreras metálicas, de los elementos del circuito primario, excepto aquellos conductores de trayectorias cortas, tales como: terminales en transformadores de instrumentos. La celda del interruptor debe estar dotada de una cortina metálica, de operación automática, para prevenir la exposición de las partes vivas del circuito, cuando el interruptor removible esté en la posición de prueba,

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desconectado o removido del tablero. Asímismo, debe incluírse una barrera interior frente al interruptor, con objeto de asegurar que en ninguna parte viva del circuito primario quede expuesto cuando la puerta de la sección esté abierta. Sección de interruptores Cada sección alojará un sólo interruptor y además debe cumplir con las siguientes características: a. Los interruptores que forman parte del tablero metálico blindado deben ser de tipo removible, con un mecanismo para introducirlo y extraerlo manualmente, en tres posiciones definidas: desconectado, conectado y prueba. b. Deben estar equipados con dispositivos desconectadores, auto-alineables y auto- acoplables. c. En posición de prueba el interruptor debe tener los contactos principales desconectados de la línea y de la carga y haber accionado la cortina metálica de la celda, cerrando e impidiendo el acceso de la línea y a la carga. Al mismo tiempo los circuitos secundarios de control deben permanecer conectados. d. En la posición de prueba, la puerta de la celda debe poder cerrarse. e. Los interruptores deben tener un entrelace mecánico que impida que el interruptor sea extraído de la posición de insertado, cuando los contactos principales están cerrados. 49 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV f. Debe contar con un dispositivo que evite el sobre viaje del interruptor al llegar a la posición de conectado. g. Debe contar con un tope o dispositivo que asegure la posición de prueba. Compartimiento para alojar cables de fuerza Las secciones estarán previstas para la entrada de los cables de fuerza provenientes de Transformadores principales de servicios, líneas de distribución y rerserva, por la parte inferior del módulo. Se suministrará soporte para los cables de fuerza y sus terminales en el interior del módulo. Estos soportes seran de resina epóxica o de algún otro material

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aislante similar. Los módulos o compartimientos para cables de fuerza deben ser del tamaño adecuado para alojar las terminales del cable. Todas las secciones deben incluir la extensión del módulo para cables de fuerza. Conectores para cables de potencia Se suministrarán como parte del alcance del suministro todos los conectores terminales para recibir los cables de cobre de fuerza. Las características de estos conectores serán definidos por el fabricante de acuerdo al calibre indicado en el diagrama unifilar. Barras colectoras y derivaciones El material de las barras colectoras y de sus derivaciones serán de cobre electrolítico, excepto temple suave. Las barras colectoras y sus derivaciones, serán de cantos redondeados, lisas y estar libres de escamas o rugosidades. Las uniones entre las barras colectoras y sus derivaciones serán plateadas. Toda la tornillería empleada en las uniones será de acero de alta resistencia mecánica con recubrimiento compatible con el cobre y con un diámetro no menor de 13 mm. Las tuercas serán aseguradas con roldanas planas y de presión o con cualquier otro medio que garantice la presión de las barras interconectadas. Se emplearán cuatro tornillos en cada conexión. El arreglo corresponde al diagrama unifilar E-01 El incremento de temperatura en el punto más caliente en las barras colectoras, derivaciones y partes conductoras de corriente, no debe ser mayor de 65º C sobre una temperatura ambiente de 40º C. 50 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV La corriente nominal de las barras colectoras debe ser como mínimo de 630A. Esta corriente está dada por el valor eficaz (rmc) de la corriente y que es capaz de conducir las barras colectoras a la frecuencia nominal sin exceder un

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incremento de temperatura de 65° C, sobre una temperatura ambiente de 40º C, considerando que las uniones son con superficies plateadas o uniones equivalentes. La corriente nominal de las barras colectoras de las derivaciones a los interruptores, será igual que la corriente nominal de interruptor asociado a la derivación. El valor de la corriente momentánea se expresa en valor eficaz e incluye la componente de corriente directa del pico máximo. Dicha corriente es determinada por la envolvente de la onda de la corriente de prueba durante un período de por lo menos 10 ciclos que debe soportar el tablero. Este valor de corriente momentánea. Aislamiento Todas las barras colectoras de los buses principales, sus derivaciones y sus conexiones deben estar cubiertas con un material aislante preformado a base de resina epóxica o camisas aislantes termotráctiles. El material de este aislamiento no debe ser propagador de incendio. No se aceptan aisladores en las conexiones a base de "compound" y/o cintas aislantes. Arreglo El arreglo de las barras y de sus derivaciones será: fase A, fase B y fase C; contando del frente hacia atrás; de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha, visto desde el frente del tablero. Soportes aislantes de las barras Las barras se soportarán con un material aislante de alta rigidez dieléctrica, formados por elementos de porcelana o de resina epóxica de alta resistencia mecánica. La separación de estos soportes aislantes será tal que, tanto las barras como los soportes puedan resistir, sin sufrir daños ni deformaciones permanentes, los esfuerzos producidos por las corrientes de corta duración definidas. Se colocarán soportes aislantes en cada transición de barras de una sección a otra.

