apuntes de inst.elect.inds

7/23/2019 Apuntes de Inst.elect.inds

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S.E.P. S.N.E.S.T. D.G.E.S.T.

INSTITUTO TECNOLGICO

del Istmo

CARRERA:

ING. ELCTRICA

MATERIA:

INSTALACIONES ELCTRICAS INDUSTRIALESTRABAJO:

INVESTIGACIN DE LAS 5 UNIDADES

EUIPO:!

INTEGRANTES:

ROBERTO LPE" MART#NE"

ABRA$AM VALDIVIESO MART#NE"

SO%#A VILLALBA ENR#UE"

GRUPO:

&' ()*

CATEDR+TICO:

ING. RA%AEL MART#NE" RU#"

H.CD. JUCHITN DE ZARAGOZA OAXACA. A 19 DE JUNIO DEL 2013


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INTRODUCCIN

Las instalaciones electricas industriales, por su tamao y complejidad son en ocasionestan importantes como los sistemas electricos de potencia, el uso de las tecnicas deanalisis usadas en estos, pueden ser aplicables tambien en las instalaciones del tipoindustrial

El analisis de los sistemas, es un conjunto de tecnicas !ue se basan en las leyes"undamentales de la electricidad, aplicables principalmente a circuitos tri"asicos de C#Estas tecnicas "acilitan el calculo del comportamiento de los sistemas bajo condicionesespeci$cas, para au%iliar en el diseo de nue&os sistemas, para redisear los sistemase%istentes, o bien, para 'acer ajustes y modi$caciones a partes de las instalaciones

Los estudios principales de an(lisis en instalaciones industriales incluyen)

*Estudios y calculos de cortocircuito

*Selecci+n de dispositi&os de proteccion

*Coordinacion de dispositi&os de protecci+n

*Otros aspectos como) arran!ue de motores, estudios de caida de &oltaje y correcci+n de"actores de potencia

El principal objeti&o de este tipo de estudios es proprocionar a los tecnicos una "uente dein"ormacion simple y releti&amente economico para instalaciones insdustriales ycomerciales, de manera !ue se satis"aanlos aspecto de)

*Seuridad

*Con$abilidad del ser&icio

*Calidad en el suministro de ener-a

*.iseo de instalaciones "aciles de operar y mantener

*/acilidad en la ampliacion, cuando sea necesario

*Costos iniciales y de operaci+n minimos


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1UNID

AD:PLANEACIN DESISTEMAS

ELCT

RICOSINDUSTRIAL

ES


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1.1.- CLASIFICACIN DE TENSIONES INDUSTRIALES: DE SERVICIO, DEDISTRIBUCIN Y DE UTILIZACIN EN MOTORES Y CARGAS INDUSTRIALESGENERALES.

Clasi$caci+n)

0or ni&el de tensi+n el1ctrica del sistema, las tenciones el1ctricas normali2adas se

clasi$can en 3aja tensi+n, desde 455 & 'asta 4,555&6 media tensi+n, mayor de 4,555 &'asta 78,9 :&6 alta tensi+n, mayor de 78,9 :& 'asta ;75 :&) y e%tra alta tensi+n, mayorde ;75 :& 'asta 855 :& 0or su uso las tenciones el1ctricas se clasi$can en , tencionesel1ctricas pre"erentes) tensiones el1ctricas restrinidas6 tenciones el1ctricas coneladas

9 especi$caciones

4*Tensiones el1ctricas normali2adas Las tensiones el1ctricas normali2adas del sistemason las indicadas en la tabla 4

;* Selecci+n de la tensi+n el1ctrica normali2ada Cuando un sistema nue&o es construidoo cuando un ni&el nue&o de tensi+n el1ctrica se intera a un e%istente debe seleccionarseuno o m(s de los sistemas pre"erentes detenci+n el1ctrica nominal de la tabla 4 Eldiseo operaciones de sistemas el1ctricos y el diseo de alimentadores por talessistemas debe coordinarse con respecto a estas tenciones el1ctricas de tal "orma !ue los

e!uipos "uncionen satis"actoriamente en la banda de tenciones de utili2aci+n !ue seencuentran en el sistema

7* Tensiones el1ctricas e%istentes Otras obras e%istentes en &arios puntos se especi$canen la tabla 4, aun!ue alunos "actores econ+micos re!uieren !ue estas contin55 &, 47 ?55 & son particular mente utili2adas ensistemas industriales !u@e suministran ener-a, principal mente, a caras pol-ticas,


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incluyendo motores de ran capacidad por!ue estas tenciones corresponden a motoresde 8 555 &, = =55 & y 47 ;55 &

Las distribuci+n en baja tensi+n se 'ace por medio de un sistema !ue el usuario pre&1,de tres "ases y 8 'ilos en cone%i+n estrella con neutro conectado a tierra con tencionesde) 4;@9A;;5 &olts para edi$cios y alunos comercios y 885A;;5A4;@9 para industriascon ni&eles de impulso de =5 y 75 :& en cada caso

Separaci+n entre caja de empalmes y el motor La caja de empalmes a !ue se re$ere elinciso anterior podr( tener una separaci+n del motor no*mayor a 4? m siempre !ue losconductores terminales !ue &an al motor sean cable tipo #C, cord+n armado oconductores tren2ados dentro de tubos met(licos Be%ibles 'erm1ticos a los l-!uidos, no*met(licos Be%ibles, met(licos tipo pesado, se mi pesado o liero de tamao nominal nomenor a 45 mm de di(metro, conect(ndose la armadura del cable o la canali2aci+n, tantoa la caja como al motor Cuando se utilicen conductores terminales tren2ados proteidos

como se especi$ca antes, no deben ser de tamao nominal mayor de 9,;=5m m2

45

#DG y deben cumplir con los otros re!uisitos de esta NOF para conductores encanali2aci+n

2.2.- CARGAS INDUSTRIALES. CLASIFICACIN Y CAPACIDADES DE MOTORES YCARGAS TRMICAS EN ALTA, MEDIA Y BAJA TENSIN.

Los siuientes &alores de corriente el1ctricas a plena cara son para motores !ue"uncionen a &elocidades normales y con caracter-sticas de par tambi1n normales Losmotores de &elocidad especial mente baja o de alto par motor pueden tener corrientes aplena cara mayores, y los de &elocidades m


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motores Las corrientes el1ctricas listadas deben utili2arse para tenciones el1ctricas desistemas en los inter&alos de 445 & 'asta 4;5 & y ;;5 &

Los siuientes &alores de corrientes el1ctricas a plena cara corresponden a motores !ue"uncionan a las &elocidades normales de motores con bandas y a motores con par

normal Las corrientes el1ctricas del conductor com


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/actor de potencia de >5 y ?5, las cantidades anteriores deben multiplicarse por 4,4 y

4,;9 respecti&a mente

D!"#!$%#! &'(')*+'!

-1.- A+*(' Los re!uisitos de este art-culo se aplican a e!uipos de aireacondicionado y de re"rieraci+n accionados por motor el1ctrico y a los circuitosderi&ados y a los controles del e!uipo

-2.-D'/(#('!. C#))'($'! '+0$)*! "*)* !'+'( '+ )3$# ')%*#:

La corriente el1ctrica de selecci+n del circuito deri&ado es el &alor en # !ue se debe usaren luar de corriente el1ctrica nominal para determinar el tamao nominal de los

conductores del circuito deri&ado del motor, medios de descone%i+n, controles ydispositi&o de protecci+n de cortocircuito y de "alla, donde !uiera !ue el dispositi&o deprotecci+n de sobrecara permita una corriente el1ctrica sostenida mayor !ue el porciento especi$cado de la corriente el1ctrica nominal

M#$#)-#4")'!#) )'5)&')*($' 6')40$#: En una combinaci+n consiste de uncompresor y motor encerrados en el mismo recipiente sin eje e%terno o sello de eje, elmotor opera dentro del medio re"rierante

C#))'($' '+0$)* (#4(*+: La corriente el1ctrica nominal para un motor de uncompresor re"rierante 'erm1tico es la corriente resultante cuando est( trabajando a la

cara, tenci+n el1ctrica y "recuencia nominal del e !uipo !ue acciona

-7.-O$)#! *)$83+#!.

a A)$83+# 7. Estos re!uisitos son adicionales o reempla2an los re!uisitos delarticulo 875 y de otros art-culos de esta NOF !ue sean aplicables, e%cepto cuandosean modi$cados por este art-culo

9 A)$83+#! 22,2 # 7.Los re!uisitos de los art-culos 8;,8;8 o 875, cuandosea el caso, deben aplicarse a e !uipo de aire acondicionado y de re"rieraci+n !ueno incorpore una unidad sellada

A)$83+# 22. Los dispositi&os tales como e !uipos de aire acondicionado para

'abitaciones, re"rieradores de aua potable y surtidores de bebidas se debenconsiderar como como aparatos el1ctricos y se les aplica tambi1n los re!uisitos delart-culo 8;;

d O$)#! *)$83+#! *"+*9+'!. Los circuitos, controles y e !uipos deben tambi1ncumplir con los re!uisitos !ue les sean aplicables indicados a continuaci+n

-.-P+** ' *$#! ' 4#$#)'! ' #4")'!#)'! )'5)&')*($'!6')40$#! ; '


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* P+**! ' *$#! ' 3( 4#$#) ' #4")'!#) )'5)&')*($' 6')40$#. Unmotor de compresor re"rierante 'erm1tico debe estar pro&isto de una placa dedatos !ue indi!ue el nombre del "abricanteLa corriente el1ctrica de rotor blo!ueado para cada motor de compresorre"rierante 'erm1tico mono"(sico !ue tena una corriente el1ctrica de caranominal mayor de > # en 449 a 4;@ & o de 8,9 # en ;5? a ;;5 &, y en cada unidad

sellada poli$ca, se debe marcar en la placa de datos de la misma9 E 4*.Es la m(%ima demanda !ue se tiene en una instalaci+n o en sistemadurante periodo de tiempo especi$cado por lo eneral en 'oras

F*$#) ' *)&* En la mayor-a de los casos la cara no es contante durante el ao odurante un periodo de tiempo especi$cado considerando como representati&o

F*$#) ' '4*(*.Es el cociente de la demanda m(%ima de un sistema y la cara

instalada en el mismo

/actor de demanda Jdemandamaxima(EnW o KW)carga instalada(EnW oKW)

F*$#) ' %')!*.Es el cociente de la suma de las demandas m(%imas indi&idualesen las distintas partes de un sistema o la instalaci+n y la demanda m(%ima del sistema


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/actor de di&ersidad JSumadelasdemandasmaximas individuales

Demandamaximadel sistema

F*$#) ' !43+$*('*.Es una cantidad menor o iual a la unidad y se obtiene elreciproco del "actor de di&ersidad

/actor de simultaneidad J1

Factorde diversidad

CARACTER?STICAS DE LAS CARGA:

Un estudio de las caras y sus caracter-sticas abarca no solamente los di&ersos tipos deaparatos !ue se usan y su arupaci+n para con"ormar la cara de un consumidorindi&idual, sino tambi1n el rupo de consumidores !ue interan la cara de una2ona/inal mente, se deber(n estudiar las di"erentes clases de cara de tipo residencialcombinadas con otros de cara, para obser&ar la inBuencia !ue tendr(n en la cara

eneral de un alimentador y este a su &e2 en la cara total de una subestaci+n

#ntes de proceder al estudio de cada uno de los tipos de caras es necesario subrayarnue&amente la importancia de conocer las caracter-sticas de la cara

C+*!/*( ' +*! *)&*!.

