S.E.P. S.N.E.S.T. D.G.E.S.T.INSTITUTO TECNOLGICO del
istmoTEMA:2.8
ALUMNO:ALTAMIRANO ZARATE LUIS FELIPEHERNNDEZ MARN JAVE
ZABDIELLOPEZ LOPEZ FABIANLOPEZ RIOS GILBERTO
SEMESTRE:SEXTO SEMESTRE.
ESPECIALIDAD:INGENIERA ELCTRICA
MATERIA:INSTALACIONES ELECTRICAS INDUSTRIALES
ASESOR INTERNO:ING. RAFAEL MARTINEZ RUIZ
GRADO Y GRUPO6 L
H. CD. DE JUCHITN DE ZARAGOZA, MARZO DEL 2015. OAX.
ACOMETIDAS PRIMARIAS PARA SUBESTACIONES DE POTENCIAS
La acometida se debe construir con un tramo flojo de la
estructura de la compaa suministradora a la del usuario, las
acometidas areas no deben obstaculizar la continuacin de la lnea,
preferentemente se debe derivar a 90.
El calibre del conductor de la acometida que se instale ser, con
base a los calibres normalizados y adecuados para la capacidad de
la subestacin particular, cuando la corriente exceda los 10 amperes
se podr utilizar conectador para lnea con estribo en el punto de
conexin a la lnea de la compaa suministradora
Se debe instalar equipo de proteccin a partir del punto de
conexin a las instalaciones de la compaa suministradora
La conexin elctrica de las acometidas a las lneas de operacin
corresponde exclusivamente a la compaa suministradora.
Para el caso de las acometidas a las subestaciones con altura
mayor a la del poste, el ngulo mximo vertical de la acometida ser
de 30 .
SUBESTACIONES CON ARREGLO SENCILLO DE BARRAS.
Por su simplicidad, este arreglo es el ms econmico, pero carece
de los dos principales defectos, que son:
a) No es posible realizar el mantenimiento sin la interrupcin
del servicio.
b) No es posible una ampliacin de subestacin sin interrumpir el
servicio.
El nmero de circuitos que se vea afectado por cualquiera de las
razones anteriores, se puede reducir seccionando la barra, e
inclusive formando anillos.
Este arreglo tiene la limitante de que toda la subestacin queda
fuera de servicio cuando ocurre una falla en las barras
principales.
TIPOS DE CONFIGURACION.
BARRA SENCILLACONFIGURACION H.
BARRA SENCILLA.
Es la configuracin ms sencilla, por tanto la ms econmica. En
condiciones normales de operacin, todas las lneas y transformadores
estn conectados a un solo juego de barras. Con esta configuracin en
caso de operar alguna proteccin queda des energizada toda la
subestacin; para realizar el mantenimiento de algn elemento es
necesario des energizar parte de la subestacin.
BARRA SENCILLA PATRICIONADA.
Tiene la ventaja de que si se presenta alguna falla, puede
seguir funcionando la mitad de la subestacin. Esta configuracin
implica un seccionador ms, pero hace ms confiable el sistema.
ARREGLO DE BARRA RADIAL.
Representa el ms econmico en trminos de requerimientos del
equipo, ya que solo tiene un interruptor para cada terminacin de
lnea, sin ninguna previsin para alimentar una lnea de otra barra
dentro de la subestacin:Por lo tanto, su configuracin radial ofrece
la menor flexibilidad operativa. Se usa en subestaciones de
distribucin o de subtransmision.
ARREGLO DE BARRA DE TRANFERENCIA,
El arreglo con barra de transferencia puede tener algunos
variantes, en este tipo de arreglo cada lnea de transmisin est
conectada a la barra principal por medio de una cuchilla
desconcertadora.La barra o bus de transferencia est conectada a la
barra o bus principal por medio de un interruptor de transferencia.
El bus de transferencia sirve entones como una alternativa de
suministro para cualquiera de las lneas de transmisin. En
condiciones normales de operacin, el bus de transferencia y el bus
principal estn energizados.
Cuando es necesario retirar de servicio algunos de los
interruptores de lnea se pueden seguir el orden de desconexin que
se indica.
.-disparar o desconectar el interruptor de transferencia.
.-Se cierra el interruptor de bus de transferencia de la lnea
afectada
.-Se cierra el interruptor del bus de transferencia.
.-Se dispara o abre el interruptor de la lnea afectada
.- Se abre la cuchilla desconectadora para aislar el
interruptor.
