tesis diseño de subestaciónes.desbloqueado

7/26/2019 Tesis Diseo de Subestacines.desbloqueado

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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA

PROPUESTA DE NORMALIZACIN DE LASSUBESTACIONES A 34.5/13.8 kV

Br. Jos L. Ramrez V.

Mrida, Junio 2008


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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA


Trabajo de Grado presentado como requisito parcial para optar al ttulo de IngenieroElectricista

Br. Jos L. Ramrez V.

Tutor: Prof. Ernesto J. Mora N.

.

Mrida, Junio 2008


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UNIVERSIDAD DE LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA


Br. Jos L Ramrez V.

Trabajo de Grado, presentado en cumplimiento parcial de los requisitos exigidos para optar alttulo de Ingeniero Electricista, aprobado en nombre de la Universidad de Los Andes por elsiguiente Jurado.

__________________________ ___________________________Prof. Marisol Dvila Prof. Lelis N. Ballester U.CI: 10.107.821 CI: 13.098.939

___________________________Prof. Ernesto J. Mora N.CI: 3.499.666


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DEDICATORIA

A Dios Todopoderoso, por guiarme en todo momento.

A m querido padre Francisco por ser mi ejemplo y punto de apoyo que siempre me brindoen todo momento te amo mi viejo papito.

A m amada madre Margarita por la confianza, por la vida que me dio y por la paciencia queme tuvo en todo los momento de enfermedad y te amo mi mamita linda.

A mi ta especialmente Carmen por su apoyo y amor incondicional que me ha brindado te

quiero mucho y la sus hijos Adriana Anthony y mi hermosa ahijada que la amo mucho.

A mi Padrino Amado que una vez me dijo que no regresara sin logra mi meta ser IngenieroElectricista ya no esta con nosotros pero el sabe que siempre esta aqu adentro y me acompaaen todo momento te extrao mucho estoy quera ensertelo a ti pero se que a travs de tusfamilia me estas viendo con gran orgullo muchas gracias en todo.

A mis hermanos, Marianella por ayudarme en los momentos que necesitaba, Francisco(pancho), Carlos lus, Jhonny, Jonathan, Sabier y Maryelin. Por estar siempre a mi lado.

A mis Amigo(as) y Compaeros de Estudios, Guzmn por su valiosa paciencia y enseanza,

a torres, Richard, Oscar (gato) Manuel, Alonso, William, Alexander Sr. Alonso Sra. Julia portoda su comodidad brindada, al Hector, Ronald (Kichencito),Eloy, Sandy Pirela a Jorman y atodos mis panas que no recuerdo pero que estuvieron aqu en mi periodo de mi carrera.

A todos muchas Gracias.


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AGRADECIMIENTOS

A la ilustre Universidad de Los Andes por haberme otorgado todos los conocimientos yherramientas necesarias para mi desarrollo acadmico.

A la empresa CADAFE, por la oportunidad brindada para la elaboracin de esta tesis, enespecial a los Ingenieros Nelson Paredes y Hilarin Torres, a los Tcnicos: Bastidas por sulucha y paciencia q me tubo, Jonson, Snchez, Jhon, a la cuadrilla de Sub-Estacin y de Lnea,a las Secretarias Graciela y Elba por su dedicada atencin hacia mi trabajo, y por todos losconocimientos impartidos.

Al Profesor Ernesto Mora, por haber aceptado gustosamente el compromiso de orientarmeoportunamente durante el desarrollo de este trabajo.

A todas las personas que laboran en la SubEstacin Mrida Ipor su ms sincero apoyo, y porhaberme permitido integrar a tan grato ambiente de trabajo, compaerismo y colaboracin.

Al Ing. Yvn Ramrez, que estuvo siempre como consejero.

Al Laboratorio de Investigacin y desarrollo en Automatizacin e Instrumentacin

(LABIDAI) de la Universidad de Los Andes.

A todas aquellas personas que de una u otra forma han estado a mi lado en esta carrera.

A todos muchas Gracias.


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Br. Jos L. Ramrez V. PROPUESTA DE NORMALIZACIN DE LASSUBESTACIONES A 34.5/13.8 kV. Universidad de Los Andes. Tutor: Prof. Ernesto J.Mora N. Junio 2008.

Resumen

La presente investigacin tiene como objetivo principal elaborar una Propuesta deNormalizacin de las Subestaciones a 34.5/13.8 kV tipo Radial I a partir del estudio de laSubestacin Mucutuy. Dicha propuesta consisten en disear un prtico de salida de13.8 kV,cual esta constituido por una barra principal y otra de transferencia, adicionando unreconectador para dicha transferencia; eliminado as los Bay-Pass (cortacorrientes), ya que enlos diseos existentes, las cargas han sobrepasado los niveles nominales que manejan losfusibles o cortacorriente en el prtico de la salida de los circuitos en 13.8 kV.

Esta propuesta es de tipo factible, pues contribuye a la solucin de un problema parasatisfacer la necesidad de la Empresa de suministro elctrico C.A.D.A.F.E, adems de esto,ofrecer mayor calidad de servicio y asegurar la factibilidad de cubrir la demanda futura de lacuidad de Mrida.

Descriptores: Sistemas de Potencia, Subestaciones, Normas C.A.D.A.F.E.


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NDICE GENERAL

APROBACIN iiDEDICATORIA iii

AGRADECIMIENTOS ivRESUMEN vCAPTULO pp.1.ASPECTOS GENERALES 31.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 31.2. JUSTIFICACIN 41.3. OBJETIVOS 4

1.3.1. Objetivo General 41.3.2. Objetivo Especifico 4

1.4.REA DE LA INVESTIGACIN 5

1.5. TIPO DE INVESTIGACIN 51.6. DELIMITACIN DE LA INVESTIGACIN 61.7. DESCRIPCIN LA COORDINACIN DE TRANSMISIN MRIDA I 6

1.7.1.Objetivo de la Coordinacin 71.7.2. Ubicacin Jerrquica 71.7.3. Unidad de Operaciones y Mantenimiento 7

1.8. COMIT DE NORMALIZACIN DE C.A.D.A.F.E 81.8.1. Objetivo del Comit de Normalizacin de C.A.D.A.F.E 91.8.2. Principales Funciones del Comits de Normalizacin 91.8.3. Coordinador de Grupo de Trabajo 91.8.4. Grupo de Trabajo 9

1.8.5. Procedimiento de Normalizacin 102. MARCO TERICO 122.1. SubEstaciones Normalizadas de C.A.D.A.F.E 122.2. Clasificacin de las Subestaciones Normalizadas 12 2.2.1. SubEstacin Radial 13 2.2.2. SubEstacin Radial II 13 2.2.3. SubEstacin Radial I 15 2.2.4. SubEstacin Nodal 17 2.2.5. SubEstacin Nodal III 18 2.2.6. SubEstacin Nodal II (115 kV) 20

2.2.7. SubEstacin Nodal I (230 kV) 222.2.8. SubEstacin Nodal 400kV 25 2.2.9. Lectura de Diagramas Unifilares 262.3. Sistema de Distribucin 272.4. SubEstacin de Distribucin 282.5. Localizacin y Centro de Carga 29 2.5.1. Datos Climatolgicos 29 2.5.2. Datos del Terreno 30


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2.6. Capacidad 30 2.6.1. Criterio de Capacidad Firme 30 2.6.2. Nomenclatura y Simbologa 302.7. Diagrama Unifilar 312.8. Sistema de Puesta a Tierra 32

2.8.1. Elementos que Integran este Sistema 32 2.8.2. Nivel de Aislamiento 32 2.8.3. Coordinacin de Aislamiento 32 2.8.4. Distancias de Seguridad 333. DESCRIPCIN DE LOS EQUIPOS DE UNA S/E RADIAL I A 34.5/13.8 kV 343.1. Diagrama Unifilar 353.2. Transformador de Potencia 35 3.2.1. Funcin Principal 36 3.2.2. Componentes Bsicos 36 3.2.3. Ncleo 36 3.2.4. Bobinas 36 3.2.5. Aislamiento Principal 37 3.2.6. Aislamiento Secundario 373.3. Partes de un Transformador de Potencia 37 3.3.1. Sistema de Regulacin (Conmutador) 37

3.3.2. Aislamiento Slido 373.3.3. Aislamiento Lquido 373.3.4. Cuba o Tanque Principal 373.3.5. Tanque de Expansin o Conservador de Aceite 383.3.6. Accesorios del Transformador 39

3.4. Placa Caracterstica 403.5. Protecciones Internas del Transformador 40

3.5.1. Rel Buchholz 413.5.2. Rel Jhensen 413.5.3. Temperatura de Aceite 413.5.4. Imagen Trmica 423.5.5. Proteccin de Masa a Cuba 423.5.6. Vlvula de Alivio 433.5.7. Vlvula de Sobrepresin 433.5.8. Llaves de Paso y Vlvulas Toma-Muestra 43

3.6.Circuitos Primarios de Distribucin o Alimentadores de Distribucin 433.6.1. Protecciones Elctricas en Distribucin 443.6.2. Fusibles 443.6.3. Fusibles de Expulsin 443.6.4. Corrientes Transitorias 473.6.5. Sobrecargas de corta Duracin que estn Dentro de la Capacidad Trmica delTransformador 47

3.7. Reles de Proteccin 473.7.1. Tipos de Rel 483.7.2. Reles de Sobrecorriente 48

3.8. Reconectador (RECLOSERS) 49


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3.8.1. Curvas del Rel 493.8.2. Reconectadores hidrulicos 493.8.3. Reconectadores Electrnicos 503.8.4. El reconectador GVR 51

3.9. Interruptores (DISYUNTORES) 54

3.10. Proteccin de Contra Descargas Atmosfricas 553.10.1. Tipos de Descargadores de Sobretensin 563.10.2. Seleccin de Descargadores de Sobretensin 57

3.11. Otros Equipos de Maniobras 573.11.1. Seccionadores 573.11.2. Transformadores de Medida 583.11.3. Transformadores de Intensidad de Corriente 583.11.4. Transformadores de Tensin 59

3.12. Servicios Auxiliares 613.12.1. Clasificacin de los Servicios Auxiliares 613.12.2. Rectificadores 623.12.3. Bateras 643.12.4. Rgimen de Flotacin 653.12.5. Rgimen de Igualacin 653.12.6. Sistema de Iluminacin Exterior Normal 653.12.7. Control de Calidad de los Aceites Dielctricos 683.12.8. Anlisis Fsico Qumico 68

4. ANLISIS Y SOLUCIN DE LOS PROBLEMAS ENCONTRADOS EN LASSUB-ESTACIONES RADIAL I A 34.5/13.8 kV 704.1. Descripcin de la Problemtica Existente en las Subestaciones del Estado Mrida 704.2. Anlisis de la Red de Subtransmisin a 34.5 kV y la Red Primaria de Distribucin a13.8 kV 794.3. Problemas Existente en el Tramo que Alimentar SubEstacin Mucutuy desde laSubEstacin Lagunillas 79