E%isten di&ersos criterios para la clasi$caci+n de las caras, entre los cuales destacan

a Locali2aci+n eor($cab Tipo de utili2aci+n de la ener-ac .ependencia de la ener-a el1ctrica con$abilidadd E"ecto de la cara en el sistema de distribuci+n ciclo de la carae Tari"as" Especiales

L#*+@*( &'#&)=/*.

Un sistema de distribuci+n debe atender a usuarios de ener-a el1ctrica, tanto loslocali2ados en ciudades como en 2onas rurales6 por tanto, es ob&ia una di&isi+n de (rea

!ue atiende el sistema de distribuci+n en 2onas

P#$'(* '+0$)*.


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La potencia el1ctrica representa la ra2+n a la cual el trabajo se e"ect4*.

Las caras el1ctricas por lo eneral se miden en amperes, :iloKatts o :ilo&olt* amperes0ara !ue un sistema el1ctrico o parte de este se construya e$ciente mente se debe saberla demanda m(%ima del mismo

b Caras conectada

La cara conectada es la suma de los &alores nominales de todas las caras delconsumidor !ue tienen probabilidad de estar en ser&icio al mismo tiempo para produciruna demanda m(%ima

/iura 79 cur&a de cara 'abitacional


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/iura 79 cur&a de cara comercial

/iura 79 Cur&a de cara industrial

Se de$ne la demanda m(%ima no coincidente de un conjunto de caras como la relaci+nentre la suma de las demandas m(%imas de cada cara y el n


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/actor de coincidencia J72.5kw

50kw+50kw J 5@;9

/actor de coincidencia J1

factor dediversidad J1

1.38 J 5@;9

F*$#) ' '4*(*

El "actor de demanda en inter&alo de un sistema o de una cara es la relaci+n entredemanda m(%ima en el inter&alo considerando y la cara total Instalada Ob&iamente el"actor de demanda es un n


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D%')!* ' *)&*

La di&ersidad de cara es la di"erencia entre la suma de los picos de dos o m(s carasindi&iduales y el pico de la caras combina .ado !ue la di&ersidad de cara es ladi"erencia entre dos cantidades de unidades similares, se e%presa en las unidades de lasdos demandas !ue se est(n comparando

L. J Dmax 4 M Dmax ; M Dmax n * Dmax

L. J F 4 Dmax

1..- TARIFAS DE SUMINISTROS DE PARA SERVICIOS INDUSTRIALES.CLASIFICACIN, CARACTER?STICAS Y APLICACIONES.

T*)5* 212 217

Ser&icio para alumbrado publico

4* #plicaci+n

Esta tari"a solo se aplicara al suministro de ener-a el1ctrica para el ser&icio asem("oros, alumbrados y alumbrado ornamentalmente por temporadas, de calles, pla2as,par!ues y jardines p


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4* aplicaci+n

Esta tari"a se aplica e%clusi&amente a los ser&icios en baja tensi+n !ue destinen laener-a para el bombeo de aua utili2ada en rieo de tierra

T*)5* M 212 217

Ser&icio para bombeo de aua para ar-cola en media tensi+n

4* #plicaci+n

Esta tari"a se aplicara e%clusi&amente a los ser&icios en media tensi+n !ue destinen laener-a para el bombeo de aua utili2ada en rieos de tierras dedicadas al culti&o deproductos ar-colas y alumbrado del local donde se encuentre instalado el e !uipo debombeo

T*)5* -C3 212 -217

Tari"a de est-mulo para bombeo de aua para rieo ar-cola con caro


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Tari"as ordinarias para ser&icio eneral en media tensi+n, con demanda menor a 455 :K

T*)5* -M 212-217

Tari"as ordinarias para ser&icio eneral en media tensi+n, con demanda menor a 455 :K om(s

4* #plicaci+n

Tari"as ordinarias para ser&icio eneral en media tensi+n, con demanda menor a 455 :K om(s

T*)5*! S-RF 212-217

Tari"a 'oraria para ser&icio de respaldo para "alla en tensi+n, ni&el subtransmisi+n

4* #plicaci+n

Esta tari"a se aplicara para el ser&icio de respaldo para "alla a productores e%ternos,

suministrado en alta tensi+n, ni&el subtransmision, y !ue por las caracter-sticas deutili2aci+n de su demanda soliciten inscribirse en este ser&icio

T*)5* T-R 212-217

Tari"a 'oraria para ser&icio de respaldo para "alla y mantenimiento en alta tensi+n, ni&eltransmisi+n

4* #plicaci+n

Esta tari"a se aplicara para el ser&icio de respaldo para "alla a productores e%ternos,suministrado en alta tensi+n, ni&el transmisi+n, y !ue por las caracter-sticas de utili2aci+n

de su demanda soliciten inscribirse en este ser&icio

T*)5* 1-1 212-217

Tari"a para ser&icio interrumpible

Estas tari"a ser( aplicable a los usuarios de las tari"as P*S, P*T, P*SL y P*TL !ue soliciteninscribirse adicional mente en este ser&icio y !ue tenan una demanda m(%ima medianteen periodo de punta, semipunta, intermedio o base, mayor o iual a 45,555 die2 mil:iloKatts durante los tres meses pre&ios a la solicitud de inscripci+n La inscripci+n a esteser&icio tendr( &iencia m-nima de un ao

T*)5* 1-7 212-217

Tari"a para ser&icio interrumpible

Estas tari"a ser( aplicable a los usuarios de las tari"as P*S, P*T, P*SL y P*TL !ue soliciteninscribirse adicional mente en este ser&icio y !ue tenan una demanda m(%ima medianteen periodo de punta, semipunta, intermedio o base, mayor o iual a ;5,555 &einte mil:iloKatts durante los tres meses pre&ios a la solicitud de inscripci+n La inscripci+n a esteser&icio tendr( &iencia m-nima de un ao


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1..- SISTEMAS DE MEDICIN PARA SERVICIOS INDUSTRIALES.CARACTER?STICAS Y ARREGLOS DE INSTALACIN DE TRANSFORMADORES DECORRIENTE Y POTENCIAL EN MEDIA Y BAJA TENSIN.

Como se mencion+, los trans"ormadores de instrumento pueden ser de dos tipos)

4* Trans"ormadores de potencial)

Se usan para trans"ormar o cambiar el &oltaje

;* Trans"ormadores de corriente)

Se usa para trans"ormar o cambiar la corriente

0ara las aplicaciones de protecci+n y medici+n, se deben especi$car alunas cantidadesb(sicas en los trans"ormadores de instrumentos, como son)

La relaci+n de trans"ormaci+n La precisi+n El burden Las caracter-sticas enerales

L* )'+*( ' $)*(!5#)4*(. Se e%presa como el cociente de la cantidad primaria ala cantidad secundaria 0ara los trans"ormadores de potencial)

QT0 JVp

Vs

p J &oltaje primario de "ase a neutro

s J &oltaje secundario de "ase a neutro

-P*)* +#! $)*(!5#)4*#)'! ' #))'($':

QTC JIp

Is

Ip J Corriente en primario

Is J Corriente en secundario

Como se menciona antes, para los tran"ormadores de potencial el &oltaje secundarionormali2ado es 4;5 & + 449 & 6 para los trans"ormadores de corriente, la corrientenormali2ada es 9 #


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II UNIDAD:SUBESTACIONES DEPOTENCIA

INDUSTRIALES


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2.- SUBESTACIONES DE POTENCIA INDUSTRIALES

Las subestaciones se pueden clasi$car se


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Construccin Abierta: Son las subestaciones construidas con aislamiento en aire,disposici+n de e!uipos en patios abiertos, acometidas y salidas en "orma a1rea osubterr(nea o combinaci+n de ambas Tienen una disposici+n pr(cticamente iual a lastradicionales subestaciones de distribuci+n, con patios de lleada y salida de l-neasa1reas, trans"ormaci+n y e!uipos de maniobra y protecci+n dispuestos en un (reaabierta, interconectadas por barras constituidas por sistemas de conductores desnudos obarras tubulares instaladas a la intemperie

Subestaciones de Construccin Compacta: Son a!uellas en las cuales la metodolo-aconstructi&a aseura la implantaci+n empleando la menor (rea posible Se empleanarrelos de trans"ormadores de potencia secos instalados en "orma interior otrans"ormadores sumeridos en aceite, instalados en "orma e%terior dispuestos en nic'os,conectados de cauti&a mediante ductos de barras, cableados cortos y sistemasensamblados a celdas y centros de potencia de baja tensi+n

/i Subestaciones de Construcci+n Compacta


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2.2 TRANSFORMADORES DE POTENCIA. ESPECIFICACIONES Y CAPACIDADES.CRITERIOS DE SELECCIN

Se denomina trans"ormador de potencial a a!uel cuya "unci+n principal es trans"ormar lolos &alores de &oltaje sin tomar en cuenta la corriente Estos trans"ormadores sir&en paraalimentar instrumentos de medici+n, control o protecci+n !ue se re!uieran seal de&oltaje

Los trans"ormadores de potencial se construyen con un de&anado primario y otrosecundario6 su capacidad es baja, ya !ue se determina sumando las capacidades de losinstrumentos de medici+n !ue se &an a alimentar y &ar-an de 49 a =5 # Losaislamientos empleados son de muy buena calidad y son en eneral los mismos !ue seusan en la "abricaci+n de los trans"ormadores de corriente

Se construyen para di"erentes relaciones de trans"ormaci+n, pero el &oltaje en elde&anado secundario es normalmente 449 &olts 0ara sistemas tri"(sicos se cencual!uiera de las cone%iones tri"(sicas conocidas, se


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/recuencia nominal La "recuencia a la cual deben operar los trans"ormadores yautotrans"ormadores debe ser de =5 P2 E%isten sistemas en otros pa-ses a 95 P2 y esteser-a su &alor especi$cado

Clasifcacin :Los trans"ormadores sujetos a esta Norma se clasi$can por su tipo dealimentaci+n el1ctrica, capacidad nominal y clase de aislamiento)

De acuerdo con su tipo de alimentacin elctrica:

Fono"(sico Tri"(sico

De acuerdo con su capacidad nominal:


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c .e 9 a 4=@ :# para mono"(sicos d .e 49 a 955 :# para tri"(sicos

De acuerdo con su clase de aislamiento:

Pasta 49 : Pasta ;9 : Pasta 78,9 :

--ESPECIFICACIONES

ESPECIFICACIONES DE SEG!IDAD:

Los trans"ormadores objeto de esta Norma deben interar materiales, componentes,e!uipo, recubrimientos) primario y acabados, !ue cumplan con la normati&a me%icana&iente relati&a a cada uno de ellos

CONDICIONES DE CO!"OCI!CI"O:

Los trans"ormadores objeto de esta Norma deben cumplir con las especi$caciones decortocircuito establecidas en la Norma NFR**44=*#NCE6 para el caso de lostrans"ormadores tipo pedestal y autoproteidos, para e"ectos de pruebas de cortocircuito,deben puentearse los "usibles y en caso de tener medio de interrupci+n en baja tensi+n,tambi1n deben puentearse Estas condiciones ser(n determinadas con el m1todo deprueba establecido en el inciso =4 de la presente Norma

CONDICIONES DEL L?UIDO AISLANTE:

El l-!uido aislante utili2ado en los trans"ormadores objeto de esta Norma debe cumplircon lo siuiente)

No t+%ico 3ioderadable #decuarse a la normati&a me%icana &iente relati&a a los bi"enilospoliclorados

30C

P!ESE!#ACI$N DE% %&'IDO AIS%AN"E ()E!*E"ICIDAD+:

El trans"ormador debe ser construido con un tan!ue 'erm1tico con objeto de preser&arel l-!uido aislante Esta condici+n debe determinarse con el m1todo de pruebaestablecido en el inciso =4 de la presente Norma

--ESPECIFICACIONES DE EFICIENCIA ENERGTICA

EFICIENCIA:


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Los trans"ormadores de distribuci+n, objeto de esta Norma, deben cumplir con los &aloresde e$ciencia especi$cados en la tabla 4

"A,%A -. Efciencias m/nimas permitidas para los trans0ormadores dedistribucin

P1!DIDAS:

0ara los trans"ormadores de distribuci+n, objeto de esta Norma, las p1rdidas en &ac-o ytotales e%presadas en Katts, a la tensi+n, "recuencia y corriente el1ctricas nominales nodeben e%ceder los &alores m(%imos indicados en la tabla ;

"A,%A 2. Prdidas en 3ac/o 4 totales m56imas permitidas


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2.7 SUBESTACIONES DE ALTA TENSIN. ARREGLOS ELCTRICOS Y F?SICOS.DIMENSIONAMIENTO GENERAL.