ARREGLO INTERRUPTOR Y MEDIO
Este arreglo ofrece facilidad de mantenimiento, flexibilidad y
confiabilidad, ya que al perderse de una barra no se deja alimentar
la totalidad de la carga ni se pierden las fuentes de energa.
Toma su nombre del hecho de compartir un mismo interruptor dos
circuitos diferentes, adems, contando cada circuito de otro
interruptor exclusivo. Estas subestaciones tienen dos barras
principales energizadas permanente, siendo ms complejos los
arreglos de proteccin, control y medicin.
Se usa en subestaciones elctrica de la red de transmisin, en
voltajes de 220 kv, 230 kv o superiores. En este esquema de arreglo
de barras para subestaciones, hay dos barras o buses principales
con tres interruptores que conectan a las dos barras, las lneas de
transmisin terminan en un punto elctricamente entre cualquiera de
los dos interruptores.
El nombre de interruptor y medio viene probablemente del hecho
de que hay tres interruptores por cada dos lneas de transmisin, o
bien 1 interruptor por lnea
En algunas ocasiones, una subestacin puede estar diseada para un
arreglo de interruptor y medio y estar operada como un arreglo de
bus en anillo, dejando fuera dos de los interruptores
ARREGLO DOBLE BARRA, DOBLE INTERRUPTOR.
Sin duda este arreglo resulta la mejor opcin en cuanto a
flexibilidad y confiablidad se refiere, utilizndose en aquellos
casos en donde la continuidad es muy importante, tanto en
condiciones de falla como en mantenimiento. Su nombre se refiere a
que cada circuito cuenta con dos interruptores exclusivos
permanentemente energizados y conectados en barras distintas. En
este arreglo se tiene la duplicidad de equipo (interruptores,
cuchillas, transformadores de instrumentos, aisladores, barras,
etc.). Por lo tanto no requieren barra, ni equipos de transferencia
y su costo resulta muy alto, por lo que solo se recomienda en casos
muy especiales en los que se justifica una alta confiablidad.
ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UNA SUBESTACIN.
Transformador Interruptor de potencia Restaurador Cuchillas
fusible Cuchillas desconectadoras y cuchillas de prueba
Apartarrayos Tablero dplex de control Condensadores Transformadoras
de instrumento
TRANSFORMADOR:
Los transformadores son dispositivos electromagnticos estticos
que permiten partiendo de una tensin alterna conectada a su
entrada, obtener otra tensin alterna mayor o menor que la anterior
en la salida del transformador.
Permiten as proporcionar una tensin adecuada a las
caractersticas de los receptores. Tambin son fundamentales para el
transporte de energa elctrica a largas distancias a tensiones
altas, con mnimas perdidas y conductores de secciones moderadas. E
distribucin a tensiones entre 34.5 y 6.9 kV.
INTERRUPTOR DE POTENCIA
El interruptor de potencia es un dispositivo electromecnico cuya
funcin principal es la de conectar y desconectar circuitos
elctricos entre contactos separables bajo condiciones normales o de
falla. Los interruptores deben tener tambin la capacidad de
efectuar recierres, cuando sea una funcin requerida por el
sistema.
RESTAURADOR.
Elrestaurador elctricoes un equipo auto controlado, cuya
caracterstica principal es la de interrumpir sobrecorrientes de
rgimen transitorio y permanente, utilizando recierres rpidos y
lentos de acuerdo con las curvas de tiempo-corriente definidas en
el relevador, con la finalidad de llevar a cabo una coordinacin
adecuada con otros dispositivos ubicados en el mismo circuito areo.
Diseados para voltajes de 15kV, 27kV y 38Kv.
CUCHILLAS FUSIBLES
Este tipo de cuchillas abren al presentarse una sobrecorriente.
Este tipo de cuchillas tienen internamente un elemento fusible
calibrado para que con determinada corriente alcance su punto de
fusin e interrumpa el paso de la corriente elctrica a travs de l.
Para reestablecer es necesario reponer el elemento fusible a la
cuchilla y volver a conectar. Las cuchillas fusibles son por lo
general de operacin unipolar, en caso de fundirse nicamente una
fase, nicamente sta es repuesta y no necesariamente se tienen que
abrir las dems fases.
CUCHILLAS DESCONECTADORAS Y CUCHILLAS DE PRUEBA
Este tipo de cuchillas se encuentran sostenidas mecnicamente y
pueden operarse ya sea automtica o manualmente. Para reestablecer
basta con volverlas a conectar automticamente o bien, con ayuda de
una prtiga.
APARTARRAYOS.