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51 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Barras de conexión a tierra A todo lo largo del tablero se instalará una barra de cobre para conexión a tierra del tablero, de una capacidad no menor a 500 A nominales. Esta barra estará ensamblada en secciones, con uniones donde sean requeridas. Cada cubículo se conectará directamente a esta barra de tierra. La estructura del interruptor se conectará directamente a esta barra por medio de un contacto deslizante que conecte en la posición de cerrado y de prueba. La barra de conexión a tierra tendrá por lo menos dos conectores situados en los extremos del tablero para recibir cables de cobre con una sección transversal de 253.35 mm2. Alimentación de Auxiliares Cada sección contará con alimentación individual para auxiliares, tanto como para funciones de control, protección, medición, señalización, así como para fuerza, calefacción y alumbrado. Cada sección contará con las terminales necesarias para recibir los circuitos de alimentación indicados a continuación: - La alimentación de CD debe ser de 125 VCD. - La alimentación de CA para fuerza, calefacción y alumbrado, será con 4 hilos, 3 fases la tensión VCA será 220/127. Se dejara un bus para la alimentación de calefactores de espacio, con interruptores termomagnéticos en caja moldeada, 3 polos, CA. Alambrado de control y del equipo auxiliar El alambrado de control y de auxiliares se realizará, atendiendo a los siguientes requisitos. a) El alambrado del tablero, para las conexiones al exterior, se llevará a tablillas terminales.

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b) El arreglo del alambrado será tal, que los aparatos e instrumentos pueden ser removidos sin causar problemas en el alambrado. b) La ruta del cableado será ordenada y no obstaculizar: - La apertura de puertas y cubiertas - La revisión de equipo - El acceso a terminales, aparatos, instrumentos y alambrado en el campo. 52 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV d) Todas las terminales que no sean usadas, de contactos auxiliares, bornes de secundario de transformadores de instrumento, etc., serán alambradas hasta tablillas terminales para uso futuro. e) El alambrado se agrupará en paquetes y asegurarse con lazos no inflamables y no metálicos, distribuidos en canaletas o ductos con tapa. Los conductores y accesorios que se utilicen en el alambrado cumplirán con lo indicado a continuación: Conductores Se utilizará cable tipo flexible para 600 V, 75º C y con recubrimiento resistente a la propagación de incendio libre de halógenos. Los cables que pasen a puertas embisagrada serán del tipo extraflexible adecuada para esta aplicación. La sección transversal de los conductores utilizados será la adecuada para cada aplicación. pero en ningún caso menor a 2,082 mm2 (19 hilos). La sección transversal de los conductores de los circuitos de transformadores de corriente será de 3,310 mm2. No se efectuará ningún empalme en los conductores. Cada cable estará identificado con su número en los extremos, por medio de un manguito de plástico y otra identificación permanente similar.

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Los colores de los conductores utilizados serán ser como sigue: - circuitos de control: - circuitos de potencial: - circuitos de corriente: - conexiones a tierra: Terminales rojo negro blanco verde Las terminales de los conductores serán tipo ojo o anillo y sujetarse a las tablillas terminales por medio de tornillos. No se aceptan zapatas abiertas ni del tipo espada. Las terminales de los cables serán del tipo compresión. No se permiten mas de dos terminales del alambrado interno por punto terminal. 53 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV El mecanismo de conexión de las terminales, será tipo grapa con tornillo, a prueba de vibraciones, protegido contra la corrosión de ambientes salinos, con amplias áreas de contacto que sujete, prevenga la inserción incorrecta y garantice un contacto continuo con el conductor. Tablillas terminales de control

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Todas las tablillas de control y de los circuitos auxiliares estarán debidamente identificadas. Las tablillas terminales serán del tipo sujeción de la zapata terminal del cable por medio de tornillos. Las tablillas de control deben ser para 600 V, 30 A y de proveerse un 20% de terminales en reserva para uso futuro. Las tablillas de los transformadores de instrumento deben estar separados por medio de una terminal de las tablillas del resto del control. La separación entre cada grupo de tablillas terminales deben prever el espacio suficiente para conectar adecuadamente sus cables. Las tablillas de los transformadores de corriente deben contar con dispositivos para cortocircuitar las terminales de los secundarios. Todas las conexiones dentro de los tableros deben estar debidamente identificadas en conductores y tablillas y proporcionar el manejo de puertas y módulos, sin provocar modificaciones en las conexiones y cables, todas las tablillas terminales y accesorios, deben ser tropicalizados para operar eficientemente en ambientes húmedos ó corrosivos. Entrada al tablero de los cables de control Los cables de control y de auxiliares, deben tener un acceso al tablero por la parte inferior del mismo. Si el acceso es por la parte inferior, debe instalarse un ducto metálico de las dimensiones adecuadas para alojar el cableado exterior. Interruptores de Potencia Medio de extinción del arco Los interruptores de potencia deben ser trifásicos, del tipo removible, 3 polos 1 tiro, servicio interior, autocontenidos, 60 Hz, con cámaras de interrupción en hexafluoruro de azufre (SF6) ó en vacío a una sola presión, para sistemas sólidamente conectada a tierra. 54 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV El medio de extinción del arco debe ser: - En Hexafluoruro de Azufre Características Los interruptores deben cumplir con las siguientes características: a) Tipo removible, todos los interruptores de iguales características deben ser intercambiables. b) Tres polos, un tiro. Con su protección por sobre carga que cargue un resorte que almacena la energía para cerrar el mecanismo y al efectuar esta operación, carga el resorte acelerador de la apertura del interruptor. Con mecanismo de energía almacenada, con carga por medio de un motor eléctrico. El mecanismo debe estar diseñado para efectuar operaciones de recierre por lo que debe cumplir con la siguiente secuencia nominal de operación. A - 0,3s -CA- 3m - CA Donde: A representa la operación de apertura. CA representa la operación de cierre seguida inmediatamente de una operación de apertura, sin ningun tiempo de retraso adicional al tiempo de