4.5.1. Antecedentes 794.4. Planteamiento de la Solucin de los Problemas Existente en el Tramo queAlimentara SubEstacin Mucutuy, Villas Libertad y Lagunillas 804.5. Propuesta Presentada por la Coordinacin de Transmisin del Estado Mrida parala Normalizacin de SubEstaciones a 34.5/13.8 kV 834.6. Ventajas y Desventajas de la Propuesta Presentada Por la Coordinacin deTransmisin de Mrida I 86

4.6.1. Ventajas de la Barra de Transferencia 864.6.2. Desventajas de la Barra de Transferencia 864.6.3. Desventajas del Cortacorriente 87

CONCLUSIONES 88RECOMENDACIONES 89REFERENCIAS 91ANEXOS 93


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NDICE DE FIGURAS

Figura pp

2.1.Representacin Grfica Sub-Estacin Radial (C.A.D.A.F.E 2000) 132.2.Diagrama Unifilar S/E Radial II (C.A.D.A.F.E 2000) 142.3.Diagrama Unifilar S/E Radial I (C.A.D.A.F.E 2000) 152.4.Representacin Grfica S/E Nodal (C.A.D.A.F.E 2000) 172.5.Diagrama Unifilar S/E Nodal III (C.A.D.A.F.E 2000) 182.6.Diagrama Unifilar S/E Nodal II (115 kV) (C.A.D.A.F.E 2000) 202.7.Mmico General de la S/E Nodal I (230 kV) (C.A.D.A.F.E 2000) 222.8.Mmico General de la S/E Nodal 400KV (C.A.D.A.F.E 2000) 252.9. Distancias de Seguridad (C.A.D.A.F.E 2000) 333.1.S/E Villas Libertad 34.5/13.8 kV 343.2. Diagrama Unifilar S/E Villas Libertad 34.5/13.8 kV 35

3.3. Partes Transformador de Potencia de Tipo CAIVET 363.4. Tanque Principal S/E Villas Libertad 383.5. Tanque de Expansin S/E Villas Libertad 383.6. Equipos de Medicin y Regulacin S/E Villas Libertad 393.7. Placa Caracterstica S/E Villas Libertad 403.8. Rel Buchholz S/E Villas Libertad 413.9. Rel de Masa cuba S/E Villas Libertad 423.10. Tablero de Medicin y Proteccin del Transformador de Potencia 423.11. Llaves de Paso y Vlvulas Toma-Muestra S/E Villas Libertad 433.12. Vista de Seccionador /Cortacorriente S/E Villas Libertad 453.13.La curva tiempo corriente (TCC) (Delta J. SB C.A 2004) 46

3.14. Mltiplo corrientes de arranque 483.15. Reconectadores hidrulicos S/E Villas Libertad 503.16. Reconectador Tipo GVR S/E Cinco guilas 513.17. Rel de Proteccin Reconectador de 13.8 kV S/E Cinco guilas 513.18. Tablero de Proteccin S/E Villas Libertad 523.19.Interruptor de Potencia 34.5 kV S/E Villas Libertad 543.20. Rel de Proteccin del Interruptor de Potencia a 34.5 kV Tipo VISIORr 543.21. Circuitos del Prtico de 13.8 kV de la S/E Villas Libertad 553.22. Contador del Descargador S/E Santa Teresa 563.23. Seccionador/Cortacorriente S/E Villas Libertad 583.24. Transformadores de Intensidad de Corriente (Tc) 59

3.25. Transformadores de Tensin o de Potencial (Tp) 603.26. Poste de Servicio Auxiliares S/E Villas Libertad 613.27. Rectificador de 120 Voltios CC S/E Villas Libertad 623.28. Protecciones Interna del Rectificador de CA- DC S/E Villas Libertad 633.29. Bobinas del Rectificador de AC- DC S/E Villas Libertad 633.30. Tiristores para la Rectificacin de Media Onda S/E Villas Libertad 643.31. Banco de Bateras de 120 Voltios S/E Villas Libertad 643.32. Sistema de Iluminacin Exterior Normal S/E Villas Libertad 66


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3.33.Caseta de Servicio Auxiliares (Bateras y Rectificador de CA- CD) 663.34. Antena de Comunicacin S/E Villas Libertad 663.35.Vida til de los Transformadores 674.1. Fusible Circuitos de Salida S/E El Bosque 714.2.Niveles de Corriente S/E El Bosque 71

4.3. Seccionadores del Prtico en 13.8 kV S/E El Bosque 724.4. Seccionadores del Prtico en 13.8 kV S/E Cinco guilas 724.5. Seccionadores del Prtico en 13.8 kV S/E Villas Libertad 734.6.Seccionadores del Prtico en 13.8 kV S/E Mucuchies 734.7.Transformador 34.5/13.8 kV S/E Guaraque 744.8.Prtico de Salida en 13.8 kV S/E Guaraque 754.9. Reconectadores KFE 13.8 kV S/E Guaraque 754.10. Transformador 34.5/13.8 kV S/E El Molino 764.11. Sin Piedra Picada S/E El Molino 764.12.Prtico de 34.5 y 13.8 kV S/E El Molino 774.13.Transformador 34.5/13.8 kV S/E Canagua 78

4.14. Prtico de salida en 13.8 kV S/E Canagua 784.15.Diagrama Unifilar S/E del Estado Mrida Existente 794.16.Tramo Existente S/E Lagunillas y S/E Mucutuy 804.17.Diagrama Unifilar S/E del Estado Mrida a Disear 814.18.Nuevo Tramo para la S/E Mucutuy a Disear 814.19.Vista de Lateral Derecha de la S/E Villas Libertad 824.20.Vista de Planta de la S/E Villas Libertad 834.21.Vista Frontal del Prtico de Salida de los Circuitos en 13.8 kV 844.22.Vista Lateral Derecha del Prtico de Salida de los Circuitos en 13.8 kV 854.23. Vista de Planta de la S/E a 34.5/13.8 kV 85


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NDICE DE TABLAS

Tabla pp.

2.1. Simbologa de los Diagramas Unifilares (C.A.D.A.F.E 2000) 273.1. Curvas de Fusibles Publicadas por cada Fabricantes (Delta J. SB C.A 2004) 463.2. Detalles de Placas Normas ANSI/IEEE C37.60 1981 533.3. Voltaje Nominal de Pararrayos (kV) basado en falla con duracin


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INTRODUCIN

La electricidad es una forma de energa que una vez producida en las centrales de

generacin requiere ser transportada hasta los diversos destinos de consumo; para ello debe

circular a travs de subestaciones elctricas (S/E), existen varios tipos de ellas de acuerdo a su

utilizacin estas son (S/E) Tipo Radial y Tipo Nodal, las cuales cumplen la funcin de

transformarla en niveles de tensin requeridos para su posterior utilizacin bien sea en reas

industriales, comerciales, residenciales u otras.

Todas estas subestaciones de transmisin y distribucin de energa elctrica deben brindar

un alto grado de confiabilidad, para que los dispositivos y equipos que las conformen puedan

realizar sus funciones adecuadamente, logrando as minimizar tanto el impacto de sus fallas

como el de las interrupciones del servicio elctrico y garantizar la continuidad y calidad del

servicio prestado. Para de esta manera tener una excelente interrelacin con los usuarios

quienes son la gran matriz de opinin sobre la calidad del servicio que presta el sistema

elctrico nacional.

El crecimiento y desarrollo urbano en el Estado Mrida as como tambin en el resto delpas, ha trado como consecuencia un elevado nivel de consumo de energa elctrica,

generando as, una saturacin en los sistemas de distribucin, causando con ello una

problemtica en los equipos de proteccin de las subestaciones. Es por eso esta razn que es

necesario crear una Propuesta de Normalizacin que ayude y permita optimizar el rendimiento

de dichos equipos de distribucin.

El desarrollo del presente trabajo de grado consta de cuatro capitulos, los cuales se

esbozan a continuacin:

Captulo I: Es la referencia general donde se trata los aspectos generales para el desarrollo

del trabajo de grado, entre los cuales se destacan: el panteamiento del problema, los objetivos,

y la justificacin.


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Captulo II: se hace recopilacin bibliogrfica sobre el tipo de subestacines que see

disean en el pas y en el Estado Mrida. As como tambin los sistemas de puesta a tierra,

entre otros puntos tratados.

Captulo III: se hace una descripcin de la subestaciones radial I 34.5/13.8 KV.

Captulo IV: se realiza el anlisis de los problemas de las subestaciones a 34.5/13.8 KV y

las soluciones desarrolladas para ellas, as como el diseo de los prticos y la normalizacin

de las subestacin.

Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones.


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CAPTULO I

ASPECTOS GENERALES

1.1

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En las ltimas dcadas la ciudad de Mrida ha aumentado progresivamente su poblacin,

lo que ha trado como consecuencia una saturacin en los sistemas de distribucin, el cual ha

alcanzado su lmite operativo. El mal diseo de las subestaciones de 34.5/13.8 kV de

C.A.D.A.F.E se debe a la inexistencia de normas para tal fin, esto trae como consecuencia que

puedan ocurrir fallas de mayor o menor grado, que puede originar la salida de la subestacin

fuera de servicio; es necesario tomar medidas pertinentes para un funcionamiento ptimo en

los sistemas de distribucin, para que de esta manera la ciudad este abastecida de energaelctrica. Como posible solucin a esta problemtica, C.A.D.A.F.E., empresa encargada de

velar por el abastecimiento de energa elctrica en el pas, se ve en la necesidad de crear la

siguiente propuesta: Normalizacin de las SubEstaciones a 34.5/13.8 kV.

Esta propuesta consiste en disear un prtico en la salida de 13.8 kV, el cual esta constituido

por una barra principal y otra de transferencia, adicionando un reconectador para dicha

transferencia; eliminando as los cortacorrientes, ya que en los diseos existentes, las cargashan sobrepasado los niveles nominales que manejan los fusibles o cortacorrientes en el prtico

de salida de los circuitos en 13.8 kV. Esta dificultad ocurre cuando se realiza el mantenimiento

a los equipos, especialmente a los reconectadores, ya que al momento de realizar pruebas de

ajustes se tiene hacer un puente en el circuito, all se observa que la nica proteccin del

reconectador es dicho fusible; por lo tanto los niveles de seguridad para el despeje de fallas


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por sobrecorriente son pocos confiables, esto a su vez, hace que se pierda la coordinacin de

protecciones en el tiempo que estn all en funcionamiento, asimismo las distancias entre los

secciones de barra con el otro circuito estn muy cerca de manera que no se puede hacer

mantenimiento al reconectador.

