Instituto Tecnológico de Pachuca.Departamento De Ingeniería Eléctrica y en Electrónica.

GUIA DE ESTUDIO de la materia de INSTALACIONES ELÉCTRICAS.UNIDAD VI Subestaciones Eléctricas de Servicio.Alumno; ABNER ADAIR ARENAS CASTILLO.

1.- Para una carga de 500 KW en MT a 23 KV y BT 440/254 calcula la capacidad del transformador, equipo de medición, tarifa eléctrica, capacidad de la protección en media y en baja tensión, calibre y tipo de cable en MT y en BT, así como haz un dibujo si utilizaras una subestación eléctrica tipo pedestal y tipo poste.1).- CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR.

S=√3∗V∗I KVAP=√3∗V∗I cosφ KWQ=√3∗V∗I SEN φ KVARCOSφ=0.9P=500KWP=S∗cos φ

S= Pcos φ

=500KW0.9

=555.5KVA

La carga de 500 KVA equivale a 555.5 KVA con F.P =.9 por lo que seleccionamos la capacidad inmediata superior de 750 KVA. De acuerdo a los rangos de capacidad de algunos transformadores estándar.

2).- TC´s y TP´s.El equipo de medicion será en M.T. ya que CFE autoriza este para cargos mayores a 200 KW.

Para los TP´S. 2400v120v

....= a =200

Para los TC’S debemos calcular la corriente en el primario a 23000 con una carga de 500 KW.

Ip= P

√3∗V∗cosφ= 500KW

√3∗23KV∗0.9=13.94 A .

Ip=13.94 A

Ifus = 3* I nom =3*13.94= 41.84 A. ~ fus = 40 A. de acuerdo con a la tabla.

3).- TARIFA.

La tarifa es HM porque la carga es de 500 KW y es mayor a 100KW que es la que maneja la tarifa HM

4).- CAPACIDAD DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO.

Impedancia nominal del transformador Z=5%Fusible de 40 A

Is= P

√3∗V∗cosφ= 500KW

√3∗0.44KW∗.9=728 A .

Is= 728 ADe la tabla 450-3(a) de la NOM-OO1-SEDE-2012 Interruptor termomagnético Inom*125%= Inom*1.25

= 728 A*1.25 = 911.22 A.Rangos (100, 200, 400, 500, 600, 800, 1000,1200….)Interruptor termomagnetico 3*1000 A. 440 V.

#.- Apartarrayo tipo oxido metálicos 23 KV/√3 =13.2 Pero CFE solo permite como mínimo el valor de 21 KV.

5).- CONDUCTOR M.T.Cable en MT 1/0, por norma CFE y por resistencia mecánica. 6).- CONDUCTOR B.T.

Iconductor. BT = I nom*1.25= (1.25)*(728)= 911.2 A500mm2. (1000 KW) uno por fase soporta 935 A esto obtenido de la tabla 310-15 (a)16

2.- Que tipo de acometida y sus componentes y características utilizarías para la SE pedestal cuales para la tipo poste.

Se utiliza una ACOMETIDA TIPO SUBTERRÁNEA para una subestación tipo pedestal ya que en zonas de urbanizaciones y en algunos predios están un poco retirados o hay obstáculos que impiden el del suministro del servicio, alimentándose así de la red aérea a subterránea desde el poste más próximo. De acuerdo con la carga solicitada por el cliente.Componentes;

Se utiliza una ACOMETIDA TIPO AÉREA para una subestación tipo poste, esta es empleada en zonas rurales, y urbanas, para prestar el servicio a usuarios industriales o residenciales de estratos 1,2 y 3. La acometida tipo aérea está conformada por un transformador de distribución, acompañado de sus respectivas protecciones, como también de algunos accesorios indispensables para su montaje como apoyos, aisladores y herrajes. Los transformadores utilizados en este tipo de subestación pueden ser monofásicos o trifásicos con potencias nominales normalizadas que no excedan los 150 kVA.

3.- Que tipo de cable se utiliza en la acometida aérea y en la acometida o transición de aéreo a subterráneo.