SUBESTACIONES CON ARREGLO SENCILLO DE BARRAS:

Este tipo de subestaciones, es bastante com


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El n


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Subestaciones de tamao pe!ueo, con re&estimiento met(lico de as 'e%a"luorurode a2u"re

Los arrelos para intemperie de interruptor y barra tipo abierto se usan, en eneral, encone%i+n con estaciones de eneraci+n y subestaci+n La disposici+n y caracter-sticasenerales del diseo de estructuras de conmutaci+n para intemperie se &en inBuenciadaspor la "unci+n y tipo de instalaci+n y por su capacidad, &oltaje y limitaciones de super$ciedel terreno

ESTRUCTURA DE SOPORTE:

0ara soportar, montar e instalar debidamente el e!uipo el1ctrico se re!uieren estructuras'ec'as de acero, aluminio, o madera, !ue re!uieren cimientos de concreto

Una subestaci+n tipica de tipo abierto re!uiere estructuras de anclaje para soportarconductores de l-neas de transmisi+n6 soportar estructuras para seccionadores,trans"ormadores de corriente Trans"ormadores de potencial, apartarrayos, $ltros de linea,trans"ormadores de &oltaje de capacitor6 y estructuras de soportes para barras riidas y

tirantes de la estacion

Cuando las estructuras son de acero o aluminio re!uieren cimientos de concreto, sinembaro, cuando son de madera no se re!uieren estos cimientos

El diseo de las estructuras de soporte se &e a"ectado por la s separaciones entre "ases yla altura libre bajo los 'ilos !ue se re!uieren, por los tipos de aisladores, por la lonitud ypeso de las barras y otros e!uipos, y por el &iento y la cara de 'ielo

En las subestaciones se re!uieren otros trabajos estructurales concretos !ue comprendenla selecci+n y preparaci+n del terreno, caminos, salas de control, reistros, conduits,

ductos, drenajes, di!ues y cercas

SELECCIN DEL TERRENO:

Estos trabajos comprenden un estudio de topora"-a y la trayectoria de escurrimientos dela 2ona, junto con la in&estiaci+n del subsuelo

-DIAGRAMAS UNIFILARES Y S?MBOLOS CONVENCIONALES APLICADOS ALOS DIAGRAMAS DE SUBESTACION-

DIAGRAMA UNIFILAR:

El punto de partida para diseo de una subestaci+n el1ctrica es el llamado diaramauni$lar Este diarama debe mostrar la cone%i+n y arrelo de todos los e!uipos el1ctricos,es decir, barras, puntos de cone%i+n, trans"ormadores de potencia, acoplamiento entreba'-as, interruptores, trans"ormadores de instrumento, cuc'illas desconectadoras,apartarrayos, etc, 0ara elaborar el diarama uni$lar, se debe considerar el arrelo debarras, el rado de Be%ibilidad en operaci+n y la con$abilidad6 de 'ec'o, antes deproceder a la de$nici+n de las caracter-sticas de los distintos elementos de lasubestaci+n6 as- como su posible locali2aci+n, se debe elaborar al menos un diarama


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simpli$cado en donde se indi!ue el arrelo propuesto de barras y su posici+n relati&aE%isten distintas &ariaciones para los arrelos de barras6 la selecci+n de un arrelo enparticular, depende de &arios "actores, por ejemplo, el &oltaje del sistema, la posici+n dela subestaci+n en el sistema, la Be%ibilidad de operaci+n, la con$abilidad en suministro, yel costo

En adici+n a esto se deben considerar los siuientes aspectos t1cnicos, antes de tomaruna decisi+n)

Simplicidad en el sistema El mantenimiento se debe reali2ar "(cilmente, sin interrupci+n del ser&icio6 o

peliro para el personal de operaci+n Se debe tener disponibilidad y arrelos alternati&os6 en el caso de salidas de

ser&icio, o "allas en alunos e!uipos El arrelo del e!uipo no debe limitar la e%pansi+n y aumento en el crecimiento de

la cara, 'asta un &alor determinado .ebido a !ue de 'ec'o, cada parte del e!uipo constituye un punto d1bil6 de

manera !ue en los casos necesarios se debe considerar la posibilidad de usare!uipo adicional redundancia en el e!uipo6 para cubrir posibles continencias"allas

La instalaci+n se debe reali2ar en "orma tan econ+mica, como sea posible, sinperder de &ista la continuidad en el ser&icio

-CLASIFICACION DE SUBESTACIONES ELECTRICAS-

CLASIFICACIN DE LAS SUBESTACIONES.

Las subestaciones se clasi$can de acuerdo a su ni&el de tensi+n, de acuerdo a su

con$uraci+n y de acuerdo a su "unci+nDe acuerdo al Ni3el de "ensin:

.e Ultra #lta tensi+n UnV?55 :, .e E%tra #lta Tensi+n 755 :WUnW995 :, .e #ltaTensi+n 9; :WUnW755 :, .e .istribuci+n == :WUnW88 : y .e 3aja Tensi+n

De acuerdo a la conf7uracin:

.e 3arra Sencilla, .e .oble 3arra, .e doble 3arra m(s 3y 0ass, .e .oble 3arra m(sSeccionador de Trans"erencia, .e doble 3arra m(s 3arra de Trans"erencia, Interruptor yFedio, En #nillo, .oble #nillo y 0iramide

De acuerdo a su 0uncin:

.e Generaci+n, .e Trans"ormaci+n, Fi%ta Generaci+n y Trans"ormaci+n y .eCompensaci+n Capaciti&a Serie y Capaciti&a 0aralelo

T*490( !' "3''( +*!/*) #4# !&3':

1.- P#) !3 #"')*(:


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a de corriente alterna

b de corriente directa

2.- P#) +* 53((


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2. SUBESTACIONES DE ALTA TENSIN. CAPACIDADES Y SELECCIN DE TCS.,TPS., APARTARRAYOS, CUCILLAS E INTERRUPTORES DE ALTA TENSIN.


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2. SUBESTACIONES ABIERTAS DE MEDIA TENSIN ACOMETIDAS Y SELECCINDEL SISTEMA DE MEDICIN. ARREGLOS DE CIRCUITOS PRIMARIOS CAPACIDADESY SELECCIN DE COMPONENTES PRIMARIOS Y EL DIMENSIONAMIENTO GENERAL


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2.. SUBESTACIONES COMPACTAS DE MEDIA TENSIN. ESPECIFICACIONES DETABLEROS, ARREGLOS DE DISTRIBUCIN DE CIRCUITO Y SELECCIN DECOMPONENTES PRIMARIOS


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2. SU3EST#CIONES TI0O 0E.EST#L .E FE.I# TENSION

Una subestaci+n de distribuci+n o centro de trans"ormaci+n es el conjunto deinstalaciones y e!uipos el1ctricos encarado de reali2ar la trans"ormaci+n de ni&eles dealta, media o baja tensi+n a ni&eles adecuados para la distribuci+n de ener-a el1ctrica,operadores de Qed utili2an las siuientes relaciones de trans"ormaci+n ;75*78,9 :, 449*78,9 :, 449*44,8 :, 449*78,9 :, 78,9*44,8 :, 78,9*47,; :,47;*5;5?A54;5:, 47;*5;;5A54;@:, 47;*5885A5;==:, 448*5;5?A54;5:, 448 *5;;5A54;@:, 448 *5885A5;==:

Es de anotar !ue la utili2aci+n de tensi+n a 448: est( reser&ada para 2onas ubicadasen alturas superiores a 4555 msnm y tensi+n a 47;:, para alturas in"eriores

TI0OS .E SU3EST#CIONES

Las subestaciones de distribuci+n se pueden clasi$car se


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La subestaci+n de pedestal posee seccionadores de maniobras !ue pueden ubicarse en lacelda de maniobra o a la intemperie Los seccionadores deben poseer aislamiento enaceite o en S/= y la c(mara de interrupci+n del arco debe ser en aceite, &ac-o + S/=6 sonseccionadores tripolares de operaci+n manual bajo cara

El (rea de la subestaci+n se encuentra encerrada por una malla instalada como m-nimo aun metro del per-metro de los e!uipos y de ;9 metros de altura, con a&isos de peliro yalta tensi+n, tambi1n su puede instalar en un local en el !ue la puerta d1 al e%terior delinmueble

TQ#NS/OQF#.OQES .E 0E.EST#L

El trans"ormador pedestal se di&ide en dos compartimientos cada uno con puerta yseparados elun del otro por una lamina met(lica, en el del lado i2!uierdo se alojan losterminales de alta tensi+n del trans"ormador y al lado derec'o los terminales de bajatensi+n

El trans"ormador de pedestal es proteido en el lado de alta tensi+n por un "usible de

e%pulsi+n tipo bayoneta en serie con un "usible limitador de corriente el cual operacuando 'ay "allas internas en el trans"ormador, se encuentra ubicado en el interior de sutan!ue, por esta ra2+n cuando este act=5, "ue desarrollado un nue&o concepto de trans"ormador,conocido como trans"ormador de distribuci+n tipo 0adFounted, al cual se le denomin+tipo pedestal en F1%ico

En su "orma preliminar, este trans"ormador consisti+ b(sicamente de una unidadcon&encional e!uipada con un abinete para protecci+n e%terna, debido a !ue era de"rente &i&o, adem(s de !ue era montado sobre una base de concreto6 de a'- se deri&a ladenominaci+n !ue se le otora Este modelo primiti&o "ue sustituido por un trans"ormadoraltamente especiali2ado, !ue incorpora actualmente todo arrelo concebible de bo!uillas,accesorios, interruptores, "usibles, e&olucionando del modelo inicial a una unidad de

trans"ormaci+n el1ctrica, autoproteida y de "rente muerto

C+*!/*(Los trans"ormadores tipo pedestal de distribuci+n subterr(nea se clasi$can)

4 Se


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; .e "rente &i&o Son a!uellos !ue tienen partes &i&as e%puestas dentro del abinete

; En cuanto al sistema de alimentaci+n)

4 Tipo radial

; Tipo anillo, !ue permite alimentar a cada trans"ormador desde dos puntosdi"erentes

N#)4*! *"+*9+'!Las principales normas me%icanas y especi$caciones aplicables al diseo y construcci+nde este tipo de trans"ormadores son las siuientes)

NMK-J-2-ANCETrans"ormadores tipo pedestal mono"(sico y tri"(sico para distribuci+nsubterr(neaCFE -Trans"ormadores mono"(sicos tipo pedestal para distribuci+n residencialsubterr(nea .QS, de ;9 a 455 :#, 'asta clase 789 :CFE -Trans"ormadores tri"(sicos tipo pedestal para distribuci+n comercialsubterr(nea .CS, de 755 y 955 :#, 'asta clase 789 :CFE -Trans"ormadores tri"(sicos tipo pedestal para distribuci+n residencialsubterr(nea .QS, de @9 a ;;9 :#, 'asta clase 789 :