Se denominan apartarrayos a los dispositivos destinados las
sobretensiones producidas por descargas atmosfricas, por maniobras
o por otras causas que en otro caso, se descargaran sobre
aisladores o perforaran el aislamiento. Ocasionando interrupciones
en el sistema elctrico.
ELEMENTOS SECUNDARIOS:
Cables de potencia
Cables de control
Alumbrado.
Estructura
Herrajes Equipo contra incendio Equipo de filtrado de aceite
Sistema de tierra Carrier Intercomunicacin. Trincheras, ductos,
conducto, drenajes. Cercas.
APARATOS DE CORTE.
Un aparato de corte es un aparato destinado a cortar o
establecer la continuidad de un circuito elctrico con o sin
carga.
Clasificacin.
La parte crucial para definir un aparato de corte es la
finalidad que desempea. Por ejemplo, funciona para dejar fuera una
parte del circuito de la red elctrica logrando as que dicha parte
se quede completamente sin carga o como medida de proteccin para
evitar la propagacin de una falla sobre toda la red. Cada aparato
de corte tiene un fin por lo que para su entendimiento.
CUCHILLAS.
1) Desconexin del interruptor principal. 2) Abrir la cuchilla
que se tiene contemplado 3) Colocacin del candado de seguridad en
el interruptor principal y cuchilla (siempre que sea posible), de
esta forma evitamos que otro operario involuntariamente conecte el
circuito. 4) Colocacin del cartel indicativo de avera elctrica,
mantenimiento o similar 5) Ahora se puede manipular la instalacin
afectada. Para el proceso de conexin, se procede de forma inversa.
Clasificacin de cuchillas 1) Por su operacin (con carga o sin
carga) 2) Por ser manuales o motorizadas 3) Por su forma de
desconexin
FUSIBLES.En una instalacin elctrica, los equipos elctricos
pueden ser daados debido a fallas en el sistema elctrico, como es
una sobrecorriente que es causado por sobrecargas o cortocircuito.
Para proteger dichos efectos se utilizan los fusibles que en s, son
dispositivos que evitan la propagacin de la anomala en la red
elctrica. Clasificacin. Existe una gran variedad de fusibles, los
cuales van acorde a su capacidad contina de conduccin de corriente.
Analizaremos los fusibles para sistemas arriba de 600 V. En
cualquiera categora de fusibles, la informacin que debe ser
proporcionada son: 1) Capacidad normal (contina) 2) Capacidad
anormal (de interrupcin).
A) FUSIBLES DE POTENCIA LIMITADORES DE CORRIENTE.
El fusible limitador de corriente est integrado por uno o ms
elementos de cintas metlicas perforadas o con determinada
configuracin dentro de un tubo aislante, resisten a grandes
presiones provocadas por las energas trmicas generadas durante el
arqueo.Las cintas metlicas (comnmente de plata o elementos
sensibles a la corriente) estn rodeadas ntimamente por arena slica
(Si02) o de cuarzo con la finalidad de extinguir el arco elctrico
producido por alguna falla y soportar la alta presin durante su
operacin.
FUNCIONAMIENTO:
Durante la operacin por corto circuito, con valores de corriente
comprendidos entre su rango limitador de corriente, el fusible
operar (romper) simultneamente en todas las zonas que se diseen
para esta finalidad (perforaciones o secciones transversales
reducidas) generando tensiones de arco, en cada una de estas
secciones reducidas, de aproximadamente 50 volts (plata) que al
reaccionar con la arena slica que lo rodea se forma fulguritas,
dando lugar a la insercin de una alta resistencia en un tiempo muy
pequeo, originando as la aparicin de una tensin de arco cuasi
instantnea a travs del fusible de magnitud apreciablemente mayor a
la tensin normal del sistema. Y puesto que la magnitud de
resistencia hmica del fusible, durante el arqueo y posterior a ste,
es muy grande, origina en el circuito elctrico un factor de
potencia cercano a la unidad (durante el tiempo que toma el fusible
para interrumpir la falla) y motiva a alcanzar a la tensin.
B) FUSIBLE TIPO DISTRIBUCIN PARA USO EN CORTOCIRCUITOS.
Se utilizan principalmente en redes de distribucin areas, su uso
en instalaciones industriales est limitado debido a la restriccin
de su aplicacin en instalaciones tipo interior. Se caracteriza
porque la mayora emplea un aislador de porcelana que soporta el
cartucho que contiene el elemento fusible.
INTERRUPTORES.