1.2. JUSTIFICACIN

La demanda elctrica en las subestaciones a 115 y 34.5 kV., de la Coordinacin de

Transmisin del estado Mrida, ha alcanzado su nivel mximo operativo. Los lmites de

transformacin en las subestaciones a 115 kV son reflejados a travs del factor de utilizacin

de la capacidad instalada. Estos son variados y depende del incremento de la demanda

elctrica en el Estado Mrida. Los factores de Utilizacin varan en 115 kV desde 75% hasta

110% en diferentes pocas del ao, el igualmente los transformadores en 34.5/13.8 kV cuyos

factor de Utilizacin se encuentra en el orden del 80% es por ello, que actualmente la Empresa

CADAFE lleva una serie de planes a medianos y largo plazo en las construccin de sub-

estaciones 34.5/13.8 kV en aquellas poblaciones donde el suministro de energa elctrica es a

travs de circuitos a 13.8 kV desde la subestacin Canagua. En el presente trabajo se propone

un estudio de normalizacin del diseo de las subestaciones 34.5/13.8 kV que permita una

mayor uniformidad, seguridad y una operacin optima de las mismas.

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. Objetivos General: Proponer mejoras en el diseo de las Subestaciones radiales a

34.5/13.8 kV, a partir del estudio de la Subestacin Mucutuy a 34.5/13.8 kV.

1.3.2. Objetivos Especficos: Los objetivos a cumplir en el desarrollo del trabajo de gradoson:

Revisar las diferentes normas de C.A.D.A.F.E aplicadas al diseo y la construccin de

las Subestaciones radiales a 34.5/13.8 kV.


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Proponer un sistema ptimo de operacin de la Subestaciones: Mucutuy y Villa

libertad a 34.5/13.8 kV.

1.4. REA DE LA INVESTIGACIN

El rea de la investigacin trata de laPropuesta de Normalizacin de las Subestacionesa 34.5/13.8 kVtipo Radial I y tiene como propsito lograr el mejoramiento de la calidad de

servicio tanto en confiabilidad, operacin y flexibilidad en el suministro de energa elctrica

de la ciudad de Mrida.

1.5. TIPO DE INVESTIGACIN

La investigacin tuvo carcter de propuesta factible, debido a que contribuye a la solucin

de un problema para satisfacer la necesidad de la Empresa de Suministro Elctrico

C.A.D.A.F.E. Adems de esto, ofrecer mayor calidad de servicio y asegurar la factibilidad de

cubrir la demanda futura de la ciudad de Mrida.

La elaboracin de la propuesta se sustenta en un modelo operativo funcional factible, para

resolver problemas o situaciones planteadas o satisfacer las necesidades de una institucin,

empresa o grupo social, ello permite el permite el conocimiento ms a fondo de problema por

parte del investigador y puede manejarlos datos con ms seguridad, y de esta manera soportar

diseos exploratorios, descriptivos, experimentales y predictivos.

Tambin, se considera una investigacin de campo, ya que esta se realiz en el propio sitio

donde se encuentra el objeto de estudio. Adems, dicho estudio asumi un carcter descriptivo

y explicativo, debido a que se han tomado los datos de inters de la realidad del objeto de

estudio, mediante la observacin y descripcin de la situacin existente.

Tcnicas de Recoleccin de Datos: Permite obtener informacin directa y confiable

mediante la visualizacin de equipos y dispositivos que conforman la subestacin de


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6

distribucin 34.5 kV, las visitas de campo a las Subestacin del Estado Mrida fue con el

propsito de recopilar informacin existente para la elaboracin de la propuesta de

normalizacin que se presentar a la Gerencia Coordinacin de Normalizacin de

C.A.D.A.F.E.

1.6. DELIMITACIN DE LA INVESTIGACIN

El diseo de la subestacin esta delimitado por las normas de C.A.D.A.F.E (Empresa de

energa elctrica del estado venezolano). Entre ellas se tienen, las siguientes:

Normas para la presentacin de proyectos de subestaciones.Normas para construccin de subestaciones Radial I.

Diseo de subestaciones Radiales.

Especificaciones tcnicas de subestaciones Radial I.

Normas de montaje de equipos para subestaciones de transmisin.

Normas de equipos para subestaciones.

Normas de diseos normalizados de proteccin tomos I, II y III.

1.7. DESCRIPCIN DE LA COORDINACIN DE TRANSMISIN

MRIDA I

La Coordinacin de Transmisin Mrida esta dirigida, por el Coordinador de Transmisin,

el cual se encarga de planificar, coordinar, dirigir y controlar todas las actividades de

lineamientos operativos y administrativos del programa de mantenimiento.

Esta coordinacin esta establecida con precisin, el cual cumple con los procesos de

operacin y mantenimiento de las subestaciones y lneas de transmisin del sistema elctrico,

mantenimiento de sistemas de medicin, proteccin y control instalados en las diferentes

subestaciones de produccin y distribucin.


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1.7.1. Objetivo de la Coordinacin: La Coordinacin de Transmisin Mrida tiene por

objetivo la operacin y el mantenimiento de las subestaciones y lneas de transmisin del

sistema elctrico bajo su responsabilidad.

1.7.2. Ubicacin Jerrquica:Se encentra en el segundo nivel como el resto de las unidades

que integran la estructura organizacional de la Empresa, es de tipo funcional ya que cumple y

coordina actividades, especificando la delegacin de autoridad y la responsabilidad, con la

debida supervisin del gerente de la zona.

El Coordinador de Transmisin (Jefe de Zona) es el encargado de regir e impartir los

lineamientos operativos y administrativos del programa anual de mantenimiento. Sus

funciones son:

Dirige, controla, coordina y emite los lineamientos a seguir para la planificacin yelaboracin de los programas de mantenimiento.

Supervisin y operatividad de los equipos de las subestaciones y lneas de transmisinestn bajo su responsabilidad.

Llevar la administracin presupuestaria de la unidad.

1.7.3. Unidad de Operaciones y Mantenimiento: La cual se encarga de evaluar y ejecutar el

programa de mantenimiento de los equipos y lneas de transmisin, adems de velar por las

ptimas condiciones operativas del sistema de transmisin.

En el estado Mrida se encuentran operando actualmente veintitrs (23) Subestaciones

elctricas dependientes de esta empresa, de las cuales seis (6) son denominadas Subestaciones

de Transmisin cuyo nivel de tensin es de 115/13.8 115/34.5 kV; stas son tambin

conocidas con el nombre de subestaciones atendidas por estar supervisadas continuamente por

operadores. Las diecisiete (17) restantes son denominadas Subestaciones de Distribucin (o no

atendidas, por no contar con operadores en las mismas) y cuyo nivel de tensin es de

34,5/13.8 kV.


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Cada una de estas subestaciones est compuesta por una variedad de dispositivos y equipos

de diversos tipos, marcas, modelos y caractersticas a los cuales es menester mantenerlos en

ptimas condiciones de funcionamiento para garantizar as la prestacin del mayor y mejor

servicio posible, teniendo siempre presente los estndares de calidad, rentabilidad y seguridad.

Por esto, se hace necesario reconocer y tener presente los diversos tipos de fallas que pueden

estar afectando o que puedan llegar a afectar en un determinado momento a estos equipos.

Puesto que todos ellos trabajan en forma simultnea y conjunta, surge la necesidad de

tratarlos de manera individual y colectiva a la vez, ya que una interrupcin del servicio en

alguno de ellos debido a la presencia de una falla en el mismo, puede influir notablemente en

el comportamiento de los dems equipos y/o del sistema en general.

Las labores de mantenimiento que la empresa efecta a estos equipos se desarrolla a travs

de una programacin anual, con una frecuencia semestral, es decir que durante el ao ya se

tienen programadas dos (02) jornadas de trabajo que constan principalmente de inspecciones,

ajustes, reemplazo de piezas y pruebas (incluyendo al aceite en aquellos equipos que as lo

ameritan) a cada uno de los equipos que conforman las subestaciones.

En algunos casos la frecuencia de mantenimiento en los equipos depender tambin del

registro que se le lleve a ste en relacin a los ndices de accionamiento o disparo que haya

sufrido en lapsos de tiempo inferiores al semestral. Esta programacin se ha establecido

tomando en cuenta las especificaciones tcnicas de los equipos y la experiencia del personal

tcnico encargado del mantenimiento de las subestaciones; la misma a su vez depender de las

condiciones de funcionamiento que presenten las otras subestaciones, es decir del

mantenimiento correctivo que pudiesen requerir en determinados momentos, lo cual conlleva

al ajuste de la programacin, para luego retomar nuevamente su secuencia.


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9

1.8. COMIT DE NORMALIZACIN DE C.A.D.A.F.E

rgano del Sistema de Normalizacin, encargado en el rea de su competencia, de la

conformacin del Plan y Proyectos de Normas, Procedimientos e Instrucciones de Trabajo, ascomo, el control y seguimiento de la programacin de actividades relativas a la elaboracin o

actualizacin de los mismos.

1.8.1. Objetivo del Comit de Normalizacin de C.A.D.A.F.E:El objetivo de primordial es

de optimizar la calidad, productiva y eficiencia de la Gestin de Normalizacin en la

Organizacin a fin de preprala para acometer los retos que impone los cambios en el entorno.

1.8.2. Principales Funciones del Comits de Normalizacin

Revisar y conformar el Plan Anual de Normalizacin de su rea de Gestin.

Prestar asesora a la Gerencia de Normas y Aseguramiento de la Calidad.

Revisar y hacer seguimiento peridico al avance en la ejecucin del Plan Anual de

Normalizacin de su rea de Gestin.

Validar la designacin de los integrantes que conformen los Grupos de Trabajo.Apoyar las estrategias parea lograr los objetivos en materia de Normalizacin, en

concordancia con los objetivos de la Organizacin.

1.8.3. Coordinador de Grupo de Trabajo: Trabajador con conocimiento de la materia,

designado temporalmente por la Unidad Responsable del rea de Gestin para realizar las

actividades de coordinacin, control y seguimiento para la elaboracin o actualizacin de una

Norma, Procedimiento o Instruccin deTrabajo.

1.8.4. Grupo de Trabajo: Equipo de trabajo conformado por personal interno con

conocimiento de la materia, designado temporalmente por los niveles jerrquicos


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10

correspondientes, para realizar propuestas o actualizaciones de Normas, Procedimientos o

Instrucciones de Trabajo, de acuerdo con los programas y prioridades establecidos por cada

rea.

1.8.5. Procedimiento de Normalizacin (Sosa N, 2007)

Planificacin.

Elaboracin.

Aprobacin.

Divulgacin.

Revisin.