T"#! ' #('>#('!4 0ara trans"ormadores mono"(sicos)

4 La cone%i+n pre"erente en media tensi+n es con la terminal P4 conectada a la l-neay la terminal P; conectada directamente a tierra6 a esta cone%i+n se le denomina,com


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term+metro y placa de datos, entre otros En los trans"ormadores tri"(sicos se coloca unabarrera aislante !ue di&ide la secci+n de media tensi+n con la de baja tensi+n

Sobre el lado donde se colocan los accesorios, se monta un abinete !ue adem(s de darprotecci+n, permite dar una buena apariencia al trans"ormador

El diseo del abinete est( pre&isto de tal "orma !ue primero se tiene acceso a la secci+n

de baja tensi+n, en donde se tiene el seuro !ue impide el acceso directo a la secci+n demedia tensi+n

En la parte in"erior del abinete se dispone de un (rea de dimensiones adecuadas parapermitir la entrada y salida de los cables de alimentaci+n

En los trans"ormadores tri"(sicos, adem(s, se instala una tapa sobre el conjunto tan!ue*abinete para respaldar los conceptos de protecci+n y apariencia

El acabado de estos trans"ormadores es resistente a la intemperie y eneralmente serecubren de pintura de color &erde para !ue armonice en el luar donde se instale

III UNIDAD: TABLEROSDE DISTRIBUCIN DE

FUERZA


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7.1 CONFIGURACIN DE CENTROS DE FUERZA. ARREGLOSGENERALESESPECIFICACIONES Y SELECCIN DEL TRANSFORMADOR DEDISTRIBUCION Y DE LOS TABLEROS PRIMARIO YSECUNDARIO

T#3LEQO ELECTQICOUn tablero el1ctrico es una caja o abinete !ue contiene los dispositi&os de cone%i+n,maniobra, comando, medici+n, protecci+n, alarma y seali2aci+n, con sus cubiertas ysoportes correspondientes, para cumplir una "unci+n espec-$ca dentro de un sistemael1ctricoLa "abricaci+n o ensamblaje de un tablero el1ctrico debe cumplir criterios de

diseo y normati&as !ue permitan su "uncionamiento correcto una &e2eneri2ado,aranti2ando la seuridad de los operarios y de las instalaciones en las cualesse encuentran ubicadosLos e!uipos de protecci+n y de control, as- como losinstrumentos de medici+n, se instalan por lo eneral en tableros el1ctricos, teniendo unare"erencia de cone%i+n estos pueden serX.iarama Uni$larX.iarama de ControlX.iarama de intercone%i+n

M0#QTES 0IEY#S .E UN T#3LEQO ELZCTQICOE+'4'($#! F8!#!: L(minas + c'apas de 'ierro + acero)

En&ol&ente Soporte Compartimentos Caja de Control Cub-culos 3arras de #luminio o de Cobre) 3arra colectora o principal 3arra Secundaria o de distribuci+n 3arra de Neutro 3arra de Tierra


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T#)(++')8*: Uni+n de C'apas E%teriores

/ijaci+n de 3arras /ijaci+n de #isladores

MComponentes y #paratos El1ctricos) B** T'(!(

Interruptores Finiaturas Interruptores de Caja Foldeada y de 0otencia Contactores y Qel1s de Sobrecara Luces 0ilotos y Seali2aci+n E!uipos de Fedici+n M'* ; A+$* T'(!(: Interruptores de 0otencia Seccionadores de "uer2a y de tierra #rrancadores en Fedia Tensi+n Qel1s de Fedici+n y 0rotecci+n

MNOQF#S #0LIC#3LES EN L# /#3QIC#CIN .E T#3LEQOS ELZCTQICOS[Normati&a Interna de la 0lanta[Normati&a Co&enin ;55 * C+dio El1ctrico Nacional

[Normati&aInte&ep[National Electric Code NEC[#NSI Standards) #merican National Standards Institute[OSP#) Occupational Sa"ety and Pealt#dministation[IEC) International Electric Codes[NEF#

[UL Laboratory #NSIAN/0# @53) Electrical E!uipment Faintenance

MCL#SI/IC#CIN .E LOS T#3LEQOS SEG\N SU /UNCIN #0LIC#CIN[Tablero Qesidencial + Centro de Cara TQ

[Centro de .istribuci+n de 0otencia C.0[Centro de /uer2a C./

[Centro de Control de Fotores CCF[Tableros de .istribuci+n T.[Tableros de #lumbrado T#[Consolas y 0upitres de Fando C0F[Celdas de Seccionamiento CSEC[Subestaciones SAE

MTI0OS .E T#3LEQOS ELECTQICOS.e acuerdo con la ubicaci+n en la instalaci+n, los tableros reciben las desinacionessiuientes)


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[Caja o abinete indi&idual de medidor)es a!uel al !ue acomete el circuito de alimentaci+n y !ue contiene el medidor de ener-adesde donde parte el circuito principalEsta caja o abinete puede contener adem(s,medios de maniobra,protecci+n y control pertenecientes al circuito de alimentaci+n[Tablero 0rincipal de distribuci+n)Es a!uel !ue se conecta a la l-nea principal y !ue contiene el interruptor principal y delcual se deri&an el loscircuito s secundarios

[Tablero o abinete colecti&o de medidores)Es a!uel al !ue acomete el circuito de alimentaci+n y !ue contiene los medidores deener-a y los circuitos principales Este tablero puede contener a los dispositi&osde maniobra, protecci+n y control pertenecientes al circuito de alimentaci+n y a losinterruptores principales pertenecientes a la instalaci+n del inmueble,desde donde partenlos circuitos seccionales En este caso, los cubiles o abinetes !ue alberan a losinterruptores principales se comportan como tableros principales

[Tablero secundario de distribuci+n) se conecta al tablero principal,comprenden una bastacateor-a

7.2 CENTROS DE CONTROL DE MOTORES DE BAJATENSION.NORMALIZACIN,CARACTERISTICAS Y CRITERIOS DE SELECCIN


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DESCRIPCIN Y USO DEL PRODUCTO:los CCF le o"recen altos bene$cios deproducti&idad y continuidad de ser&icio, ya !ue cada unidad arrancadora se encuentracompartimentada e independiente de los dem(s arrancadores, por lo !ue usted puedelle&ar acabo un mantenimiento a su arrancador sin tener !ue detener el proceso

0or otro lado la robuste2 del e!uipo le permitir( trabajar con)

Vlos ranos de &oltaje de !ue puede utili2ar en los CCF &an desde los ;;5 &olts 'asta los885 &olts

Las silletas pueden contener cual!uiera de los siuientes e!uipos)

Varrancadores a tensi+n plena desde 59 'p 'asta 855 'p

Varrancadores de estado solido &an desde 4'p 'asta =55 'p

Varrancadores de &elocidad &ariable desde 4 'p 'asta 955 'p

Vunidades de medici+n pm?95,pm?@5,ion, Enterprise

Vsupresores de transitorios

Vtableros de alumbrado

Ventradas y salidas distribuidas

#0LIC#CIONES 3ENE/ICIOS .EL 0QO.UCTO)

*#plicaci+n)

Control de motores de inducci+n jaula de ardilla en industria pesada

VIndustria minera

VIndustria metal mec(nica

V#utomotri2

VCemento

VGas y petr+leo

*3ene$cios)

VQeducci+n de cableado

VConstrucci+n robusta

Vran durabilidad de operacion

Vcumple con los lineamientos NEF# e IEC

*Caracter-sticas)


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VTension nominal de operaci+n m(%ima) =55 ca

V0ara corrientes de aplicaci+n de 'asta ;955#mp

V0otencia desde 49 Pp 'asta 855P0 en ;;5 ca y desde a P0 a 955 P0 en 8=5 ca

VCon"ormidad de normas ) NEF#, ICS*;,UL 95?

7.7CENTROS DE CONTROL DE MOTORES DE MEDIA TENSIN.

.escripci+n) Los CCF*FT consisten de tableros met(licos simpli$cados o blindados,aislados en aire para tensiones 'asta @,; : se@> e IEC =;;@4*;55clasi$caci+n se


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7. TABLEROS BLINDADOS DE FUERZA DE BAJA TENSIN.INTERRUPTORES DEPOTENCIA,ELECTROMAGNETICOS,CAPACIDADES Y SELECCIN.

El Tablero de 3aja Tensi+n es un ensamble de abinetes met(licos !ue alojan

interruptores de 0otencia *AGN* DS incluyen normalmente dispositi&os de control,protecci+n y medici+n tales como rele&adores, instrumentos y alambrados de control y"uer2a necesarios para aplicaciones en sistemas C# de 'asta =55 &olts Los tableros sondiseados bajo las normas #NSI*NEF#

Descripcin de Aplicacin

El Tablero de 3aja Tensi+n es utili2ado en sistemas de distribuci+n de baja tensi+n 'asta=55 #un cuando se utili2an como ensambles de distribuci+n independientes, pueden serincorporados en subestaciones secundarias, de tal manera !ue el e!uipo pueda estarubicado m(s cerca del punto de la acometida El Tablero Fanum .S es ideal paraaplicaciones Industriales, comerciales y empresas de ener-a el1ctrica !ue tienen

sistemas de distribuci+n con capacidades interrupti&as de ;55,555 amperes o menos ycaras continuas de 9,555 amperes o menos


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*Interruptor de 0otencia)

El interruptor de potencia es un dispositi&o electromec(nico cuya "unci+n principal es lade conectar y desconectar circuitos el1ctricos bajo condiciones normales o de "alla#dicionalmente se debe considerar !ue los interruptores deben tener tambi1n lacapacidad de e"ectuar recierres, cuando sea una "unci+n re!uerida por el sistema Tareas/undamentales de los Interruptores de 0otencia Se re!uiere !ue cual!uier interruptor depotencia, sin tomar en cuenta su aplicaci+n particular, e"ect


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F)'3'(* (#4(*+

Es la "recuencia a la cual el interruptor est( diseado para operar Este &alor tieneincidencia en los tiempos de apertura y cierre de los contactos adem(s del tiempo deapaado del arco

C#))'($' (#4(*+

Es el m(%imo &alor e"ecti&o de corriente !ue puede circular a tra&1s del interruptor en"orma permanente, a "recuencia nominal, sin e%ceder los l-mites m(%imos detemperatura de operaci+n indicados para los contactos La temperatura en los contactosdepende del material !ue est(n 'ec'os cobre, plata o e!ui&alente, del medio en !ueest(n sumeridos, y de la temperatura ambiente En interruptores con contactos decobre, las m(%imas temperaturas de operaci+n, est(n re"eridas a una temperaturaambiente m(%ima de 85 ]C y en caso de contactos de plata de 99 ]C

R&'@ '+0$)*

.e$ne la m(%ima tensi+n !ue soporta el interruptor sin daar su aislaci+n La riide2diel1ctrica debe medirse entre todas las partes aisladas y partes eneri2adas y tambi1nentre los contactos cuando est(n abiertos Estas pruebas se reali2an entre contactos ytierra contacto cerrado, a tra&1s de los contactos, entre "ases con contactos cerrados

C+# ' $)*9*#

El ciclo de trabajo normal de un interruptor de potencia se de$ne como dos operaciones^cerrar*abrir^ con 49 seundos de inter&alo 0ara este ciclo de trabajo, el interruptor debeser capa2 de cortar la corriente de cortocircuito especi$cada en sus caracter-sticas deplaca

C#))'($'! ' #)$#)3$# ' 4#4'($=('*

Es el &alor m(%imo e"ecti&o !ue debe soportar el interruptor sin !ue su"ra un deterioro,debe ser capa2 de soportar el paso de esta corriente en los primeros ciclos cuando seproduce la "alla 4 a 7 ciclos Entre estas corrientes deben especi$carse los &aloressim1tricos y asim1tricos

C#))'($'! ' #)$#)3$#! ' ($'))3"(.