As como las cuchillas, los interruptores cumplen con la funcin
de conectar y desconectar un circuito; con la ventaja de que este
cambio se puede realizar con o sin carga. Los interruptores pueden
funcionar con corrientes, ya sea de naturaleza capacitiva (lneas en
vaco, maniobras con bancos de capacitores), resistiva o inductiva
(como lo son la mayora de las cargas). Y esto es cuando los equipos
estn energizados, como son: mquinas, aparatos, lneas areas o cables
ya sea en condiciones normales o en cortocircuito.
Un interruptor debe ser capaz de cortar desde corrientes dbiles
capacitivas o inductivas hasta elevadas corrientes de
cortocircuitos, y por ende, extinguir los potentes arcos elctricos
resultantes.
El interruptor es junto con el transformador, el dispositivo ms
importante de una subestacin debido a que su comportamiento
determina el nivel de confiabilidad que se puede tener en un
sistema elctrico de potencia. El interruptor est formado por tres
partes principales:
a) Parte activa. Constituida por las cmaras de extincin que
soportan los contactos fijos y el mecanismo de operacin que soporta
los contactos mviles. b) Parte pasiva. La cual desarrolla las
funciones siguientes: - Protege elctrica y mecnicamente el
interruptor. - Ofrece puntos para el levantamiento y transporte del
interruptor as como espacio para la instalacin de los accesorios. -
Soporta los recipientes de aceite, si los hay y el gabinete de
control
INTERRUPTORES EN AIRE.
Existen dos tipos de interruptores de aire, los de soplo de aire
y los de aire comprimido, en ambos casos como su nombre lo indica,
interrumpen solo con aire entre sus contactos, es decir el arco se
disipa por enfriamiento en las placas cermicas, se pueden usar en
instalaciones al exterior siempre y cuando se instalen en casetas a
prueba de intemperie y de lo que conlleva (polvo, lluvia,
etc.).
Los interruptores de soplo de aire, tienen una forma de
extinguir el arco mediante la utilizacin de energa exterior para
soplar y apagarlo. Todos estos interruptores siguen el principio de
separar sus contactos en una corriente de aire que se establece al
abrir una vlvula de soplado. Entre sus ventajas encontramos las
siguientes:
- No implican peligro de explosin ni de incendio. - Su operacin
es muy rpida. - Son adecuados para el cierre rpido. - Su capacidad
de interrupcin es muy alta. - La apertura de las lneas de
transmisin sin carga o la de sistemas altamente capacitivos, no
representa mucha dificultad. - Se tiene fcil acceso a sus
contactos.
Los interruptores de aire comprimido se pueden usar tanto para
exteriores como para interiores, pero los mecanismos del
interruptor deben estar instalados en una caseta a prueba de
intemperie.
INTERRUPTORES EN VACO.
Los mejores aisladores de electricidad o dielctricos son
aquellos materiales que presentan la mayor separacin entre
electrones libres y as el menor nmero de estos. Debido a su
naturaleza, el vaco constituye una ausencia de cualquier sustancia,
la alta rigidez dielctrica que presenta (es el aislante perfecto)
ofrece una excelente alternativa para apagar en forma efectiva el
arco. Este tipo de interruptores tienen principalmente aplicacin en
voltajes medios hasta 35kV, aunque existen tambin para alta
tensiones de hasta 70kV.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS.
Es un interruptor muy compacto. - Prcticamente no necesita
mantenimiento debido al poco esfuerzo que realizan las partes en
movimiento, adems de que no es necesaria la lubricacin bajo
condiciones normales de operacin. - Tiene una larga vida de
operacin, dependiendo del fabricante, algunos ofrecen ms de 30,000
interrupciones a corriente nominal. O hasta 20 aos de operacin - Es
difcil mantener un buen vaco debido al arqueo y desgasificacin de
los electrodos metlicos. - Durante el arqueo se produce una ligera
emisin de rayos X. - Aparecen sobretensiones, sobre todo en
circuitos inductivos. - Tienen la limitacin de trabajar bsicamente
para media tensin alcanzando mrgenes de hasta 34.5kV, despejando
corrientes de aproximadamente 45kA. Es difcil utilizarlo en alta
tensin por la dificultad que representa el conectar varias cmaras o
unidades en serie.
INTERRUPTORES EN ACEITE.
Eeste tipo de interruptores trabajan por medio de flujos de
aceite como medio de extincin del arco, y se utiliza la energa
propia del mismo para generar dichos flujos, para fracturar las
molculas de aceite y producir gas hidrogeno, ste se usa para
adelgazar, enfriar y comprimir el plasma del arco lo que provoca
que se desionice y genere un proceso de auto extincin. Aunque los
contactos del interruptor estn inmersos en aceite, la presencia del
arco se da durante la separacin de los contactos.