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operación del interruptor. a) De operación eléctrica (mecanismo de energía almacenada, relevadores de anti- bombeo, bobinas de operación). La tensión de control para la operación eléctrica debe ser de 125 VCD, debiendo operar en forma adecuada con los límites de variación siguiente: b) Indicador mecánico de posición "abierto - cerrado". c) Indicador de posición "conectado-prueba-desconectado". d) Dispositivo mecánico instalado en el frente del interruptor para el disparo manual, en caso de emergencia o prueba. 55 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV e) Contador de operaciones. f) Dispositivo mecánico instalado en el frente del interruptor para el disparo manual, en caso de emergencia o prueba. g) Dispositivo de anti-bombeo en el circuito de cierre. h) Selector para operación local o remota. i) Mecanismo para cargar el resorte de cierre en forma manual. j) Bloque de contactos de desconexión secundaria del circuito de control, tipo receptáculo. k) Contactos auxiliares. - Cada interruptor debe contar con 6 (seis) contactos auxiliares. - Los contactos deben ser convertibles de normalmente cerrado a normalmente abierto ó viceversa. - El bloque de contactos auxiliares debe ser de operación mecánica y accionados directamente por el mecanismo de operación del interruptor. - La superficie de los contactos deberá ser plateada.

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l) Contactos auxiliares de posición del interruptor para "conectado y prueba". m) La operación eléctrica del mecanismo de apertura y cierre debe ser por medio de dispositivos con contactos tipo momentáneo o tipo sostenido. Los interruptores que forman parte del tablero metálico blindado, serán del tipo removible, con un mecanismo para introducirlo y extraerlo manualmente de las posiciones de desconectado, conectado, y prueba y deben estar equipados con dispositivos desconectadores, autoalineables y autoacoplables. El nivel del piso en la celda debe ser el mismo que en el interior del tablero. El mecanismo de inserción y extracción del interruptor debe ser por medio de la manivela y tener tres posiciones definidas: posición de conectado, posición de prueba y posición de desconectado. Características nominales Las principales características nominales de los interruptores de potencia que forman parte de los tableros blindados se indican en la tabla 2. 56 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Tabla 2 Características nominales y niveles de aislamiento de los interruptores de potencia Transformadores de instrumento

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Transformadores de corriente. Los transformadores de corriente cumplirán con la norma ANSI C57.13 y lo indicado a continuación : a) Deben estar instalados en las barras o derivaciones del tablero blindado. b) Deben ser del tipo ventana , estando el primario formado por la propia barra sobre la cual van montados. c) En el caso de que se especifiquen varias relaciones de transformación, éstas se darán como derivaciones en los devanados secundarios. d) Todos los secundarios deben estar alambrados hasta tablillas terminales, en las cuales se debe contar con medios para cortocircuitar secundarios que no estén en uso. Los transformadores de corriente deben ser monofásicos, 60 Hz, servicio interior, con aislamiento de resina epóxica, para conectarse a un sistema sólidamente conectado a tierra. Con relación a la altitud de operación, y a la temperatura ambiente, el equipo debe operar en las condiciones óptimas. Deben contar con un (1) devanado secundario para 5 (cinco) Amperes. 57 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Las terminales deben llevar marcas de polaridad en forma permanente. Cada uno debe contar con una placa de conexión a tierra. Las bases, caja de conexiones, tornillería, rondanas, etc., deben tener un acabado de galvanizado por doble inmersión en caliente. Cada devanado secundario debe ir en circuito magnético separado de los otros con la excitación magnética suministrada por el mismo devanado primario. - Frecuencia Los transformadores de corriente deben diseñarse para operar a 60 Hz. - Elevación de temperatura.

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La elevación de temperatura de los transformadores de corriente, cuando llevan su corriente nominal primaria y secundaria, a factor de potencia unitario, a frecuencia de 60 Hz y con las cargas (burden) nominales, no deben exceder de 65o C sobre la temperatura ambiente. - Factor de capacidad térmica de la corriente nominal. El factor de capacidad térmica de la corriente nominal debe ser de 1,2 In. - Tensión nominal y valores de Pruebas dieléctricas del devanado de alta tensión. La tensión nominal y los valores Pruebas dieléctricas del devanado de alta tensión deben estar de acuerdo con la Norma IEC-185. - Corriente Térmica de Corto Circuito de Corta Duración El transformador de corriente debe ser capaz de conducir, sin sufrir daños ni deformaciones permanentes, durante un período de un segundo, una corriente primaria, valor eficaz, estando los devanados secundarios en corto circuito. - Corriente Dinámica de Corto Circuito El transformador de corriente debe ser capaz de conducir, sin sufrir daños eléctricos y mecánicos debido a los esfuerzos electromagnéticos ocasionados por el paso de una corriente primaria, cuyo valor pico, de una onda asimétrica, debe ser una magnitud de 2,5 veces el valor de la corriente térmica de corto circuito de corta duración y estando los devanados secundarios en corto circuito. 58 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV - Operación con el circuito secundario abierto. Los transformadores de corriente deben ser capaces de operar durante un minuto circulando la corriente primaria nominal, considerando el factor de capacidad térmica, con los devanados secundarios abiertos y la tensión inducida en el devanado abierto, no debe exceder de 2 500 volts.