Es el m(%imo &alor e"ecti&o medido en el instante en !ue los contactos comien2an asepararse Esta corriente corresponde a un cortocircuito tri"(sico o entre l-neas con

tensi+n y ciclo de trabajo nominal Entre estas corrientes deben especi$carse los &aloressim1tricos y asim1tricos de interrupci+n

a) La capacidad de interrupcin simtrica

Es la m(%ima corriente QFS de cortocircuito sin considerar la componente continua !ueel interruptor debe ser capa2 de cortar en condiciones de &oltaje nominal y ciclo detrabajo normal 0ara una tensi+n de operaci+n di"erente al &alor nominal, la corriente deinterrupci+n est( dada por la ecuaci+n 4;)


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I interrupcin simtrica = I interrupcin simtrica nominal x (V nom /V op ) (1.2)

b) La capacidad de interrupcin asimtrica

Corresponde al &alor QFS de la corriente total incluida la componente continua !ue elinterruptor debe ser capa2 de interrumpir en condiciones de &oltaje y ciclo de trabajonominal

*Interruptor electroman1tico)

DESCRIPCINLa l-nea de interruptores electroman1ticos se caracteri2an por ser "(ciles de usar,Be%ibles y con$ables #dem(s de estar certi$cados por UL, IEC*>8@*; y CS# Se puedenaplicar en sistemas de alimentaci+n de corriente alterna 'asta =55 Todos losinterruptores electroman1ticos est(n disponibles en dos ni&eles de capacidadinterrupti&a, ^3rea: est(ndar^ y ^Pi*brea:^ brea:ers Cada ni&el de interrupci+n est(disponible en la construcci+n, tanto estacionarios y sacar, con una ama completa deaccesorios de control y seali2aci+n La l-nea Standard 3rea:er est(n diseados para lamayor-a de los re!uisitos de una aplicaci+n, a ni&eles moderados !ue est1n disponiblesde corto circuito actualmente 0or otro lado, la l-nea de interruptores Pi*3rea: est(nespecialmente diseados para soportar stress*es, con seuridad y altos ni&eles parainterrumpir la corriente de cortocircuito Se encuentra en alunas aplicaciones =9 a ;55:#rms amperes sim1tricos, dependiendo del &oltaje

CARACTER?STICAS DE LOS INTERRUPTORES ELECTROMAGNETICOS:

Certi$cado por UL, CS# e IEC*>8@*;

Los interruptores son &ers(tiles y diseados para una amplia &ariedad deaplicaciones, incluyendo las unidades de temperatura, control para abrir y cerrar,cara despu1s de la operaci+n del cierre

Todos los accesorios y el cableado de control est(n conectados en puntosespec-$cos

7. TABLEROS METAL CLAD DE MEDIA TENSIN.INTERRUPTORES DE POTENCIADE MEDIA TENSIN,CAPACIDAD Y SELECCIN.

El tablero blindado en media tensi+n Fetal*Clad 0ODEQA#C incorpora el concepto delcompartimento con barreras de metal con cone%i+n a tierra, !ue serean las "uncionesprincipales para !ue ninuna parte !ue tena electricidad !uede e%puesta

Los mecanismos de blo!ueo son est(ndar, al iual !ue la e%tracci+n y alojamiento delinterruptor 0uede utili2arse para una amplia &ariedad de aplicaciones de protecci+n yconmutaci+n Se cuenta con una amplia opci+n de combinaciones para lorar lacon$uraci+n ideal al cliente tanto para e!uipos principales, alimentadores as- comoaccesorios tales como T0_s, TC_s, C0T


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Lo anterior, adem(s de la &ersatilidad de tener alojamiento en una o dos alturas, lepermite obtener el mejor rendimiento por cada d+lar in&ertido en su e!uipamiento En elcentro de todo sistema de cone%i+n 0ODEQA#C se encuentra el interruptor de &ac-o, !ueproduce una conmutaci+n de ener-a r(pida y silenciosa, adem(s de una e%tinci+nprecisa de los arcos el1ctricos

Caracter-sticas)

Tensi+n m(%ima 8@= a 49:

elocidad de apertura de ciclo 7 y 9 para todos los interruptores de 9H, @;H y 49H

Cumple con las

Los interruptores 0ODEQA#C tienen indicadores de estado sencillos de leer,indicadores de descone%i+n primaria e indicadores de erosi+n de contacto "(ciles deinspeccionar

La estandari2aci+n y la intercambiabilidad de los interruptores 0ODEQA#C "acilita enran medida su mantenimiento y la capacitaci+n del personal 0or ejemplo, todos losinterruptores son del mismo tamao, y la mayor-a de los repuestos del arma2+n, losconductores principales, las descone%iones y los mecanismos, son intercambiablesdependiendo de su capacidad interrupti&a y ampacidad

El compartimento del bus principal est( completamente aislado con barreras de metalde 44mm de anc'o Las barras del bus est(n aisladas con un epo%i diel1ctrico, pasan a

tra&1s de barreras de &idrio de poli1ster resistente !ue se encuentran entre loscub-culos

La descone%i+n secundaria combina la con$abilidad de contacto de un enc'u"e con lacomodidad de la alineaci+n autom(tica de los contactos desli2antes, estos seencuentran en la parte posterior del interruptor

Los trans"ormadores de corriente est(n ubicados detr(s de las mamparas deseuridad !ue se acti&an mec(nicamente y una barrera a-sla el interruptor principalmientras el interruptor se coloca en la posici+n de desconectado

La a&eta de los trans"ormadores de tensi+n tienen cone%i+n a tierra autom(ticacuando se e%traen, lo !ue proporciona aislamiento de las cone%iones principales

Los trans"ormadores de tensi+n est(n aislados con resina epo%i moldeada y montadaen una a&eta e%tra-ble para !ue sean de "(cil acceso

Incluye dos secciones &erticales con el $n de brindar un espacio amplio para conectar'asta dos cables de @95 FCF por "ase

Todo el e!uipamiento "ue sometido a pruebas e%'austi&as se


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0ara entender el luar del interruptor de potencia de media tensi+n en eles!uemaeneral, usted debe entender las bases de la distribuci+n de ener-a enun entornoindustrialUn sistema de distribuci+n industrial consiste de)X dispositi&os de medici+n para medir el consumo de ener-aX desconectadores de conductor principal y deri&acionesX dispositi&os de protecci+n

X dispositi&os de conmutaci+n para iniciar y suspender el Bujo de ener-aX conductoresX trans"ormadores

La corriente puede distribuirse a tra&1s de &arios Switc!earySwitcboards,trans"ormadores y "ableros El interruptor de potencia de media tensi+nseencuentra en un ensamble de sKitc'ear Un ensamble de sKitc'ear controlaloscircuitos de ener-a el1ctrica

F&3)* 2. D!$)93( I(3!$)*+ T8"* ' E(')&8* E+0$)*

El Interruptor '! '+ )3$# ")("*+ - '+ #)*@( '+ !Q$6&'*). O"rece uncontrolcentrali2ado y protecci+n de circuitos y e!uipos de media tensi+n Suoperaci+n abarcaconmutaci+n de cara, control y protecci+n de "allas para eneradores,motores,trans"ormadores, capacitores y todos los tipos de circuitos dealimentaci+nE!$' $"# ' '


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M*)# :Un interruptor de potencia de media tensi+n es esencialmente un ensamblaje departesen un #arco met(lico resistente Se$')(*4'($' "*)* ")#"#)#(*) +* ($'+&'(* #"')*#(*+. Estosdispositi&osse conocen como 'eleadores rotectoresLos rele&adores protectores est(n normalmente cableados al interruptor y"rans*ormadoresde +orriente Est(n montados en un panel o puerta del ensambledesKitc'ear /uncionan para detectar una l-nea o aparato de"ectuoso, as-comocondiciones de sistema pelirosas o indeseables El rele&ador suministra ener-aa labobina de disparo del interruptor para eliminar una "alla

F&3)* . E(!*49+' ' SQ$6&'*) T8"# ' M'* T'(!( #( R'+'%*#)'! P)#$'$#)'!;

O$)#! D!"#!$%#! M#($*#! '( P3')$*! ' C#4"*)$4'($#.


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IV UNIDAD: ESTUDIODE CORTOCIRCUITO


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.1 GENERALIDADES Y CLASIFICACIN DE LAS FALLAS ELCTRICAS

INDUSTRIALES.Un corto circuito es un "en+meno el1ctrico !ue ocurre cuando dos puntos entre los cualese%iste una di"erencia de potencial se ponen en contacto entre s-, caracteri2(ndose porele&adas corrientes circulantes 'asta el punto de "alla Se puede decir !ue un cortocircuito es tambi1n el establecimiento de un Bujo de corriente el1ctrica muy alta, debidoa una cone%i+n por un circuito de baja impedancia, !ue pr(cticamente siempre ocurrenpor accidente La manitud de la corriente de corto circuito es muc'o mayor !ue lacorriente nominal o de cara !ue circula por el mismo #


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0ermite reali2ar estudios t1rmicos y din(micos !ue consideren los e"ectos de lascorrientes de corto circuito en alunos elementos de las instalaciones como son)sistemas de barras, tableros, cables, etc

Obtener los e!ui&alentes de T'e&enin y su utili2aci+n con otros estudios del sistema,como son los de estabilidad anular en los sistemas de potencia y ubicaci+n decompensaci+n reacti&a en deri&aci+n, entre otros

Calcular las mallas de puesta a tierra, seleccionar conductores alimentadores

F*++*! 4=! #43('! '( '+ !!$'4*

Se sabe !ue normalmente las corrientes de corto circuito son muy ele&adas, entre 9 y ;5&eces el &alor m(%imo de la corriente de cara en el punto de "alla Las "allas por cortocircuito se pueden clasi$car en dos randes rupos)

Sim1tricas balanceadas En las "allas sim1tricas la corriente de las tres "ases delsistema son iuales en el instante del corto circuito, por ejemplo)

o Corto circuito tri"(sico) Sucede cuando se ponen en contacto las tres "ases en unmismo punto del sistema Es el corto circuito m(s se&ero en la mayor-a de loscasos

o Corto circuito tri"(sico a tierra) Se ponen en contacto las tres "ases y tierra en unmismo punto del sistema muy raro

#sim1tricas desbalanceadas #!u- la corriente en las tres "ases del sistema noson iuales en el instante de "alla Entre 1stas "allas tenemos)

o Corto circuito bi"(sico "ase a "ase) Esta "alla aparece cuando se ponen encontacto dos "ases cuales!uiera del sistema

o Corto circuito bi"(sico a tierra dos "ases a tierra) En 1sta sucede lo mismo !ue enla anterior con la sal&edad !ue tambi1n entra en contacto la tierra

o Corto circuito mono"(sico "ase a tierra) Ocurre al ponerse en contacto una "asecual!uiera con la tierra del sistema Esta "alla es la m(s "recuente en las

instalaciones el1ctricas de tiendas de autoser&icio

0ara poder entender c+mo se oriinan estas "allas m(s a "ondo, es necesario ec'ar manode &arias 'erramientas matem(ticas, tales como diaramas uni$lares, sistemas en porunidad, las componentes sim1tricas, diaramas de secuencia, entre otros Cada'erramienta tiene una inBuencia importante en el estudio de cada "alla, as- como en losm1todos de soluci+n

.2 METODO OMICO POR UNIDAD.