Planificacin:Formulacin de Plan Anual de Normalizacin, en funcin a las necesidades de

documentacin de Normas, Procedimientos e Instrucciones de Trabajo por reas de Gestin.

Elaboracin: Cumplimiento del Plan Anual de Normalizacin, en coordinacin con la

Gerencia de Normas y Aseguramiento de la Calidad, definiendo los cronogramas de ejecucin,

grupos de trabajo y actividades de consulta publica, segn corresponda en cada rea de

gestin.

Aprobacin: Gestin realizada para tramitar la aprobacin de los Proyectos de Normas,

Procedimiento e Instrucciones de Trabajo, antes los niveles establecidos en el Sistema de

Normalizacin.

Divulgacin: Coordinacin de acciones para la difusin, al personal de las Normas,

Procedimientos e Instrucciones de Trabajo aprobadas y debidamente publicadas por la

Gerencia de Normas y Aseguramiento de la Calidad.


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Revisin: Evaluacin de la aplicada de las Normas, Procedimientos e Instrucciones de

Trabajo, a fin de mejorarlos peridicamente o derogarlos, si se verifica la no aplicabilidad.

Contribuye a la mejora continua, enmarcado en la gestin de calidad de la Organizacin .


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SubEstaciones Tipo Radial

Radial II.

Radial I.

SubEstaciones Tipo Nodal

Nodal III.

Nodal II (115 kV).

Nodal I (230KV).

Nodal 400 kV.

2.2.1. SubEstacin Radial: Es una subestacin con una sola llegada de Lnea 115 34,5 kV

un Transformador Reductor a las tensiones de 34, 5 y 13,8 kV. En estas Subestaciones el flujo

de energa es un solo sentido (Figura 2.1) (C.A.D.A.F.E 2000).

115/34.5 KV115/13.8 KV

115/13.8 KV

Barra de 115 KV

Figura 2.1. Representacin Grfica SubEstacin Radial (C.A.D.A.F.E 2000)

2.2.2. SubEstacin Radial II: Es una Subestacin con un Transformador Reductor de

Tensin, desde 34.5 kV a 13.8 kV (Figura 2.2.), (C.A.D.A.F.E 2000).


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Figura 2.2. Diagrama Unifilar SubEstacin Radial II (C.A.D.A.F.E 2000)

Especificaciones Tcnicas Normalizadas

Partes SubEstacin Radial II Tensin de 34.5 kV

Barra de 34.5 kV con capacidad para 300 A.

Mximo nmero de llegadas de lnea 34.5 kV : 1.

Mximo nmero de Salidas de Lnea 34.5 kV: 1.

Mximo nmero de llegadas de Transformadores a Barra 34.5/13.8 kV: 2.

Conmutador del Mando de Reconectadores/Disyuntores: Local.

Conmutador del Mando de Seccionadores: Manual.

Partes SubEstacin Radial II Tensin de 13.8 kV

Barra de 13.8 kV capacidad para 600 A.

Mximo nmero de Tramos de 13.8 kV: 14.

Mximo nmero de Salidas de 13.8 kV: 10.


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Mximo nmero de llegadas de Transformadores a Barras de 13.8 kV: 2.

Mximo nmero de Transformadores de Servicios Auxiliares: 2.

Conmutador del Mando de Disyuntores y Reconectadores: Local. Conmutador

del Mando de Seccionadores: Con Prtiga.

Equipos de Proteccin: Localizados en gabinetes tipo intemperie, individuales para

cada tramo.

Servicios Auxiliares

Corriente Continua: Son de 110 V nominales, con una tensin mnima de 88 V,

obtenida por bateras alcalinas de Nquel-Cadmio. Poseen un gabinete para

alojar el banco de bateras y su cargador.

Corriente Alterna: Son de 208-120 V, suministrados a travs de tres (3)

transformadores monofsicos de 5 KVA cada uno.

2.2.3. SubEstacin Radial I: Es una Subestacin con Transformadores Reductores a las

Tensiones, de 34.5 kV a 13.8 kV y eventualmente a 24 kV (Figura 2.3.), (C.A.D.A.F.E 2000).

Figura 2.3. Diagrama Unifilar SubEstacin Radial I (C.A.D.A.F.E 2000)


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Partes SubEstacin Radial I Tensiones de 115 kV

: 1.

a Barra 115 kV: 4.

Barra de 115 kV con capacidad para 400 A.

Mximo nmero de llegadas de lnea 115 kV

Mximo nmero de Salidas de Lnea 115 kV: 1.

Mximo nmero de llegadas de Transformadores

Conmutador del Mando de Disyuntores: Local-Remoto.


Par

tipo Intemperie en capacidad para

imo nmero de Tramo de 34.5 kV : 8.

V: 6.

a Barra 34.5 kV: 2.

tes SubEstacin Radial I Tensiones de 34.5 kV

Barra seccionada con Equipos de Maniobra

600 A

Mx

Mximo nmero de Salidas de Lnea 34.5 k

Mximo nmero de llegadas de Transformadores



Par

n Celdas Metlicas o Intemperie.

13.8 kV: 17.

res a Barras de 13.8 kV: 2.

madores de Servicios Auxiliares: 2.

tes SubEstacin Radial I Tensin de 13.8 kV

Barra Principal con capacidad de 1200 A e

Barra de Transferencia con capacidad de 600 A soportada en el Prtico de

Salidas de Lneas de 13.8 kV

Mximo nmero de Tramos de


Mximo nmero de llegadas de Transformado

Mximo nmero de Acoplamiento de Barras: 1.

Tramo de Transferencia: 1.

Mximo nmero de Transfor Conmutador del Mando de Disyuntores Local-Remoto.


Par lmente dos (2) Salidas detes SubEstacin Radial I Tensiones de 24 kV: Eventua

Lneas de 24 kV.


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Equipos de Proteccin

Tensiones 115 y 34.5 kV: Localizados en gabinetes tipo Intemperie

Individuales para cada tramo.

Tensiones 13.8 kV:Localizados en Celdas Metlicas.


Corriente Continua:Son de 110 V nominales, con una tensin mnima de 88 V,

obtenida por bateras alcalinas de Nkel-Cadmio, ubicadas en un armario

metlico al lado de las celdas de 13.8 kV.

Corriente Alterna: Son de 208-120 V, suministrados a travs de tres (3)


Caseta de Comunicaciones: En la cual hay una sala para alojar equipos de alta

frecuencia y otras bateras y depsito.

2.2.4. SubEstacin Nodal: Es aquella Subestacin que, interconectada con otra, conforma un

anillo en el Sistema de Transmisin y, en el cual, el flujo de energa puede ser en uno u otro

sentido, dependiendo de las condiciones del Sistema (Figura 2.4.),(C.A.D.A.F.E 2000).

230/115 KV 230/115 KV

Figura 2.4. Representacin Grfica SubEstacin Nodal (C.A.D.A.F.E 2000)


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2.2.5. SubEstacin Nodal III: Es una SubEstacin con Transformadores Reductores a las

Tensiones de 34,5, 13.8 y eventualmente, a 24 kV (Figura 2.5), (C.A.D.A.F.E 2000).

Figura 2.5. Diagrama Unifilar SubEstacin Nodal III (C.A.D.A.F.E 2000)


Partes SubEstacin Nodal III Tensin de 115 kV

Barra de 115 kV con capacidad para 600 A.

Mximo nmero de llegadas de Transformadores a Barra de 115 kV : 4.

Mximo nmero de Salidas de Lnea 115 kV: 2. Conmutador del Mando de Disyuntores: Local-Remoto y con posibilidad de

Telemando.


Partes SubEstacin Nodal III Tensin de 34.5 kV


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Una Barra seccionada con Equipos de Maniobra tipo Intemperie en capacidad

para 600 A

Mximo nmero de Tramo de 34.5 kV : 8.


Mximo nmero de llegadas de Transformadores a Barra 34.5 kV: 2.



Corriente Alterna: Son de 208-120 V, suministrados a travs de dos (2)


Partes SubEstacin Nodal III Tensin de 13.8 kV

Barra Principal con capacidad de 1200 A en Celdas Metlicas.

Barra de Transferencia con capacidad de 600 A, soportada en el Prtico de

Salidas de Lneas de 13.8 kV





Tramo de Transferencia: 1.

Salida de Transformador Elevador: 1.

Tramo para Servicios Auxiliares: 2.

Conmutador del Mando de Disyuntores Local-Remoto.



Tensin 115 kV: Localizado en la Sala de Mando.

Tensin 34.5 kV: Localizados en gabinete tipo Intemperie, individuales para

cada tramo.Tensin 13.8 kV: Localizado en las Celda Metlicas.


Corriente Continua: Son de 110 V nominales, con una tensin mnima de 88

V, obtenida por bateras de plomo cido.


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Corriente Alterna: Suministrados a travs de dos (2) transformadores 75 KVA

cada uno. Conectado en -Y (208/120 V).

Casa de Mando: En la cual existe una sala para alojar equipos de alta frecuencia, una

sala para bateras, depsito y una sala de mando.

2.2.6. SubEstacin Nodal II (115 kV):Es una Subestacin con Transformadores Reductores a

las Tensiones de 34,5, 13.8 (Figura 2.6.), (C.A.D.A.F.E 2000).

Figura 2.6. Diagrama Unifilar SubEstacin Nodal II (115 kV) (C.A.D.A.F.E 2000)


Partes SubEstacin Nodal II Tensin de 115 kV

Barra Principal y de Transferencia, con capacidad cada una para 600 A.

Mximo nmero de Tramos de 115 kV : 9.


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Mximo nmero de Salidas del Transformadores: 3.

Tramo de Transferencia 115 kV: 1.

Conmutador del Mando de Disyuntores: Local-Remoto desde la Sala de

Mando.


Partes SubEstacin Nodal II Tensin de 34.5 kV

Barra Principal y de Transferencia, con capacidad cada una para 600 A.

Mximo nmero de Tramos de 34.5 kV : 8.


Mximo nmero de llegadas de Transformador a Barra de 34.5 kV: 2.

Conmutador del Mando de Disyuntores: Local-Remoto desde la Sala de

Mando.


Partes SubEstacin Nodal II Tensin de 13.8 kV


Barra de Transferencia con capacidad para 600 A, soportada en el Prtico de

Salida.





Disyuntor de Transferencia: 1.

Tramo para Servicios Auxiliares: 2.

Conmutador del Mando de Disyuntores Local-Remoto desde la Sala de Mando.

Conmutador del Mando de de Seccionadores: Manual.Equipos de Proteccin

Tensin 115 kV: Localizado en la Casa de Mando.

Tensin 34.5 kV: Localizados en gabinetes Intemperie, individuales para cada

tramo.


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Tensin 13.8 kV: Localizado en las Celda Metlicas.



obtenida por bateras estacionarias de plomo cido.

