Guia 9 - Subestacion industrial

Laboratorio 9
Tema:
“Subestación
industrial”.
Facultad de Ingeniería.
Escuela de Ingeniería Eléctrica.
Asignatura “Diseño de
Instalaciones Eléctricas I ”.
I. OBJETIVOS.
1. Conocer DISPOSICIONES DE SEGURIDAD, durante visita demostrativa a subestación
energizada y en servicio de Ciudadela Don Bosco CDB.
2. Conocer las principales características de un transformador de distribución y de una
subestación industrial que se encuentran relacionadas con la instalación de campo.
3. Practicar las siguientes conexiones:
3.1 Monofásica sencilla.
3.2 Trifásica estrella –estrella.
3.3 Trifásica estrella-delta.
3.4 Estrella abierta –delta abierta.
4. Registro e interpretación de datos de placa de los transformadores.
5. Desarrollar investigación sobre aspectos de subestaciones industriales:
5.1. Comparación del registro de libramientos entre partes energizadas entre sí y de
partes energizadas a tierra, con relación a los reglamentarios.
5.2 Identificación del BIL de la subestación.
5.3 Investigación sobre aspectos relacionados con subestaciones.
II. INTRODUCCIÓN.
Con el fin de poner la potencia de la red de distribución en MT(46KV,23KV) al servicio del
usuario a voltajes de utilización industrial BT
(120VAC/240VAC;120VAC/208VAC;115VAC/230VAC) es una asociación de componentes
electromecánicos que propicia el enlace magnético de dos o más circuitos eléctricos a
diferente tensión.
Generalmente el nivel de mayor (media) tensión MT corresponde al sistema primario de
distribución, el nivel de baja tensión BT al secundario que es el voltaje nominal de
alimentación de las cargas de la instalación a suministrar potencia (motores , alumbrado
equipo informático y comunicaciones de la fábrica, hospital, institución…etc. ), ….
El alma de la subestación son los transformadores que reducen el voltaje primario a niveles
normalizados y seguros, a fin elevar la corriente requeridas por las cargas.
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En la localidad las tensiones nominales primarias de distribución para una subestación
industrial son: 46KV, 23KV, 13.2KV, 4.16KW;
Siendo las secundarias:
120VAC/240VAC;120VAC/208VAC;115VAC/230VAC;277VAC/480VAC…
Los aspectos de potencia de unas subestación constan de varios elementos:
-Equipo de transformación.
-Conductores
-Equipo de protección, conexión y desconexión.
-Medios de aislamiento.
-Equipo de conexión a tierra
-Equipo de medición y otros.
-Herrajes, soporte mecánicos y otros….
III. MATERIAL Y EQUIPO.
3.1 Para la visita demostrativa:
Subestación activa en servicio 3x167KVA;23KV;120VAC/280VAC
Cámara fotográfica y grabadora a portadas por cada grupo de estudiantes.
3.2Para los puntos desarrollados en el laboratorio:
No. Cantidad Descripción
1
3
Transformadores eléctricos de distribución
Cajas de herramientas con cangreja, Cinta aislante , equipo de
2 2
medición (tester)…
3 1lb
Alambre galvanizado nº 16
4 1lb
Alambre galvanizado nº 12.
5
Tabla 3.1
IV. PROCEDIMIENTO.
Precaución: El voltaje del primario es de 23KV. En todo momento
mantenerse a mas de 1M de distancia de los conductores primarios.
4.1 Durante la Visita a subestación en servicio, seguir estrictamente las indicaciones de
seguridad del docente.
4.2 Documentar la estructura, descripción y discusión mediante grabadora y Fotografías
(en la vistas frontal, lateral, ambas en elevación e isométrico) la subestación y discusión.
4.3 Identificar la conexión.
4.4 Evitando contacto físico directo con partes energizadas y con el tester ajustado a
700VAC, medir y registrar los voltajes en el lado secundario ( BAJA TENSIÓN) de la
subestación
4.5 Evitando contacto físico directo con partes energizadas (barras) y
con el tester
ajustado a 700VAC, medir y registrar los voltajes y elaborar los diagramas eléctricos unifilar
y multifilar del gabinete de potencia.
4.6 En el laboratorio: Descripción de las partes constitutivas y aspectos funcionales del
transformador de distribución y protecciones.
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GUÍA 9 Pág.
Indicación: Llenar la tabla correspondiente a cada uno de los dispositivos, transformadores,
(Fig.1 ), parrrayos (Fig 2) y cortacircuito (Fig 3), identificar sus partes y la función de cada
una de ellas.
1
10
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12
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1
2
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15
3
4
16
5
17
FIG.1 TRANSFORMADOR
DE DISTRIBUCION.
6
7
8
9
TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION UTILIZADO EN SUBESTACIONES
INDUSTRIALES EN MONTAJE AEREO O SUPERFICIAL.
Nº DE
PARTE
DENOMINACION
FUNCION
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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1
1
4
4
2
2
5
3
6
5
7
8
3
FIG.2 PARARRAYOS.
PARARRAYOS
DE
FIG.3 CORTACIRCUITO.
DISTRIBUCION
UTILIZADO
EN
SUBESTACIONES
INDUSTRIALES EN MONTAJE AEREO.
Nº DE
PARTE
DENOMINACION
FUNCION
1
2
3
4
5
CORTACIRCUITO DE DISTRIBUCION UTILIZADO EN SUBESTACIONES
INDUSTRIALES
INDUSTRIALES . MONTAJE AEREO.