.e$nici+n de una manitud en por unidad

El &alor en por unidad de una manitud cual!uiera, se de$ne como el cociente entre el&alor real de esa manitud y un &alor de la misma manitud adoptado como base

Este m1todo aplicado a circuitos el1ctricos, re!uiere la elecci+n de dos manitudesel1ctricas !ue se tomaran como base, !uedando el resto de las manitudes de$nidasautom(ticamente de acuerdo a la ley de O'm y "ormulas deri&adas


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Normalmente en un circuito se seleccionan como base la potencia aparente en H# y latensi+n en H, resultando la corriente en # y la impedancia en como manitudesbase deri&adas de a!uellas

Las "uentes de cortocircuito son los eneradores instalados en la planta o red, losmotores de inducci+n colocados en las instalaciones industriales y los motores s-ncronosy condensadores

Las corrientes de cortocircuito !ue se oriinan por di&ersas causas en los sistemasel1ctricos son alimentadas por elementos acti&os, en este caso los eneradores, y selimita por elementos pasi&os del sistema6 impedancia de conductores, motores y 'astalos mismos eneradores conectados en el propio sistema

Las principales "uentes alimentadoras de cortocircuito son los eneradores En unenerador, las corrientes son limitadas por su reactancia) subtransitoria R__d, transitoriaR_d y s-ncrona Rd

Qeactancia subtransitoria Es la reactancia aparente del estator en el instante en el

!ue se produce el cortocircuito y determina la corriente !ue circula en el de&anado delestator durante los primeros ciclos mientras dure el cortocircuitoQeactancia transitoria Se trata de la reactancia inicial aparente del de&anado delestator si se desprecian los e"ectos de todos los arrollamientos amortiuadores y solose consideran los e"ectos dl arrollamiento del campo inductor Esta reactanciadetermina la intensidad !ue circula durante el inter&alo posterior al !ue se indic+anteriormente y en el !ue la reactancia subtransitoria constituye el "actor decisi&oPace sentir sus e"ectos durante 49 seundos a m(s se


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F&3)* 1. D*&)*4* ' 4"'*(*!.

F)43+*! "*)* #9$'(') %*+#)'! '( "#) 3(*.

0ara sistemas mono"(sicos)

0ara sistemas tri"(sicos)

S'+'( ' 9*!'

La base eleida debe ser tal !ue lle&e a &alores por unidad de la tensi+n y corriente der1imen, apro%imadamente iuales a la unidad, de"orma !ue se simpli$!ue el c(lculo Sea'orrar( muc'o tiempo si la base se selecciona de "orma !ue pocas manitudes porunidad ya conocidas tenan !ue con&ertirse a una baseCuando un "abricante da la resistencia y la reactancia de un aparato en ciento porunidad, se sobre entiende !ue las bases son &alores de H# y nominales del aparatoComo los motores, normalmente se especi$can por los &alores nominales de caballos de&apor y tensi+n en H# nominales pueden determinarse solamente si se conocen elrendimiento y el "actor de potencia Si no se cuenta con esta in"ormaci+n, puedenutili2arse las relaciones deducidas para los &alores medios de cada tipo particular de unmotor

Fotor de Inducci+n) H#JCaballos de aporFotor S-ncronos Con "actor de potencia45) H#J5?9%CaballosdeaporCon "actor de potencia 5?) H#J445%Caballosdeapor

Los &alores de la resistencia +'mica y de la resistencia de p1rdida de un trans"ormadordependen, de !ue se miden en el lado de alta o baja tensi+n del trans"ormador 0ero siestas resistencia y reactancia estu&ieran e%presados en &alores de por unidad ser( la


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misma ya sea para el lado de alta tensi+n o de baja tensi+n Tal como se demuestra) Sitenemos)

YPT) Impedancia re"erida al lado de alta tensi+n del trans"ormador

YLT) Impedancia re"erida al lado de baja tensi+n del trans"ormador

HL) Tensi+n nominal del trans"ormador en baja tensi+n

HP) Tensi+n nominal del trans"ormador en alta tensi+n

H#) H# nominales del trans"ormador

C*49# ' 9*!'

#lunas &eces la impedancia por unidad de un componente de un sistema se e%presa

sobre una base distinta !ue la seleccionada como base para la parte del sistema en lacual est( situado dic'o componente.ado !ue todas las impedancias de cual!uier parte del sistema tienen !ue sere%presados respecto a la misma impedancia de cual!uier parte del sistema tienen !ueser e%presadas respecto a la misma impedancia base, al 'acer los c(lculos, es precisotener un medio para pasar las impedancias por unidad de una base a otra base)

F*$#) ' 43+$"+*(

En los sistemas de baja tensi+n !ue tienen lonitudes de cables considerables, la relaci+nRAQ puede ser tan reducida !ue el uso de un "actor de multiplicaci+n de 4;9 oriine unerror importante En consecuencia, en estos sistemas en !ue se considera la reactancia,con&iene determinar la relaci+n de RAQ !ue resulta y lueo 'allar el "actor demultiplicaci+n m-nimo

.7 POTENCIA Y CORRIENTES DE FALLA TRIFSICA, SIMTRICA Y ASIMTRICA.

Se asume !ue si un interruptor puede despejar una a&er-a tri"(sica, puede despejarcual!uier otra a&er-a tambi1n 0or lo tanto, es su capacidad nominal en F# !ue debe serpor lo menos iual al ni&el de "alla tri"(sico en F#X 0ues los interruptores se "abrican en tamao est(ndar de pre"erencia, por ejemplo ;95,955, @95F#


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F&3)* 2. T"#! ' 5*++* '( +#! !!$'4*! ' !$)93#(.

L#! $"#! ' 5*++*!


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X Se aprecia los dos casos e%tremos

F&3)* . D'5'$# *+'*# ' +#! *+$')(*#)'!.C=+3+# ' #))'($' ' #)$#)3$# $)5=!#X Se considera normalmente !ue el de"ecto tri"(sico es el !ue pro&oca las corrientes m(sele&adasX El c(lculo de I7 es pues indispensable para eleir los materiales intensidades yes"uer2os electrodin(micos m(%imos a soportar

F&3)* . C*+3+# ' +* #))'($' ' #)$#)3$#.X Se asume !ue si un interruptor puede despejar una a&er-a tri"(sica, puede despejar

cual!uier otra a&er-a tambi1n 0or lo tanto, es su capacidad nominal en F# !ue debe serpor lo menos iual al ni&el de "alla tri"(sico en F#X 0ues los interruptores se "abrican en tamao est(ndar de pre"erencia, por ejemplo;95,955,@95 F# Todos los eneradores est(n "uncionando en su &oltaje nominal, ina"ecto por la a&er-a yse pueden substituir por un solo enerador e!ui&alente es el paralelo de las "uentes Se desprecia las resistencias serie y los admitancias en deri&aci+n y cual!uier lareactancia inducti&a del sistema se tiene en cuenta * 1sta da la m-nima impedancia delsistema y la m(%ima corriente de "alla6 una respuesta pesimista

Otros cortocircuitos


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F&3)* . C*+3+# ' +*! #))'($'! ' #)$#)3$#.M#(#5*!*!S40$)*

A!4'$)*Iccasimetrica=(X/R)(Icc simetrica)

KR: "actor de multiplicacion por lo reular con &alores de 4;9 o 4;4

T)5*!*

S4'$)*

A!4'$)*

Iccasimetrica=(X/R)(Icc simetrica)

P#$'(* ' #)$#)3$#

. CRITERIOS DEAPLICACIN EN LA SELECCIN DE INTERRUPTORES Y COMPONENTES DEPOTENCIA DE ALTA, MEDIA Y BAJA TENSIN.

Como se mencion+ arriba, teniendo la capacidad de corto circuito, es necesario obteneruna protecci+n adecuada a 1ste para poder interrumpir la "alla y e&itar riesos mayoresEl elemento m(s usado en las instalaciones de tiendas de autoser&icio es el interruptortermoman1tico, !ue por su di&ersidad y caracter-sticas resulta ser la mejor opci+n


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E%isten dos "ormas para interrumpir el Bujo de la corriente) reduciendo a cero el potencial!ue lo enera y separando "-sicamente el conductor del Bujo de corriente Esta


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Tensi+n nominal de operaci+n) Es la tensi+n del sistema donde operar( elinterruptor

Corriente nominal) Es la corriente m(%ima !ue puede circular a tra&1s de loscontactos principales del interruptor

Capacidad interrupti&a) Es la cantidad de corriente !ue el interruptor puedeinterrumpir con seuridad

Tensi+n de control) Es la tensi+n de los dispositi&os secundarios de control .e las de$niciones anteriores la capacidad interrupti&a es la m(s importante en la

selecci+n del interruptor de acuerdo al c(lculo de corto circuito tri"(sico Estacaracter-stica tambi1n llamada la potencia m(%ima de corto circuito !ue puedesoportar un interruptor termoman1tico est( limitada por)

La separaci+n de los contactos en posici+n abierta El tiempo !ue tardan en abrirse los contactos y llear a la separaci+n m(%ima La capacidad de la c(mara de e%tinci+n para en"riar los ases del arco Si la capacidad de corto circuito se especi$ca en amperes se entiende !ue el

&oltaje de restablecimiento es el &oltaje nominal Si la corriente de corto circuitosobrepasa la capacidad

interrupti&a, las paredes de la c(mara de e%tinci+n no son capaces de en"riar los

ases ioni2ados y la corriente siue Buyendo Entonces la ener-a disipada por elarco por e"ecto

oule, debida a la resistencia del arco QI;t, aumenta s


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#m1n de entendido el "uncionamiento del interruptor en condiciones de "alla y con el&alor de corto circuito tri"(sico, se re&isan cat(loos de productos de "abricantes, paradeterminar la capacidad interrupti&a del interruptor y sus caracter-sticas enerales Cabemencionar !ue en las instalaciones el1ctricas de centros comerciales, se cometenmuc'os errores de selecci+n de los interruptores 0ero debido a !ue la mayor-a de 1stosest(n instalados en baja tensi+n, el ni&el de corto circuito relati&amente es pe!ueo ycon muc'a suerte la "alla no perdura, sin embaro 1ste tipo de situaciones son las !ue

se deben e&itar en las instalaciones

. MTODOS SINTETIZADOS DE CLCULO DE CORTOCIRCUITO.

..1 BUS INFINITO

0asos para reali2ar el c(lculo de cortocircuito por el m1todo de 3us in$nito)

4 Se parte de un diarama uni$lar en donde se representan los elementos delsistema con sus datos de potencia, tensi+n e impedancias

; Se re$eren las impedancias a &alores base de potencia y tensi+n

7 Se 'ace la reducci+n de impedancias por combinaciones serie paralelo ytrans"ormaciones delta estrella o estrella delta, cuando sea necesario, 'astaobtener una impedancia e!ui&alente entre la "uente y el punto de "allaseleccionado

8 Las corrientes y potencia de cortocircuito en el punto de "alla, se calculan como)

La potencia de cortocircuito en el punto de "alla puede calcularse como)

E'4"+#: determinar la corriente de cortocircuito para una "alla tri"(sica en un puntoindicado en el sistema mostrado en la $ura


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S#+3(: '+ ")4') "*!# '( +*! !#+3#('! '! #9$'(') 3( *&)*4* ')'*$*(*! #(' !' )'")'!'($* ** '+'4'($# "#) !3 )'*$*(* )'5')* *3(* 9*!' #4( '( VA "*)* '+ !!$'4* ; "*)* ** 93!.