Corriente Alterna: Son de 208-120 V, suministrados a travs de dos (2)

transformadores 150 KVA cada uno.

Casa de Mando: En la cual existe una sala para alojar equipos de alta frecuencia, sala

para bateras, sala para servicios auxiliares y las instalaciones sanitarias.

2.2.7. SubEstacin Nodal I (230 kV): Es una SubEstacin a 230 y 115 kV con

Autotransformadores 230/115 kV y Transformadores Reductores a las Tensiones de 115 a34,5 y 13.8 kV (Figura 2.7.), (C.A.D.A.F.E 2000).

Figura 2.7. Mmico General de laSubEstacin Nodal I (230 kV)(C.A.D.A.F.E 2000)


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Partes SubEstacin Nodal I Tensin de 230 kV

Barra Principal y de Transferencia, con capacidad de 1200 y 600 A

respectivamente.

Mximo nmero de Tramos de 230 kV : 8.


Mximo nmero de Salidas de autotransformador: 2.


Conmutador del Mando de Disyuntores: Local-Remoto desde la Casa de

Mando y Telemando.


Partes SubEstacin Nodal I Tensin de 115 kV

Barra Principal y de Transferencia, con capacidad de 1200 y 600 A

respectivamente.

Mximo nmero de Tramos de 115 kV: 12.


Mximo nmero de Salidas del autotransformadores: 2.

Mximo nmero de Salidas del Transformadores: 3.


Conmutador del Mando de Disyuntores: Local-Remoto desde la Casa de

Mando y Punto de Telemando.


Partes SubEstacin Nodal I Tensin de 34.5 kV

Barra seccionada con equipos de maniobra tipo Intemperie con capacidad para

600 A.

Mximo nmero de Tramos de 34.5 kV : 8. Mximo nmero de Salidas de Lnea 34.5 kV: 6.

Mximo nmero de llegadas de Transformador a Barra de 34.5 kV: 2.

Conmutador del Mando de Disyuntores: Local.


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Conmutador del Mando de Seccionadores: Manual: El diseo de la

SubEstacin permite instalar, si es necesario, un tercer modulo de 34.5 kV con

una llegada de transformador subterrneo y tres salidas de lnea area.

Partes SubEstacin Nodal I Tensin de 13.8 kV


Barra de Transferencia con capacidad para 600 A, soportada en el Prtico de

Salida.



Mximo nmero de llegadas a Barras 13.8 kV: 1.

Mximo nmero de Acoplamiento de Barras de 13.8 kV: 2.

Disyuntor de Transferencia: 1.

Conmutador del Mando de Disyuntores Local.



Tensin 115 kV: Localizado en la Casa de Mando.

Tensin 34.5 kV: Localizados en gabinetes Intemperie, individuales para cada

tramo.

Tensin 13.8 kV: Localizado en las Celda Metlicas.



obtenida por bateras estacionarias de plomo cido.

Corriente Alterna: Las alternativas de alimentacin son las siguientes:

Terciario de Autotransformador.Sino existe Barra de 34.5 y 13.8 kV, se utilizar una fuente externa (lnea de

34.5 13.8). La barra de 440 V permite conectar circuitos de fuerza y, al

mismo alimentar a dos (2) transformadores de 440/208-120 V, 150KVA

cada uno, para servicios internos y de alumbrado.


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Casa de Mando: En la cual existe una sala de mando sala para alojar equipos de alta

frecuencia, sala para bateras, sala para servicios auxiliares y las instalaciones

sanitarias.

2.2.8. SubEstacin Nodal 400KV: Es una SubEstacin con Autotransformadores

400/230/34.5 kV con esquema de Barra Doble con Disyuntor y medio (1 1/2) (Figura 2.8),

(C.A.D.A.F.E 2000).

Figura 2.8. Mmico General de laSubEstacin Nodal 400KV (C.A.D.A.F.E 2000)


Partes SubEstacin Nodal Tensin de 400 kV

Dos Barras con capacidad de 2660 A.


Mximo nmero de llegadas de Autotransformadores a Barra de 400 kV: 6

Mximo nmero de Salidas de 400 kV: 12.


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Conmutador del Mando de Disyuntores: loca, Remoto y por Telemando.

Conmutador del Mando de Seccionadores: Local-Remoto.

Partes SubEstacin Nodal Tensin de 230 kV

Dos Barras con capacidad de 2660 A.


Mximo nmero de llegadas de Autotransformadores a Barra de 230 kV: 4.

Mximo nmero de Salidas de 230 kV: 10.

Conmutador del Mando de Disyuntores: loca, Remoto y por Telemando.

Conmutador del Mando de Seccionadores: Local-Remoto.

Equipos de Proteccin: Localizados en Salas de Reles por nivel de tensin.



obtenida por bateras de Plomo Acido (500 A-H) y dos Rectificadores

alimentados en 480 V-AC con capacidad para 100 A cada uno.

Corriente Alterna: Comprende:

Dos Transformadores 34.5/480 V, con capacidad de 1000 KVA cada uno.

Dos Transformadores 480/208-120 V, con capacidad de 150 KVA cada

uno.Una planta de emergencia con capacidad para 500 KVA.

Nota: la palabra tramosignifica el recorrido interno de la subestacin por ejemplo; el tramo

de los servicios auxiliares, el tramo del banco de condensador o el tramo del disyuntor etc.

2.2.9. Lectura de Diagramas Unifilares: Recomendaciones para realizar la lectura de

Diagrama Unifilares

Conocer el significado de la simbologa de los equipos, utilizada en los Diagramas

Unifilares (Tabla2.1).

Localizar los Transformadores de Potencia y sus relaciones, para identificar los niveles

de tensin.


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Identificar las Barras Principales y de Transferencia por cada nivel de tensin.

Identificar loa diferentes tramos de alta y baja tensin

Tabla2.1 Simbologa de los Diagramas Unifilares (C.A.D.A.F.E 2000)

2.3. SISTEMA DE DISTRIBUCIN

El sistema elctrico en una empresa de SERVICIO ELECTRICO, se divide

generalmente en tres (3) segmentos: GENERACION, TRASMISION Y DISTRIBUCION,


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existiendo un cuarto segmento SUB-TRASMISION, el cual puede ser considerado un

subsegmento de transmisin, o de distribucin, dependiendo de la empresa elctrica.

El sistema de distribucin se divide en tres (3) componentes:

Subestacin de Distribucin.

Circuitos (red) primarios de distribucin.

Circuitos (red) secundarios de distribucin.

2.4. SUBESTACIN DE DISTRIBUCIN

Estas estn constituidas por un nmero casi infinito de diseos basado en consideraciones

tales como:

Densidad de carga.

Voltaje de alimentacin (at).

Voltaje de salida (bt).

Disponibilidad del terreno.

Requerimientos de confiabilidad.

Crecimiento futuro de la carga.

Cada de voltaje.

Condiciones de emergencia.

Por ejemplo el voltaje del lado alta tensin puede ser 30 kV, 34.5 kV, 69 kV, y 115 kV.

debido a que este nivel de voltaje es suficien

Costo y prdidas.

En pases muy industrializados, el voltaje del lado mas utilizado de AT es 115 13.8 kV,

temente bajo como para las relativamente altas

demandas de energa y suficientemente bajo como para reducir costos asociados con las

grandes dimensiones de los equipos (C.A.D.A.F.E 2000).


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29

En los sistemas de distribucin de C.A.D.A.F.E estn normalizados por consideraciones

tcnicas y subestaciones con las siguientes caractersticas:

Tensiones normalizadas 34.5/13.8 kV.

Capacidad mxima del transformador: 10MVA.

Numero de salidas 13.8 kV: 4.

Operacin automtica (sin operados).

Sistema de alimentacin normalmente radial.

rea 40x40 m. Aproximadamente.

Regulacin de voltaje en vaci no automtica.

Todos los equipos de uso exterior.

Diseado originalmente para uso rural, actualmente son utilizados en centros poblados

y zonas industriales.

Estas Subestaciones son denominadas de Distribucin. Las cuales son atendidas

actualmente, por personal de las diferentes unidades de operacin y mantenimiento de cada

una de las zonas a escalas nacional.

2.5. LOCALIZACIN Y CENTRO DE CARGA

El punto de partida para la localizacin de una subestacin se deriva de un estudio de

planeacin, a partir del cual se localiza, con la mayor aproximacin al centro de carga de la

regin que se necesita alimentar, sin embargo, existen ciertas limitaciones como lo son:

Acceso de lneas de transmisin, costo de terreno, distancia de la subestacin al centro de

carga de su rea de influencia, gastos de las prdidas de energa en alimentadores primarios,

etc. Adicionalmente a esto se debe realizar un estudio de los factores ambientales que se

presentan en la zona de construccin, estos se enuncian a continuacin.

2.5.1. Datos Climatolgicos:

Temperatura mxima y mnima.

Velocidad mxima del viento.


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30

Altura sobre el nivel del mar.

Nivel ssmico.

Nivel pluviomtrico.

.5.2. Datos del Terreno:2

Resistencia mecnica.

Nivel de aguas freticas.

Resistividad del terreno.

2.6. CAPACIDAD

a capacidad de una subestacin se fija, considerando la demanda actual de la zona en

KV

2.6.1. Criterio de Capacidad Firme: La capacidad de transformacin de una subestacin de

(2.1)

onde:

cidad nominal de cada transformador.

la subestacin.

L

A, ms el incremento en el crecimiento, obtenido por extrapolacin a mediano y largo

plazo, previendo el espacio necesario para las futuras ampliaciones.

distribucin, debe ser tal que con el transformador de mayor capacidad fuera de servicio, an

sea posible alimentar la totalidad de la demanda. De acuerdo a las normas ANSI C-57.92 del

ao 1962, un transformador de potencia a una temperatura ambiente de 35 C, sometida a una

carga previa al pico de demanda del 70% de su capacidad de placa y una duracin del pico de

carga de 8 horas al 130% de su capacidad nominal, sufre una prdida de vida del 1%. De

acuerdo a esto la capacidad firme de una subestacin, con todos sus transformadores idnticos

y con posibilidades de transferencia de barras es:

CF = 1,3 x (NT 1)xP

D

P = Capa

Nt = Nmero de unidades de transformacin de

CF = Capacidad firme de la subestacin.