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Características particulares de los transformadores de corriente monofásicos. a) Clase de exactitud y carga: a) medición b)Protección Los TC ` S que se utilicen para la facturación de energía deben ser de un devanado secundario. Normas Aplicables Los transformadores de corriente deben diseñarse, fabricarse y probarse de acuerdo a las siguientes normas: IEC - 185 IEC - 270 IEC - 273 NOM - J - 151 NOM - J - 123 ASTMB - 117 NOM - Z - 12 Transformadores de Potencial Los transformadores de potencial a ser suministrados en los tableros blindados deben cumplir con la Norma ANSI C57.13 y lo indicado a continuación : Características de los transformadores de potencial Deben contar con dos devanados secundarios indicados en el diagrama E-01 cuya tensión nominal debe ser de 120/√3 V.C.A. El juego de transformadores de potencial debe estar formado, como se indica en el diagrama E-01 Las tensiones nominales del primario deben ser como sigue: -36 000√3 VCA para subestaciones de 34,5 kV Las relaciones de transformación deben ser : 300/1 para subestaciones de 34,5 kV . La potencia y la clase de precisión es 0.2B1.8 Este equipo se utiliza en la medición, y protección diseñados para sistemas sólidamente conectados a tierra, para operar a 60 Hz, servicio interior. 59 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Deben operar dentro del rango de temperatura ambiente siguiente: - 10º C a 45º C, el límite superior queda establecido en la tabla 3. TABLA 3.- Condiciones límite para el valor superior de temperatura ambiente. La tabla 4, indica el NBAI para una altitud mayor a 1000 msnm y tomando en cuenta lo indicado en la norma IEC - 71. TABLA 4.- Valores de Esfuerzo Dieléctrico TABLA 4.- Tensiones nominales y valores de Pruebas dieléctricas Requisitos para los transformadores de potencial. Sobretensión de corto circuito. Capacidad para soportar corto circuito. Máxima

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elevación de temperatura. Pruebas de rutina. Pruebas prototipo. Accesorios normales. Deben suministrarse los siguientes accesorios: -Placa de conexión a tierra. -Marca permanente de polaridad. -Placa de datos. 60 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Características particulares de los Transformadores de Potencial Monofásicos. Los transformadores de potencial monofásicos, deben diseñarse, fabricarse y probarse de acuerdo a las siguientes normas : Cubículo para transformadores de potencial Serán instalados dentro de un cubículo totalmente sellado, con puerta de acero,

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con accionamiento para remover los propios transformadores. Este cubículo debe contener, además de los propios transformadores, sus fusibles de alta capacidad interruptiva y limitadores de corriente, portafusibles tanto para el lado primario como para el secundario y el mecanismo de puesta a tierra en la posición de desconectado, además se debe proporcionar todo el equipo para medición y conexión necesario para la correcta operación de estos transformadores. Apartarrayos Serán del tipo estación de óxidos metálicos tipo intemperie. Son de óxidos metálicos, sin electrodos de arqueo, para operar en sistema de corriente alterna con tensiones nominales de 34,5 kV, con neutro conectado sólidamente a tierra, servicio intemperie, rango de frecuencia de 58 a 62 Hz. en CA y clase tipo estación. 61 | P á g i n a

DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV TABLA 1.- Tensión Nominal de Apartarrayos Tipo Óxido Metálico. En tabla 2, se indican los valores permitidos que deben cumplir con respecto a : La tensión residual máxima a la descarga, la tensión máxima de descarga por

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onda de maniobra y la tensión máxima de descarga al frente de onda, deben cumplir además con la Norma ANSI/IEEE-C62.11.8.3.2.1. • Alta Corriente de Corta Duración Los apartarrayos deben ser capaces de soportar sin daño, dos descargas de corriente de 65 kA cresta, mínimo en forma de onda de 4 x 10 microsegundos. • Baja Corriente de Larga Duración • Deben tener capacidad de disipación de la energía de las sobretensiones por maniobra de interruptores (SWITCHEOS) de 4,3 kJ/kV para sistemas de hasta 250 kV basado en la tensión nominal del apartarrayos. • Corriente de Prueba de Ciclo de Trabajo. Deben soportar sin daños la prueba de ciclo de trabajo con una corriente de impulso 8 x 20 microsegundos con un valor de cresta de 10 kA. • Accesorios. Dispositivo de alivio de presión. Cada apartarrayos debe estar equipado con un dispositivo de alivio de presión para evitar altas presiones, que cumplan con 65 kA simétricos rmc para alta corriente y 600 Amperes simétricos rmc para baja corriente. Con cada apartarrayos se debe suministrar un contador de descargas. Los conectores terminales deben ser bimetálicos en caso de conectar Materiales. 62 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Deben contar con placa de conexión a tierra. TABLA 2. APARTARRAYOS DE OXIDOS METALICOS, TIPO ESTACION. diferentes Normas aplicables. ANSI/IEEE-C62.11.8.3.2.1; ANSI C62.11 NMX - J - 151; NEMA-CC-1

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Lámparas indicadoras Las lámparas que se suministren para señalización deben cumplir con lo siguiente : a) Deben ser para 125 VCD nominales y operar normalmente dentro de los límites de variación entre 105 y 140 VCD. b) Tipo resistencia c) Lámparas de 125 VCD de fácil extracción d) Con capuchón desmontable rojo, verde ó blanco. e) Las resistencias extremas reductoras de tensión para las lámparas no deben instalarse junto al portalámparas. Resistencias calefactoras de espacio y termostato La tensión de alimentación de las resistencias calefactoras de espacio para los diferentes módulos y compartimientos del tablero blindado, será de 220/127 VCA. 63 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Las resistencias calefactoras de espacio deben ser para trabajo continuo para operar a 120 VCA y deben soportar la aplicación continua de 220 VCA. Deben adicionalmente, estar protegidas con una rejilla metálica. El termostato de control automático de temperatura para control de las resistencias debe ser ajustable entre 15º C y 30º C. Fusibles a) Los fusibles primarios deben ser del tipo limitador de corriente de alta capacidad interruptiva. c) Los fusibles secundarios deben ser preferentemente, del tipo botella no renovables. Placas de identificación y características Cada tablero y cada sección debe contar con placas de identificación .