P#) #(%'('(* '! 4## $#4*) #4# VA 9*!' +* !34* ' '!$*!"#$'(*! ' &'(')*(:

KV!SE

KV!SEen"a#ovolta#e 17. V

KV!SEenaltovolta#e 1 V

R'/)'(# +*! )'*$*(*! '+ !!$'4* * '!$#! %*+#)'! 9*!':

G'(')*#) G1:

X!SE2 J X!SE1KV

!SE2

KV!SE 1[KV

!SE1

KV!SE 2]2

=1240000000

10000000 [13.8

13.8 ]2

J 8?

T)*(!5#)4*#) T1:

X$1 J 1040000000

15000000 [13.8

13.8 ]2

J ;==

L8('* ' $)*(!4!(:

X JX(%)KV!SE

[KV!SE ]2

&10 J(0.2)(60)(40000000)

[100 ]2

&10 J 8?

T)*(!5#)4*#) T2:

X$2 J 840000000

30000000 [ 100100 ]2

J 45==

1


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G'(')*#) G2:

X'2=1040000000

10000000[13.8

13.8 ]2

J 85

G'(')*#) G1:

X'3=1540000000

20000000 [13.8

13.8 ]2

J 75

R'")'!'($*(# '+ !!$'4* #4# *&)*4* ' )'*$*(*!

R'!#+%'(# '+ !!$'4* "#) +';'! !'(++*! #4# +* +'; ' O64 # +*! +';'! ')66#.

L* #))'($' ' #)$#)3$# !40$)*:

Icc JKV!SE&100

3 (KV)&(e) J40000000&100

3 (100 ) (20 ) J 4499 H#mperes

T#4*(# 3( 5*$#) ' *!4'$)8* ' 1.1 '+ #)$#)3$# *!40$)# '!:

Iccasimetrica=1.1&1155= 4;@59 H#mperes


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L* "#$'(* ' #)$#)3$#:

Pcc J44KV !SE&100

(e) J 4440000000&100

20 J;;5 F#

..2 MTODO DE LOS MVA

Este m1todo es usado en donde se re!uiera no ser considerada la resistencia de loselementos !ue interan el sistema, ya !ue resulta ser un m1todo apro%imado Eldesarrollo de este m1todo se basa en los siuientes pasos)

La impedancia del e!uipo deber( con&ertirse directamente a F# de corto circuitopor la ecuaci+n 8=, si la reactancia del e!uipo est( en o por la ecuaci+n 8@, sila reactancia est( en por unidad

La impedancia de l-neas y alimentadores cables deber( con&ertirse directamente a F#de corto circuito por medio de la ecuaci+n 8?, si la reactancia de la l-nea est( en O'ms

.onde se obser&a !ue los : son los correspondientes a los de l-nea*l-nea del cable .ibujar dentro de rect(nulos o c-rculos todos los F# de corto circuito de e!uipos

y alimentadores siuiendo el mismo arrelo !ue 1stos tienen en el diaramauni$lar

Cambiar los &alores de F#cc del sistema 'asta encontrar un &alor e!ui&alente enel punto de "alla, considerando !ue los &alores en serie se combinan como si"ueran resistencias en paralelo y los &alores !ue est1n en paralelo se sumandirectamente

Qeducir el diarama uni$lar ya con los cambios del punto anterior como si "uerauna red de secuencias del m1todo de componentes sim1tricas

Con el &alor encontrado en el paso anterior, se calcula la corriente de cortocircuito tri"(sico de la siuiente manera)

.onde se obser&a !ue los : son los correspondientes a los de l-nea*l-nea en el punto de"allaCabe mencionar !ue, este m1todo solo se aplica a una "alla tri"(sica, ya !ue para unamono"(sica el procedimiento se complica demasiado

..7 MTODO PORCENTUAL.


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Se aplica en sistemas el1ctricos del !ue las impedancias de las ma!uinas &ienene%presadas en porcentaje El porcentaje d reactancia se de$ne como el porcentaje de&oltaje nominal !ue es consumido por la ca-da de tensi+n en la reactancia cuandocircula la corriente nominal en este caso)

En un sistema el1ctrico se manejan di"erentes &oltajes y potencia por lo !ue, paraestablecer un diarama de impedancias se deber( re"erir a un mismo &alor base para"acilitar el c(lculo de la reactancia e!ui&alente en el punto re"erido de "alla

/+rmulas para el estudio de cortocircuito por el m1todo porcentual

Si se da la potencia de cortocircuito en H#)

Si se da como dato la corriente de cortocircuito)

Si se conoce el r1imen de interrupci+n en H# del interruptor de entrada)


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La corriente de cortocircuito sim1trica se puede determinar por medio de "+rmulasdi&ersas como)

L* "#$'(* !40$)* ' #)$#)3$# '( VA !' #9$'(':

E'4"+#. Calcular las corrientes de cortocircuito sim1tricas y asim1tricas y laspotencias de cortocircuito capacidad interrupti&a del siuiente diarama uni$lar !uerepresenta una industria alimentada por la compa-a de lu2

D*$#!) La capacidad interrupti&a de interruptor 9; *11 "ue dada por la compa-a

suministradora y es de 4555,555 H#

Impedancia del trans"ormador T4Y4J99


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Impedancia e!ui&alente de los motores de 8?5 &olts (e+ J;9

S#+3(

4 .iarama de impedancias

0ara calcular la impedancia de la red emplearemos la "+rmula)

Tomaremos H# baseJ455 por considerarlo un &alor adecuado

En &ista de !ue tomamos como H# base la capacidad del trans"ormador, podemos

tomar los &alores directamente, ya !ue la (e+ esta re"erida a la base

(e)uivalente J

25&6.5

2.5+6.5 J 94?

2. C*+3+# ' +* #))'($' ' #)$#)3$#.

Entonces la corriente de cortocircuito es)


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Considerando un "actor de multiplicaci+n 4;9 para este sistema industrial, tenemos lacorriente de cortocircuito asim1trica)

7. P#$'(* ' #)$#)3$#.

La potencia de cortocircuito es)


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V UNIDAD:PROTECCIONES Y SU

COORDINACIN

.1 CRITERIOS GENERALES DE SELECCIN DE PROTECCIONES. FILOSOFIA DE LACOORDINACIN

EL SISTEMA DE PROTECCINEl sistema de protecci+n de los e!uipos yAo instalaciones del sistema el1ctrico tiene comoobjeti&os)4 .etectar las "allas para aislar los e!uipos o instalaciones "alladas tan pronto como seaposible

; .etectar y alertar sobre las condiciones indeseadas de los e!uipos para dar las alertasnecesarias6 y de ser el caso, aislar al e!uipo del sistema7 .etectar y alertar sobre las condiciones anormales de operaci+n del sistema6 y de serel caso, aislar a los e!uipos !ue puedan resultar perjudicados por tales situacionesEl sistema de protecci+n debe ser concebido para atender una continencia doble6 esdecir, se debe considerar la posibilidad !ue se produ2ca un e&ento de "alla en el sistemael1ctrico, al cual le siue una "alla del sistema de protecci+n, entendido como el conjuntoQel*Interrutpor


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0or tal moti&o, se debe establecer las siuientes instancias)

4 Las protecciones principales primaria y secundaria !ue constituyen la primera l-neade de"ensa en una 2ona de protecci+n y deben tener una actuaci+n lo m(s r(pida posibleinstant(nea; Las protecciones de respaldo !ue constituyen la seunda instancia de actuaci+n de laprotecci+n y deber(n tener un retraso en el tiempo, de manera de permitir la actuaci+n

de la protecci+n principal en primera instancia Estas protecciones son las siuientes)

# La protecci+n de "alla de interruptor !ue detecta !ue no 'a operado correctamente elinterruptor !ue debe interrumpir la corriente de "alla6 y por tanto, procede con la aperturade los interruptores &ecinos para aislar la "alla3 La protecci+n de respaldo, la cual detecta la "alla y act


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Las 0rotecciones Graduadas se caracteri2an por lo siuiente)4 Son relati&amente selecti&as por!ue detectan "allas en m(s de una 2ona de protecci+n; .esempean "unciones de protecci+n de respaldo por!ue son sensibles a "allas en las2onas &ecinas a su 2ona de protecci+n7 Operan midiendo las corrientes, tensiones, impedancias, etc, cuya raduaci+nestablecer la raduaci+n de su tiempo de actuaci+n

ALCANCE DE LOS CRITERIOS DE AJUSTE Y COORDINACIN DE LA PROTECCIN

0ara de$nir la operaci+n del sistema de protecci+n, se debe considerar un ajuste !ue seatotalmente adaptado a todas las condiciones de operaci+n normal del sistema el1ctrico6 yadem(s, se re!uiere una coordinaci+n para aseurar !ue las "allas, el "uncionamientoanormal del sistema, as- como las condiciones indeseadas de los e!uipos sean aisladasa"ectando al m-nimo a las partes no a"ectadas-A3!$' ' +* ")#$'(#justar la protecci+n sini$ca de$nir los l-mites o umbrales de su caracter-stica deoperaci+n para detectar las "allas, las condiciones anormales del sistema y lascondiciones indeseadas de los e!uipos Es decir, ajustar la protecci+n es de$nir losumbrales de las seales de entrada o de un aloritmo de ellas, los cuales determinar(n

la operaci+n de la protecci+nEl ajuste de la protecci+n est( determinado por la capacidad y el comportamiento de lose!uipos e instalaciones del sistema el1ctrico, en todas las condiciones de operaci+n, yasean temporales como permanentes-C##)(*( ' +* ")#$'(Coordinar la protecci+n sini$ca de$nir los tiempos de operaci+n de la protecci+n parapermitir la actuaci+n debidamente priori2ada de los rel1s de protecci+n, minimi2ando lostiempos de actuaci+n y aranti2ando una apropiada raduaci+n en los tiempos deactuaci+n de todas las protecciones, tanto las principales como las de respaldoLa coordinaci+n de la protecci+n est( determinada por la necesaria raduaci+n detiempos para la correcta y oportuna actuaci+n de todas las protecciones

-C)$')#! ' *3!$' ; ##)(*( ' +* ")#$'(0ara establecer los criterios de ajuste y coordinaci+n de la protecci+n se debe considerarlo siuiente)

4 Las ")#$'#('! ")("*+'! y ' )'!"*+# cuando sean protecciones 3($*)*!solamente re!uieren ajustes con respecto a las caracter-sticas de operaci+n deloscorrespondientes e!uipos6 y en consecuencia, en el presente documento solamentesemenciona de manera eneral alunas recomendaciones para este ajuste; Las ")#$'#('! ")("*+'! y ' )'!"*+# cuando sean protecciones &)*3**!ser(n ajustadas y coordinadas de acuerdo a lo establecido en el presente documento

; Las ")#$'#('! ")'%'($%*! y las ")#$'#('! (#)"#)**! '( +#! '


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Se debe de$nir la operaci+n de los rel1s de protecci+n para detectar las "allas, el"uncionamiento anormal del sistema y las condiciones indeseadas de los e!uipos Elajuste y la coordinaci+n de la protecci+n deben tener las siuientes caracter-sticas)

4 Sensibilidad para detectar estas condiciones por muy incipientes !ue 1stas sean; elocidad para detectar estas condiciones lo m(s prontamente posible

En una protecci+n unitaria !ue comprende solo una 2ona de protecci+n, la sensibilidadcomo l-mite distinuir la operaci+n normal de la condici+n de "alla En cambio, en unaprotecci+n raduada !ue alcan2a m(s de una 2ona, la sensibilidad tiene como l-mite ometa detectar las "allas con la m-nima corriente de "alla, la cual se produce con la m-nimaeneraci+n en el e%tremo de las 2onas &ecinas a la 2ona proteidaLa &elocidad de una protecci+n esta liada al tiempo de operaci+n de los siuientescomponentes)