En la acometida aérea utilizaría aluminio desnudo 1/0 mínimo con alma de acero y en transición de aéreo a subterráneo utilizaría cable de energía XLP 1/0 mínimo son utilizados en instalaciones subterráneas, ductos o charolas, y en tensiones mayores a 5 kV.CABLE DE ALUMINIO CON ALMA DE ACERO (ACOMETIDA AÉREA)

Los cables ACSR/AS están formados por alambres de aluminio de alta pureza y temple duro, colocados en capas concéntricas sobre un núcleo de alambre o cable de acero recubierto de aluminio soldado.EspecificacionesCFE E0000-18AplicacionesLíneas aéreas de transmisión y distribución en zonas costeras, industriales o contaminadas, donde se requiera mayor resistencia a la corrosión que el ACSR.

Ventajas de usoSe obtienen claros intercostales mayores que para cables de cobre o aluminio, debido a su refuerzo de acero. Alta resistencia a la tensión mecánica. Fácil de tender e instalar.Buena relación esfuerzo/peso. Temperatura máxima en el conductor 75 ºC (temperatura usual de diseño en líneas aéreas)Gama de calibres1/0 AWG a 1113 kcmil

Construcción1. Núcleo de acero recubierto de aluminio soldado.

2. Conductor formado por alambres de aluminio duro en capas concéntricas.

CABLE DE ENERGÍA TIPO XLP (ACOMETIDA SUBTERRÁNEA)Los cables de energía XLP para ambientes secos son fabricados con conductor de cobre suave, en forma de cable concéntrico compacto, clase B, pantalla semiconductora extruida sobre el conductor, aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP), pantalla semiconductora extruida sobre el aislamiento, pantalla electrostática formada por alambres de cobre suave, cinta separadora y cubierta exterior de policloruro de vinilo (PVC), en color rojo.Especificaciones NMX-J-142/1-ANCE Aplicaciones En sistemas trifásicos de distribución de energía eléctrica en media tensión.En acometidas en media tensión. En centrales eléctricas y subestacionesEs adecuado para instalaciones en ductos subterráneos y directamente enterrada. Ventajas de uso Proceso de real triple extrusión y curado en seco que mejora notablemente las características eléctricas. El aislamiento de XLP (polietileno de cadena cruzada) ofrece: Excelente resistencia al calor y la humedad. Excepcional resistencia a las descargas parciales. Alta rigidez dieléctrica. Baja absorción de humedad. Bajas pérdidas dieléctricas. Fácil retiro de la pantalla semiconductora. Resistencia a la abrasión, calor, humedad, ozono, aceites, grasas, productos químicos e intemperie. Tensiones máximas de operación 5, 8, 15, 25, 35 kV Temperatura máxima en el conductor Operación normal: 90 ºC. En condiciones de sobrecarga: 130 ºC. En condiciones de cortocircuito: 250 ºC.Gama de calibres4 AWG a 1000 kcmil, para 5 kV y 8 kV2 AWG a 1000 kcmil, para 15 kV1/0 AWG a 1000 kcmil, para 25 y 35 kVConstrucción1. Cable de cobre suave2. Pantalla semiconductora3. Aislamiento de XLP4. Pantalla semiconductora5. Pantalla metálica (alambres de cobre)6. Cinta separadora no higroscópica7. Cubierta de PVCCable de energía Vulcalat XLP para ambientes secos 5 a35 kV cobre N-100% cubierta PVC, NMX-J-142/1

4.- Que protección se debe de instalar contra descargas atmosféricas en la subestación tipo poste y en la tipo pedestal.Apartarrayos óxidos metálicos

FunciónLa función básica del apartarrayos es proteger las instalaciones eléctricas de media tensión principalmente los transformadores cuando principalmente los transformadores, cuando en la línea se produce una sobre tensión que que puede ser debida a la incidencia de descargas atmosféricas o a efectos transitorios. Los apartarrayos IUSA son a base de óxidos metálicos con envolvente de porcelana para metálicos con envolvente de porcelana para aplicación en zonas normales y de alta

5.- Tipos de terminales para cable de energía.Terminales tipo interior y exterior

Accesorios para canalizaciones o terminales de cable. Los conductores o los cables que salgan de una canalización deben cumplir con cualquiera de las condiciones (a) o (b).a) Abertura independiente con boquilla. Donde la trayectoria de conductores cambie del tipo de instalación en cable o en canalización a una instalación expuesta, debe utilizarse una caja o accesorio terminal que esté provisto con abertura independiente emboquillada para cada conductor. Un accesorio usado para este propósito no debe tener derivaciones, contactos, ni empalmes y no debe usarse como caja de salida para luminarias.b) Boquilla en lugar de caja. Se permite utilizar una boquilla en lugar de una caja al final de un tubo conduit metálico tipo pesado, semipesado o ligero, donde la canalización termine en equipos de control o similares no encerrados o un equipo similar, incluyendo conductores de contacto, colectores, resistores, frenos, interruptores de límite en circuitos de fuerza y motores de corriente continua de armadura dividida.