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Las placas deben ser de un material plástico laminado de 3,2 mm de espesor, formadas por dos láminas una blanca y otra negra, de tal manera que las letras queden en blanco y con fondo negro, éstas placas deben fijarse por medio de tornillos a perforaciones roscadas en lámina . No se aceptan remaches para sujeción. El tamaño de estas placas debe ser tal que permita utilizar letras de las siguientes dimensiones: • - 5 cm para los tableros • - 2 cm para las secciones Adicionalmente, cada equipo, que forma parte del tablero, como son interruptores, transformadores de corriente, potencial, apartarrayos, etc. deben contar con su propia placa de características colocadas en lugar visible y de fácil acceso. Recubrimiento La lámina y la estructura que integran las diferentes secciones y compartimentos de los tableros blindados deben someterse a lo siguiente : a) Limpieza con chorro de arena y granalla de grado comercial ó en su defecto tratar la superficie químicamente y bonderizarla con fosfato de zinc. b) Antes del acabado, aplicación en seco de capa de epóxico catalizado de 25 mm. de espesor c)El acabado final debe consistir de epóxico catalizado. 64 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV d) La aplicación del acabado final debe hacerse en seco y como mínimo dos capas de 38 mm, de espesor cada una. 3.12 Cuchillas de puesta a tierra Las cuchillas de puesta a tierra deberán cumplir con lo indicado en la Tabla del

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anexo 1 3.13 Pruebas de rutina Todas las Pruebas que se enumeran a continuación son de rutina y deben estar dentro del alcance de suministro. Estas Pruebas se deben hacer al 100 % de los equipos y efectuarse conforme a la Norma ANSI C37.20.2. Potencial aplicado a 60 Hz. La tensión de prueba debe tener un valor cresta igual a 1,41 veces el valor eficaz especificado en la tabla 1 y con una duración de 1 minuto. Operación mecánica a) Cada interruptor debe ser extraído e insertado en el tablero cuando menos 3 veces para verificar alineamiento operación de las cortinas, bloqueos, etc. b) En cada interruptor se deben efectuar cuando menos 5 operaciones cerrar-abrir en cada una de las siguientes tensiones de control apertura 70-125-140 V cierre 90-125-140 V c) Cada marco removible del cubículo de transformadores de potencial debe ser extraído e insertado en su celda 3 veces como mínimo para verificar su operación y que tanto el lado de alta, como el de baja tensión, queden firmemente conectados a tierra al extraer el marco. d) Probar el mecanismo de puertas, marcos, cuchillas, etc. Verificación de puesta a tierra de carcasas de transformadores de instrumento Debe verificarse, la puesta a tierra efectiva de carcasas, tanques y otras partes de los cubículos de transformadores de instrumento que deban estar puestas a tierra. 65 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Pruebas de operación eléctrica y del alambrado de control Verificación de la continuidad de los circuitos de control. El alambrado de control debe ser verificado por cualquiera de los siguientes métodos: Operación eléctrica de los dispositivos de control que componen el tablero Verificación de la continuidad de los circuitos individuales, con un probador. Prueba de aislamiento del alambrado de control. Esta prueba debe efectuarse aplicando una tensión de 1 500 VCA, 60 Hz a tierra durante un minuto. Prueba de polaridad. Se debe verificar que las conexiones entre transformadores de instrumentos y relevadores ó instrumentos de medición estén conectados correctamente con respecto a su polaridad relativa. Verificación de secuencias. Todos los equipos o dispositivos del tablero que deban operar siguiendo una secuencia, deberán ser probados, para verificar que la secuencia establecida se cumpla correctamente. Otras Pruebas Adicionalmente a las Pruebas aquí indicadas, para el tablero en su conjunto, aquellos equipos que lo integran como son apartarrayos, transformadores de instrumentos, cuchillas, interruptores, etc. deberán pasar previamente en forma individual las Pruebas de rutina que se indican en sus respectivas especificaciones o normas, presentando los protocolos certificados por laboratorios reconocidos. Criterios de aceptación de las Pruebas Las Pruebas que implican el rechazo del tablero, por no cumplir con lo establecido en esta especificación son las siguientes : a) Potencial aplicado al circuito principal. b)Potencial aplicado a circuitos auxiliares y de control Pruebas de operación mecánica Verificación del alambrado con relación a los dibujos aprobados por la Comisión.

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Pruebas de operación eléctrica. 66 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Pruebas de prototipo El Contratista debe incluir en su oferta copias de los certificados de las Pruebas de prototipo que se hayan efectuado a los diferentes elementos del tablero en forma individual y de conjunto, realizadas en laboratorios reconocidos. Estas Pruebas se deben hacer a prototipos y efectuarse conforme a la norma ANSI C37.30.2 Las Pruebas prototipo son las que se enumeran a continuación: a) Pruebas dieléctricas b) Pruebas de elevación de temperatura a corriente nominal c) Pruebas para verificar la corriente momentánea d) Pruebas para verificar las corrientes de interrupción e) Pruebas de operación mecánica f) Pruebas de funcionamiento secuencial g) Pruebas de comportamiento anti-flama de Materiales aislantes

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV

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CAPITULO IV INSTALACIÓN Y OPERACIÓN DE SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5kV 68 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 4.1.1 Instalación y operación Para el montaje y la operación tienen que aplicarse las normas correspondientes, en particular. • DIN VDE 0101: Instalaciones eléctricas superiores a 1kV de c.a. • VDE 0105: Operación de instalaciones eléctricas • DIN VDE 0141: Puesta a tierra para instalaciones de energía especiales con tensiones nominales superiores a 1kV • Los reglamentos para la prevención de accidentes publicados por los cuerpos profesionales correspondientes u organizaciones equivalentes En Alemania, estos comprenden los siguientes reglamentos de seguridad:

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- Normas sobre Salud y Seguridad en el trabajo BGV A1 y BGV A3. • Las directivas de seguridad para los materiales auxiliares y de operación • Datos específicos concernientes a la orden en particular provistos por el fabricante del panel 4.2 Condiciones Operativas 4.2.1 Condiciones operativas normales El aire del ambiente no debe estar significativamente contaminado por polvo, humo, gases corrosivos o inflamables, vapores o sal. Condiciones operativas especiales Las condiciones operativas especiales deben acordarse entre el fabricante y el usuario. Debe consultarse previamente al fabricante acerca de cada condición operativa especial: • Mayor temperatura ambiente: • – Disminuye la capacidad de conducción de corriente. • – Requiere ventilación adicional para la disipación del calor. • En zonas muy húmedas o con cambios de temperatura bruscos, tomar medidas preventivas para evitar fenómenos de condensación, en el compartimiento de baja tensión (por ejemplo, instalar calefactores). 69 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 1) Para más detalles, consultar el BA 427/E, sistema de gas aislante para

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paneles ZX 2) Gas aislante: hexafluoruro de azufre 3) Valores superiores a las normas internacionales, a pedido 4) Una secuencia nominal de servicio diferente, a pedido 5) Todaslaspresionesindicadassonpresionesabsolutasa20oC 70 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Para tensiones de servicio inferiores a las tensiones nominales, son válidos los mismos valores que para las tensiones nominales. Sólo para sistemas con paneles ZX2. Guía de valores para períodos de funcionamiento a la tensión nominal de suministro, sin el REF542 plus 1) 75 ... 100 ms para interruptores de 40,5 kV, 40 kA 2) 90 ... 115 ms para interruptores de 40,5 kV, 40 kA 3) 60 ms para interruptores de 40,5 kV, 40 kA 71 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 4)120 ms para interruptores de 40,5 kV, 40 kA 5) En caso de que el contacto del relé activador no pueda interrumpir, por si mismo, la corriente de la bobina de desenganche. Información técnica – equipo 4.2.1 Motor de carga del mecanismo de acumulación de energía por resorte 1) Valores aproximados 2) A la tensión de suministro nominal 4.2.2 Desenganches/bloqueo magnético/sensores Esta tabla cubre el equipo básico y todas las posibilidades de equipamiento para los diversas versiones del interruptor tipo VD4. La variedad de equipos posibles en una versión de uno de los tipos se muestra en la lista correspondiente de dispositivos de maniobra. 72 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Figura 4.1 a: Interruptor de vacío tipo VD4 X, con polos encapsulados, vista del mecanismo. Figura 4.1 b: Interruptor de vacío tipo VD4 X, con polos encapsulados, vista de los polos. 74 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Figura 4.2 a: Interruptor de vacío tipo VD4 X, vista del mecanismo. Figura 4.2 b: Interruptor de vacío tipo VD4 X, vista de los polos. Variante de diseño para conexión a barras: Sistema ZX2. 75 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Cantidad permitida de operaciones de maniobra de las ampollas de vacío en relación a la corriente de apertura 76 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Figura 4.3 : Cantidad permitida de ciclos en maniobra de las ampollas de vacío como función de la corriente de apertura. 79 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 4.4 Dimensiones 4.4 Dimensiones. 80 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV

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Figura 4.5 Plano dimensional del interruptor tipo VD4 X, 12 kV, …..630 A A1 = A2:= D = F = K = Terminal para barra conductora Terminal delantero para barra conductora Sensor de presión para el 81 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV compartimiento del interruptor Válvula de llenado para el compartimiento del interruptor Entrada de cables Figura 4.6. Plano dimensional 82 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV

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Conexióndebarraubicadasobreodebajodelpolodelinterruptor, • 17,5/24 kV <_ 25 kA según el sistema de paneles. Figura 4.7 Plano dimensional del interruptor tipo VD4X,12kV...24kV, ...1250 A, versión A, 12...24 kV, 1250 A. 83 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Figura 4.8 Plano dimensional 84 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Conexióndebarraubicadasobreodebajodelpolodelinterruptor, según el sistema de paneles. Figura 4.9 Plano dimensional del interruptor tipo VD4 X, 12 kV...40,5 kV, ...1250 A, versión B, 12...36 kV, 1250 A 85 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Figura 4.10 Plano dimensional 86 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV

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Conexión de barra ubicada sobre o debajo del polo del interruptor, según el sistema de paneles. Figura 4.11 Plano dimensional del interruptor tipo VD4 X, 12 kV...40,5 kV, ...2500 A, versión C, 36 kV, 2500 A 87 | P á g i n a

DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 4.3 Estructura y funcionamiento 4.3.1 Estructura de los polos del interruptor Interruptor (Figuras 4/1 a 4/3) Los polos, colocados en forma horizontal, están montados en la placa de montaje 9 en la parte posterior del mecanismo de operación del interruptor 1. Las partes vivas de los polos del interruptor están directamente encapsuladas en resina epoxy para formar un polo completo o están ubicadas en los tubos de material aislante 11 y protegidas de golpes y otras influencias externas.