Nº DE
PARTE
DENOMINACION
FUNCION
1
2
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3
4
5
6
7
8
4.3: Lectura y registro de placas de los transformadores.
4.2 Conexión de los transformadores en las siguientes configuraciones:
4.1 Monofásica sencilla de tensiones nominales
4.2 Trifásica estrella –estrella.
4.3 Trifásica estrella-delta.
4.4 Estrella abierta –delta abierta.
V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS.
En relación a visita a subestación en servicio activo:
5.1 Especificar la capacidad en KVA de la subestación visitada .
5.2 Especificar la capacidad en KVA de cada Transformador de la subestación visitada .
5.3 Cual es la configuración de la conexión de la subestación ?
Esquematizar la conexión en un diagrama.
5.4 Niveles de tensión primario y secundario de la subestación ?
5.5 Qué tipo de cargas son alimentadas desde esta subestación ?
5.5.1 Discutir sobre restricciones de acceso al recinto de la subestación,
5.5.2 Discutir sobre condiciones de humedad, ventilación del local y sobre señalizaciones
advirtiendo peligro;
5.5.3 Con el paso del tiempo, cambia de valor la resistencia de conexión a tierra ?
5.5.4 Mencionar al menos 4 factores fundamentales de los cuales depende la vida de los
transformadores.
En relación a transformadores del laboratorio.
5.6 Registro de placas del los transformadores del laboratorio y explicación de cada uno
de los siguientes datos.
5.6.1 Diagrama;
5.6.2 % de impedancia,
5.6.3 Aislamiento proveído por el aceite.
5.6 4 Qué es BIL. Cuáles factores determinan el BIL?
5.6.5 Cómo se debilita, degrada o restaura el BIL?
5.6.6. En los siguientes formatos de tabla 1 ANSI y Tabla 2 VDM DIM. colocar el diagrama
eléctrico en la celda correspondiente a cada conexión de transformadores.
Tabla 1. Simbología ANSI.
Conexión
ó
Configuración
Diagrama eléctrico
Niveles
de
voltaje
Nominal.
(KV
prim
/KVsec.)l
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1
2
3
4
Monofásica
sencilla
Estrellaestrella
Estrelladelta.
Estrella
abierta
–
delta
abierta.
Tabla 1. Simbología VDM DIM.
Conexión
ó
Configuración
1
2
3
4
Diagrama eléctrico
Niveles
de
voltaje
Nominal.
(KV
prim
/KVsec.)l
Monofásica
sencilla
Estrellaestrella
Estrelladelta.
Estrella
abierta
–
delta
abierta.
VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA.
6.1 Clasificación de subestaciones eléctricas industriales atendiendo a su localización, voltaje
y otros aspectos.
6.2 Establecer los criterios de selección de los siguientes dispositivos y aspectos:
6.2.1 Transformadores.
6.2.2 Protecciones contra sobre voltaje (pararrayos).
6.2.3 Protecciones contra sobre corriente (cortacircuitos y fusible).
6.2.4 La herramienta, criterios de selección, y el procedimiento seguro y adecuado para la
energización y desenergización (apertura y cierre de cortacircuitos) de subestaciones en
voltajes primarios de distribución
6.3 Valores normalizados de valor de resistencia de tierra. En función de la potencia
aparente de la subestación y la naturaleza de las cargas
6.4 Mantenimiento de subestaciones eléctricas industriales.
6.4.1 Tanque. Corrosión. Estanqueidad al agua
6.4.2 Valor de resistencia de tierra.
6.4.3 Rigidez dieléctrica del aceite,.
6.4.4 Bornes y conexiones .
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6.4.5 Protecciones.
6.5. Criterio para la selección de los conductores para los conexiones primarias.
6.6 Herrajes, superficie y sujeción mecánica.
6.7 Libramientos.
6.8 Humedad.
6.9 Expediente de cada máquina y dispositivo…. otros.
6.10 Cual es la relación del mantenimiento (poda, libramientos, humedad, aceite) con el BIL
de la subestación ?
6.11 ¿Cuál es la relación de las protecciones y la red de tierra con la vida útil de los
transformadores ?
6.12 Para fines de facturación mensual, cómo se verifica la medición de energía eléctrica
del lado de baja tensión en sistemas debajo de 600VAC?. Supóngase que son 103Amp. por
fase a 208VAC,3Φ.
Sistema monofásico?
Sistema trifásico?
VII. BIBLIOGRAFÍA.
Standard handbook of electrical engineering 15ed
http://www.mpsystemsa.com/
http://easymaint.net/SoftwareMantenimiento/
http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_electrica_y_electronica/mant
enimientosubestacionelectrica/
http://emcalinet.emcali.com.co/contratacion/publico/index.php?_a=archivo
s.descargar&idproceso=1510&idarchivo=577&
http://www.geindustrial.com/publibrary/checkout/Application%20and%20T
echnical%7Cguide%7CPDF
http://library.abb.com/global/scot/scot235.nsf/veritydisplay/2e7e3a2fbe4f6
bb0652572b400591a6c/$File/1VAG271501-DB_NCX_sp.pdf
http://www.siget.gob.sv/BusquedaPublica.aspx?sector=1&tipo=16&titulo=
e3&ordenado=0&dir=DESC#
http://portal.fciconnect.com/res/en/pdffiles/brochures/2007BurndyMasterCatalog.pdf
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