6.- Que protección se debe de instalar contra sobrecargas o cortocircuitos en la subestación tipo poste y en la tipo pedestal, tanto en MT como en BT.

Tanto para subestación tipo pedestal como para tipo poste se utiliza como medio de protección un apartar rayos de óxidos metálicos y un interruptor cortacircuitos y para baja tensión un interruptor general termomagnetico

CORTACIRCUITOS FUSIBLES Son dispositivos que sirven para protegerlos equipos instalados en líneas aéreas de distribución, mediante el uso de un listón fusible colocado dentro del porta fusible, en el cual se funde al producirse una sobre corriente liberando la falla y protegiendo así al sistema. Los tubos portafusibles (canillas) son intercambiables entre diferentes marcas de cortacircuitos para una misma tensión. CUCHILLAS MONOPOLARESTIPO “P”28. Las cuchillas monopolares tipo "P" se utilizan para aislar o seccionar circuitos y equipos en sistemas de distribución en tensiones nominales de 13,2, 23 y 34,5kV.kV Son de operación manual con pértiga, sin carga, para Tensión nominal de diseño de 15, 25,8 y 38 kV, con capacidad de corriente nominal de 630, 1250 y 2000 A.

7.- Dibuja una subestación eléctrica

tipo.Poste. En

plataforma de concreto. Pedestal. Compacta.

TIPO POSTELa subestación tipo poste es empleada en zonas rurales, y urbanas, para prestar el servicio a usuarios industriales o residenciales de estratos 1,2 y 3.Los transformadores utilizados en este tipo de subestación pueden ser monofásicos o trifásicos, La alimentación aérea puede hacerse por red aérea a subterránea.La subestación aérea tipo poste está conformada por:

Un transformador de distribución Protección contra sobretensión (Descargadores de sobretensión DST) Protección contra sobre corriente (cortacircuitos) Accesorios indispensables para su montaje como apoyos, aisladores, crucetas y herrajes.

SUBESTACION EN PLATAFORMA DE CONCRETO:La subestación de piso o concreto se utiliza en zonas urbanas, para prestar el servicio a usuarios industriales, comerciales, alumbrado público y residencial. Son empleadas a la intemperie en

algunas industrias, habitualmente son alimentadas por redes subterráneas a 34,5 kV y en el lado de baja tensión se pueden manejar niveles de tensión según la necesidad del usuario. Partes;

En las subestaciones tipo patio el equipo de medida se debe encontrar alojado en una celda tipo intemperie de fácil acceso para el personal sin tener que ingresar al patio de conexiones.

protección contra sobretensiones (DST) de 27 kV, 10 kA, de óxido metálico y por el lado de alta tensión debe utilizar un reconectador o seccionador con fusible tipo HH.

La subestación debe estar provista de una puesta a tierra a la cual se conectaran las partes metálicas no conductoras del equipo empleado en la subestación, así como las crucetas metálicas, los cables de guarda, la carcasa del transformador, los DST y el neutro del transformador.

 

SUBESTACION COMPACTA.Las Subestaciones Compactas   se construyen en base a un gabinete de servicio Interior oExterior. Generalmente se fabrica con lámina de acero de calibre 12 para la estructuray calibre 14 para las tapas, el acabado se hace con pintura de aplicación electrostática.Los elementos mínimos que se integran en el gabinete son:

Cuchilla de paso de operación sin carga. Apartarrayos de clase distribución de óxidos metálicos. Seccionador de operación con carga de accionamiento rápido, disparo tripolar, operado

desde el frente. Acoplamiento de un transformador.

SUBESTACION PEDESTAL:

La subestación pedestal o pad mounted (tipo jardín) puede ser utilizada a la intemperie o al interior de edificios, ofrecen seguridad para ser instalada en lugares en que existe paso de personas como en parques o avenidas.

La subestación de pedestal está conformada por dos gabinetes, uno en el que se encuentra alojado el transformador el cual lleva sus protecciones internas y otro para la caja de maniobras, estos gabinetes cuentan con cerradura que impiden el ingreso de personal no autorizado. La subestación de pedestal debe contar con una puesta tierra a la que se conectan las partes metálicas de la subestación, al neutro del transformador y la tierra de los descargadores de sobretensión.