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31

2.6 ontribuir a la identificacin de los equipos del

sistema elctrico C.A.D.A.F.E establece las siguientes normas (C.A.D.A.F.E 2000):

.2.Nomenclatura y Simbologa: Para c

Norma C.A.D.A.F.E Procedimiento y estndares para la elaboracin de planos, en

donde se presentan un conjunto de representaciones grficas simplificadas de los

equipos elctricos de una subestacin, la cual es utilizada en los planos

electromecnicos y elctricos de control de un sistema elctrico de C.A.D.A.F.E.

les a

2.7. D

acin es el resultado de conectar en forma simblica y a

travs de un solo hilo todo el equipo mayor que forma parte de la instalacin, considerando la

sec

iagrama unifilar de una subestacin depende de las caractersticas

especficas de cada sistema elctrico y de la funcin que realiza dicha subestacin en el

sist

y

econmico de una instalacin, son los siguientes:

Norma C.A.D.A.F.E Cod. 281-88 Presentacin de proyectos de Subestaciones de

transmisin. Nomenclatura de equipos, la cual establece los criterios genera

aplicar en la nomenclatura y sistema de numeracin de los equipos de alta tensin en

las Subestaciones de C.A.D.A.F.E.

IAGRAMA UNIFILAR

El diagrama unifilar de una subest

uencia de operacin de cada uno de los circuitos. El diseo de una instalacin elctrica

tiene su origen en el diagrama unifilar correspondiente, que resulta del estudio de las

necesidades de carga de la zona en el presente y con proyeccin a un futuro de mediano plazo

(C.A.D.A.F.E. 2000).

La eleccin del d

ema. El diagrama de conexiones que se adopte, determina en gran parte el costo de la

instalacin. Este depende de la cantidad de equipo considerado en el diagrama lo que a su vez

repercute en la adquisicin de mayor rea de terreno y, finalmente en un costo total mayor.

Los criterios que se utilizan para seleccionar el diagrama unifilar ms adecuado

Continuidad de servicio.

Versatilidad de operacin.


45/103

32

Facilidad de mantenimiento de los equipos.

Cantidad y costo del equipo elctrico.

2.8. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

acin es diseado a fin de garantizar las

ximas condiciones de seguridad del personal que opera las Subestaciones y los equipos

inst

tegran este Sistema:

El sistema de Puesta a Tierra de una subest

m

alados en la misma.

2.8.1. Elementos que In

Malla de Tierra: Formado por conductores y barras enterradas a una profundidad

adecuada y cuya configuracin es la de una retcula.

Cable de Guarda:Tiene como funcin proteger a la subestacin contra impacto directo

de descargas atmosfricas.

2.8.2. Nivel de Aislamiento: En una subestacin, una vez determinada la tensin nominal deoperacin, se fija el nivel de aislamiento que, en forma directa, fija la resistencia de

amiento de una

stalacin elctrica, al ordenamiento de los niveles de aislamiento de los diferentes equipos,

e aislamiento de una instalacin elctrica, comprende la seleccin de la

gidez dielctrica de los equipos y su aplicacin en relacin con las tensiones que pueden

aparecer en el sistema donde se van a utilizar dichos equipos, tomando en cuenta las

Puesta a Tierra: Se refiere a las conexiones necesarias entre la malla de tierra y los

equipos.

aislamiento que debe tener un equipo elctrico, para soportar sobretensiones.

2.8.3. Coordinacin de Aislamiento: Se denomina coordinacin de aisl

in

de tal manera que al presentarse una onda de sobretensin, sta se descargue a travs del

elemento adecuado, que es el explosor del pararrayos, sin producir arqueos ni daos a losequipos adyacentes.

La coordinacin d

ri


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33

car

cin, sin que

xista riesgo para sus vidas y con un mnimo de operaciones durante las maniobras de trabajo.

dh = df t + 1,75 (2.2)

(2.3)

Donde:

dh = Distancia horizontal e respetarse en todas las zonas de circulac

dv = Distancia vertical en metros que debe respetarse en todas las zonas de circulacin y

be ser menor de tres metros.

actersticas de los equipos de proteccin disponibles, es decir establecer una correlacin

entre los esfuerzos dielctricos aplicados y los esfuerzos dielctricos resistentes.

2.8.4. Distancias de Seguridad:Las distancias mnimas de seguridad son los espacios libresque permiten circular y efectuar maniobras al personal dentro de una subesta

e

En las zonas de circulacin de personal se deben garantizar dos distancias, una horizontal y

una vertical. La horizontal (dh) determina la distancia entre equipos en sentido horizontal y la

vertical (dv) determina la altura mnima desde el suelo a las partes vivas (C.A.D.A.F.E 2000).

Estas distancias de seguridad se pueden expresar con las siguientes relaciones

dv = df t + 2,25

n metros que debe in.

nunca deDf t = Distancia mnima de fase a tierra correspondiente al BIL de la zona.

175cm

22

5cm

175 cm

125cm

Figura 2.9.Distancias de Seguridad (C.A.D.A.F.E 2000)


47/103

CAPTULO III

DESCRIPCIN DE LOS EQUIPOS DE UNA S/E

RADIAL I A 34.5/13.8 kV

En este captulo se har una descripcin previa de todos los equipos existentes en una

Subestacin 34.5/13.8 kV, y el mantenimiento anual que se realiza en la Coordinacin de

Trasmisin del Estado Mrida en la figura 3.1 se observa la subestacin Villas Libertad.

Figura 3.1. S/E Villas Libertad 34.5/13.8 kV


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35

3.1. DIAGRAMA UNIFILAR

El diagrama unifilar de la subestacin de Villa libertad se muestra a continuacin.

4/0 Arvidal

Fus. K1 A34.5 KV

3x5 KVA

I

100-200/5 A

B-113

HORIZONTREL PANACEASERIAL: 90056601/01/02

B 110

B-114

BY-PASSB112

CAIVETV= 34.5/13.8 KV

S= 10 MVADYN 5Z= 6.88 - 6.72 6.45In (AT) = 167 AIn (BT) = 418 A27 TAP AUTOMSERIAL: 36002 063

D-182100-200/5 A

D-183

D-184

13800/100-110 V2 TP

D-104

BY-PASS

D-102 R

D-103

Fus. K100 A

Circuito 1Villas Libertad

12 KV

KFB= 200 A2A-1BRT: 10 A

D-105

D-204

BY-PASS

D-202 R

D-203

Fus. K100 A

Circuito 2San Juan

12 KV

KF-EB= 200 A2A-1BRT: 50 A

D-205

D-304

BY-PASS

D-302 R

D-303

Fus. K100 A

Circuito 3Makro

12 KV

HORIZON200/30 A

D-305

D-404

BY-PASS

D-402

D-403

Fus. K100 A

CircuitoReserva

12 KV

Figura 3.2. Diagrama Unifilar S/E Villas Libertad 34.5/13.8 kV

3.2. TRANSFORMADOR DE POTENCIA

El elemento principal en una subestacin (tanto de Distribucin como de Transmisin) esel TRANSFORMADOR DE POTENCIA.

El transformador es una mquina elctricaque permite aumentar o disminuir el nivel de

tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia y lapotencia,
http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica


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en nuestro caso se reduce la tensin de Sub-transmisin de 34.5 kV a la de Distribucin de

13.8 kV. Este es el equipo ms importante en cualquier subestacin, bien sea de Distribucin o

transmisin, por tal motivo es el que se detallara en la figura 3.4 se muestra las partes de las

subestacin.

TANQUE DE EXPANSIN

BUSHING DE ALTA

BUSHING DE BAJA

SISTEMA REFRIGERACIN

RADIADORES

CUBA DEL

TRANSFORMADOR

INDICADOR DEL NIVEL DE

ACEITE

Figura3.3. Partes Transformador de Potencia de Tipo CAIVET

3.2.1. Funcin Principal: Suministrar la Energa Elctrica a voltajes de Transmisin,Distribucin o tambin suministrar la Energa a Voltajes de consumo o utilizacin.

3.2.2. Componentes Bsicos: A continuacin se definirn las partes internas del

Transformador de Potencia:

3.2.3. Ncleo: Es la estructura de hierro laminado sobre la cual estn montados los devanados

primario y secundario. Su funcin es permitir el paso del flujo magntico (creado por el

primario) para concatenar el secundario. Su construccin exige un material que sea buen

conductor de dicho flujo (minimizar corriente de excitacin o vaco).

3.2.4. Bobinas:Arrollado de un determinado nmero de espiras hechas con cobre o aluminio.

Generalmente existe un primario que recibe la energa a un determinado potencial y un


50/103

37

secundario que la entrega a otro potencial. En toda bobina el aislamiento slido es crtico y se

distinguen dos tipos:

3.2.5. Aislamiento Principal: Que consiste en papel, barniz, etc. y que separa una espiraelctricamente de la otra adyacente.

3.2.6. Aislamiento Secundario: Generalmente de papel, cartn, fibra de vidrio, madera y que

separa toda la bobina del ncleo, de la cuba, de bobinas de otra fase y la de alta tensin de la

da baja tensin.

3.3. PARTES DE UN TRANSFORMADOR DE POTENCIA

3.3.1. Sistema de Regulacin (Conmutador): Es un dispositivo que permite mantener

constante la tensin de salida. La conmutacin solo se debe hacer con el Transformador

desenergizado. Las fallas ms comunes se presentan son por falso contacto entre los polos

fijos y mviles, las cuales en principio pueden ser detectadas por cromatografa de gases

(puntos calientes) o por medicin de resistencia hmica de devanado.

3.3.2. Aislamiento Slido:Desde el punto de vista operativo se le llama aislamiento slido

todo aquello que no es el aceite o el aire y comprende derivados de papel llamados Celulosa.

3.3.3. Aislamiento Lquido: Provee rigidez dielctrica, Refrigerador / Transferidor de calor.

Preserva el ncleo y partes metlicas y minimiza el contenido de oxigeno en la celulosa (evita

formacin de sedimentacin).

3.3.4. Cuba o Tanque principal: Contiene el aceite dielctrico (el cual sirve como aislamiento

y refrigerante), arrollamiento primarios y secundario, el ncleo, el intercambiador de tomas

(construido de lamina de hierro soldado y tapa atornillada con su sellos de goma), las vlvulas,


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38

los ganchos de sujecin, las bridas, las placas de apoyo para gatos y radiadores para la

refrigeracin del transformador. El tanque est tratado con pintura anticorrosiva.

Figura 3.4. Tanque Principal S/E Villas Libertad

3.3.5. Tanque de Expansin o Conservador de Aceite: Compensa las variaciones de nivel de

aceite en el Transformador por cambios de Temperatura. Cuando el aceite del Transformador

se calienta, se dilata, es decir aumenta de volumen, si no existe un espacio suficiente para este

aumento, se producirn presiones internas que daaran al aparato. Hoy en da su uso se limita

en unidades de 5 MVA en adelante. Permite grandes dilataciones volumtricas del aceite a lavez que hace posible la instalacin de Rel Buchholz. El tanque conservador requiere de un

respiradero va slica gel, cuyo color azulado indica que est en buenas condiciones; si se

torna rosado es seal que est vencido. El tanque de expansin cumple tres funciones

especficas

Mantener el nivel de aceite.