4 El tiempo de operaci+n del Qel1 !ue debe ser de dos ciclos Cuando se aplica unes!uema de tele protecci+n se debe arear el tiempo de transmisi+n de las seales; El tiempo de operaci+n del Interruptor !ue &ar-a entre dos y cuatro ciclos, se


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simult(nea para e"ectuar una acci+n de disparo a un interruptor Es decir, los contactosde estos elementos deben ser #('$*#! '( !')' para !ue la acci+n sea &(lida

OBJETIVO DEL ESTUDIO DE COORDINACION DE PROTECCIONES EN SISTEMAS DEDISTRIBUCION INDUSTRIALES :

El c(lculo de los ajustes de los elementos de protecci+n de sobrecorriente del sistema de

distribuci+n el1ctrica con el objeti&o de interrumpir en el menor tiempo posible laalimentaci+n a elementos con "allas internas y e&itar a toda costa el dao a elementospor los cuales circula corriente de corto circuito

CONDICIONES QUE DEBEN CUMPLIRSE EN LA COORDINACIN DE LAS PROTECCIONES:El sistema de protecciones debe permitir trabajar al sistema de potencia a plena carga, durante la

energizacin de los transformadores y durante el arranque de motores de gran capacidad.Durante fallas por corto-circuito el sistema de protecciones solamente debe mandar interrumpir en

el menor tiempo posible la corriente al circuito o elemento fallado y si despus de un determinadotiempo esta no ha sido interrumpida deber mandar operar los elementos de interrupcin que estnaguas arriba.

QU ELEMENTOS PROTEGE EL SISTEMA DE PROTECCIONES?L-neas aereas de distribuci+n, Trans"ormadores de potencia, Cables alimentadores,Fotores, ariadores de elocidad, Capacitores, Tableros de .istribuci+n de mediana ybaja tensi+nA QU ELEMENTOS DEL SISTEMA DE PROTECCIONES SE LES CALCULAN SUS AJUSTES

Y/O VERIFICAN SU CORRECTA SELECCIN EN ESTUDIO DE COORDINACIN DEPROTECCIONES?

ele!adores de sobrecorriente que controlan interruptores de potencia de alta y mediana tensin."usibles de potencia en tableros de distribucin de mediana tensin que protegen transformadores

de potencia."usibles en arrancadores que protegen !ariadores de !elocidad y motores de mediana tensin.

ele!adores de proteccin integral de motores y sobrecarga de motores de gran capacidad quecontrolan contactores de potencia de mediana tensin.

#nidades de disparo en interruptores de potencia de baja tensin

$ QU ES UNA HOJA DE COORDINACIN DE PROTECCIONES?Es la representacin grfica del comportamiento de los elementos de proteccin que estn en serie yde los elementos protegidos que estn dentro de su zona de proteccin. %as hojas de coordinacin serepresentan por medio de una grfica &-y con logaritmo en base '( en ambas escalas, lo cual permite!isualizar cantidades muy peque)as y elementos de proteccin que estn en serie y de loselementos protegidos que estn dentro de su zona de proteccin. %as hojas de coordinacin serepresentan por medio de una grfica &-y con logaritmo en base '( en ambas escalas, lo cual permite!isualizar cantidades muy peque)as y muy grandes de corriente *eje &+ y tiempo *eje y+ en la mismagrfica.

CARATERSTICAS PRINCIPALES- eneralmente se dibujan hasta m&imo tres elementos de proteccin para facilidad de suentendimiento.- %as hojas de coordinacin de protecciones de fases se dibujan por separado de las de falla a tierra.- Debe contener diagrama unifilar de las zonas de proteccin, cur!as de da)o y arranque de loselementos protegidos, fallas desarrolladas en la zona de proteccin, cur!as de proteccin y tiemposde operacin de las protecciones


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CMO SE DEBE ESTRUCTURAR UN REPORTE DE COORDINACIN DE PROTECCIONES?El reporte est conformado por las siguientes partes- eccin de conclusiones y recomendaciones.- eccin de clculo de fallas de corto-circuito cuyos resultados se utilizan para el clculo de ajustesde los elementos de proteccin.- eccin de memorias de clculo para la seleccin de ajustes de los diferentes elementos de

proteccin y la representacin grfica de estos en hojas de coordinacin de proteccin.- /edula-esumen para la implementacin de los ajustes de todos

-PROCESO DE AJUSTE Y COORDINACIN DE LA PROTECCIN

El ajuste y coordinaci+n de la protecci+n es un proceso !ue comprende la interaci+n de&arios subprocesos interrelacionados, de manera !ue muc'as &eces es necesaria unaretroalimentaci+n 'asta llear al resultado $nal En la $ura 4; se muestra unaes!uemati2aci+n simpli$cada del proceso 0ara el ajuste de la protecci+n se re!uieredeterminar pre&iamente todas las condiciones de operaci+n del sistema el1ctrico, lascuales determinan el l-mite de la no actuaci+n de la protecci+n 0ara ello se debe

considerar todas las con$uraciones posibles, as- como todos los escenarios de deeneraci+n y demanda Sobre la base de todas estas condiciones se puede determinar elajuste de las protecciones principales

Los ajustes obtenidos para las protecciones principales deben ser &eri$cados para

coordinar su actuaci+n como protecciones de respaldo Esto sini$ca !ue las proteccionesunitarias no re!uieren ninuna coordinaci+n puesto !ue solamente operan en una 2onade protecci+n, mientras !ue las protecciones raduadas deben ser coordinadas para&eri$car su actuaci+n como protecciones de respaldo en las 2onas de protecci+n &ecinas

CRITERIO GENERAL DE AJUSTE DE LAS PROTECCIONESTal como se 'a mencionado, el ajuste de la protecci+n est( determinado por la capacidady el comportamiento de los e!uipos e instalaciones del sistema el1ctrico, para lo cual sedebe considerar todas las condiciones de operaci+n, ya sean temporales comopermanentes En tal sentido se debe considerar particularmente las corrientes decone%i+n de e!uipos o instalaciones como son) la corriente de inserci+n de lostrans"ormadores, la corriente de cara de las l-neas de transmisi+n y las corrientes de

arran!ue de los randes motoresSe debe considerar las posibles sobrecaras de los e!uipos e instalaciones, de acuerdo asus capacidades de diseo En tal sentido, los ajustes de la protecci+n representan losumbrales de estas capacidades con un cierto maren de seuridad Normalmente lascapacidades permisibles dependen de la duraci+n de la e%iencia6 por tanto, son mayoressi duran corto tiempo En la $ura ;4 se muestra la cur&a lmte considerando el &aloradmisible por un trans"ormador


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Tambi1n es posible considerar un ajuste escalonado de la protecci+n en luar de unacur&a de apro%imaci+n a la operaci+n6 pero, en toda circunstancia debe conser&arse elmaren apropiado entre el ajuste y la operaci+n normal 0ara el ajuste se debe considerartodos los "actores !ue a"ectan la operaci+n normal como son)

0En los Qeactores y 3ancos de Capacitores, los ni&eles de tensi+n !ue determinanmayores corrientes6 es decir, un aumento de la tensi+n trae consio un aumentoproporcional de la corriente, con la consiuiente sobrecara

0En los 3ancos de Capacitores, las pe!ueas tensiones arm+nicas determinan corrientesmayores por causa de la mayor "recuencia 0or ejemplo, la !uinta arm+nica determinar(una corriente cinco &eces mayor !ue la tensi+n de la "recuencia "undamental

0ara los ajustes se debe considerar un maren su$ciente !ue tome en cuenta los posibleserrores !ue se pueden tener en las tensiones, corrientes e impedancias

En el caso de los ajuste de tensi+n los errores ser(n los siuientes)0Error de los trans"ormadores de tensi+n) 40Error del rel1 40Cone%iones 40Tolerancia de c(lculo 9

Total ? JV 45En el caso de los ajuste de corriente los errores ser(n los siuientes)0Error de los trans"ormadores de corriente) 90Error del rel1 40Tolerancia de c(lculo 9

Total 44 JV 490ara los ajustes de las impedancias se debe considerar otros aspectos !ue son)0Error de los trans"ormadores de tensi+n) 40Cone%iones 40Error de los trans"ormadores de corriente) 90Error del rel1 40Tolerancia de c(lculo 9


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Total 47 JV 490or tanto, para los ajustes de las tensiones se debe tomar un maren m-nimo del 45, elcual debe ser considerado en el sentido m(s des"a&orable6 es decir, se debe considerar>5 +445 del &alor calculado, se


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interrumpen normalmente corrientes randes dentro del primer medio ciclo despu1s de la"alla

/usibles de e%pulsi+n Un "usible de e%pulsi+n a di"erencia de los "usibles limitadores,depende de un arco !ue inicia el proceso de interrupci+n y !ue act


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RELEVADORES:

La "unci+n principal de los rele&adores usados para la protecci+n de sistemas el1ctricos esdeterminar lo m(s pronto posible la e%istencia de un corto circuito en el sistema, por lo !ue lamayor-a de los rele&adores opera en m(s o menos un ciclo de la "recuencia del sistema, es por eso!ue pueden en&iar la seal de disparo oportunamente a los interruptores correspondientes6 esta"unci+n, di"-cilmente podr-a ser reali2ada por un operador 'umano en "orma tan con$able, r(pida yecon+mica

Los rele&adores no s+lo deben operar en "orma r(pida, tambi1n es necesario !ue sean precisos ensu operaci+n, es decir, dentro de sus di"erentes ni&eles de so$sticaci+n deben estar en posibilidadde distinuir entre corto circuitos y alunas otras anormalidades, como) ondas de corrientemoment(neas debidas a arran!ue de motores, picos de cara o corrientes maneti2antes

Los rele&adores no s+lo deben operar en "orma r(pida, tambi1n deben ser precisos en suoperaci+n, es decir, dentro de sus di"erentes ni&eles de so$sticaci+n deben estar en posibilidad dedistinuir entre cortocircuitos y alunas otras anormalidades como ondas de corrientemoment(neas debidas a arran!ue de motores, picos de cara o corrientes maneti2antes Losrele&adores deben ser selecti&os en su operaci+n, es decir, !ue s+lo deben aislar a!uellas partesdel sistema !ue as- lo re!uieran, minimi2ando el n


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.esde un punto de &ista muy eneral, los rele&adores el1ctricos se pueden clasi$car en doscateor-as) rele&adores electroman1ticos y rele&adores est(ticos Los rele&adoreselectroman1ticos pueden ser a su &e2 de tres tipos)

a) "ipo atraccin de armadura.Estos rele&adores incluyen una armadura $ja, un bra2o m+&il yelementos de sujeci+n, 1stos comprenden al tipo m(s simple, !ue responde tanto a seales decorriente alterna ca como de corriente directa cd

Este tipo de rele&adores opera bajo el principio de !ue una "uer2a electroman1tica se producepor un Bujo man1tico !ue resulta de la cantidad actuante La "uer2a electroman1tica !ue seejerce sobre el elemento m+&il del rele&ador es proporcional al cuadrado del Bujo en elentre'ierro, es decir, al cuadrado de la corriente !ue circula por la bobina En rele&adores !ueoperan con corriente directa, esta "uer2a es constante y, si e%cede a la "uer2a de atracci+n, elrele&ador opera en "orma con$able Estos rele&adores son unidades de operaci+n instant(nea

b) "

apuntes de inst.elect.inds

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