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Con el interruptor cerrado, el camino de la corriente conduce desde el terminal del interruptor 13, en la parte delantera, a través de los contactos en la ampolla de vacío 15, al terminal 12 de las barras colectoras, sobre o debajo del polo del interruptor. Los movimientos de maniobra se inician mediante las varillas de empuje 4.3.2 Estructura de los mecanismos de maniobra El mecanismo de maniobra es del tipo de acumulación de energía por resortes. La energía necesaria para el servicio se almacena, lista para su activación, mediante la carga del resorte acumulador de energía. El mecanismo de maniobra de acumulación de energía por resorte consiste esencialmente en el tambor 23, que contiene el espiral, el sistema de carga, el mecanismo de trinquete y de maniobra y las vinculaciones que transmiten la fuerza a los polos del interruptor. Además, contiene componentes suplementarios como desenganches y los controles e instrumentos ubicados en el frente del cerramiento. El mecanismo de maniobra es fundamentalmente apropiado para el autorecierre y, debido a los tiempos de carga cortos, también para el autorecierre de disparos múltiples. 88 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Los interruptores de 40,5 kV, 40 kA tienen incorporado un sistema de retardo mecánico, que hace que el tiempo de apertura se prolongue por 30 ms, aprox. La acumulación de energía por resorte se carga mediante un motor (activación y desactivación externas). Es posible realizar operaciones manuales de emergencia mediante la utilización de una palanca de carga. Se dispone de placas características con los datos principales del dispositivo de maniobra en la tapa delantera 1.1 y a la derecha dentro del recinto del interruptor. 4.3.3 Variantes en el equipo del mecanismo de maniobra

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1. Equipamiento básico del mecanismo de maniobra, donde se utiliza un equipo digital secundario: • Bobina de apertura -Y2 • Bobina de cierre -Y3 • Pulsador mecánico ON (2) • Pulsador mecánico OFF (3) • Sensores -BOE y -BOA indicadores de posición ON y OFF • Indicador de posición mecánico 4 • Sensor -BOS para el indicador de la condición de carga del mecanismo de acumulación de energía por resortes • Indicador mecánico de la condición de carga (8) del mecanismo de acumulación de energía por resortes • Contador de ciclos de maniobras (5) • Motor de carga Equipamiento adicional: • Segunda bobina de apertura -Y9. • Desenganche por sobrecorriente indirecta - Y7 • Desenganche por mínima tensión -Y4. • Interbloqueos mecánicos: Interruptor/seccionador de tres posiciones e interruptor/desenganche por mínima tensión/ puesta a tierra de la salida con bloqueo magnético -Y1 y contacto auxiliar -S2. Para propósitos especiales, es posible utilizar contactos auxiliares. 2. Equipamiento básico de maniobra, donde se utiliza un equipo convencional secundario: • Bobina de apertura -Y2 • Bobina de cierre -Y3 89 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV • Pulsador mecánico ON (2) • Pulsador mecánico OFF (3) • Contactos auxiliares de cinco polos -S3, -S4 y -S5, con funciones de señalización. • Contacto auxiliar -S7, para señalización de fallas • Indicador de posición mecánico 4 • Indicador mecánico de la condición de carga (8) del mecanismo de

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acumulación de energía por resortes • Contador de ciclos de maniobras (5) • Motor de carga • Contacto auxiliar de cinco polos -S1 para conmutación del motor de carga. Equipamiento adicional: • Una segunda bobina de apertura -Y9. • Interbloqueos mecánicos: Interruptor/seccionador de tres posiciones e interruptor/desenganche por mínima tensión/ puesta a tierra de la salida con bloqueo magnético -Y1 y contacto auxiliar -S2. • Desenganche por sobrecorriente indirecta -Y7 Desenganche por mínima tensión -Y4. Para la disposición de los desenganches y sensores para los interruptores que presentan equipos digitales, consultar el diagrama del equipamiento. El bloqueo magnético -Y1 bloquea de forma mecánica el semieje de cierre "ON" en caso de falla o ausencia de control de tensión y, al mismo tiempo, utiliza el contacto auxiliar correspondiente -S2 para interrumpir el circuito de la bobina de cierre -Y3. Por el diagrama eléctrico del interruptor con equipamiento convencional. Funcionamiento del interruptor 1. Carga del mecanismo de acumulación de energía por resortes. A fin de proveer la energía motora necesaria, el mecanismo de acumulación de energía por resortes se carga de forma automática (activación y desactivación externas) mediante un motor de carga o, en el caso de las operaciones manuales de emergencia, mediante un movimiento vertical con una palanca de carga 32, según el equipo provisto para el interruptor. El sensor BOS detecta la condición de carga, que se muestra en el indicador mecánico de condición de carga 8. Como requisito para una secuencia de autorecierre, el mecanismo se (re) carga automáticamente después de una operación de cierre efectuada por el motor de carga.

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90 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 2. Procedimiento de cierre El proceso de cierre se inicia mediante la activación de la bobina de cierre -Y3 o mediante el pulsador mecánico en "ON". Luego, el mecanismo de desenganche 24 permite que el resorte espiral (previamente cargado) provoque la rotación del eje del mecanismo 27. El disco de levas 28 y las restantes cadenas cinemáticas levantan el contacto móvil 15.3 de la ampolla de vacío 15 hasta que los contactos se tocan. En la siguiente secuencia de movimiento, la disposición de los resortes 16 se tensa y así se aplica la cantidad apropiada de fuerza de contacto. El sobrerecorrido disponible es superior a la erosión del contacto máximo a lo largo de la vida útil de la ampolla de vacío. Durante el proceso de cierre, los resortes de apertura 25 se tensionan simultaneamente. Procedimiento de apertura El procedimiento de apertura se inicia mediante la activación de uno de los desenganches -Y2, -Y4, - Y7 o -Y9 o del pulsador mecánico 3 en "OFF". Luego, el mecanismo de desenganche 24 permite que el resorte espiral, aún con suficiente carga, haga girar aún más el eje del mecanismo 27. Así, se produce el desenganche del resorte de apertura 25, que mueve el contacto 15.3 a la posición de abierto a una velocidad definida. Notas acerca de la activación de las bobinas: 1. Sólo las bobinas de apertura (-Y2 e -Y9) y de cierre (-Y3) se utilizan para las maniobras de cierre y apertura. Estas dos bobinas son magnetos rotativos y son adecuadas para una gran cantidad de ciclos de maniobras. 2. El desenganche de mínima tensión (Y4) y/o el desenganche por sobrecorriente indirecta (-Y7) son sólo unidades de protección y seguridad y no debe(n) utilizarse para maniobras de servicio. Secuencia de autorecierre