Evitar el envejecimiento del aceite.

Impedir la absorcin de humedad.


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39

TANQUE DE EXPANSIN

REL DE BUCHHOLZ

Figura 3.5. Tanque de Expansin S/E Villas Libertad

3.3.6. Accesorios del Transformador

Depsito de Slica-Gel. La slica debe ser tratada o cambiada cuando se

presente una coloracin rosada.Indicador de nivel de aceite, pudiendo ser del tipo magntico o tubo de cristal.

Vlvulas de llenado o vaciado.

Filtros.

Bushing de entrada y salida.

Gabinete con reles de sealizacin.

INDICADOR DE

TEMPERATURA DE ACEITE

INDICADOR DE TEMPERATURA

DE DEVANADO

SISTEMA DE REGULACIN(CAMBIADOR DE TAP)

DESHIDRATADOR O

DEPSITO DE SILICA - GEL

EJE DEL CAMBIAR DE TAP

Fig3.6. Indicadores de Temperatura, Devanado, RegulacinS/E Villas Libertad


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40

3.4. PLACA CARACTERSTICA

Fabricante.

Serial.

Capacidad nominal.

Tensin y corriente nominal A.T y B.T.

Grupo vectorial.

Peso.

Cantidad de aceite.

Voltaje intercambiador de tomas (TAP).

Ao de fabricacin.

Figura 3.7. Placa Caracterstica S/E Villas Libertad

3.5. PROTECCIONES INTERNAS DEL TRANSFORMADOR

Los siguientes dispositivos de proteccin que SE indican vienen incluidos con los

transformadores de potencia, siempre y cuando sean solicitados al fabricante.


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41

3.5.1. Rel Buchholz:Escolocado siempre entre la cuba y el tanque de expansin. Consiste

en una trampa de gases. Al presentarse un arco dentro del transformador, se acciona la trampa

de gases los cuales son atrapados por el Rel. Mediante los flotadores se puede controlar el

Rel, es decir, si solo se genera una alarma o se produce el disparo del Rel, en funcin de la

intensidad de la emanacin de los gases.

Las seales de alarma y disparo se ejecutan a travs de contactos, los transformadores de

gran potencia, poseen Rel de sealizacin, y a su vez en caso de disparo la seal es enviada a

la bobina de disparo del disyuntor o interruptor.

Figura 3.8. Rel Buchholz S/E Villas Libertad

3.5.2. Rel Jhensen: Aparato de proteccin para dispositivos de conmutacin. Instalado entre

la cabeza del conmutador y el tanque de expansin. Al producirse un corto-circuito en el

interior del conmutador, se origina un flujo de aceite y gases en la direccin del conservador,

que pasa por la tubera donde esta instalado el Jhensen, la violencia del flujo produce el cierre

de un contacto que ordena la apertura de los disyuntores de A.T y B.T.

3.5.3. Temperatura de Aceite: Cuando un transformador est sometido a una sobrecarga, la

tempera en el mismo sube, siendo detectadas por un termmetro, estos termmetros estn

equipados con contactos de alarma y disparo, que son ajustables con la temperatura.


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42

3.5.4. Imagen Trmica: Con l se registra la temperatura de los arrollados. La misma se hace

mediante la utilizaron de un transformador de corriente ubicado en el Bushing, el cual

alimenta una resistencia de calefaccin, la cual acta como un termmetro. Este dispositivo

presenta una seal de disparo y alarma.

3.5.5. Proteccin de Masa Cuba: Al ocurrir una falla dentro del transformador o en los

Bushing, se genera una corriente que circula de la cuba a la malla de tierra de la S/E, cuando

un transformador esta aislado de la tierra en sus puntos de apoyo por medio de laminas de

baquelita, y el aterramiento del mismo se realiza en un solo punto, ese conductor para el

aterramiento, pasa a travs de un transformador de corriente que registra estas corriente de

falla, haciendo actuar al disyuntor y un Rel de sealizacin.

Fig3.9. Rel de Masa Cuba S/E Villas Libertad

Fig3.10. Sealizacin, Rel, Alarma y Disparos del Transformador de Potencia.


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43

3.5.6. Vlvula de Alivio: Dispositivo que acta como vlvula check para permitir la salida

de gases pero no la entrada. Usado en tanques sellados a fin de evitar deformacin mecnica

de la cuba por sobre presiones internas.

3.5.7. Vlvula de Sobrepresin:Se ubica en la tapa del transformador, tiene como objeto dar

una seal de disparo. Al ocurrir una elevacin de presin dentro del transformador, producto

de una falla interna, en este dispositivo aparece un aviso de color amarillo una vez que acta.

3.5.8. Llaves de Paso y Vlvulas Toma-Muestra:Es conveniente dejar al menos una llave de

paso para drenaje en la parte inferior de la cuba y otra superior para recirculacin de aceite por

medio de equipos auxiliares.

Figura3.11. Llaves de Paso y Vlvulas Toma-Muestra S/E Villas Libertad

3.6. CIRCUITOS PRIMARIOS DE DISTRIBUCIN

ALIMENTADORES DE DISTRIBUCIN

Utilizan niveles de voltaje que puede que pueden ir desde 4130/2400 voltios, hasta 34.500

voltios (voltaje de sub-transmisin), siendo el ms comn el correspondiente a la clase 15 kV.

(13.8 kV). En su gran mayora, estn constituidos por tres fases (sistema trifsico de tres

hilos), aunque en algunos casos, se utiliza un cuarto conductor, el cual representa el neutro que

se conecta peridicamente a tierra (sistema trifsico, cuatro hilos, multiterrado).


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44

Las longitudes de estos circuitos pueden variar de unos cuantos kilmetros, hasta unos (40

50 Km), dependiendo debe nivel de voltaje utilizado. En C.A.D.A.F.E y sus empresas ms

del 90% lo constituyen circuitos (redes areas), aunque en muchos urbanismos modernos,dichos circuitos son construidos subterrneos en especial en las grandes ciudades del pas.

Estos circuitos areos, utilizan estructuras (poste), de concreto, acero y menos frecuentemente

de madera.

3.6.1. Protecciones Elctricas en Distribucin: Los sistemas de distribucin son diseados

usualmente en forma radial, por lo cual es ms sencillo y eficaz el esquema de protecciones,

las ms usadas son: fusibles, reconectadores, seccionadores y disyuntores, estos ltimos

asociados con reles de proteccin de sobrecorriente. La proteccin de un sistema radial, es

coordinada bajo la premisa de que la corriente de falla, disminuye con la distancia desde la

subestacin.

A continuacin, se describen los equipos de proteccin ms usados en redes primarias de

distribucin:

3.6.2. Fusibles: Son los dispositivos de proteccin contra sobrecorriente y cortocircuitos, ms

bsicos y econmicos estos son los ms confiables, prcticamente no requieren mantenimiento

(C.A.D.A.F.E.2000).

3.6.3. Fusibles de expulsin:Utilizan un elemento fusible relativamente corto para detectar la

sobrecorriente y comenzar el arco para interrupcin. Unido a este elemento se encuentra un

tipo de conductor mayor comnmente llamado fusible laminado que conecta el fusible con

el resto del circuito.

Durante una falla el elemento fusible se derrite causando un arco dentro del portafusibles

lo cual crea rpidamente gases de materiales especiales (usualmente fibra) localizados en la

proximidad del elemento fusible. La funcin primordial de estos gases es desionizar y remover


58/103

45

el arco y construir un fuerte dielctrico que extingue el arco y evite el reencendido luego que

la corriente pase por cero (0) siendo luego expulsados dichos gases al exterior del portafusible.

Figura 3.12. Vista de Seccionador/Cortacorriente S/E Villas Libertad

Se recomienda fusibles (costo/beneficio)

Voltajes < 69 kV

Potencias< 5 MVA.

La curva tiempo corriente (TCC) define la caracterstica de un fusible. Esta curva est

constituida por dos curvas:

Fusin mnima, Tiempo en fundirse debido a la corriente.

+ 10% mximo tiempo de fusin.

Tiempo de arco, total despeje se le suma la curva anterior al tiempo del arco,

es decir el tiempo que toma el fusible en interrumpir el circuito despus que se

derrita el elemento.


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46

Figura 3.13. La curva tiempo corriente (TCC) (Delta J. SB C.A 2004)

En la Tabla 3.2 se muestra las curvas de tiempo de los fusibles de distinta casa de fabricante

Tabla3.1. Curvas de Fusibles Publicadas por cada Fabricantes(Delta J. SB C.A 2004)

DescripcinElemento

FusiblePromedio de la relacin de Velocidad

Sistema de Distribucin de hasta 27 kV

Rpido Tipo K6 hasta 8.1 s (normalizado por ANSI para

fusibles rpidos).

Rpido Tipo N6 hasta 11 s (su elemento fusible es similar

al del tipo K).

Lento Tipo T10 hasta 13.1 s (normalizado por ANSI

para fusibles lentos).

Muy lento Tipo H6 hasta 18 s (su capacidad de interrupcin

es elevada).

Muy lento Tipo S15 hasta 20 s (su elemento fusible es de

alta interrupcin).

Lento Tipo C

18 hasta 26 s (las caractersticas tiempo

corriente son similares a la del tipo T de 140 200 A).Sistema de Distribucin de hasta 38 kV

Rpido Tipo EK 6 hasta 8.1 s

Lento TipoET 10 hasta13.1 s

Muy lento Tipo EH 14 hastas 22 s (hig surge fuse link)

Sistema de Potencia de hasta 48,3 kV

Rpido Tipo EF 7.2 hasta 8.2 s

Lento TipoES 12 hasta 20 s


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Los dos criterios bsicos de coordinacin de fusible en un transformador de subestacin de

distribucin son:

Los fusibles de la fuente protegen contra fallas internas del transformador y contra

fallas en la barra secundaria. El reconectador se debe seleccionar para coordinar con el

fusible de tal forma que el fusible no interrumpa el circuito para fallas en el lado de la

carga.

Finalmente el fusible no debe operar en condicin de sobrecargas de corta duracin o

corrientes transitorias que no son dainas al transformador.

3.6.4. Corrientes Transitorias

Rayos.

Corrientes magnetizantes (Inrush).

Carga fra o corrientes de arranque.

3.6.5. Sobrecargas de corta duracin que estn dentro de la capacidad trmica del

transformadorCorriente de arranque carga fra

3 Veces carga completa por 10 segundos.

Inrush

12 veces carga completa por 0.1 segundo.

25 veces carga completa por 0.1 segundo.

3.7. RELES DE PROTECCIN

Es un dispositivo que controla y protegen equipos, mediante el seguimiento a las seales

de variables elctricas que necesitan ser monitoreadas.