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Una secuencia de autorecierre CERRAR-ABRIR o CERRAR-ABRIR-CERRAR se activa y monitorea mediante el sistema de protección. Es necesario que el resorte espiralado del mecanismo de operación esté en la condición de (re)carga, con el interruptor en la posición cerrado. El proceso de recarga se realiza automaticamente mediante el motor de carga después de cada operación de cierre del interruptor. Si el motor de carga se descompone, el procedimiento de carga puede realizarse o completarse de forma manual. 91 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Durante el proceso de (re)carga, la apertura del interruptor también es posible pero su subsiguiente cierre se bloquea hasta completar el proceso de carga. Principio extintor de las ampollas de vacío Debido a la presión estática en extremo baja de la cámara del interruptor, de

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10-4 a 10-8 mbar, sólo se requiere una distancia aislante relativamente pequeña para conseguir un dieléctrico elevado. En las cámaras de vacío, el arco se extingue cuando la corriente pasa por uno de los primeros valores cero. Debido a la pequeña distancia aislante y a la alta conductividad del plasma del vapor del metal, la caída de tensión de arco y, además, la energía asociada al arco (dados los cortos tiempos de formación de arco) son en extremo bajas, lo que ejerce efectos muy favorables en la vida de los contactos y, por lo tanto, en la de las ampollas de vacío. Figura 4.12 Sección del interruptor de vacío tipo VD4 X. 92 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Figura 4.13 Interruptor diagrama esquemático. Figura 4.14 Sección parcial de la ampolla de vacío, diagrama esquemático simplificado. 93 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Figura 4.15 Interruptor de vacío tipo VD4 X Figura 4.16 Mecánismo de maniobra de acumulación de energía por resortes con equipamiento auxiliar. 94 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Figura 4.17 Mecánismo de maniobra de acumulación de energía por resortes con equipamiento auxiliar. 95 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV 4.18 Operación manual de emergencia del interruptor. 4.19 Diagrama de equipamiento para interruptores motorizados 96 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV

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CAPITULO V CONCLUSIONES. 97 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV Conclusiones. En base a los obejtivos del presente trabajo de tesis, los caules fueron llevar acabo el desarrollo el diseño de una subestación eléctrica y el desarrollo de las especificaciones técnicas tomando en cuenta los criterios de normatividad para subestaciones eléctricas. Para poder tener buenos resultados fue necesario comprender los componentes y elementos de una subestación. Para este proyecto se trato de una subestación de 34.5 kV por secciones, en cada sección que la compone se desarrollaron las carecterísticas con las que cuenta. Basicamente las principales características con las que se diseño la subestación fueron las siguientes: • Una subestación compacta (tablero blindado para tensión nominal de

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34.5 kV). • Equipo de medición de energía eléctrica. (medición local) • Interruptores en SF6 o vacio para tableros blindados (Metal Clad de 34.5 kV). • Transformadores de corriente y potencial. • Equipos de protección multifunción para los diferentes alimentadores. • Alimentadores de fuerza y control para las secciones que componen al tablero. • Cuchillas de puesta a tierra. • Aisladores soporte columna. Se contemplo que fuera SF6 por las Las principales ventajas que representa una subestación aislada en gas SF6, las cuales son las siguientes: • Requieren de un espacio mínimo y por consiguiente menores costos de adquisición de terreno. • Soluciones adapradas de acuerdo a los requerimientos al usuario final. • Soluciones con menor tiempo de implementación, debido al despacho de unidades pre-ensambladas y probadas. • Elevado grado de seguridad para el personal en la operación. La importancia de una subestación eléctrica es solucinar integralmente las necesidades ded suministro y regulación de energía eléctrica, es por ello que requiere de servicios de calidad y equipos con tecnología de vanguardía. 98 | P á g i n a

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV ANEXOS

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99 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV BIBLIOGRAFÍA 100 | P á g i n a DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN UNITARIA DE 34.5KV

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ABB Inc. Folleto de Instrucciones de Transformadores de Distribución Jefferson City, MO Certificado ISO 9001 Diseño de subestaciones eléctricas. Raúl Martin José. Algunas paginas de internet que nos ayudaron a complementar la información como: www.meteored.com.ar www.getamap.net/maps/nicaragua/managua/_mateare_municipiode/ www.siemens.com www.abb.com/products ANSI C37.09 Standard Test Procedure for AC High-Voltaje Circuit Breakers Rated on a Symetrical Basis, Supplement C39.09E, Supplement C37.09G. ANSI C37.20.1 Metal Enclosed Low-Voltage Power Circuit Breaker Swithgear (R 1992). ANSI C37.20.2 Metal-Clad ans Station Ttype Cubicle Switchgear. ANSI C57.13 Standard Requeriment for Instrument Transformers. IEC 60044-1-1996 Instrument Transformers Part 1: Current Transformers. IEC 60044-2-1997 Instrument Transformers Part 2: Inductive Voltage. 101 | P á g i n a

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TESIS ALVARO VIEYRA.pdf ANEXO 1.pdf ANEXO 2.pdf

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