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48

Rel de sobrecorriente denominados de tiempo inverso. Mayor corriente ms rpido el

disparo.

Rel diferencial al ocurrir la falla interna del transformador se produce una corriente

diferencial entre entrada y salida que detecta el rel y produce disparo.

Reles de Sobrecorriente es el rel ms simple de rel de proteccin.

Los reles de protecciones se muestran en la Figura 3.18 Tablero de Mando del

Transformador de Potencia

3.7.1. Tipos de Rel:A continuacin:

Instantneo 0.016 seg 0.4 seg.

Retardo de tiempo vara inversamente a la corriente (Temporizados).

Fig3.14. Mltiplo corrientes de arranque.


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49

3.7.2. Reles de Sobrecorriente:

Sensitividad habilidad pata operar cuando sea requerido mnima corriente de falla debe

ser suficiente sensitivo para distinguir una condicin de mnima generacin con

presencia de un cortocircuito.

de su rea protegida.

Selectividad habilidad para diferenciar entre fallas ocurridas en el equipo que el

protege y todas las fallas fuera

3.8. RECONECTADOR (RECLOSERS)

auto contenido que puede detectar e

inte rumpir corrientes de falla y reconectar automticamente un circuito, en un intento por re-

ene

or es muy similar a la de un interruptor (disyuntor) pero con

un mecanismo de reconexin. La diferencia principal entre los dos dispositivos, es que el

rec

Velocidad habilidad para operar en el tiempo requerido.

Reconectador automtico es un dispositivo

r

rgizar el mismo. Es un disyuntor con reles de sobrecorriente, tierra, temporizados autos

contenidos (C.A.D.A.F.E.2000).

La operacin de un reconectad

onectador tiene menos capacidad de interrupcin y el costo es considerablemente menor. Elreconectador utiliza para operar, dos curva referida como instantneo o curva A, es similar

a un rel instantneo. La segunda curva, referida como Retardo de tiempo o curva B

(tambin C, D o E), es usada para retardo de disparo del reconectador y permitiendo que

accione los fusibles bajo condicin de falla permanente.

3.8.1. Curvas del Rel

Recierre exitoso en el primer intento 69%.

Apertura definitiva despus del cuarto intento 25.7%.

Recierre exitoso en el segundo y tercero intento 5% y 1.3%.


63/103

50

Existen dos tipos bsicos de reconectadores Hidrulico y Electrnico, la inteligencia que

per

3.8.2. Reconectadores hidrulicos: Su funcionamiento es el siguiente, al presentarse una

mite a un reconectador detectar sobrecorrientes, seleccionar el tiempo de operacin,

tiempo de disparo, reconexiones y disparo definitivo, es provisto por su control el cual puede

ser: control hidrulico integrado o control electrnico localizado en un gabinete separado.

sobrecorriente, la misma es detectada por una bobina de disparo que esta conectada en serie

con la lnea, momento en el cual se abre para despejar la falla. Los tiempos de retardo se

producen por el mismo aceite del tanque que entra a los mbolos del reconectador.

Para la operacin manual de apertura o cierre, se utiliza una manija amarilla utilizando una

pr

a energa de operacin en caso de fallas a tierra, es obtenida por tres (3) transformadores

de

3.8.3. Reconectadores Electrnicos: Son ms flexibles, fciles de ajustar y precisos. El

l dispositivo de interrupcin puede ser vaco (Mac Graw Edison, KF) o con cmara de

ext

tiga, se puede abrir o cerrar con el reconectador energizado ya que este mecanismo no estargidamente unido al mecanismo de cierre, por lo cual no existe riesgo del operador al cerrar

en presencia de falla.

L

corriente montados en dos bushing del lado de la fuente y un segundo juego de tres (3)

transformadores en paralelo.

control electrnico permite cambios en los retardos de tiempo, niveles de corrientes de

disparo y secuencias de operaciones de reconexin, sin desenergizar el reconectador. Las

corrientes de lnea son detectadas por transformadores de corrientes especiales del propio

reconectador.

E

incin en aceite (RV Mac Graw Edison) usando el mismo aceite dielctrico comoaislamiento. Los reconectadores ms modernos usan SF6 (A.B. Chance).


64/103

51

Figura 3.15. Reconectadores hidrulicos S/E Villas Libertad

3.8.4. Reconectador GVR Comprende un interruptor al vaco y un mecanismo actuadorincorporado dentro de un tanque de aluminio sellado. El tanque se llena con gas SF6, cuya

finalidad es proporcionar aislamiento y un entorno controlado para los componentes elctricos

y mecnicos. Todas las operaciones de apertura y cierre se realizan en el interior de las

botellas al vaco. En consecuencia, no se producirn los productos de descomposicin

generalmente asociados en la formacin de arcos en el gas SF6.

Fig3.16. Reconectador Tipo GVR S/E Cinco guilas


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52

2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

PROTECCIN EN SERVICIO.

2 RECIERRE EN SERVICIO.

3 TIERRA EN SERVICIO.

4 SENSIBILIDAD EN SERVICIO.

5 REMOTO HABILITADO.

6 TRABAJO EN CALIENTE.

7 CAMBIO DE AJUSTE.

8 ENCENDIDO DE LA PANTALLA.

9 CERRAR RECONECTADOR.

10 ABRIR RECONECTADOR.

11 PANTALLA DE SEALIZACIN

DE LOS EVENTOS.

12 CONEXIN PC RS 232.

13 CONTROLES DE MANDO PARA

LOS DIFERENTE TIPOS DE EVENTOS

CON SUS INDICADORES DE CONTROL

.

13

1112

Figura 3.17. Rel de Proteccin Panacea del Reconectador S/E Cinco guilas

VOLTMETRO DE 13.8 KV

AMPERIMETRO DE 13.8 KV

CONMUTADOR VOLTMETRO

Y AMPERIMETRO EN BARRA

CONMUTADOR DE LUCES

DE PATIO MANUAL O

AUTOMATICO

CONMUTADOR

AMPERMETRO DE SALIDA

REL DE PROTECCIN

DIFERENCIAL DE

TRANSFORMADOR DE

POTENCIA MULTILIM RS747

BORNERA DE PASO

Fig3.18. Tablero de Proteccin del Transformador de Potencia

El interruptor comprende un molde sobre el cual se montan las botellas al vaco y los

resortes, en un extremo del molde se encuentran puntos de pivote para el brazo del mando

trifsico y este a su vez, se encuentra conectado al actuador magntico ubicado en la cara

inferior del molde (Delta J.S.B, 2004).


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Seis bushing de goma moldeados en E.P.D.M (Caucho del Monomer del Diene del

Propylene del Etileno), estn montados en el tanque. Tres de los cules tienen integrados

transformadores de corrientes para fines de proteccin y medicin de corriente. Un accesorio

del tipo mamparo esta montado a un lado del tanque proporcionando una interfaz elctrica

hermtica al gas.

La manivela de accionamiento manual Trip/Lockout (disparo/bloqueo) est ubicado en

la cara inferior de la tapa del tanque. Se proporciona una mirilla para el indicador ON y

OFF.

Tabla3.2. Detalles de Placas Normas ANSI/IEEE C37.60 1981.

VOLTAJE MXIMO DEL

SISTEMAKVRMS 15 15 27

Tensin Nominal de Ensayo KVpico 110 110 125(150)

Frecuencia Hz 50/60 50/60 50/60

Corriente Nominal A 630 630 630

Corriente de Interrupcin Simtrica KA 6 12.5 12.5

Tensin a Frecuencia Industrial ( en

seco)KVrms

50 50 60

Tensin a Frecuencia Industrial

(Hmedo)KVrms

50 50 50

Presin del Gas para los valores

anterioresAtmosfrica

Presin del llenado del Gas SF6 Bar 0.3 0.3 0.3

Tensin de Control (Bateras de litio

MnO2 )V

72 90 90

Peso aproximado Kg 125 125 125Relacin de T.C de Proteccin 100/200/300 :1


67/103

54

3.9. INTERRUPTORES (DISYUNTORES)

Dispositivos de apertura /cierre de circuitos en condiciones normales o bajo fallas (sobre

corrientes o cortocircuitos), en cuyo caso actan automticamente en conjunto con rels de

protecciones y transformadores de medicin (Delta J.S.B, 2004).Los disyuntores se clasifican de acuerdo a la forma que extinguen el arco en:

Gran volumen de aceite.

Pequeo volumen de aceite.

Soplado magntico.

Hexafloruro de Azufre gs (SF6).

Vaco.

Figura 3.19. Interruptor de Potencia 34.5 kV

1 Proteccin Habilitada.

2 Falla Tierra Habilitada.

3 Remoto Habilitado.

4 Auxiliar 2.

5 Recorrido.

6 Lnea Activa Habilitada.

7 Reenganche Habilitado.

8 Auxiliar 1.

9 Auxiliar 3.10 Cerrado.

11 Conexin PC RS 232.

12 Alarma de Gas SF&

13 Pantalla de Sealizacin de

Mediciones de tensiones y

corrientes etc.

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13

Figura 3.20. Rel de Proteccin del Interruptor de 34.5 kV Tipo VISIORr


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3.10. PROTECCIN DE CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS (PARARRAYOS)

Cable de guarda este tipo de proteccin es muy usado en transmisin, en distribucin y

subtransmisin, es usado ocasionalmente. Puede estar constituido por el conductor neutro

(sistema trifsico de 4 hilos), si es colocado sobre los conductores de las fases, y si es aterrado

frecuentemente a los largo de la lnea.

Lo ms comn, es utilizar un conductor desnudo de Copperweld, Alumowell o acero (7

hilos. 37 o 50 mm), en el tope de la lnea, aterrado frecuentemente en el trayecto del circuito.

Cuando el cable de guarda es instalado apropiadamente (40 a 45 con respecto a la

vertical), intercepta cerca del 100% de las descargas atmosfricas. Ocasionalmente, Algunasdescarga directas al cable de guarda.

Los descargadores en las tres fases es considerada la forma ms idnea de proteger las

lneas y los equipos (transformadores, condensadores, etc.) no solo de descarga atmosfrica,

sino sobrevoltaje generados por malas maniobras de operacin, por fallas entres fase y tierra,

evitando arcos producidos por dichas sobre tensiones, en aisladores, conductores o

perforaciones de los aislamiento de los equipos.

Figura 3.21. Prtico de 13.8 kV S/E Villa Libertad


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PUESTA A TIERRA DELPARARRAYO PASA PRIMERO

POR EL CONTADOR

CONTADOR DE OPERACIONES

DE RAYOS

Figura3.22. Contador Asociado al Descargador S/E Santa Teresa

3.10.1. Tipos de descargadores: La industria elctrica ha utilizado a travs

tesis diseño de subestaciónes.desbloqueado

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